Brevet FR2561997A1 — publié le 19851004

La présente invention concerne un système de suspension pour un train de roues de véhicule à essieu rigide. Quoique non exclusivement, elle est particulièrement appropriée à la réalisation de la suspension arrière d'un tracteur routier, du type utilisé dans les camions à semi-remorque. A cette fin, selon l'invention, le système de suspension pour un train de roues de véhicule à essieu rigide, est remarquable en ce qu'il comporte, d'une part, une barre de torsion horizontale et transversale articulée au châssis du véhicule de façon à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal et, d'autre part, deux lames élastiques longitudinales, qui sont disposées latéralement chacune d'un côté dudit châssis et dont chacune d'elles est liée rigidement à l'une de ses extrémités à ladite barre de torsion, est fixée dans sa partie intermédiaire audit essieu rigide et est en appui à son autre extrémité contre ledit châssis. Ainsl, ledit tube de torsion associé aux laes assure la fonction antiroulis et les efforts longitudinaux (traction et freinage) sont transmis des roues au châssis par les lames et ledit tube de torsion. Par ailleurs, les deux lames élastiques assurent la suspension verticale et le guidage latéral des roues dudit train. Il est avantageux que ladite barre de torsion soit décalée longitudinalement par rapport audit essieu rigide. Ainsi, on libère une place importante autour de cet essieu. Un tel avantage est particulièrement important lorsque ledit essieu rigide constitue le pont arrière du véhicule. De préférence, ladite barre de torsion se trouve alors en arrière par rapport audit pont arrière. 2 2561997 Avantageusement, lesdites lames élastiques latérales sont identiques et disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal dudit véhicule. On remarquera que, dans le système de suspension selon l'invention, lorsque les lames latérales se déforment, ledit appui sur le châssis se déplace longitudinalement. Aussi, selon une caractéristique intéressante de la présente invention, l'appui de chaque lame élastique latérale sur le chassis comporte un amortisseur qui-est articulé autour d'un axe transversal du chassis et dont la ligne d'action est alignée avec ladite lame élastique. On notera également que, puisque les efforts de traction passent par les lames, entre le pont arrière et le châssis, le démarrage du véhicule tend à redresser les lames et donc à diminuer l'angle d'enroulement dudit pont. Par ailleurs, celui-ci peut être calé de manière à obtenir un angle d'enroulement optimal pour des sollicitations modérées. L'articulation de la barre de torsion par rapport au châssis du véhicule peut tre obtenue au moyen d'au moins un palier élastomêrique. De plus, pour éviter au maximum les surcontraintes entre les lames et ladite barre de torsion, on choisit les moyens de liaison entre la barre de torsion et les lames élastiques latérales pour qu'ils assurent une rigidité importante, mais non pas absolue. De préférence, ladite barre de torsion et lesdites lames élas- tiques sont réalisées en fibres à haute résistance enrobées d résine synthétique. Le fait de réaliser lesdites barre et lames en matière composite fibres-résine synthétique permet d'obtenir pour ces éléments des caractéristiques mécaniques correspondant aux fonctions qu'ils remplissent et qu'il serait impossible d'obtenir avec des éléments en acier, à 3 2561997 1 dimensionnement et poids comparables. Grâce à la présente invention on peut donc réaliser une suspension qui, tout en étant simple, est légère, de sorte qu'elle permet d'obtenir un gain sur le poids total du véhicule, et donc sur sa consommation en carburant. Par exemple, la barre de torsion est réalisée sous la forme d'un tube à section extérieure polygonale, pour faciliter par emmanchenent mécanique sa liaison avec les lames à chacune de ses extrémités. On remarquera que la mise en place du système de suspension selon l'invention sur un véhicule est particulièrement aisée, de sorte que non seulement un tel système peut être monté sur des véhicules spécialement prévus à cet effet, mais encore on peut aisément modifier des véhicules existants pour y monter le système selon l'invention. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique de dessus du système de suspension conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 illustre un mode de réalisation pratique du système de suspension selon l'invention monté sur un] tracteur routier envuede dessus, avec arrachements par- tiels. 