Brevet FR2454944A1 — publié le 19801121

L'invention concerne, d'une manière générale, un train avant directeur pour véhicules automobiles. On entend généralement par train avant, un ensemble d'organes mécaniques, tels que direction, commande de direction, pivots et fusées porte-roues, suspension. Tous ces organes co-agissent par l'intermédiaire de liaisons du genre articulation, soit par l'intermédiaire d'axes, de rotules ou de pivots. ll convient, avant d'aborder les dispositions principales de l'invention, de rappeler les difficultés de réalisation des trains avant directeurs les plus couramment connus, ainsi que certains inconvénients fonctionnels inhérents à leur structure. Ainsi, divers trains avant connus, bien que réalisés avec des variantes de structure, présentent cependant une architecture commune. Le plus souvent, un train avant se compose, dans un véhicule automobile, d'une paire de roues directrices, montées sur des fusées, ou plus exactement sur des supports de fusées, lesquels peuvent être déplacés angulairement, en plan approximativement horizontal, de façon simultanée, autour d'un pivot plus ou moins vertical. Chaque support de fusée a son pivot lié à un ensemble forme de bras de suspension, par exemple un quadrilatère dEformable, comprenant un bras superieur et un bras inférieur, appelés également bras d'articulation, ou encore triangles de suspension, autorisant les mouvements de débattement vertical des supports de fusées et des roues. C'est donc cet ensemble, roues, porte-fusées, constitutif de deux demi-trains avant, droit et gauche, qui tout en pouvant débattre verticalement, le plus souvent de façon indépendante, doit, pour assurer les changements de trajectoire d'un véhicule, être sollicité à l'aide d'une commande de direction. Dans ce but, chaque support de fusée comporte un levier de commande associé sur lequel agit la commande de direction proprement dite. Parmi les différents moyens de commande, on citera le plus utilisé, c'est-à-dire le dispositif dit à crémaillère. Le mécanisme de crémaillère comprend une barre de direction à denture droite, engrenant avec un pignon d'entratnement logé dans un boitier. Le boitier de cette crémaillère est monté stationnaire et rendu solidaire d'un élément fixe du chåssis du véhicule, par exemple une traverse. Pour assurer la liaison entre supports de fusées mobiles verticalement et la crémaillère à boitier stationnaire, il est prévu à chaque fois entre les extrémités de crémaillère et levier de commande de chaque support de fusée, une biellette de connexion à rotules. On comprend que ce montage est rendu obligatoire en raison même de l'architecture de ce type de train avant connu. Indépendamment des difficultés de réalisations de ce genre de train avant, en raison notamment du nombre important de pièces complexes qui le compose, il a l'inconvénient, dans certaines phases de fonctionnement, de présenter des modifications incontrôlables de sa géométrie initiale, laquelle se trouve fréquemment déformée lors du roulement sur les inégalités du sol, par la présence de la liaison par biellettes de connexion à rotules entre crémaillère et supports de fusées. Ces modifications influent défavorablement sur la tenue de route des véhicules et provoquent des réactions qui se transmettent avec plus ou moins de force jusqu'à la colonne de direction et au volant de conduite. Par ailleurs, ce genre de train avant est pratiquement inadaptable aux véhicules automobiles légers, tant à cause de la complexité de construction, le cotit de fabrication et surtout les inconvénients de fonction cités plus haut, qui se trouvent amplifiés sur des véhicules de faible empattement, de faible voie et, par suite, très sensibles à toutes sollicitations dues au roulement sur des voies à surface irrégulière. La présente invention a en conséquence pour but principal de remédier aux inconvénients ci-dessus décrits, en proposant une architecture de train avant pour véhicules automobiles, qui supprime totalement les interférences inhérentes aux liaisons connues entre commande de direction et les pièces pivotantes qui portent les fusées des roues directrices. L'invention a pour but également une architecture de train avant permettant une suspension des roues du genre à flexibilité variable, à grand débattement sans réaction sur la commande de direction. L'invention a encore pour but une architecture de train avant