Brevet FR2560565A1 — publié le 19850906

La présente invention concerne une suspension à roues indépendantes destinée à un véhicule à moteur. Plus précisément, elle concerne une suspension pour véhi- cule à moteur, comprenant un ensemble différentiel qui n'est pas monté rigidement sur la structure du véhicule. On a déjà proposé le montage d'un ensemble différentiel d'un véhicule sur la structure de celui-ci par un dispositif qui permet un pivotement par rapport à la structure du véhicule. Ainsi, le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 2 968 357 décrit une telle disposition destinée à réduire l'affaissement de l'arrière du véhicule en cours d'accélération, et à assurer un isolement par rapport au bruit de la route. Cependant, l'arrangement décrit comporte une butée qui empêche un pivotement relatif du différentiel dans une direction, alors que le pivotement dans l'autre direction est limité sauf dans des conditions d'accélération importantes. Il est nécessaire d'incor- porer un accouplement universel qui transmet le couple, dans l'arbre propulseur, à proximité du différentiel, afin que les changements d'orientation du différentiel puissent être compensés. L'invention reconnaît qu'il est souhaitable de permettre le pivotement d'un différentiel par rapport à la structure du véhicule, lorsque celuici se déplace verticalement par rapport à la surface sur laquelle il est entraîné. L'invention reconnaît en outre que, lors- que le différentiel est libre de pivoter de cette manière, ce pivotement peut permettre la fonction remplie autrement par l'accouplement universel classique jusqu'à présent monté entre l'arbre moteur et le différentiel. De cette manière, un tel accouplement universel peut être éliminé. La présente invention a pour objet l'incorporation de telles caractéristiques à une suspension à roues indépen- dantes. Une suspension à roues indépendantes selon l'invention, destinée à un ensemble à roue comprenant une roue qui tourne autour d'un axe de roue, dans un véhicule qui a une structure formant châssis, un dispositif de support élastique de cette structure afin qu'elle puisse se déplacer par rapport à une surface d'entraînement, et un moteur destiné à appliquer un couple moteur autour d'un axe de sortie du moteur, à une sortie d'un moteur, ladite suspension comprenant: des bras de commande ayant une extrémité rac- cordée à l'ensemble à roue et deux extrémités articulées sur deux paliers portés par la structure du châssis et par lesquelles passe un axe d'oscillation, un différentiel comprenant un bottier, une entrée et une sortie, placées dans le bottier et établis- sant respectivement un axe d'entrée et un axe de sortie du différentiel, ces deux axes étant sensiblement perpendi- culaires l'un à l'autre, un dispositif transversal de pivotement couplant le différentiel à la structure du châssis afin que le différentiel puisse pivoter par rapport à la structure du châssis autour d'un axe transversal sensiblement paral- lèle à l'axe de sortie du différentiel, et un arbre de propulsion, ayant un axe d'arbre de propulsion ainsi qu'un premier et un second accouplement qui le couplent respectivement à la sortie du moteur et à l'entrée du différentiel, l'un des premier et second accouplements étant un joint homocinétique et l'autre n'assurant pas une articulation. l'arrangement étant tel que le premier joint subit l'articulation lorsque la structure du châssis subit ledit déplacement, le dispositif transversal de pivotement permettant le pivotement du différentiel autour de l'axe transversal de pivotement afin que cette articulation soit permise. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation schématique de l'arrière d'une suspension à roues indépendantes selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan de la suspension selon l'invention; la figure 3 est une élévation en coupe partielle d'un joint universel convenant dans le cadre de l'inven- tion; la figure 4 est une élévation latérale suivant les flèches 4 de la figure 2; la figure 5 est une élévation en coupe partielle du montage pivotant du différentiel, plus en détail; la figure 6 est une élévation latérale avec des parties arrachées suivant les flèches 6 de la figure 2, représentant le montage pivotant du différentiel selon l'invention; et la figure 7 est une élévation en coupe partielle d'un joint universel d'un autre type qui peut être utilisé dans le cadre de l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent la partie arrière d'un véhicule à moteur à quatre roues qui comporte une carrosserie 5 et une struc- ture 12 de chassis qui comprend un châssis 16 ayant deux longerons distants 18 et 20 et au moins une traverse 22 placée entre les longerons. L'expression "structure du chassis" utilisée dans le présent mémoire s'applique aussi à un véhicule de type monocoque dans lequel une partie des éléments du châssis est incorporée à la carros- serie