Brevet FR2026837A1 — publié le 19700925

XI est courant dans la technique classique de la fabrication des automobiles d'utiliser des mécanismes de suspension arrière du type à bras et à ressorts hélicoïdaux. Habituellement, ces mécanismes de suspension comprennent deux bras inférieurs qui sont orien-5 tés vers l'avant et légèrement vers l'intérieur, ou bien qui sont parallèles, et un ou deux bras supérieurs qui relient le carter d'- • essieu au châssis du véhicule. Avec ce mécanisme de suspension, il est généralement prévu une barre "Panhard" pour maîtriser les déplacements latéraux. Cette barre est articulée par une extrémité 10 du châssis et se prolonge latéralement jusqu'à une articulation sur le carter d'essieu. La suspension élastique du châssis est assurée par des ressorts hélicoïdaux interposés entre ce châssis et le carter d'essieu. Les suspensions de ce type présentent divers avantages, dont 15 le principal est son aptitude à donner un roulement d'une douceur qui peut être déterminée à volonté. Toutefois, en raison du nombre des éléments constitutifs, les mécanismes de suspension de ce type sont relativement coûteux à fabriquer et à assembler. Le grand nombre des éléments aggrave la complexité de l'adaptation mutuelle des 20 différents éléments de l'ensemble, pour l'obtention des meilleures performances. C'est pourquoi, compte tenu de l'état de la technique, un but de l'invention est de réaliser un mécanisme de suspension arrière capable de performances supérieures, pour un véhicule automobile 25 et qui soit particulièrement caractérisé par sa simplicité et son économie de fabrication. Dans la forme de réalisation de la présente invention qui est actuellement préférée, un mécanisme de suspension arrière comprend un carter d'essieu rigide qui relie.entre elles deux roues motrices. 30 Deux bras de suspension inférieurs sont reliés par leurs extrémités arrière à des ferrures du carter d'essieu et par leurs extrémités avant au châssis du véhicule. Les bras de suspension divergent vers l'avant. Une barre stabilisatrice d'une seule pièce s'étend dans la direction générale transversale du véhicule et sa partie 35 centrale est montée oscillante sur le châssis du véhicule. Les extrémités de cette barre divergent vers l'arrière et sont fixées à des ferrures du carter d'essieu. En outre, les extrémités divergentes de la barre stabilisatrice sont inclinées vers l'avant et vers le bas, vues en élévation de côté. Des ressorts hélicoïdaux et des ^0 amortisseurs sont interposés entre le carter d'essieu et le châssis 69 38354 2. 2026837 du véhicule. La barre stabilisatrice d'une-seule pièce, en combinaison a-vec les bras inférieurs obliques, assure les diverses fonctions consistant à modérer ou bloquer lés déplacements latéraux de la -5 caisse du-véhicule, le roulis de la caisse et la contre—rotation du carter d'essieu'pendant les accélérations et freinages. La pente des extrémités de la barre, vues en élévation, assure également en combinaison avec les bras de suspension infériéurs7~ie-grand a— vantage de donner un centre de roulis bas. •• 10 La légère élasticité des diverses bagues en-caoutchouc qui " relient la barre stabilisatrice et les bras de suspension inférieurs au châssis du véhicule et au carter d'essieu*donne uiie souplesse latérale limitée, c'est-à-dire un déplacement latéral limité de la caisse par rapport à l'essieu arrière. Etant" donné que 15 les bras "de suspension inférieurs divergent vers 1 '.avant, -JLèl.déplacement latéral de la caisse résultant de la force centrifuge qui . se manifeste pendant les virages oblige le carter d'essieu à se mettre en biais dans le sens sous-vireur, qui contribue à donner aux véhicules équipés du mécanisme de suspension suivant l'inven-20 tion des caractéristiques de tenue de route supérieures. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : ' - la Fig. 1 est une vue de dessus d'un mécanisme de suspen- 25 sion arrière pour véhicule automobile construit suivant. 