Brevet FR2552374A1 — publié le 19850329

La présente invention concerne une suspension pour automobile et a trait notamment à une suspension à bras basculant arrière pour automobile. Les suspensions des roues arrière d'automobiles doivent 5 satisfaire diverses exigences telles qu'un confort excellent sur route, une stabilité de manoeuvre, un poids réduit, un coût réduit et un encombrement minimum, par exemple On a proposé et utilisé une variété de suspensions arrière mais elles présentent toutes leurs propres avantages - et inconvénients Par conséquent, aucune suspension arrière pour automobile n'a été standardisée. Les suspensions de type à entretoises classiques sont avantageuses en ce qu'elles répartissent la charge qui leur est imposée, sont d'un poids relativement faible et sont 15 peu coûteuses Toutefois, une suspension de type à entretoises permet aux forces de frottement agissant sur un axe d'amortisseur de porter atteinte au confort sur route. Un semi-bras basculant arrière s'est avéré peu saitsfaisant en ce qu'il permet des variations relativement importantes 20 du devers et de l'écartement des roues, et s'avère assez encombrant dans l'installation du fait qu'il nécessite un élément relativement épais pour assurer la rigidité voulue par rapport à une force latérale Une suspension du type à double levier triangulé est d'une construction complexe, 25 coûteuse, lourde et encombrante bien que cette suspension comporte des bielles pouvant être disposée avec plus de facilité et présente des caractéristiques relativement bonnes. La figure 6 représente une suspension arrière indépendante classique se composant d'un mécanisme à trois bielles comprenant un bras supérieur 103, un bras inférieur 104, un bras arrière basculant 105 et un amortisseur à ressort 106 Cette suspension arrière indépendante connue est légère, peu coûteuse et peu encombrante et présente des 35 caractéristiques aussi bonnes que celles d'une suspension de type à double levier triangulé Le seul problème que pose cette suspension arrière indépendante, toutefois, est que les pneumatiques, en se déplaçant vers le haut et le bas, sont aptes à s'écarter. La présente invention a été mise au point dans le but de résoudre ce problème posé par une suspension arrière classique à trois bielles. Un but de la présente invention est de réaliser une suspension à bras arrière basculant pour automobile, cette suspension étant relativement légère, peu coûteuse et exempte d'un écartement ou divergence des roues. Pour atteindre ce but, conformément à la présente invention, une suspension pour automobile ayant un châssis de véhicule comprend: une structure à bielles se composant d'un bras arrière basculant s'étendant sensiblement longitudinalement du châssis du véhicule, ce bras arrière ayant une extrémité avant adaptée pour être fixée de manière pivotantesur le châssis de véhicule et une extrémité arrière apte à porter une roue, des bras supérieur et inférieur s'étendant transversalement du châssis de véhicule, chacun des bras supérieur et inférieur comprenant une extrémité 20 apte à être articulée sur le châssis de véhicule et une extrémité opposée articulée sur le bras arrière basculant à proximité de l'extrémité arrière de celui-ci, et une bielle de compensation dont une extrémité est -adaptée pour s'articuler sur le châssis de véhicule et une extrémité opposée s'articulant sur le bras arrière basculant et des moyens élastiques aptes à être interposés entre le châssis de véhicule et la structure à bielles. Une forme d'exécution: de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins 30 annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'une suspension pour automobile selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue latérale en élévation de la 35 suspension représentée sur la figure 1; la figure 3 est une vue arrière en élévation de la suspension de la figure 1; la figure 4 est un schéma de la suspension illustrée sur la figure 1, représentant la relation entre un bras arrière basculant, une roue et des bielles; la figure 5 est un schéma de la suspension représentée sur la figure 1, illustrant le fonctionnement de la suspension; la figure 6 est une vue en perspective d'une suspension classique pour automobile; la figure 7 est une vue en perspective d'une 10 suspension pour automobile selon un second mode de réalisation de l'invention; la figure 8 est une vue en plan de la suspension représentée sur la figure 7; la figure 