Brevet FR2451281A1 — publié le 19801010

La présente invention a pour objet un dispositif de suspension pour véhicule automobile. On connatt actuellement deux catégories principales de sus pension d'une part, les suspensions à essieu rigide, dans lesquelles les deux fusées ou moyeux d'un même train de roues sont reliés rigidement entre eux par une pièce transversale montée élastiquement sur le châssis du véhicule ; d'autre part, les suspensions dites à roues indépendantes, dans lesquelles les fusées ou moyeux de roues d T un même train sont montés élastiquement ét de façon. indépendante sur le châssis. Dans cette seconde catégorie, nous nous intéresserons plus particulièrement aux suspensions mettant en Jeu au moins une pièce transversale articulée à ses extrémités, telles que les suspensions du type MAC PHEARSON, ou du type à quadrilatère déformable comprenant deux pièces transversales articulées et sensiblement parallèles. Par articulé, ou articulation, on entend un type de liaison très général permettant des rotations autour d'une ou plusieurs direction. Les suspensions à essieu rigide présentent la caractéristique de maintenir les roues constamment parallèles et équidistantes entre elles, ce qui offre comme avantage au plan de la stabilité du véhicule de maintenir une voie constante et d'assurer la perpendicularité des roues au sol en particulier dans les virages. En contrepartie, ce type de suspension présente, entre autres, Stim- convénient d'être relativement lourd, ce qui nuit en retour à la stabilité et au confort du véhicule. Les suspensions à roues indépendantes ont été principalement conçues pour éviter les inconvénients de l'essieu rigide. Parmi elles, celles qui nous intéressent ici présentent la caractéristique de maintenir les roues sensiblement parallèles eu plan longitudinal moyen du véhicule. Ce qui a pour inconvénient majeur que dans les virages les roues prennent une inclinaison parallèle à celle du véhicule, vers l'extérieur du virage, diminuant ainsi*^be surface de contact au sol, et par suite l'adhérence et la stabilité du véhicule. La présente invention a pour but de proposer une solution associant les avantages de l'une et de l'autre catégorie de suspension. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de suspension pour véhicule automobile, destiné d un train de roues du type articulé et comportant au moins deux pièces de suspension transversales homologues, disposées de façon sensiblement symétrique par rapport au plan médiateur de ce train, possédant chacune une extrémité dite extérieure vers le moyeu de roue sur lequel elle est articulée, et au moins une extrémité dite intérieure vers le châssis du véhicule, caractérisé en ce que au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension transversales homologues sont reliées chacune au châssis du véhicule par au moins une articulation et un moyen de montage connu en lui-meAme et lui permettant de se déplacer par rapport au châssis au moins dans le sens tranversal, et sont assujetties transversalement à un mécanisme différentiel comparant les niveaux des roues du train par rapport à ce chssis. Ce dispositif peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes a) Au moins une pièce tranversale intermédiaire dite de carrossage est montée entre au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport au chSssis du véhicule, et articulée sur celleci. b) Au moins une pièce intermédiaire de carrossage constitue un support de montage d'au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension, et est reliée au châssis du véhicule par un procédé de montage connu en lui-meme et lui permettant de se déplacer par rapport à ce chassies au moins dans le seni transversal. c) Au moins une pièce intermédiaire de carrossage est montée axialement coulissante sur le châssis du véhicule. d) Le mécanisme différentiel comprend un balancier pivotant autour d'un axe parallèle au plan médiateur du train de roues, deux biellettes transversales dites différentielles, montées de part et d'autre de ce balancier et sur les extrémités de celui-ci, et deux relais transmettant à chacune de ces biellettes le déplacement vertical d'une des roues du train. e) Ce mécanisme présente de préférence une symétrie par rapport à l'axe de pivot du balancier. f) Les relais de ce mécanisme différentiel sont des renvois montés sur les extrémités intérieures de deux pièces de suspension transversales homologues. g) L'axe de pivot du balancier est de préférence dans le plan de déhattemert des relais. h) Lorsque les renvois sont portés par des extrémités intérieures homologues de pièces de tension pouvant se déplacer transversalement par rapport au