1 ' invention - la Fig. 2 est une vue en élévation de côté, en partie en coupe, du mécanisme de suspension arrière de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une vue en élévation arrière du mécanisme de suspension de la Fig. 1; - .• 30 - la Fig. k est une vue en coupe suivant la ligne de coupe k-h de la Fig. 1. • ' ■ - - , " "Le dessin représente un mécanisme de suspension arrière pour véhiculé automobile construit suivant la forme.préférée de réalisation de l'invention.■ 35 Sur la Fig. 1, un châssis 10 qui sert d'appui à la caisse d' un véhicule comprend des longerons droit et gauche, 12 et 14 respectivement. Les longerons -12' et'14 sont reliés entre eux par une traverse 16. Les■éléments non;suspendus >de- l'ensemble représenté à : la Fig; 1 'Comprennent une roue: gauche•; 1-8 et une roue droite 20, qui kO sont- montées rotatives^ aux extrémités--extérieures-d.'.un .carter d'—~ . 69 38354 2026837 essieu rigide 22. Le carter d'essieu 22 comprend un carter de différentiel 24. Le différentiel contenu .dans le carter 2 4 reçoit son mouvement du moteur du véhicule et le transmet, par l'intermédiaire de demi-arbres (non représentés) contenus dans le carter d'es— 5 sieu 22, aux roues 18 et 20. De nouveaux moyens de suspension sont prévus suivant l'invention pour relier le carter d'essieu 22 âu châssis 10 du véhicule. Ces moyens de suspension comprennent un bras inférieur gauche -26 et un bras inférieur droit 28 dont les extrémités avant sont re— 10 liées aux longerons 12 et 14 du châssis tandis que leurs extrémités . arrière sont reliées à des ferrures 30 et 32 soudées au carter d'essieu 22. • ' On remarquera sur la Fig. 1 que les bras de suspension 26 et 28 sont obliques vers l'avant et vers l'extérieur, c'est-à-dire 15 divergent vers 1'avant. Les longerons 12 et 14 comprennent des parties obliques 3h et 36 qui sont à peu près parallèles aux directions de divergence des bras de suspension 26 et 28. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. k, la partie 3k du longeron a une section en U. Le bras de suspension 26 est monté dans la partie 34 du lpn-20 geron et il est articulé sur cet ta partie au moyen d'un manchon de caoutchouc 37 et d'un boulon 38 formant axe. Le bras 26 Drésente deux trous alignés et le manchon de caoutchouc 37 est fixé dans les trous par emmanchement à la presse. Le boulon formant axe traverse les flancs de la partie 3k du châssis et le centre du manchon de 25 caoutchouc 37• Le bras de suspension inférieur droit 26 est relié à la partie 3'J du châssis par un manchon élastique 39 et par un boulon 40 formant axe d'articulation. La construction est analogue à celle représentée sur la Fig. 4» . " 30 Les extrémités arx"ière des bras- 26, 28 .sont .reliées aux ferrures 30-et-32. du carter d'essieu au mo3ren de boulons 42 et 44 formant D.xes d'articulation,, qui .sont enfilés dans des manchons df> caoutchouc fixés aux extrémités des bras. .La -construction .des articu--lations aux, extrémités arrière Mies, feras :26.-et; 28 est analogue; h ta 35 construction représentée sur la Fi/;. 4., . .... s v:..t ■ Cn' •'resiairquo-rfr. dans :la; vue en-élévation de la .Fi.'r- .2..que le "longéroiï-" 12"'comprend une-Kpa.rtie. surélevée., en arceau 45, qui passe >r 69 38354 4. 2026837 de rebondissement autour du boulon^S formant axe sans entrer en contact avec le longeron 12. Une barre stabilisatrice 46 d'une seule pièce comprend une partie centrale transversale 48 qui est tourillonnée par ses ex-5 trémités de gauche et de droite dans des supports en caoutchouc 50 et 52. Ainsi qu'on le voit sur la Fig. 2, le support 50 comprend un élément de caoutchouc 54 qui entoure la barre 46 à l'extrémité de gauche de la partie transversale" 48. Un élément en U 56 maintient le caoutchouc en position et est fixé à la traverse 16 du 10 châssis, au moyen de boulons 58 et 60. Bien qu'on ne l'ait pas représenté en détails, la construction du support 52, à l'extrémité de droite de la partie