Brevet FR2392839A1 — publié le 19781229

La présente invention, dûe à la collaboration de Monsieur HFNRI-CStRLES GALLES, a trait à une structure de train arrière à roues indépendantes pour véhicules automobiles. Un problème que l'on rencontre fréquemment au niveau de la mise au point des suspensions réside dans le filtrage des bruits de roulement. La transmission de ceux-ci à la caisse s'effectue au niveau de certains points que lton pourrait équiper de blocs d'élastomères, mais lton se heurte à deux nécessités contradictoires - L'utilisation d'un élastomère souple, qui permet un bon filtrage des vibrations . Cependant, un tel matériau est parfois incompatible avec le niveau des contraintes locales importantes dont il serait le siège, qui entrainerait des déformationrs de la géométrie du train inacceptables. Par ailleurs, dans le cas de la liaison de l'amortisseur, l'utilisation d'un bloc d'élastomère souple empêcherait les vibrations de faible amplitude de parvenir jusqu'à l'amortisseur. De ce fait, ce dernier ne pourrait jouer sont rôle et le bloc d'élastomère seul entrerait en ligne de compte, avec pour inconvénient des battements de roues non amortis - D'autre part, un bloc d'élastomère plus dur ne présente rait pas les inconvénients ci-dessus, mais les bruits de roulement seraient acheminés à la caisse avec une trop forte intensité. La presente invention a pour but de lever l'alternative précédente avec les inconvénients qui en découlent, et se rapporte à un ensemble permettant de diffuser les efforts incidents en provenance des roues, à la structure, en des points ourle niveau des efforts permet le filtrage des bruits de roulement sans altérer l'amortissement ni le guidage du plan de roue. Le train selon l'invention sera décrit à titre d'exemples non limitatifs au regard des figures 1 à 10 ci-jointes qui représentent respectivement La figure 1, une vue en perspective de face du train selon l'invention. La figure 2, une coupe selon un-plan.horizontal passant par labarng de torsion La figure 3, une coupe selon un plan vertical d'une attache du train à la structure du véhicule. Les figures 4 et 6, des vues en perspective d'une première variante de l'invention, respectivement vues de l'arrière et de face. La figure 5, une coupe selon un plan vertical de la pièce de liaison de l'élément de suspension à la caisse, au niveau d'une attache. Les figures 7 et 8, une vue en perspective respectivement de derrière et de face d'une seconde variante de l'invention. La figure 9, une coupe d'une attache verticale de cette variante. La figure 10, une coupe d'une attache horizontale de la même variante, suivant un plan vertical. Selon la première réalisation de l'invention, visible aux figures 1 à 3, le bras de roue tiré 1 comporte à l'une de ses extrèmités le porte-fusée 2 et å son autre extrèmitq prolongement transversal tumulaire 3 qui est traversé par une barre de torsion 4. Le prolongement tubulaire 3 comporte à la périphérie de son extrèmité extérieure un palier en élastomère 5 qui lui est adhérisé par sa face interne; sa face externe l'est également à la paroi interne de l'extrèmité d'un boitier 6 dont l'autre extrèmité sert d'ancrage à la barre de torsion 4. L'extremité intérieure du prolongement tubulaire 3 est liée rigidement à l'élément tubulaire 7 qui peut osciller grâ- ce à un flexible fixé à la caisse par un support rigide; elle est traversée par la barre de torsion 4, dont l'extrèmité non figurée est ancrée sur le tube 7. La-périphérie du boitier d'ancrage de la barre de torsion 6 est solidariséeà la base d'un élément porteur 8, dont la partie supérieure ouverte en U comporte un prolongement 9 de l'une de ses branches et dont la partie inférieure est fermée par une bague qui s'adapte à la forme du boitier 6. Un amortisseur 10 est fixé, avec une certaine latitude de mouvement permettant son fonctionnement, par l'une de ses extrèmités au niveau du porte-fusée 2 et par l'autre entre les branches du tu de l'élément porteur 8. il