du véhicule ou en fait partie. La traverse 22 a deux parties externes 24 et 26 qui dépassent d'une structure centrale 28 de montage du différentiel. Chaque partie externe 24 et 26 est couplée à une partie interne et externe de bras 30, 32 d'un bras postérieur diagonal 34 par deux dispositifs 36 et 38 de montage de pivot qui établissent deux points de support délimitant un axe 40 d'oscillation entre-eux. Chaque dispositif 36 et 38 de montage de pivot comporte un dispositif connu permettant le pivotement du bras 34 par rapport à la traverse 22 autour de l'axe 40 d'oscillation les dispositifs de montage de pivot comprenant une tige 42 portée par un manchon annulaire élastique 44 fixé à un bras postérieur diagonal 34 par un capuchon 46 de montage. Chaque bras postérieur diagonal 34 a une extré- mité 48 convenablement raccordée de manière connue à un ensemble 50 à roue qui comporte une roue 52 destinée à tourner autour d'un axe 54. Chaque ensemble 50 à roue est couplé par des joints universels interne et externe 56 et 58, placés aux extrémités interne et externe d'un arbre menant 60 d'un différentiel 70. Chacun des deux joints universels 56 et 58 est du type homocinétique connu, à rapport constant de vitesse, représenté sur la figure 3 ou sur la figure 7. 15. Chaque joint universel a un organe interne 62 et un organe externe 64 couplés par six billes 66 régulièrement espacées afin qu'un axe 66 de l'organe interne soit articulé le long d'un plan homocinétique, faisant un angle A d'articulation avec un axe 68 d'organe externe ou un axe 61 de la sortie menante. La figure 3 représente un joint fixé axialement dans lequel aucun déplacement axial relatif n'est possible entre les organes interne et externe du joint, alors que la figure 7 repré- sente un joint "plongeant" ou permettant une translation, dans lequel un tel déplacement axial est possible, les éléments d'un tel joint étant repérés par les mêmes réfé- rences numériques. Le différentiel 70 a un boitier 72 qui contient un pignon d'entrée (non représenté) qui peut tourner autour d'un axe d'entrée 74 du différentiel et qui est couplé à une paire de pignons coniques latéraux (non représentés) espacés de part et d'autre de l'axe d'entrée 74 du différentiel et destines à renvoyer un couple menant appliqué au pignon d'entrée autour de l'axe d'entrée du différentiel latéralement vers l'extérieur, autour d'un axe 76 de sortie du différentiel qui est perpendi- culaire à son axe d'entrée 74, vers l'organe du joint interne. L'axe de sortie 76 du différentiel est coaxial à l'un des organes de joint homocinétique, le couple menant étant alors couplé à l'autre organe du joint suivant l'axe 61 de l'arbre menant 60. Des organes 80 et 82 formant des prolongements dépassent latéralement du bolitier 72 du différentiel, de part et d'autre, et ils sont destinés à être couplés sur la structure centrale 28 de montage du différentiel en pouvant pivoter. Chaque organe 80 et 82 formant un prolongement a un moyeu 84 de montage qui dépasse laté- ralement et qui a un alésage 86 coaxial à un axe trans- versal 88 de pivotement qui est sensiblement parallèle à l'axe 76 de sortie du différentiel et qui en est espacé, vers l'avant. La structure centrale 28 de montage du différen- tiel comporte deux tronçons 90 et 92 de montage de diffé- rentiel qui sont disposés latéralement et qui sont dirigés vers l'arrière à partir de la traverse 22 afin qu'ils se trouvent au-dessous des organes externes de prolongement du boitier 72, le long de l'axe 88 de pivotement. Chacun des tronçons 90 et 92 de montage a un manchon annulaire élastique 94 qui lui est fixé par un capuchon 96 maintenu sur une face supérieure latérale du tronçon de montage du différentiel par un dispositif convenable de fixation. Chaque manchon élastique annulaire 94 supporte une partie 100 de tige de pivotement 102 qui a une partie 104 de moyeu tourillonnant dans l'alésage 86 du moyeu 84 de montage, afin qu'elle puisse tourner. Une première extré- mité de cette tige 102 aboutit à une tête 106 qui est en appui contre la surface radiale interne 108 du moyeu 84. Le manchon élastique est monté entre une rondelle radiale interne 112 et une rondelle radiale externe 114 de butée. Un écrou 116 est vissé à l'autre extrémité de la tige 102 de pivotement et est en appui contre une surface radiale externe 118 de la rondelle 114 de butée. Comme l'indique plus clairement la coupe de la figure 5, il reste un espaceradial 120 entre la partie de la tige 102 de pivotement et un alésage 122 du manchon élastique annulaire. Cet espace radial 120 est choisi afin qu'il permette un déplacement angulaire de la tige 102 et ainsi du boitier 72 du différentiel de plus ou moins 4 degrés dans toutes les directions autour de l'axe transversal 88 de pivotement par rapport au manchon annulaire élastique 94 et à son tour par rapport à la traverse 22. L'entrée 73 du différentiel 70 est couplée par un