9 est une vue en plan de la suspension de 15 la figure 7, la roue représentée étant déplacée vers le haut et vers le bas; la figure 10 est une vue en plan d'une variante de réalisation de la suspension représentée sur la figure 7; la figure 11 est une vue en perspective d'un bras arrière basculant utilisable avec la suspension représentée sur les figures 7 à 9; la figure 12 est une vue-en plan du bras arrière basculant représentée sur la figure 11; la figure 13 est une vue en perspective d'un bras arrière basculant utilisable dans la variante de réalisation de la suspension selon le second mode de réalisation; la figure 14 est une vue en plan du bras arrière représenté sur la figure 13; la figure 15 est une vue en perspective d'un bras arrière utilisable avec la suspension représentée sur les figures 7 à 9; et la figure 16 est une vue en plan du bras arrière basculant représenté sur la figure 15. Les figures 1 à 3 représentent une suspension arrière pour automobile (non représentée) selon un premier mode de réalisation de l'invention La suspension comprend une 25523 ? 4 chape 1 sur laquelle une roue arrière 2 est montée à rotation, la chape 1 comprenant un bras de chape la Sur les extrémités supérieure et inférieure du bras de chape la sont articulées les extrémités d'un bras supérieur 3 et 5 d'un bras inférieur 4 qui s'étendent sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule (non représenté) du véhicule automobile Les autres extrémités des bras supérieur et inférieur 3,4 sont articulées sur le châssis de véhicule non représenté Les bras supérieur et inférieur 3,4 sont reliés au bras de chape la et au châssis de véhicule par des points d'articulation A,B,C,D Le bras inférieur 4 est plus long que le bras supérieur 3. Un élément de bras 19 s'étend vers l'avant à partir de la chape 1 L'élément de bras 19 et la chape 1 servent 15 conjointement de bras arrière basculant 5 Le bras arrière comprend une extrémité avant s'articulant sur le chassis de véhicule en un point d'articulation G. Un amortisseur_à ressort 6 est interposé entre le bras de chape la et le chassis de véhicule pour porter une charge imposée à la roue 2 L'amortisseur 6 et le ressort peuvent être réalisés séparément et peuvent être de divers types et montés dans diverses positions selon les besoins. La suspension arrière comprend en outre une bielle de compensation 7 d'une longueur relativement faible disposée 25 en avant des bras supérieur et inférieur 3,4 et comprenant une extrémité s'articulant sur le bras arrière 5 par un axe d'articulation E et une extrémité opposée s'articulant sur le châssis du véhicule par un axe d'articulation F. La figure 4 représente schématiquement la relation entre le bras arrière 5, la roue 2 et les bielles 3,4,7, (a) étant une vue en plan, (b) une vue latérale en élévation et (c) une vue arrière en élévation Un plan vertical k traverse l'axe d'articulation G par lequel le bras arrière 5 s'articule sur le châssis de véhicule et s'étend verticalement par rapport au chassis du véhicule Les axes d'articulation A,C, E comme on les a définis ci-dessus sont représentés comme étant situés dans le plan k du fait qu'ils sont positionnes dans le plan k parce qu'ils sont positionnés prés de ce plan k sans être exactement sur ce plan Un plan vertical t traverse le point A et s'étend transversalement par rapport au châssis de véhicule Les points B,CD sont représentés comme étant situés sur le plan t du fait qu'ils sont positionnés près du plan k mais sans être positionnés exactement sur le plan Comme le montre la figure 4 b, une ligne droite p traversant les points E,G et le plan t se coupent au niveau 10 d'un point e' Lorsque le ressort de la suspension compense la charge du véhicule, les bras supérieur et inférieur 3,4 se situent sensiblement horizontalement comme le montre la figure 4 c Le point e' suivrait une trajectoire lors du déplacement angulaire des bielles de la suspension en l'absence de la bielle de compensation 7, et une portion de cette trajectoire relativement proche de l'état d'équilibre s'approche d'un arc sur le plan t Le centre de courbure d'un tel arc est désigné en j que l'on appelle ci-après centre hypothétique. Certains points situés sur la ligne droite p sont posiltionnés sur une ligne droite i passant par le point j et le point G parce que les trajectoires des points de la ligne droite p ont une forme analogue Un point F', o une ligne droite m tracée parallèlement au plan É