Brevet FR2464837A1 — publié le 19810320

La présente invention concerne un train avant à roues directrices pour véhicule automobile tout particulièrement adapté à la réalisation d'un train avant moteur pour véhicule à quatre roues motrices tels que les véhicules tous terrains. Il est bien connu que la transformation d'un véhicule classique à traction arrière et roues avant directrices en véhicule tout terrain c'est à dire en véhicule à quatre roues motrices né cessite pratiquement le changement complet du train avant, ce qui est compliqué et coûteux pour le constructeur ou pour celui qui désire effectuer la transformation. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant un train avant moteur qui puisse s'adap- ter facilement sur les véhicules de type classique et tout particu- lièrement sur les véhicules automobiles comportant une suspen- sion de type Mac-Pherson dans lesquels l'ensemble amortisseur ressort de suspension est solidaire d'un porte moyeu latéral et porte à sa partie inférieure une rotule d'articulation d'un triangle de suspension articulé à son autre extrémité sur des traverses transversales. La présente invention a en effet pour objet un train avant du type ci-dessus dans lequel le porte moyeu est prolongé latéralement et vers le bas à partir du corps de l'amortisseur juqu'en dessous de la rotule d'articulation du triangle de suspen- sion de sorte que le moyeu de la roue se trouve en dessous de cette rotule. Une transmission transversale relie chacun des moyeux à un différentiel central à une légère distance en dessous du triangle de suspension. Dans un tel train avant la roue est légèrement décalée latéralement et abaissée par rapport aux organes de suspension. Toutefois, seul le porte moyeu a été modifié, les autres organes du train avant classique sont conservés. Les efforts sont encaissés par la rotule et les organes de suspen- sion. De préférence, cependant pour éviter toute sur- charge sur le corps de l'amortisseur et la rotule du triangle de suspension, le train avant comporte un second triangle de sus- pension articulé, d'une part, sur une rotule solidaire de la par- tie inférieure du porte moyeu et centrée sur l'axe de l'amortis- seur et, d'autre part, sur un berceau fixé sur le châssis du véhi- cule. Ce second triangle de suspension qui parait à priori diffi- cilement compatible avec le triangle de suspension supérieur car son articulation sur la rotule inférieure ne décrit pas un arc de cercle,, dest-révélé de manière surprenante décrire à l'intérieur du débattement utile une courbe assimilable à cet arc de cercle. Il a été constaté qu'il soulage efficacement les organes de suspension à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. La description ci-dessous d'un mode de réalisa- tion donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexésfera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins: - la Fig. 1 est une vue partie en coupe, partie en vue extérieure d'un demi train avant moteur selon l'invention, seule la partie inférieure du corps d'amortisseur ou pivot de fusée étant toutefois visible sur cette Figure; - là Fi g. 2 est une vue schématique extérieure de- la partie latérale du train avant de la Fig. 2 montrant la suspen- sion de roue - la Fig. 3 est une vue en perspective du porte moyeu solidaire de la partie inférieure du corps d'amortisseur - la Fig. 4 est une vue en plan de dessus du triangle de suspension inférieur et de son berceau de fixation sur la car- rosserie du véhicule. Comme le montrent plus particulièrement les Fig. 1 et 2,le train avant de l'invention est du type à amortisseur téles- copique intégré et comporte un amortisseur télescopique 1 dont la tige 2 est fixée en un point 3 de la carrosserie 4 du véhicule par l'intermédiaire d'un support supérieur de l'élément de sus- pension. Un ressort de suspension 6 est monté autour de l'amor- tisseur 1 entre une coupelle supérieure 8 fixée sur le support de l'élément de suspension et une coupelle inférieure 7 solidaire du corps de l'amortisseur 1. A sa partie inférieure le corps de l'amortisseur 1 est fixé dans un manchon 10 qui porte un fourreau cylindrique 12 de fixation d'un levier de direction (non représenté sur le dessin) qui est sensiblement perpendiculaire au manchon 10.A l'extérieur du manchon 10 le corps de l'amortisseur 1 porte une rotule d'ar- ticulation d'un bras ou triangle de suspension 14 dont chacune des branches est fixée à son extrémité,par l'intermédiaire d'un silent bloc 16, sur une traverse 18 reliant les deux longerons 20 de la carrosserie du véhicule. Le manchon 10 de supportdu corps d'amortisseur 1 est également solidaire d'un porte moyeu désigné dans son en- semble par la référence 22 et représenté plus particulièrement sur la Fig. 3,Ce porte moyeu comporte un flasque plat 23 percé d'un orifice circulaire 24 dans lequel