centrale 48 de la barre, est identique à la construction du support 50 représenté sur la Fig. 2. La barre stabilisatrice 46 comporte des parties 62 et 63 qui 15 sont d'une seule pièce avec la barre et qui constituent des bras de suspension supérieurs et divergent vers l'arrière. Les extrémités 64 et 65 des parties 62 et 63 de la barre stabilisatrice sont reliées à des ferrures 66 et 67 qui sont elles-mêmes soudées aux extrémités extérieures de gauche et de droite respectivement du 20 carter d'essieu 22. Les extrémités 64, 65 de la barre sont filetées pour permettre de les fixer aux ferrures 66, 67 du carter d'essieu, par des montages 68, 69 du type à baïonnette. Pour l'extrémité gauche 64 de la barre, le dispositif d'assemblage 68 comprend des rondelles épaisses en caoutchouc 70 et 71 qui 25 entourent l'extrémité filetée; Les rondelles 70 et 71 sont placées de part et d'autre de l'âme 72 de la ferrure 66 du carter d'essieu. Des rondelles 73 et 74 sont montées contre les rondelles de caoutchouc 70 et 71 et tous ces éléments sont mis en compression par des écrous 75 et 76 qui sont vissés sur l'extrémité 64 de la barre 30 46. Le montage à baïonnette 69 qui relie l'extrémité de droite 65 de la barre à la ferrure 67 de l'essieu est de construction analogue. Dans la forme de construction préférée de la présente invention, les supports élastiques 50, 52 qui relient la barre 46 au 35 châssis 10 et les liaisons élastiques 68 et 69 qui fixent les extrémités 64, 65 de la barre aux ferrures 66, 67 du .carter d'essieu, ont une caractéristique élastique inférieure à celle des bagues de caoutchouc 37, 39 qui relient les bras 26, 28 au châssis 10 et à celle des bagues élastiques qui relient les bras 26, 28 aux ferru-40 res 3°, 32 du carter d'essieu. 69 38354 5. 2026837 Une ferrure 82 est soudée au carter d'essieu 22 et forme un organe d'appui Inférieur pour un ressort hélicoïdal de gauche 83. Un appui de ressort supérieur 84 est soudé à la traverse 16 dans la région de l'arceau 45 du châssis. L'extrémité supérieure 5 du ressort hélicoïdal 83 est appuyée contre la plaque 84. De même, tin ressort hélicoïdal de droite 85 est interposé entre une ferrure 86 du carter d'essieu et une ferrure 87 au châssis. Des amortisseurs gauche 90 et droit 91 sont prévus pour amortir les déplacements relatifs entre le châssis 10 et l'essieu 22. 10 La ferrure 66 comprend une partie pendante 88 à laquelle est fixée l'extrémité inférieure d'un amortisseur hydraulique 90. Un axe en porte-à-faux 92 traverse un oeil 9k situé à l'extrémité inférieure de l'amortisseur 90 et a pour fonction de fixer l'oeil pk à la partie 88 de la ferrure. L'extrémité supérieure de l'amortisseur 90 15 est fixéë à la ferrure 84 qui forme l'appui supérieur du ressort par ûh montage du type à baïonnette désigné dans son ensemble par la référence 96. L'amortisseur droit 91 est interposé entre la ferrure 87 du châssis et la ferrure 67 du carter d'essieu de la même façon. 20 Pour un véhicule fabriqué en série, un mécanisme de suspension suivant l'invention présente plusieurs avantages distincts. Du fait qaela barre stabilisatrice 46 assure plusieurs fonctions, la suspension est d'une construction peu compliquée. La suspension a donc un prix de revient des pièces pins faible et un prix de revient 25 d'assemblage d'autant plus faible. En dehors de permettre de réaliser des économies, la suspension du type représenté sur le dessin possède des performances supérieures. Le fait de disposer les extrémités 62 et 63 de la barre divergeant vers l'arrière, comme représenté sur la Fig. 1, en com-30 binaison avec la divergence vers l'avant des bras inférieurs de suspension 26 et 28, donne à la suspension une grande stabilité latérale. Cet agencement élimine la nécessité d'utiliser une barre Panhard pour maintenir la position latérale du carter d'essieu. La disposition croisée des bras inférieurs 26, 28 et des bras 35 supérieurs 62, 63 assure la rigidité latérale. Ceci résulte