à partir du 25 point E et la ligne droite E se coupent, est équivalent à un centre hypothétique du point E (figure 4 a). La bielle de compensation 7 a une longueur inférieure à la distance b entre les points E,F' La bielle de compensation 7 étant positionnée au niveau du point E, les 30 variations d'écartement dues aux déplacements latéraux de la chape peuvent être compensées par la bielle de compensation 6, si bien que la roue arrière 2, en se déplaçant vers le haut et vers le bas, subira un pincement Par conséquent, l'aptitude du véhicule à suivre une ligne droite se voit 35 améliorée. Du fait que cet avantage peut être aisément obtenu par simple addition de la bielle de compensation 7, constituant une quatrième bielle, la suspension arrière est d'un poids relativement faible et sa réalisation estrelativement peu coûteuse Le centre de la roue 2 est désigné en H sur la figure 4. Il est possible de modifier la distribution d'un changement d'écartement des roues, lors d'un déplacement vers le haut et vers le bas de la roue 2, en faisant varier la hauteur de l'axe d'articulation F au niveau duquel la bille de compensation 7 s'articule sur le châssis de véhicule. 10 On va décrire cette disposition en se référant à la figure 5 Le déplacement latéral du point E du bras arrière 5, lorsque la roue 2 se déplace vers le haut et vers le bas, est limité par la bielle de compensation 7 Par conséquent, le bras arrière 5 sera déplacé latéralement vers la position 15 5 ' sans provoquer une divergence des roues Il est à noter que l'axe d'articulation G au niveau duquel le bras arrière s'articule sur le châssis de véhicule, doit être déplacé latéralement vers la position G' Il s'en suit que la structure par laquelle le bras arrière 5 est articulé sur 20 le châssis du véhicule par l'intermédiaire du point G devrait permettre au bras arrière 5 de se déplacer latéralement par rapport au chassis du véhicule Selon ce mode de réalisation de l'invention, cette exigence est satisfaite grâce à un coussinet en caoutchouc (non représenté) par 25 lequel le bras arrière 5 s'articule sur le châssis de véhicule Cette exigence peut toutefois être satisfaite par diverses structures connues qui relient le bras arrière et le châssis de véhicule entre eux de manière articulée tout en permettant un déplacement latéral relatif. Une suspension arrière conforme à un second mode de réalisation sera décrite en référence aux figures 7 à 10. La suspension arrière selon ce second mode de réalisation diffère de celle du premier mode de réalisation essentiellement en ce qui concerne la dispositioin du bras arrière, et 35 dans un moindre degré en ce qui concerne la structure par laquelle le bras arrière est articulé sur le châssis de véhicule La plupart des autres éléments sont identiques à ceux du premier mode de réalisation et par conséquent portent les mêmes caractères de référence. Un élément de bras 19 comprend une extrémité avant reliée de manière articulée par un coussinet en caoutchouc 8 sur le châssis de véhicule (non représenté) pour permettre un déplacement angulaire vertical L'élément de bras 19 comprend une extrémité arrière de laquelle une chape 1 est rendue solidaire par des boulons 9 L'élément de bras 19 et la chape 1 constituent conjointement un bras arrière basculant 5 Uin axe 10 dépasse la chape 1 vers l'extérieur et porte à rotation une roue 2. L'élément de bras 19 comprend unelame de ressort orientée de façon à présenter une élasticité suffisante lorsque des efforts de flexion sont appliqués transversale15 ment par rapport au châssis de véhicule et une rigidité suffisante vis-à-vis des efforts de flexion verticale. La chape 1 comprend un bras de chape la ayant des extrémités supérieure et inférieure reliées aux extrémités respectivement, des bras supérieur et inférieur 3,4 dont les extrémités opposées s'étendent sensiblement transversalement du châssis de véhicule auquel elles sont reliées Une bielle de compensation 7 est disposée en avant du bras inférieur 4 et a une extrémité reliée à la chape 1 et une extrémité opposée reliée au châssis de véhicule Un amortisseur 25 à ressort 6 est interposé entre la chape 1 et le châssis de véhicule. Lorsque la roue 2 se déplace vers le haut et vers le bas, comme on l'a évoqué à propos du premier mode de réalisation, la divergence de la roue 2 est empêchée grâce 30 au déplacement latéral du bras arrière 5 puisqu'elle est retenue par la bielle de compensation 7 Du fait, toutefois, que