constitue ainsi un blcc de suspension très intégré et facile à monter en chaine, puis qll'il supporte le bras de roue 1, la barre de torsion 4 et l'amortisseur 70, Cet ensemble est fixé à la caisse en deux points - par l'extrèmité libre du prolongement 9 de l'élément porteur8 suivant l'axe AB, au moyen d'un bloc d'élastomère il adhérisé à sa périphérie aux rebords d'une ouverture de forme cor respondante aménagée à ladite extrémité, ainsi outà un axe 12 qui le traverse en son centre et qui est boulonné/la structure porteuse du véhicule. - au moyen de trois tampons d'élastomère 13-14-15, autori santun mouvement vertical d'une amplitude déterminée de ltélément porteur selon z, mais seula de très faibles déplacements selon x et y. Comme on peut le voir aux figures 1 et 2, les tampons 13 14 ont une section selon un plan horizontal en V, et sont adhérisés à des éléments internes 1 6 et externes 17 en tale de forme corres pondante, respectivement solidarisés à la base en forme,de bague de l'élément portur 8 et à une pièce de liaison 18 qui est boulons née à un longeron 19 de la caisse. La figure 3 montre en détail la disposition du tampon supérieur 15. il est essentiellement en forme de poulie dont la gorge est engagée entre les bords de l'ouverture 20 ménagée dans Pu ns des ailes de la partie supérieure de-l'élément porteur 8. il est traversé en son centre par un axe creux 21 qui est lui aussi boulonné à la structure du véhicule. On notera la forme des ouvertures 20-22 des ailes du U, qui sont allongées verticalement, de façon à permettre un certain mouvement de l'élément porteur 8 selon l'axe z. On remarquera, en outre, les alvéoles 23-24 disposées à la partie haute et à la partie basse du tampon 15, abaissant ainsi localement sa raideur pour faciliter le mouvement ci-dessus, tandis que selon x et y, une épaisseur plus grande de l'élastomère s'oppose aux mouvements correspondants, nuisibles à la tenue géométrique du train. On comprend que les tampons 13-14 agissent de façon ana logue, puisqu'un mouvement selon z fera travailler ceux-ci en ci saillement, donc avec plus de souplesse, que selon x et y ou le travail de 11 élastomère se fera en compression; les efforts de ri page suivant y étant en outre encaissée par la forme particulière des éléments 16-17. En fonctionneanent, les efforts de freinage ou les chocs à la roue s'exerçant selon x sont transformés en rotation de l'en semble du bloc de suspension autour de l'axe AB de l'élément porteur 8. L'amortisseur 10 étant bloqué, sous ce genre de sollicitation est obligé d'entrer en action ; un déplacement suivant z est alors engendré au niveau des blocsd'élastomere 13-14 qui peuvent agir dans cette direction et qui filtrent ainsi les chocs de la roue et les bruits de roulement qui en résultent. Cependant, comme nn 11a vu plus haut, les déformations de la géométrie du train ne peuvent cependant pas se produire, puisque les déformations correspondantes des blocs d'élastomère 13-14-15 sont pratiquement exclues suivant x et y.La première variante illustrée aux figures 4, 5 et 6 relève du même principe. On utilise de façon analogue un bloc de suspension compact comportant l'élément porteur 8 dont la partie supérieure à un profil en U, dont l';une des branches 9 se prolonge et se trouve fixée en rotation autour de l'axe AB à la caisse du véhicule par l'inter- médiaire d'un élément de caoutchouc 71 qui lui est adhérisé ainsi qu'à un axe 10. La partie inférieure fermée dudit élment 8 8 'adapte sur le boitier 6 d'ancrage de la barre de torsion 4 ; ce boitier constitue également un support de palier pour le prolongement transversal tubulaire du bras de roue 1, à 11 extrémité duquel le porte-fusée 2 supporte l'etrémité inférieure de l'amortisseur 10, dont l'autre partie est fixée en rotation entre les branches de l'élément porteur 8. ta différence essentielle par rapport à la réalisation précédente réside au niveau de la fixation de cet ensemble de suspension à la caisse. Les trois blocs d'élastomère 