d'un examen des axes longitudinaux de ces bras, tels qu'ils apparaissent sur la vue en plan (Fig. l). L'axe longitudinal effectif du bras de suspension supérieur 62 venu de matière avec la barre stabilisatrice est indiqué sur le dessin par l'axe A, qui passe par 40 le centre de la fixation à baïonnette 68 et du support 52. L'axe B 69 38354 2026837 passe par le centre des fixations 69 et 52 et forme l'axe longitudinal effectif du bras supérieur 63* Les axes longitudinaux des bras 26 et 28 sont indiqués par les lettres de référence C et D respectivement. Dans une forme de. réalisation de l'invention, 1'-5 angle formé entre- les axes A et Ç de même qu'entre les axes B et D considéré sur la vue de dessus de la Fig. 1, était de 60° pour donner le réglage voulu de la stabilité latérale. Toutefois, les parties 62 et 63 de la barre,.en combinaison avec les. diverses bagues de caoutchouc et fixations à éléments de 10 caoutchouc qui sont utilisées dans le mécanisme de suspension, donnent une légère souplesse latérale, c'est-à-dire permettent un léger déplacement latéral du châssis 10 du véhicule, (et de la caisse portée par ce châssis) par rapport au carter d'essieu 22 pendant les virages. 15 Lorsque la caisse et le châssis 10 se déplacent latéralement, les bras de suspension inférieurs 26 et 28 étant inclinés vers l'avant et vers l'extérieur, tendent, à mettre le carter d'essieu 22 en biais de telle façon que les. roues 18 et 20 prennent une attitude de léger braquage dans le sens sous-vireur. Les bras supérieurs 20 62 et 63» étant inclinés vers l'arrière et vers l'extérieur, tendent à faire prendre à l'essieu une attitude de léger braquage sur-vireur en réponse à ce même mouvement latéral de la caisse. Etant donné que les bras inférieurs 26 et 28 sont reliés au carter d'essieu 22 et au châssis 10 par des bagues élastiques qui ont une ca-25 ractéristique élastique supérieure^ à celle du caoutchouc qui relie la barre 46 à ces mêmes éléments, la géométrie due aux bras inférieurs 26, 28 pré.domine et le carter d'essieu 22 prend une obliquité sous-vireuse en réponse à la force latérale qui s'exerce sur la caisse. Il est reconnu que cette caractéristique de braquage sous-30 vireur en réponse.aux poussées latérales est une caractéristique avantageuse pour un mécanisme de suspension et qu'elle accroît la stabilité du véhicule en virage. Le déplacement latéral et le braquage qui résultent de la force centrifuge sont déterminés, dans la suspension suivant l'inven-35 tion, par trois paramètres principaux : (1) la caractéristique é-lastique des bagues qui relient les divers bras de suspension au châssis et au carter d'essieu; (2) 1'écartement* des bras de suspension; (3) la géométrie ou disposition angulaire ? des bras, en plan, Dans la forme de réalisation de l'invention qui a été mentionnée 40 plus haut, la caisse a un module élastique de déplacement latéral 69 38354 7. 2026837 de 540 à 720 kilogrammes par centimètre. Lorsqu'un véhicule de ce type exécute un virage serré, le déplacement latéral est de l'ordre de 0,6 à 1,3 centimètre. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. 2, le carter d'essieu 22 5 est bloqué en rotation autour de son axe pendant l'accélération et le freinage par la combinaison des parties 62 et 63 de la barre stabilisatrice 46 qui forment les bras supérieurs, et des bras inférieurs 26 et 28. Les bras supérieurs 62 et 63 sont inclinés vers l'avant et 10 vers le bas, considérés dans une vue de côté (Fig. 2) pour donner naissance à des forces qui s'opposent à l'écrasement de l'arrière pendant l'accélération et à des forces qui s'opposent au soulèvement de l'arrière pendant le freinage. Cette construction donne également un centre de roulis avantageusement bas. 15 La géométrie des éléments de la suspension détermine la posi tion du centre de roulis. Dans le mécanisme de suspension représenté sur le dessin, l'axe de roulis E passe par le point X qui est l'intersection des axes A et B des