accouplement coulissant 130 à cannelure à l'extré- mité 132 de l'arbre 134 de propulsion qui est tournée vers le différentiel, l'arbre pouvant tourner autour de l'axe 136. L'accouplement 130 est tel que l'axe 136 de l'arbre de propulsion est coaxial à l'axe 74 d'entrée du différentiel. L'arbre 134 a une extrémité 138 couplée par un accouplement universel sous forme d'un joint homo- cinétique 140 à la sortie 142 d'un moteur 144 destiné à appliquer un couple moteur autour d'un axe 146 de sortie du moteur. Le joint homocinétique 140 permet une articula- tion entre l'axe 136 de l'arbre de propulsion et un axe 146 de sortie du moteur. L'articulation est due à la position de la sortie 142 du moteur par rapport à l'entrée 73 du différentiel, le positionnement étant réalisé soit par réalisation intentionnelle soit par déplacement du chassis 16 du véhicule par rapport à la surface menante 53. L'articulation précédente entre le moteur et l'arbre de transmission, permise par le joint homociné- tique 140, est compensée par le glissement axial permis par l'accouplement 130 à cannelure, en coopération avec le pivotement autour de l'axe transversal 88 de pivotement du différentiel 70 par rapport à la traverse 22. Les spécialistes peuvent noter que la suspension décrite peut aussi comporter diverses combinaisons de ressorts hélicoïdaux, de ressorts à lame, d'amortisseurs et d'autres dispositifs bien connus d'amortissement ou de retenue élastique. De nombreuses modifications entrent dans le cadre de l'invention. Par exemple, la structure assurant le pivotement autour de l'axe transversal 88 de pivotement, entre le différentiel 70 et la traverse 22, peut être changée. En outre, l'accouplement coulissant 130 peut être remplacé par un accouplement sans coulissement, et un joint homocinétique de type plongeant, tel que représenté plus en détail sur la figure 7, peut alors être utilisé. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Suspension à roues indépendantes destinée à un ensemble ayant une roue pouvant tourner autour d'un axe, dans un véhicule comprenant une structure formant un châssis, un dispositif de support élastique de la structure formant châssis afin qu'elle se déplace par rapport à une surface d'entraînement, et un moteur destiné à assurer l'application d'un couple moteur autour d'un axe de sortie, à une sortie du moteur, ladite suspension étant caractérisée en ce qu'elle comprend un bras de commande (34) ayant une extrémité raccordée à l'ensemble à roue et une paire d'extrémités articulée sur deux paliers permettant un pivotement et portés par la structure du châssis afin qu'ils délimitent entre eux un axe d'oscil- lation, un différentiel (70) comprenant un boîtier, une entrée et une sortie placées dans le boîtier et éta- blissant respectivement un axe d'entrée et un axe de sortie (54) du différentiel, ces deux axes étant sensi- blement perpendiculaires l'un à l'autre, un dispositif transversal de pivotement couplant le différentiel (70) à la structure du châssis (72) afin que le différentiel puisse pivoter par rapport à la struc- ture du châssis autour d'un axe transversal (88) de pivo- tement qui est sensiblement parallèle à l'axe de sortie (54) du différentiel, et un arbre (134) de propulsion ayant un axe (136), ainsi qu'un premier et un second accouplement qui couplent respectivement l'arbre à la sortie du moteur et à l'entrée du différentiel, l'un des premier et second accouplement étant un joint homocinétique et l'autre ne participant pas à l'articulation, la disposition étant telle que le premier joint effectue l'articulation lorsque la structure du châssis présente ledit déplacement, le dispositif transversal de pivotement permettant le pivotement du différentiel autour de l'axe transversal de pivotement afin qu'il compense cette articulation. 2. Suspension selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le dispositif transversal de pivotement comporte un dispositif à palier et un dispositif à touril- lon supporté par le dispositif à palier, l'un des dispo- sitifs à palier et à tourillon étant raccordé au boîtier du différentiel et l'autre à la structure du chassis, le dispositif à palier et le dispositif à tourillon coopé- rant à l'établissement d'un axe transversal de pivotement (88). 3. Suspension selon la revendication 2, caracté- risée en ce que le dispositif transversal de pivotement comporte en outre un manchon élastique (94) placé entre le dispositif à palier et le dispositif à tourillon et destiné à amortir les vibrations produites par le moteur et le différentiel. 4. Suspension selon la revendication 3, caracté- risée en ce que le manchon élastique (94) permet à l'axe transversal de pivotement de présenter un décalage angu- laire prédéterminé par rapport à l'axe de sortie du diffé- rentiel. 5. Suspension selon la revendication 4, caracté- risée en ce que le décalage angulaire prédéterminé est de plus ou moins 4 degrés.