est fixée une fusée 26 mon- tée autour du moyeu 28 de la roue 30 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 27. Le flasque 23 est relié au manchon 10 par deux ailes latérales respectivement 31 et 32 fixées en deux points diamétralement opposés de la surface extérieure du manchon 10 et se prolongeant latéralement et vers le bas par rapport à ce manchon jusqu'en dessous de la rotule 13 d'articulation du trian- gle de suspension 14. La fusée 26 ainsi que le moyeu 28 se trou- vent ainsi entièrement en dessous des organes de suspension cons- titués par l'amortisseur et le triangle 14. Par ailleurs,1'axe de la fusée 26 est décalé vers l'avant par rapport à celui du corps de l'amortisseur 1. Un disque de frein 34 est bien entendu monté dans la roue 30 autour du moyeu 28. Par ailleurs, ce moyeu 28 est cannelé intérieurement et rendu solidaire en rotation d'un tronçon d'arbre cannelé extérieurement 36. Le tronçon d'arbre 36 est relié par un joint universel 38 à un arbre de transmission transversal 40 relié par un joint tripode homocinétique à coulissement interne 42 à un ensemble de différentiel 44 relié par une transmission longitudina- le (non représentée) au moteur du véhicule. Il est clair que le train moteur qui vient d'être décrit comporte les mêmes organes de suspension que les trains avant classiques à roues directrices. En conséquence, la transformation d'un train avant de ce type en train avant moteur selon l'invention peut s'effectuer facilement par remplacement du porte fusée par le porte moyeu 22 de l'invention. Bien que ce changement abaisse la roue par rapport au tube de suspension 1, on constate que les efforts latéraux sont transmis par la rotule 13 et le triangle de suspension 14 à la traverse 18 et que le fonctionnement est correct. Quant aux efforts verticaux, ils sont transmis au point 3 de l'ensem- ble amortisseur-ressort de suspension, sur la carrosserie par l'in- termédiaire du manchon 10 solidaire du corps d'amortisseur 1. La roue 30 dispose d'un débattement vertical suffisant, tandis qu'elle peut pivoter autour de l'axe du manchon 10 et du corps de l'amortisseur 1 de la manière habituelle. Toutefois, on constate dans ce mode de réalisation une surcharge importante sur la rotule d'articulation du bras supé- rieur 4 et sur la tige d'amortisseur 2. Cette surcharge pouvant atteindre 30%. En conséquence, dans de nombreux cas il sera pré- férable de monter un second triangle de suspension à la partie inférieure du train avant, en dessous de la transmission transver- sale. Dans ce but le flasque 23 est solidaire à sa partie inférieure en dessous de l'ouverture circulaire 24 d'une plaquette 46 qui lui est perpendiculaire et est de préférence, munie de deux ailes la- térales divergentes respectivement 47 et 48. La plaquette 46 porte une rotule 48 d'articulation du triangle inférieur de suspension 50. La rotule 48 est centrée sur l'axe longitudinal de l'amortisseur 1 qui passe également par le centre de la rotule 13 d'articulation du bras supérieur de suspension 14. Ainsi les deux ailes 47 et 49 se trouvent-elles de part et d'autre du joint universel 38 et protè- gent ce joint. Par ailleurs, le triangle inférieur 50 comporte deux bras 51 et 52 qui partent d'un boftier de rotule 53 et qui sont mon- tés pivotants à leur extrémité opposée à ce boftier sur un axe 54 porté par une chape 56 ancrée dans un berceau 58 de fixation sur le châssis principal du véhicule (Fig. 4). Le berceau 58 comporte un tube rectiligne 59 dont les deux extrémités sont recourbées vers le haut et forment deux bras inclinés respectivement 60 et 62 fixés à leur extrémité sur le longeron 20. Chacun des bras 60 et 62 comporte en effet un gous- set de fixation respectivement 63 et 64,les deux goussets étant di- rigés en sens inverse et appuyant par suite sur des faces oppo- sées du longeron 20. Les deux tubes longitudinaux 59 des deux demi train sont reliés entre eux par deux tubes transversaux respectivement 66 et 68. Un tube entretoise 70 parallèle au tube 59 renforcent toutefois le berceau entre les tubes 66 et 68 et est prolongé d'un côté par un tube incliné 72 de liaison au gousset 64 du bras 62 et,de l'autre, par un tube 74 terminé par une gouttière en U 75 de fixation sur une traverse avant du châssis. Une plaque de fond 76 est de préférence montée entre les tubes transversaux 66 et 68 et les tubes entretoise 70 des deux demi trains avant de façon à protéger l'ensemble du train et surtout de la transmission des cailloux, de la boue, ou autres éléments provenant du sol. Chacune des chapes 56 est fixée sur le tube 59 au moyen d'un boulon 77 traversant un manchon 78 monté diamétra- lement dans le tube 59. Cette fixation est renforcée par un second boulon 80 placé dans un manchon 81 traversant diamétralement un tube 82 d'axe sensiblement vertical. Le tube 82 peut être