bras de suspension supérieurs 62 et 63 et par le point Y qui est l'intersection des axes C et D 20 des bras inférieurs 26 et 28. Le centre de roulis est représenté par le point Z qui se trouve sur l'axe de roulis E, à l'endroit où cet axe coupe le centre du carter d'essieu 22, dans une vue en plan (Fig. 1). Ainsi qu'on l'a indiqué sur la Fig. 3> le centre de roulis (point Z) est relativement bas pour un mécanisme de suspen-25 sion du type à bras. Le niveau bas du centre de roulis, en combinaison avec la barre 46, augmente la stabilité.du véhicule en virage. La barre 46 joue le rôle d'un stabilisateur et constitue le principal moyen pour régler le roulis de la caisse. Le rôle principal de modération du roulis n'est pas confié aux ressorts 83 et 85. 30 Ces ressorts peuvent donc avoir éventuellement une caractéristique élastique relativement faible pour donner un roulement doux. Dans les suspensions du type à bras et de construction classique, la rigidité en roulis dépend uniquement de la position des ressorts hélicoïdaux et de leur caractéristique élastique. 35 En conclusion, le mécanisme de suspension pour véhicule auto mobile suivant l'invention est caractérisé par la simplicité de sa construction et l'économie de sa fabrication. La barre stabilisatrice supérieure joue le rôle de barre anti-roulis. En combinaison avec les bras inférieurs, elle se comporte comme un moyen capable 40 de modérer le déplacement latéral de la caisse et capable d'empê 69 38354 8. 2026837 cher la rotation de l'essieu pendant l'accélération. En "outre, la construction du mécanisme de suspension, y compris l'agencement de ses éléments, donne de la souplesse latérale avec braquage sous-vireur sous l'effet d'une poussée latérale. 69 38354 9- 2026837 - REVENDICATIONS. - 1 — Mécanisme de suspension pour véhicule comprenant un ensemble porteur de la caisse, deux roues, un carter d'essieu rigide supportant à rotation lesdites roues, des moyens de suspension qui 5 relient l'ensemble porteur de la caisse audit carter d'essieu, ce mécanisme de suspension étant caractérisé en ce que les moyens de suspension comprennent des premiers moyens de positionnement des roues, interposés entre le carter d'essieu et l'ensemble porteur, des articulations élastiques qui rëlient les premiers moyens de 10 positionnement des roues au carter d'essieu et à l'ensemble porteur, les premiers moyens de positionnement des roues divergeant vers l'avant; des deuxièmes moyens de positionnement des roues, interposés entre le carter d'essieu et l'ensemble porteur, ces deuxièmes moyens de positionnement des roues divergeant vers l'arrière, et 15 des deuxièmes moyens élastiques qui relient les deuxièmes moyens de positionnement des roues au carter d'essieu et à l'ensemble porteur. 2 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens élastiques ont une élasticité 20 supérieure à celle des premiers moyens élastiques. 3 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de positionnement des roues comprennent : une barre stabilisatrice d'une seule pièce qui comporte des bras de suspension venus de matière et qui est interpo- 25 sée entre le carter d'essieu et l'ensemble porteur. 4 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens élastiques ont une élasticité latérale supérieure à celle des premiers moyens élastiques, et en ce que les deuxièmes moyens de positionnement des roues comprennent 30 une barre stabilisatrice en une seule pièce comportant des bras de suspension venus de matière et qui est interposée entre le carter d'essieu et l'ensemble porteur. 