13-14-15 sont remplacés par un dispositif unique 30 qui n'autorise des débattements d'une certaine amplitude suivant z, les déplacements sulvants x et y arrivant rapidement en butée. Ledit dispositif 30 comporte une platine centrale rigide 31 adhérisée à deux blocs parallélépipèdiques d'élastomères 32-33, dont la face opposée est elle-môme adhérisée respectivement à une pibce de liaison 34 et à une carcasse enveloppante 35. Comme on le voit à la figure 5, la platine 31 est solidarisée, par exemple par trois boulons 36, à l'lément porteur 8. D'autre part, l'ensemble constitué par la carcasse 35 et la pièce de liaison 34 est fixé par des moyens 37 i la caisse du véhicule. Au droit des boulons 36, la carcasse et la pièce de liaison comportent des ouvertures oblongues verticales permettant ainsi un déplacement des boulons selon z, lors des chocs à la roue. Ils entrainent comme dans la réalisation précédente, la rotation du prolongement 9 autour de l'axe AB. Les blocs d'élastomère 32-33 comportent, en outre, des alvéoles oblongues verticales au voisinage des boulons 36, ce qui donnent de la souplesse auxdits blocs qui, travaillant en cisaillement, peuvent par conséquent agir lors des plus faibles sollicita. tions, comme cela est souhaitable. Au contraire, leur action est très limitée selon x et y, car,ils travaillent en compression et arrivent rapidement en butée contre les parois de la carrasse 35. Ceci empêche donc les déformations indésirables de la géométrie du train selon les axes précédents Une deuxième variante de l'invention est illustrée aux figures 7 à 10, elle est plus particulièrement destinée aux véhicules relativement lourds dont la suspension doit subir des~charges verticales statiques et dynamiques élevées. Comme dans les deux réalisations précédentes, on constitue un ensemble porteur 40 regroupant le bras de roue 41, le boitier d'ancrage de la barre de torsion 42, et l'amortisseur 43. Cet ensemble est fixé sans intermédiaire élastique sur un berceau de liaison 44 profilé en L qui s'engage sous le longeron 45 de la caisse du véhicule et lui est solidarisé par les moyens 46-47-48 à élasticité contrôlée, souple suivant l'axe x, rigide et limitée par butée s=A ntxi Au droit du boulon 49, la carcasse comporte des évidements oblong permettant leur déplacement respectif selon x. La charge statique du véhicule s'exerce selon la flèche FI et est prise en charge par les blocs 50-51, qui travaillent en compression suivant z. Le choc de la roue contre des obstacles s'exerce selon la flèche F2 et créé un couple centré sur la barre de torsion qui, au niveau du moyen 47, se traduit comme précédemment par la compression des blocs 50-51 suivant l'axe des z. De façon analogue une foree latérale qui s'exercerait suivant y entrainerait un travail en Compression des blocs 50-51. Dans les deux cas précédents, ceux-ci opposeraient une résistance slffi- samment grande pour éviter une déformation nuisible de la géométrie du train. Notons que le couple évoqué précédemment créérait des forces de sens contraire dans l'élément 48, ce qui implique un montage en sens contraire, c'est-à-dire les branches du flasque 48 dirigées vers le bas. aurait Le choc de la roue contre des obstacles, suivant taJen outre une composante orientée selon l'axe des x qui, contrairement à ce qui se passe selon y et z, ferait travailler les blocs 50-51 en cisaillement, donc avec toute la souplesse souhaitable pour un filtrage efficace. Outre les éléments 47-48, un troisième élément 46 participe à la solidarisation du berceau 44 au longeron 45. Il est représenté en détail à la figure 9 et est analogue à celui de la figure 3. Constitué en élastomère, en forme de poulie dans la rainure de laquelle s'engage les rebords d'une ouverture destinée à cet effet et ménagée dans la partie verticale du berceau 44, il présente des alvéoles destinées à l'assouplir localement suivant x. Le berceau est boulonné à travers l'ouverture dudit élé- ment 46 à la paroi latérale du longeron 45 et