limité à un tronçon de tube destiné à assurer le renforcement de la fixa- tion de la chape 56 comme le montre la Fig. 1 ou être prolongé vers le haut jusqu'au longeron 20 auquel il est relié par un gousset analogue aux goussets 63 et 64. Ce troisième gousset de même que le tube qui le porte et le longeron 20 n'ont pas été représentés sur la Fig. 4 pour ne pas compliquer cette Figure. L'ensemble du berceau 58 peut ainsi être fixé sur le longeron 20 et sur la traverse avant du châssis sans déplacement ni modification de ces organes. Par suite, l'installation du bras infé- rieur de suspension 50 n'exige pas de démontage ni de modification de la suspension classique. La position de la rotule 48 de même que les dimensions des bras 51 et 52 du triangle de suspension inférieur et le montage de ce bras doit toutefois être réglé de manière précise. En effet, alors que la rotule 13 solidaire du corps de l'amortisseur 1 se dé- place selon un arc de cercle autour de l'axe d'articulation du bras 14 à la traverse 18,lors du débattement vertical de la roue 30,la rotule inférieure 48 parcourt une trajectoire assimilable à un arc de cercle. De fait, dans la pratique il est possible de relier la ro- tule 48 avec le triangle inférieur 50 au berceaa 58. En conséquence, un bras de suspension inférieur permet de soulager la rotule supérieure ainsi que la tige d'amor- tisseur et de renforcer le train avant tout en conservant les pos- sibilités de débattement vertical et de pivotement de la roue 30. L'intérêt d'un montage à double triangle sur un train avant Mac Pherson classique lorsque celui-ci est transformé en train moteur est grand car: ) il permet d'éliminer pratiquement les efforts de flexions supportés par la tige d'amortisseur; 20) il permet d'éliminer les efforts latéraux imprimés aux rotules de pivot transmis par les triangles aux points d'ancra- ge côté châssis sont divisés ) sur le plan de la sécurité, en cas de bris d'un trian- gle de suspension ou de rotule supérieur ou inférieur, la roue reste parfaitement maintenue et conserve l'intégralité de ses fonctions. On dispose ainsi d'un train avant moteur qui peut faci- lement être monté sur un véhicule ayant un train avant de type classique de sorte que le constructeur peut utiliser les mêmes organes de suspension pour réaliser des véhicules à roues arrière motrices et des véhicules à quatre roues motrices. La disposition particulière de ce train avant permet de l'utiliser comme train avant d'origine et de le monter directement sur le véhicule lors de sa construction, ou de l'utiliser lors de la transformation d'un véhicule à deux roues motrices en véhicule à quatre roues motrices. - BEVENDICATIONS - 1 - Train avant à amortisseur télescopique intégré com- portant pour chaque roue un ensemble amortisseur télescopique ressort de suspension fixé à un porte moyeu et solidaire à sa partie inférieure d'une rotule d'articulation d'un triangle de suspension, caractérisé en ce que le porte moyeu est prolongé latéralement et vers le bas à partir du corps de l'amortisseur jusqu'en dessous de la rotule d'articulation du triangle de sus- pension, de sorte que le moyeu de la roue se trouve entièrement en dessous de cette rotule. 2 - Train avant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une transmission transversale qui relie le moyeu à un différentiel central légèrement en dessous du trian- gle de suspension. 3 - Train avant suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un deuxième triangle de sus- pension articulé sur une rotule portée par la partie inférieure du porte moyeu et centrée sur l'axe de l'amortisseur. 4 - Train suivant l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que le porte moyeu comporte un manchon cylin- drique de fixation sur le corps de l'amortisseur,qui est muni de deux ailes latérales et dirigées veris le bas, et fixées sur un flasque de support d'une fsée tubulaire. - Train suivant l'une des revendications 3 et 4, carac- térisé en ce que le flasque porte à sa partie inférieure,en dessous de la fusée tubulaire et sur sa face opposée une plaquette porte rotule. 6 - Train suivant l'une des revendications 2 à 4,carac- térisé en ce que le triangle de suspension inférieur est arti- culé sur un berceau fixé sur les longerons du châssis de la carrosserie. 7 - Train suivant la revendication 6, caractéri- sé en ce que le berceau comporte deux tubes recourbés à leurs extrémités et fixés chacun par ces deux extrémités sur un longe- ron. 8 - Train suivant la revendication 7, caractéri- sé en ce que le berceau comporte un second tube longitudinal parallèle au tube recourbé et fixé à l'une de ses extrémités sur une traverse de fixation sur la carrosserie. 9 - Train suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le berceau comporte une plaque de protection en dessous de la transmission transversale.