5 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens élastiques ont une élasticité 35 supérieure à celle des premiers moyens élastiques, et en ce que les deuxièmes moyens de positionnement des roues comprennent une barre stabilisatrice en une seule pièce comportant des bras de suspension venus de matière et qui est interposée entre le carter d'essieu et l'ensemble porteur, lesdits bras de suspension venus de ma- 40 tière étant inclinés vers le bas et vers l'avant, si on les consi- 69 38354 '10. .2026837 dcre dans une vue de côté. 6 - Mécanisme de suspension pour véhicule comprenant un ensemble porteur de la caisse, deux roues, un carter d'essieu rigide supportant à rotation les roues, des moyens de suspension qui re— 5 lient l'ensemble porteur au carter^d1 essieu, ce mécanisme étant caractérisé en ce que lesdits moyens de suspension comprennent deux bras de suspension inférieurs, des premiers moyens d'articulation élastiques qui relient les bras à l1 ensemble porteur .et. au carter d'essieu, ces bras divergeant vers l'avant, une barre stabilisatrx-10 ce ayant une partie centrale transversale et comportant des bras de suspension venus de matière et des deuxièmes moyens d'articulation élastiques qui relient la barre stabilisatrice à 1'ensemble porteur et au carter d'essieu, lesdits bras venus de matière divergeant vers l'arrière. 15 7 - Mécanisme de suspension suivant: la revendication 6r. carac térisé en ce que les deuxièmes moyens d'articulation élastiques ont une élasticité latérale supérieure à celle des premiers moyens d'articulation élastiques.. 8 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 6, carac-20 térisé en ce que les bras de la barre sont inclinés vers le bas et vers l'avant, si on les considère dans une vue en élévation de côté 9 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens • d'articulation élastiques ont une élasticité supérieure à celle des premiers moyens d'articula- 25 tion élastiques, et en ce que les bras de la barre sont inclinés vers le bas et vers l'avant, si on les considère dans une vue en élévation de côté. 10 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble porteur comprend des longerons respec-30 tivement gauche et droit, ces longerons comprenant des parties a— gencées parallèlement aux bras de suspension inférieurs, chacun de ces longerons comportant des flancs verticaux espacés, les extrémités avant des bras de suspension inférieurs étant disposées à l'intérieur desdites partiesdes longerons et entre lesdits flancs, 35 lesdits premiers moyens d'articulation élastiques comprenant des moyens qui relient les flancs aux extrémités des bras de suspension .11 - Mécanisme de suspension suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens élastiques ont une élasticité supérieure à celle des premiers moyens élastiques, en ce que les 40 bras de la barre sont inclinés vers le bas. et vers l'avant, si on 69 38354 2026837 les considère dans une vue en élévation de côté, l'ensemble porteur comprenant des longerons respectivement gauche et droit, ces longerons comprenant des parties agencées parallèlement aux bras de suspension inférieurs, chacune desdites parties des longerons compre— 5 nant des flancs verticaux espacés, les extrémités avant des bras de suspension inférieurs étant disposées à l'intérieur desdites parties des longerons et entre lesdits flancs, lesdits premiers moyens d'articulation élastiques comprenant des moyens qui relient les flancs des longerons aux extrémités, des bras de suspension. 10 12 - Mécanisme de suspension pour véhicule comprenant un en semble porteur de la caisse, deux roues, un carter d'essieu rigide supportant les roues à rotation, des moyens de suspension qui relient l'ensemble porteur au carter d'essieu, ce mécanisme de suspension étant caractérisé en ce que.les moyens de suspension com— 15 prennent deux bras de suspension dont les extrémités arrière sont articulées sur le carter d'essieu, ces bras divergeant vers l'avant, l'ensemble porteur comprenant un longeron gauche et un longeron droit qui comprennent des parties agencées parallèlement aux bras de suspension, ces parties comportant des flancs espacés, les ex-20 trémités avant des bras de suspension étant disposées à l'intérieur desdites parties des longerons et entre lesdits flancs, des moyens d'articulation reliant lesdits flancs aux bras de suspension.