le bras arrière 5 est déformé élastiquement de façon à se courber transversalement par rapport au châssis de véhicule, comme le montre la figure 9, l'extrémité avant du bras arrière 5 qui est reliée au châssis de véhicule ne se déplace pas transversalement ou se déplace transversalement sur une distance très inférieure à celle nécessaire pour le premier mode de réalisation Il en résulte que le degré de déformation du coussinet en caoutchouc 8 est réduite, si bien que l'on peut prévoir comme coussinet en caoutchouc 8 un coussinet plus petit. Le bras arrière 5 n'a pas besoin d'être déformé élastiquement sur toute sa lonueur, seule une portion de celui-ci doit être élastique La figure 10 représente une modification apportée au second mode de réalisation selon laquelle seule une portion avant 15 a d'un bras arrière 15 a une certaine élasticité dans le sens transversal du châssis de véhicule La suspension arrière modifiée fonctionne de la même manière que la suspension arrière du second mode de réalisation. Les figures 11 à 16 représentent trois bras arrière 15 différents pouvant être utilisés sur la suspension arrière conforme au second mode de réalisation Chacun des bras arrière représentés se compose d'un élément de bras se présentant sous forme de plaque d'acier et d'une chape fixée sur une extrémité arrière de l'élément de bras. Un bras arrière représenté sur les figures 11 et 12 comprend un élément de bras 119 comprenant un évidement 1 Ola réalisé sur une extrémité arrière de celui-ci et recevant un chape 101 L'extrémité arrière de l'élément de bras 119 est percée d'un trou 120 situé dans l'évidementl 19 a et traversé par un axe 110 porté par la chape 101 L'élément de bras 119 est relié à la chape 101 par des boulons 109 Le bras arrière représenté sur la figure 11 et la figure 12 peut être réalisé pour un co Gt relativement faible et se prête par conséquent à une fabrication en grande série. Les figures 13 et 14 représentent un bras arrière qui est semblable au bras arrière représenté sur la figure 10 en ce que seule une portion d'un élément de bras présente une certaine élasticité L'élément de bras, désigné en 219, comprend sur une surface avant une première portion emboutie 35 relativement longue 219 a et, sur une surface arrière, une secondeportion emboutie relativement courte 219 b Ces deux portions embouties 219 a, 219 b permettent d'augmenter la rigidité de l'élément de bras 219 vis-à-vis des efforts de flexion s'exercant transversalement par rapport au châssis de véhicule Par conséquent, seule une portion plate intermédiaire 219 c de l'élément de bras 219, située entre les portions embouties 219 a, 219 b, présentent une certaine élasticité vis-à-vis des efforts de flexion L'élément de bras 219 comprend une extrémité arrière fixée sur une extr Cmilté avant d'une chape 201. Comme le montrent les figures 15 et 16, un élément 10 ar'e d'une autre forme comprend un élément de bras 319 ayant une e;trémité arrière à configuration bifurquée crpenant une saillie ou branche supérieure 319 a et une saillie Ou branche inférieure 319 b Une chape 301 comprend un etérmité avant de forme bifurquée se composant d'une saillie ou branch-e supérieure 301 a et d'une saillie ou branche inér)ieure 301 b La chape 301 comprend une bosse 301 c disposée S ur une surface avant entre les branches supérieure et inrrieure 301 a, 301 b pour permettre une liaison articulée sur une bielle de compensation Les branches supérieures 319 a,2 301 a de l'élément de bras 319 et de la chape 301 sont reliées entre elles par des boulons 309 et les branches inférieures 3 i 9 b et 301 b de l'élément de bras 319 et de la ehape 301 sont reliées entre elles par des boulons 309. Grâce à cette forme de réalisation du bras arrière, un couple 25 appliqué par l'intermédiaire d'un axe 310 sur la chape 301 lors d'un freinage de la roue, par exemple, est transmis à l'élément de bras 319 par les branches supérieures et inférieures 301 a, 319 a, 301 b 319 b Du fait que ces branches supérieures et inférieures sont espacées les unes des autres 30 d'une distance relativement importante, toute force appliquée au joint compris entre l'élément de bras 319 et la chape 301 est relativement faible, du fait que le bras arrière est d'un poids faible et possède une meilleure résistance mécanique Du fait que la bosse 301 c de la chape 301, sur 35 laquelle la bielle de compensation s'articule, est exposée entre les branches supérieures et inférieures, la