participe ainsi à la solidarisation de l'ensemble. - REVENDICATfONS I - Train arrière de véhicule automobile à suspension à roues in dépendantes et à bras tiré caractérisé par le fait que l'on constitue un bloc de suspension compact, comportant le bras de roue, la barre de torsion et l'amortisseur, susceptible de se déformer seulement dans une direction déterinée sans modifi catioh nuisible de la géométrie de l'ensemble, ledit bloc de suspension étant formé à partir d'un élément porteur dont la partie supérieure présente une section horizontale en U dont les branches suppprtent une extrémité de l'amortisseur, la partie inférieure de l'élément porteur étant fermée par une bague qui stadapte sur un boitier d'ancrage de la barre de torsion également utilisé comme palier pour le bras de roue tiré, ledit élément porteur étant réuni à la caisse du véhicu le au moyen d'une structure intermédiaire comportant notamment des blocs dtélastomères et présentant des propriétés aniso tropes, de façon à ne se déformer aisément que selon la direc tion dans laquelle l'absorption des vibrations en provenance de la roue est effectuée, à l'exclusion des autres qui entral- neraient une défcrmation nuisible de la géométrie du train et selon lesquelles ladite structure oppose une résistance impor tante. n --Train-. arrière d'automobile selon la revendication I, carac térisé en ce que la structure intermédiaire réunissant l'élé ment porteur à la caisse du véhicule est constituée de deux tampons d'élastomères, dont la,section par un plan horizontal est en forme de V, coopérant chacun avecwdes élé- mentis en tôle de forme correspondante auxquels ils sont adhé risés et qui sont respectivement fixés à la partie inférieure en forme de bague de l'élément porteur et à une pièce de liai son solidarisée à la caisse du véhicule. III - Train arrière selon la revendication I, caractérisé en ce que la partie supérieure de l'élément porteur est traversée par une ouverture oblongue dans le sens vertical, dans laquelle est introduite un tampon en élastomère en forme de poulie dont la gorge est engagée entre les bords de 11 ouverture précédente qui présente > centrées sur son diazè*re vertical deux alvéoles et qui est percée d'une ouverture centrale par laquelle on introduit un moyen de solidarisation dudit élément porteur à la caisse du véhicule. IV - Train arrière selon la revendication I, caractérisé en ce que l'une des branches de la partie supérieure en forme de U de l'élément porteur se prolonge et présente à son extré mité une ouverture dont les bords sont ache'risés à un bloc d'élastomère auqueL est fixé un axe central mobile en rota tion par rapport à un élément de la caisse du véhicule qui le supporte. V - Train arrière selon la revendication I, caractérise en ce que la structure intermédiaire réunissant l'élément porteur à la caisse du véhicule est constitué par une platine cen trale rigide adhérisée à deux blocs d'élastomères parallWle- pipèdiques dont les faces opposées sont elles-memes adhéri- sées respectivement à une pièce de liaisen et à une carcasse solidarisées à la caisse du véhicule, la platine étant bou lonnée à il élément porteur, des ouvertures oblongues verti cales étant prévus dans la carcasse, la pièce intermédiaire et dans les blots d'élastomères au droit des boulons ci-des sus, VI - Train arrière selon la revendication I, caractérisé en ce que l'élément porteur est solidarisé à un berceau rigide profilé en L s'engageant sous un longeron et lui est soli darisé par au moins trois éléments à élasticité anisotropique contrôlée, essentiellement constitués d'un flasque horizontal en forme de U, boulonné à la face horizontale du berceau, de part et d'autre duquel sont adhérisés deux blocs d'élas- tomères, dont les faces extérieures sont également adhérisées à une carcasse enveloppante dont la face supérieure est fixée au longeron, des ouvertures oblongues longitudinales étant prévues dans la carcasse et les blocs d'élastomère au droit des boulons précédents.