châssis du véhicule, l'axe de pivot du balancier est monté sur ce châssis. i) Loesque le train de roues comporte deux paires, ou plus de pièces de suspension transversales homologues, une première paire portant les renvois, et une seconde pouvant se déplacer transversalement par rapport au châssis, l'axe de pivot du balancier est relié, par des moyens connus en eux-meAmes, aux extrémités intérieures homologues de la seconde paire pouvant se déplacer transversalement par rapport au châssis. j) L'axe de pivot du balancier est monté sur au moins une pièce intermédiaire de carrossage. k) Au moins un amortisseur est monté transrersalement entre le châssis du véhicule et au moins une extrémité intérieure de pièce de suspension pouvant se déplacer trarwersalement par rapport à ce châssis, ou au moins une pièce intermédiaire de carrossage. 1) Au moins deux ressorts sont montés transversalement et en sens opposé, entre le chgssis du véhicule et au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport à ce châssis, ou deux supports aménagés sur au moins une pièce intermédiaire de carrossage. m) Au moins un organe élastique est monté entre le châssis du véhicule et au moins une extrémité intérieure de pièce de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport à ce châssis, ou au moins une pièce intermédiaire de carrossage, de façon à assurer le maintien vertical et/ou longitudinal de ces nièces sur le châssis. Afin de mieux comprendre l'invention, on suivra les descrip- tions qui en sont ates, en se référant aux planches annexées dans lesquelles - La figure 1 est une coupe transversale schématique d'un train de roues munt d'une suspension à quadrilatère transversal déformable e@ à v1e ,)rs.a Le, dans sa position de fonctionnement normal. - La figure 2 est ulle loupe transversale schématique du même train de roues équipé du dispositif de suspension suivant un premier mode de réalisation de l'invention. - La figure 3 est une vue de dessous du dispositif de suspension selon l'invention correspondant à la figure précédente. - Les figures 4,5,6,7,8 et 9 sont des coupes transversales schématiques montrant différentes positions du train de roues de figure 2. - La figure10 est une coupe transversale schématique du train de roues de la figure 1 équipé du dispositif de suspens- orl suivant un second mode de réalisation de l'invention. - La figure Il est une coupe transversale du dispositif de sus pension suivant le premier mode de réalisation de l'invention, équipé d'un amortisseur et d'un montage élastique entre le châssis et la pièce intermédiaire cie carrossage. - La figure12 est une coupe transversale schématique du dispositif de suspension suivant le premier mode de réalisation équipé de deux ressorts anti-roulis. Le dispositif de suspension suivant l'invention s'adaptera de préférence à un train de roues à suspension à quadrilatère transversal déformable tel que celui représenté par la figure 1. Cette suspension comprend deux pièces transversales 1 et 2 possédant chacune une extrémité extérieure 3 et 4 articulée sur le moyeu de roue 5 portant la roue 6, et une extrémité intérieure 7 et 8 articulée sur le châssis du véhicule. es quatre articulations 3, 4, 7 et 8 étant disposées de façon que, dans les limites du débattement des roues, le point de contact au sol de celles-ci se maintienne à une distance quasi constante du plan médiateur # du train de roues. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention (Fig 2) la pièce de suspension supérieure 1, et son homologue symétrique par rapport à A, sont articulées à leurs extrémités intérieures 7 sur une traverse 10 dite de carrossage, montée sur le châssis et pouvant se déplacer transversalement par rapport à celui-ci. Cette traverse est par exemple un tube axialement coulissant dans deux bagues ll fixées au châssis. Ces pièces de suspension 1 sont assujetties transversalement à un mécanisme différentiel 12. Comme le montrent les figures 2 et 3, ce mécanisme différentiel comprend un balancier 130 pivotant autour d'un axe 14 parallèle au plan médiateur du train de roues et monté sur le châssis, deux renvois 9 en forme d'équerre montés sur les pièces de suspension 1 et orientés vers le bas, chaque renvoi ayant une longueur 1 et faisant un angle&alpha;avec la pièce 1, et deux biellettes différentielles 13 montées- de part et d'autre du balancier sur ses. extrémités 131 et 132 et sur lesdits renvoies. L'ensemble de ce mécanisme présente une symétrie par rapport à l'axe du balancier. En outre, cet axe est disposé de préférence dans le plan de débattement des renvois 9 autour des articulations 7 des pièces de suspension 1. I1 résulte de ces dispositions que : - Si l'on appelle Cl le centre de l'articulation de l'extrémité intérieure T des. pièces de suspension I et C2 le centre de l'articulation des biellettes différentielles sur les renvois 9, les pièces de suspension 1 et les renvois 9 constituent dans leur ensemble des triangles disposés dans le plan du train de roues, chaque triangle ayant pour sommet l'articulation 3 et pour base la ligne ClC2 ; - Lorsque la position des roues varie, les articulations Cl restent équidistantes entre elles, et les articulations G2 regtent sensiblement symétriques par rapport à l'axe du balancier 14. Considérant que le châssis du véhicule reste immobile et que seules les roues se déplacent verticalement, le fonctionnement de la suspension de ce train de roues est alors le suivant - Dans le cas où les deux roues se déplacent symétriquement par rapport au plan médiateur du train les pièces de suspension supérieures 1 pivotent autour des centres des articulations C1 qui restent fixes dans l'espace, les centres des articulations C2 se déplaçant symétriquement par rapport à l'axe du balancier 14. Le fonctionnement est alors analogue à celui du train de roues de la figure 1 non-équipé du dispositif suivant l'invention. En particulier la voie du train de roues ne varie pas. - Dans le cas où les deux roues se déplacent en sens opposés et en quantités sensiblement égales (Fig.4), les pièces de suspension I pivotent autour -des centres des articulations C2 qui restez pratiquement fixes dans l'espace, les centres des articulations Cl se déplaçant parallèlement entre eux. Les roues prennent alors toutes les deux une inclinaison dans le sens même de la dénivellation entre leurs points de contact au sol. Les centres C2 peuvent tre déterminés de telle façon que cette inclinaison moyenne soit équivalente à L'angle ae cette dénivellation avec l'horizontale. Dans ce cas, qui correspond aux figures 4,5 et 6, la roue la plues haute prend une inclinaison supérieure à l'angle de cette déniveflation. Autrement-dit, lorsque le véhicule s'incline transversalement dans un virage, la roue la plus éloignée du centre de ce virage s'incline vers ce dernier. La connaissance de C1 et C2 détermine la longueur 1 de chaque renvoi 9 et son angle &alpha; ayec la pièce de suspension 1. - Dans le cas où une seule roue se déplace (Fig 5 et 6), la pièce de suspension I correspondant à cette roue pivote autour d'un centre fictif C3 localisé entre C1 et C2, et les centres C1 et C2 se déplacent en sens opposé de sorte que les déplacements conjugués des centres C1 et C2 de la pièce de suspension 1 homologue soient de même sens et équivalents, - Dans les cas intermédiaires, la configuration cu train de roue peut être obtenue par superposition de deux des cas parti- culiers précédents, et les deux pièces de suspension supérieures 1 pivotent alors autour de centres fictifs intermédiaires entre les centres des-articulations Cl et C2. Les centres C2 peuvent aussi être déterminés pour que dans le cas où les rodes se déplacent en sens opposé et en quantité égale, seule la roue la plus haute prenne une inelinaison égale à l'angle de la dénivellation des roues avec- l'horizontale. Alors, dans ce cas ainsi que dans les configurations intermédiaires, l'inclinai- son moyenne des roues est inférieure à celle que prendraient les roues d'un essieu rigide équivalent (Figures 7, 8 et 9). S'il subsiste une dépendance entre les roues du train équipé d'un dispositif de suspension suivant l'invention, cette dépendance a dans ces conditions un effet moins important que celui de l'essieu rigide Enfin, considérons le cas où le train de roues étudié est un train avant à roues directrices, et les pièces transversales de suspension l et 2 comportent en outre deux bras ou tirants obliques articulés sur le châssis en des centres dont les projections longitudinales dans le plan de coupe tranversale de la figure 2 soient les centres Cl et 8 eux-mémes (Cas de la Figure 3). Lorsqu'une roue se déplace, la pièce de suspension inférieure pivote autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure 2 ; l'articulation 4 se déplace dans le plan de cette figure. Quant à la pièce de suspension supérieure, elle pivote autour d'un axe incliné dont la projection longitudinale sur les figures 5et6 est C1C) ; l'articulation 3 se déplace dans un plan incliné, en arrière du plan de ces figures en montant, en avant en descendant, dans l'hypothèse où ces figures sont des vues de devant. I1 en résulte que, lorsque le véhicule s'incline transversa leirent dans un virage, le déplacement de la roue la plus éloignée du centre de ce virage s'accompagne d'un accroissement de son angle de chasse, soit une inclinaison