bielle de compensation et la chape peuvent être aisément reliées entre elles lors de leur assemblage. Bien que l'on vienne de décrire ce que l'on considère à l'heure actuelle les modes de réalisation préférés de 5 la présente invention, des modifications peuvent y être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention Le présent mode de réalisation doit être par conséquent considéré sous tous les aspects comme étant illustratif et non restrictif La portée de l'invention est indiquée par les revendications annexées plutôt que par la description ci-dessus. REVENDICATIONS 1 Suspension pour automobile comprenant un châssis de véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend: (a) une structure à bielle se composant d'un bras arrière basculant ( 5) s'étendant sensiblement longitudinalement du châssis du véhicule, ce bras arrière comprenant une extrémité avant adaptée pour s'articuler sur le ehâssis de véhicule et une extrémité arrière adaptée pour porter une roue ( 2),d'un bras supérieur ( 3) s'étendant sensiblement transversalement du châssis de véhicule, ce bras supérieur 10 comprenant une première extrémité adaptée pour s'articuler sur le châssis de véhicule et une second extrémité s'articulant sur le bras arrière ( 5) à proximité de l'extrémité arrière de celui-ci,d'un bras inférieur ( 4) s'étendant sensiblement transversalement du châssis de véhicule, ce 15 bras inîérieur comprenant une première extrémité adaptée pour s'articuler sur le chassis de véhicule et une seconde x Yremitté s'articulant sur le bras arrière ( 5) à proximité de l'extrémité arrière de celui-ci, ledit bras inférieur ( 4) occupant une position plus basse que celle qu'occupe le 20 bras supérieur ( 3), et d'une bielle de compensation ( 7) comprenant une première extrémité adaptée pour s'articuler sur le châssis de véhicule et une seconde extrémité s'articulant sur le bras arrière ( 5); et (b) des moyens élastiques ( 6) aptes à être interposés 25 entre le châssis de véhicule et ladite structure à bielles. 2 Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bras arrière basculant ( 5) comprend un élément de bras ( 19) ayant une extrémité avant s'articulant sur le châssis de véhicule et une chape ( 1) fixée sur une extrémité 30 arrière dudit élément de bras et apte à porter la roue ( 2). 3 Suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que le bras supérieur ( 3), le bras inférieur ( 4) et ladite bielle de compensation ( 7) sont articulés par leurs secondes extrémités à ladite chape ( 1). 4 Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bras arrière ( 5) présente une élasticité 12 à suffisante par rapport aux efforts de flexion pouvant s'exercer sensiblement transversalement du châssis de véhicule et une rigidité élevée vis-à-vis des efforts de flexion pouvant s'exercer verticalement par rapport au châssis de véhicule. Suspension selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément de bras ( 19) présente une élasticité suffisante par rapport aux efforts de flexion pouvant s'exercer sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule et une rigidité élevée vis-à-vis des efforts de flexion pouvant s'exercer verticalement par rapport au châssis de véhicule. 6 Suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément de bras ( 119) se compose d'une plaque 15 d'acier dans l'extrémité arrière de laquelle est ménagé un évidement (l Oa) destiné à recevoir ladite chape ( 101). 7 Suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément de bras ( 219) est constitué d'une plaque d'acier comprenant, sur une surface avant, une première 20 portion emboutie relativement longue ( 219 a) et, sur une surface arrière, une second portion emboutie relativement courte ( 219 b). 8 Suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'extrémité arrière de l'élément de bras ( 319) présente une configuration bifurquée comprenant des saillies supérieureet inférieure ( 319 a, 319 b), ladite chape ( 301) comprenant une portion de forme bifurquée comprenant des saillies supérieure etinférieure ( 301 a, 301 b), lesdites saillies supérieures ( 301 a, 319 a) de l'élément de bras et de la chape 30 étant reliées entre elles et les saillies inférieures ( 301 b, 319 b) de l'élément de bras et de la chape étant reliées entre elles, ladite chape comprenant une bosse ( 301 c) disposée entre les saillies supérieure et inférieure de celle-ci, ladite bielle de compensation étant reliée à ladite bosse. 35