de rayant fabrication simple, avec réduction des composants, mais auss une p lus longue longévité sans prise de jeu des pièces maitresses,notamment les pivots de direction. Suivant encore un autre but, une architecture de train avant qui se prête aussi bien à une suspension du genre "à roues tirées" que du genre "à roues poussées". L'invention concerne à cet effet un train avant directeur, notamment pour véhicules automobiles comprenant entre autres éléments, une paire de porte-pivots de direction et une paire de porte-fusées, associée aux porte-pivots, ainsi qu'une commande de direction, de préférence à crémaillère, pour l'orientation des porte-pivots, train avant caractérisé en ce que, d'une part, - la paire de porte-pivots associée à la paire de porte-fusées est à chaque fois montée sur un élément stationnaire du châssis, ou de la coque d1un véhicule, de manière telle que cette paire de porte-pivots puisse être commandée seulement en déplacement angulaire dans un plan horizontal, ou faiblement incliné sur l'horizontale, d'autre part, - en ce que la paire de porte-fusées présente une totale indépendance de mouvements par rapport à la paire de porte-pivots associée Ce grâce à quoi, quelle que soit l'amplitude et la frequence des débattements verticaux des roues, il ne se produit plus de réaction entre la paire de porte-pivots, la paire de porte-fusées et la commande de direction. Les réglages initiaux de chasse, de carrossage, d'ouverture ou de pincement, ne subissent plus les modifications renconfrées dans les trains avant antérieurement connus. Suivant une disposition de l'invention, chaque porte-pivot se présente sous forme d'un profilé droit, de préférence à section en U, de manière à ce qu'au moins une partie de ce profilé, en particulier les ailes, viennent à recouvrement sur l'une quelconque des extrémités d'une traverse porteuse stationnaire, solidaire du châssis du véhicule, et en ce que l'ensemble de ce profilé puisse être déplacé angulairement, de préférence en plan horizontal ou faiblement incliné, autour d'un axe pivot de préférence vertical ou faiblement incliné, reliant le profilé à l'extré- mité de ladite traverse, et situé entre les extrémités dudit profilé. Suivant une autre disposition, chaque profilé porte-pivot est commandé en déplacement angulaire par une crémaillère dont les extrémités peuvent être reliées directement au voisinage d'une extrémité desdits profilés porte-pivots. Suivant un mode de réalisation, le porte-fusée de chaque porte-pivot est constitué de deux leviers calés angulairement aux extrémités d'un axe horizontal traversant le porte-pivot, ces leviers pouvant se déplacer selon des plans verticaux, respectivement de part et d'autre dudit profilé porte-pivot, le levier externe au porte-pivot étant un levier porte-fusée, le levier interne au porte-pivot comportant un point d'ancrage pour un élément élastique de suspension, combiné ou non avec un amortisseur correcteur de l'amplitude et de la frequence des oscillations de la masse suspendue. D'autres buts et avantages ressortiront encore de la description détaillée du mode de réalisation qui suit, donné ici surtout à titre d'exemple et représenté sur les dessins joints, dans lesquels : La Figure 1 est une vue en perspective avec parties arrachées montrant l'ensemble des composants principaux d'un train avant directeur conforme à l'invention. La Figure 2 est une vue en élévation montrant le détail d'un porte-pivot de direction équipé de ses organes porte-roues et de suspension. La Figure 3 est une vue frontale avant du porte-p ivot de la Figure 2. Dans la forme d'exécution représentée Figure 1, on a désigné par la référence générale 10 un train avant directeur faisant application des dispositions de l'invention. Ce train avant directeur est constitué d'une paire de porte-pivots de direction, respectivement Ila, llb, et une paire de porte-fusées associée, respectivement 12a, 12b. La paire de porte-pivots lla, 11b, associée à la paire de portefusées est à chaque fois montée sur un élément stationnaire du chassis, par exemple une traverse droite 13, rendue solidaire d'éléments de châssis, par exemple des longerons 14. Chaque porte-pivot se présente sous forme d'un profilé droit 15, de préférence à section en U, de manière à ce qu'au moins une partie de ce profilé, en particulier les ailes 15a, 15b, viennent à recouvrement sur l'une des extrémités 13a de la