additionnelle de cette roie vers l'intérieur du virage s'ajoutant à l'inclinaison directement engendrée par le dispositif de suspension lui-mEme. L'effet recez ché en vue d'une meilleure stabilité du véhicule notamment dans les virages, est donc ici amplifié. Suivant un second mode de réalisation de l'invention (FiglO), et partant du train de roues représenté par la figure 1, c'est la pièce de suspension inférieure 2 et son homologue symétrique par rapport à A, cette fois qui sont équipées de renvois 9 disposés sur leur extrémité intérieure 8 et orientés vers le haut. Le montage des pièces de suspension supérieures 1 est réalisé, comme dans le premier mode de réalisation de l'invention, sur une traverse de carrossage 107 montée axialenent coulissante sur le châssis du véhicule. Les extrémités C7 des renvois 9 sont reliées aux biellettes du mécanisme différentiel dont le balancier est, cette fois, monté sur la traverse 107. La différence de niveau ent.re les deux roues du train est donc ici directement communiquée aux extrémités intérieures des pièces de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport au châssis. Le fonctionnement suivant ce second mode -e réalisation étant identique à celui du précédent, on n'a pas jugé utile de le déeri- r . Eie ertendu d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés, et: on peut imaginer par exemple que le dispositif suivant l'invention est applique aux pièces de suspension inférieures du train de roues. Suivant un mode de réalisation plus perfectionné (Fig 11), plusieurs aménagements peuvent être apportés au dispositif ce suspension a@ivant l'invention, notamment pour réduire, voire supprimer l'interaction entre les deux roues du train, lorsque l'une d'elles subit une variation de niveau brutale tette interaction pouvant avoir un effet défavorable sur la sta@ilité du véhicule. Dans ce but, le dispositif de suspension pet être équipé d'un ou plusieurs amortisseurs imposant une sertie au déplacement transversal par rapport au châssis des pièces de sus pension auxquelles il s'applique. Et parallèlemnt des moyens de montage élastiques peuvent être interposés au @iveau des liaisons entre les différentes pièces du mécanisme différentiel, ou entre celui-ci et les pièces de la suspension et/ou le châssis, ou encore entre l'ensemble du dispositif de suspension et le chSssis. La figure 11 montre comment ces aménagements peuvent entre apportés de façon simple au dispositif suivant le premier mode de réalisation de l'invention. Les deux pièces de suspension supérieures 1 sont articulées en 7 sur un tube10 monté sur le châssis15 du véhicule par l'intermédiaire de deux manchons élastiques11 lui permettant de se déplacer bien entendu transversalement, mais aussi verticalement de façon élastique. Et un amortisseur 16 est monté entre une des articulations 7 et un point d'ancrage 17 sur le châssis 15. 11 convient encore de mentionner deux autres avantages du dispositif de suspension suivant l'invention : D'abord, il peut constituer un système anti-roulis réglable et ainsi remplacer la traditionnelle barre anti-roulis qui ne se prête quant à elle à aucun réglage Pour celas il suffit d'équiper ce dispositif d'un ou plusieurs organes élastiques s'opposant au déplacement transversal de ses pièces par rapport au châssis.A cet effet, comme le montre la figurel2, et partant au disposit@ de suspension de la figure 11, deux ressorts de compression 18 peuvent entre montés transversalement et en sens opposé, entre d'une part les extrémités du tube 10 portant les articulations des pièces de suspension homologues 1, et d'autre part des épaulements 150 de la traverse de châssis 15. Le réglage de la compression ce ces reF;- sorts pouvant titre réalisé par l'intermédiaire de cuvettes-écrous vissées sur les extrémités du tube 10. Ensuite, il permet de régler très facilement le carrossage du train de roue. Pour cela il suffit par exemple de réaliser un montage vis-écrou entre au moins une des extrémités du tube 10 et l'articulation de la pièce de suspension qui lui est rattachée. Ajoutons enfin qu'un moyen de montage commode et simple, et permettant d'assurer à la fois - le maintien vertical (et longitudinal) élastique du dispositif de suspension par rapport au chabssis, - la possibilité de déplacement transversal, - et le rôle de ressort anti-roulis, peut tre réalisé grâce à des manchons élastiques disposés entre le chtssis et la pièce de carrossage, tels que ceux apparaissant en 4 sur la figure 11. Bien entendu diverses modifications peuvent Qtre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent autre décrits uniquement à titre d'exemples non-limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour véhicule automobile, destiné à un train de roues du type articulé et comportant au moins deux pièces de suspension transversales homologues, disposées de façon sensiblement symétrique par rapport au plan médiateur de ce train, possédant chacune une extrémité dite extérieure vers le moyeu de roue sur lequel elle est articulée, et au moins une extrémité dite intérieure vers le châssis du véhicule, caractérisé en ce que au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension transversales homologues sont reliées chacune au châssis du véhicule par au moins une articulation et un moyen de montage connu en lui-meme et lui permettant de se déplacer par rapport au chSssis au moins dans le sens transversal, et sont assujetties transversalement à un mécanisme différentiel comparant les niveaux des roues du train par rapport à ce châssis. 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins une pièce transversale intermédiaire dite de carrossage est montée entre au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport au chSssis du véhicule, et articulée sur celles-ci. 3. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que au moins une pièce intermédiaire de carrossage constitue un support de montage d'au moins deux extrémités intérieures homologues de pièces de suspension, et reliée au châssis du véhicule par un procédé de montage connu en lui-même et lui permettant de se déplacer par rapport à ce châssis au moins dans le sens transversal. 4. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins une pièce intermédia ire de carrossage est montée axialement coulissante sur le chSs- sis du véhicule. 5. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme différentiel comprend un balancier pivotant autour d'un axe parallèle au plan médiateur du train de roues, deux biellettes transversales dites différentielles, montées de part et d'autre de ce balancier et sur les extrémités de celui-ci, et deux relais transmettant à chacune de ces biellettes le déplacement vertical d'une des roues du train. 6. Dispositif de suspension selon 1 une quelconque des reven différentiel dications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme présente de préférence une symétrie par rapport à l'axe de pivot du balancier. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les relais du mécanisme dif- férentiel sont des renvois montés sur les extrémités intérieures de deux pièces de suspension transversales homologues. 8. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe de pivot du balancier est de préférence dans le plan de débattement des relais. 9. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lorsque les renvois sont portés par des extrémités intérieures homologues de pièces de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport au châssis du véhicule, l'axedepivot du balancier est monté sur ce 10.Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lorsque le train de roues comporte deux paires, ou plus, de pièces de suspension transversales homologues, une première paire portant les renvois, et une seconde pouvant se déplacer transversalement par rapport au chSssis, l'axe de pivot du balancier est relié, par des moyens connus en eux-mêmes, aux extrémités intérieures homologues de la seconde pai repavant se déplacer transversalement par rapport au chSssis. 11. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et 10, caractérisé en ce que l'axe de pivot du balancier est monté sur au moins une pièce intermédiaire de carrossage. 12. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que au moins un amortisseur est monté transversalement entre le ch ssis du véhicule et au moins une extrémité intérieure de pièce de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport à ce chabssis, ou au moins une pièce intermédiaire de carrossage. 1). Dispositif de suspension selon T une quelconque des reven- dications 1 à 12, caractérisé en ce que au moins deux ressorts sont montés transversalement et en sens opposé, entre le cassis du vé hicule et au moins -eux extrémités intérieu--ss homologues de pièces de suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport à ce châssis, ou deux supports aménagés sur au m@ins une pièce intermédiaire de carrossage. 1". Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 1@, caractérisé en ce que au moins un organe élastique est monté entre le châssis du véhicule et au moins une extrémité intérieure de pièce 'e suspension pouvant se déplacer transversalement par rapport à ce châssis, ou au moins une pièce inter- média ire de carrossage, de façon à assurer le maintien vertical et/ ou longitudinal de ces pieces sur le châssis.