traverse 13. L'ensemble constitué par les deux profilés 15, peut être déplacé angulairement, de préférence en plan horizontal ou faiblement incliné, autour dtun axe pivot 16, de préférence vertical ou faiblement incliné' de manière à relier chaque profilé à l'extrémité correspondante de la traverse, ce pivot étant situé entre les extrémités du profilé 15. Le profilé 1.5 affecte, sur une partie de sa longueur, la forme d'un caisson rigide, apte à recevoir un dispositif porte-fusées, dont le détail sera décrit plus loin. Chaque profilé 15 porte-pivot, est commandé en déplacement angulaire par une commande de direction, constituée par une crémaillère 17, dont les extrémités peuvent être reliées directement par l'intermédiaire d'axe 18, au voisinage immédiat d'une extrémité desdits profilés porte-pivots, comme montré au dessin. Le porte-fusée de chaque porte-pivot est constitué de deux leviers, respectivement 19 et 20, calés angulairement aux extrémités d'un axe horizontal 21, dont le détail de montage apparaîtra mieux aux figures 2 et 3. Les leviers 19 et 20 peuvent se déplacer ainsi selon des plans verticaux, respectivement de part et d'autre dudit profilé 15 porte-pivot 16. Le levier externe 19 au porte-pivot 15, est un levier porte-fusée, dont la fusée est référencée 22. La fusée 22 reçoit, de manière conventionnelle, une roue dont la position a été schématisée par la courbé en traits mixtes 23. Le levier interne 20 au porte-pivot 15, comporte un point d'ancrage 23a pour un élément élastique de suspension. Dans l'exemple représenté, le levier porte-fusée 19 et le levier 20 porteur du point d'ancrage de l'élément élastique, sont calés de préférence à 90" l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'on peut l'observer dans l'exemple d'exécution des figures I et 2. On comprend que par cette disposition, la fusée 22 a un arc de déplacement orienté verticalement, tandis que le levier 20, porteur du point d'ancrage de l'élément élastique de suspension a un arc de déplacement orienté horizontalement. Suivant une disposition de construction préférée, le point d'ancrage mobile 2Sde l'élément élastique de suspension, est constitué par un axe solidaire du levier porteur correspondant 20. Cet axe se situe horizontalement, à l'aplomb du porte-pivot 15 de manière à servir d'axe de traction mobile, agissant à l'encontre de la force élastique de l'élément élastique de suspension. Dans ce mode d'execution, ainsi qu'il apparat plus spécialement Figure 2, les éléments de suspension élastique sont constitués, d'une manière en soi connue, par des anneaux élastiques plats, respectivement 24, 25. Ces anneaux travaillent en conséquence à la traction dans un plan faiblement incliné par rapport à l'axe longitudinal des porte-pivots 15. Les anneaux: 24,25 ont une extrémité stationnaire fixee sur un axe 26, porté par une potence 27, solidaire du porte-pivots 15. L' axe stationnaire 26 est réglable en position dans des glissières horizontales 28 de la potence, à cet effet, les axes 26 sont susceptibles d'être sollicités dans leur position de réglage par l'intermédiaire d'une rondelle 29, engagée sur l'axe 26, cette rondelle possedant une tige de réglage 30, laquelle passe au travers de l'orifice d'une butée 31, sur laquelle viennent prendre appui une paire d'écrous 32, de réglage et d'arrêt de la tige filetée 30 qui règle la position de l'axe 26.On comprend que par cette disposition, en agissant sur les écrous 32, on peut régler non seulement la hauteur de caisse du véhicule par élévation ou abaissement de la position au repos occupée par la fusée 22 porte-roues, mais aussi, on peut procéder d'une manière extrêmement simple à une correction d'assiette du véhicule en cas de besoin. La réversibilité de l'ensemble porte-pivots s'explique par simple lecture du dessin de la Figure 2. Ainsi, si l'on considère le sens de marche avant du véhicule repéré par la flèche F1, le train avant sera du genre à roues tirées, comme montré également Figure 1, Au contraire, si le sens de marche avant est Inversé, le train avant sera du type à roues poussées. Bien entendu, en fonction du mode de réalisation adopté, le point d'attache de la commande de direction sur le porte-pivots 15 pourra être déplacé pour satisfaire aux exigences de la géométrie du train avant. D'autres solutions constructives peuvent être envisagées à partir des dispositions principales du train avant énumérées ci-dessus, par exemple, on pourra remplacer les anneaux élastiques de suspension, par d'autres types d'éléments du genre ressort, combinés ou non avec différents types d'amortisseurs en soi connus. On pourra également varier la position des éléments de suspension élastiques utilisés, et par suite, modifier le rapport angulaire entre le levier porte-fusées 9 et le levier 20, constituant le point d'ancrage mobile auxdits éléments de suspension élastiques. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir encore d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1) Train avant directeur, notamment pour vehicules automobiles comprenant entre autres éléments une paire de porte-pivots de direction et une paire de porte-fusées associée aux porte-pivots, ainsi qu'une commande de direction, de préférence à crémaillère, pour l'orientation des porte-pivots, train avant directeur caractérise en ce que, d'une part, - la paire de porte-pivots associée à la paire de porte-fusées est à chaque fois montée sur un élément stationnaire du châssis ou de la coque d'un véhicule de manière telle que cette paire de porte-pivots puisse être commandée seulement en déplacement angulaire dans un plan horizontal ou faiblement incliné sur l'horizontale, d'autre part, - en ce que la paire de porte-fusées présente une-totale indépendance de mouvements par rapport à la paire de porte-pivots associée. 2) Train avant directeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque porte-pivot se présente sous forme d'un profilé droit, de préférence à section en U, de manière à ce qu'au moins une partie de ce profilé, en particulier les ailes, viennent à recouvrement sur l'une quelconque des extrémités d'une traverse porteuse stationnaire solidaire du châssis du véhicule, et en ce que l'ensemble de ce profilé puisse être déplacé angulairement, de préférence en plan horizontal ou faiblement incliné autour d'un axe pivot, de préférence vertical ou faiblement incliné, reliant le profilé à l'extrémité de ladite traverse et situé entre les extrémités dudit profilé. 3) Train avant directeur selon les revendications 1 et 2, caractérisd en ce que chaque profilé porte-pivot est commandé en déplacement angulaire par une crémaillère dont les extremites peuvent être reliees directement au voisinage d'une extrémité desdits profilés porte-pivots. 4) Train avant directeur selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que le porte-fusée de chaque porte-pivot est constitue de deux leviers calés angulairement aux extrémités d'un axe horizontal traversant le portepivot, ces leviers pouvant se déplacer selon des plans verticaux, respectivement de part et d'autre dudit profilé porte-pivot, le levier externe au porte-pivot étant un levier porte-fusée, le levier intérieur au porte-pivot comportant un point d'ancrage pour un élément élastique de suspension, combiné ou non avec un amortisseur correcteur de l'amplitude et de la fréquence des oscillations de la masse suspendue. 5) Train avant directeur, selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que le levier porte-fusée et le levier porteur du point d'ancrage de l'élément élastique de suspension sont calés de préférence à 90" l'un de l'autre, de manière telle que la fusée ait un arc de déplacement orienté verticalement et que le levier porteur du point d'ancrage de l'élément élastique de suspension ait un arc de déplacement orienté horizontalement. 6) Train avant directeur, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le point d'ancrage mobile de l'élément élastique de suspension, notamment des anneaux plats de traction, est constitué par un axe, solidaire du levier porteur correspondant, cet axe se situant horizontalement, à l'aplomb du porte-pivot, de manière à servir d'axe de traction mobile agissant à l'encontre de la force élastique desdits anneaux, lesquels ont une extrémité stationnaire fixée sur un axe porté par une potence solidaire du porte-pivot. 7) Train avant directeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'axe stationnaire porte-anneaux de la potence, est réglable en position dans des glissières de la potence. 8) Train avant directeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ensemble porte-pivot et porte-fusée est à positions réversibles de manière à pouvoir être monté, soit pour constituer un train avant directeur à roues tirées, soit un train avant directeur à roues poussées.