4 2561997 1 La figure 4 est une vue latérale correspondant à la figure 3. La figure 5 est, dans sa partie gauche, une demi-vue arrière partielle du tracteur routier des figures 3 et 4 et, dans sa partie droite, une demi-coupe selon la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 est une Vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5, illustrant l'articulation de la barre de torsion sur le châssis. La figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 3, illustrant l'appui des lames élastiques sur le châssis. La figure 8 illustre, en coupe, un mode de liaison préféré entre la barre de torsion et les lames élastiques. Le système de suspension selon l'invention, montré par ces figures, est appliqué au train de roues arrière d'un tracteur routier, constitué d'un pont arrière 1 portant des roues 2 à ses extrémités. Sur ces figures, le véhicule n'est représenté que par son axe longitudinal L-L et une portion de son châssis 3. Ce système de suspension comporte un tube de torsion transversal 4, dont l'axe 1-! est transversal au plan longitudinal médian du véhicule. Grâce à des paliers 5, le tube 4 est articulé sur le châssis 3 pour lui permettre de tourner autour de son axe longitudinal l-l qui est disposé horizontalement. Ce tube de torsion 4 est disposé en arrière du pont arrière 1, c'est-à-dire du côté de celui-ci opposé à l'arbre de transmission de puissance 6 qui s'étend longitudinalement par rapport au véhicule. 2561997 1 Le système de suspension selon l'invention comporte de plus deux lames élastiques longitudinales 7, disposées latéra- lement, de part et d'autre du châssis 3. Ces lames 7 sont identiques et disposées symétriquement par rapport audit plan longitudinal médian de trace L-L. Chaque lame élastique 7: - est liée rigidement à son extrémité arrière à une extrémité latérale du tube de torsion 4; - est fixée dans sa partie intermédiaire audit pont arrière 1, par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation 8;. - et est en appui par son extrêmité avant contre le châssis 3, par l'intermédiaire de dispositifs d'appui 9. On voit ainsi que, dans le système de suspension qui vient d'être décrit: - les fonctions de suspension verticale et de guidage latéral sont assurées par les lames élastiques 7, en association avec le pont arrière 1. - la fonction antidevers (ou antiroulis) est assurée par la torsion du tube 4, par la flexion différentielle des lames 7 et éventuellement par la torsion desdites lames; - la fonction de transmission des efforts longitudinaux est assurée par le tube 4 et les parties des lames 7 comprises entre celui-ci et le pont arrière 1; 6 2561997 1 Dans l'exemple de réalisation des figures 3 à 8, les paliers ont été réalisés sous la forme de paliers élastomériques comportant un anneau 10 d'une matière élastomère bloqué entre la barre de torsion 4 et une monture 11 solidaire du châssis 3 (voir les figures 3, 5 et 6). Par suite, ces paliers élastomériques 5 assurent le filtrage des efforts longitudinaux. Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation des figures 3 à 8, on a prévu des amortisseurs 12. Ceux-ci, qui peuvent être de tout type mais qui sont représentés ici sous la forme d'amortisseurs hydrauliques à déplacements axiaux, sont prévus pour servir d'appui 9 aux extrémités avant des lames 7. Les amortisseurs 12 sont articulés sur le châssis 3 autour d'axes t-t transversaux auxdites lames et leur élément mobile 13 est rendu solidaire de celles-ci. Ainsi, ces amortisseurs 12 sont actionnés par le déplacement longitu- dinal des extrémités avant des lames 7, lorsque celles-ci exécutent leur mouvement de flexion (voir les figures 3, 4 et 7). De préférence, le tube de torsion 4 et les lames 7 sont constitués par des éléments réalisés en une matière composite constituée de fibres (de verre, de carbone, de bore etc... ou d'un mélange de ces matières) enrobées d'une résine synthétique, par la mise en oeuvre de tout procédé connu (bobinage filamentaire, superposition de tresses, tissage, etc...) permettant d'obtenir pour lesdits tubes des valeurs élevées du rapport E dans lequel R est la contrainte à la rupture et E le module d'élasticité. 7 2561997 1 Comme le montrent les figures 3, 4 et 5, a son extrémité arrière, chaque lame 7 forme une boucle 14 dans laquelle est encastrée l'extrémité correspondante du tube de torsion 4. Celui-ci peut présenter un contour extérieur de forme polygonale. Avantageusement, dans l'exemple décrit, les lames sont réalisées en mèches de fibres de verre lmprégnées de résine époxy, orientées longitudinalement dans l'axe de la lame, le tout étant polymérisé à chaud et sous pression dans un moule. Pour faciliter la fabrication et conserver la continuité des mèches, les lames sont de section constante. Dans la variante de réalisation montrée par la figure 8, on retrouve les paliers élastomériques 5, avec leur bague d'élastomère 10, destinés à articuler l'ensemble tube de torsion 4 - lames élastiques 7 par rapport au châssis 3. Cependant, au lieu d'encastrer directement les extrémités du tube 4 dans les boucles 14 des lames 7, on prévoit un tube mé- tallique 17 et une bague intermédiaire 15 en élastcmère.Cette bague intermé- diaire 15 a pour rôle d'assouplir la-liaison entre le tube 4 et les lames 7 de façon à réduire les surcontraintes à l'emplace- ment de l'encastrement du tube-dans les boucles 14. 8 2561997 REVENDICATIONS 1 1 - Système de suspension pour un train de roues de véhicule à essieu rigide, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, une barre de torsion (4) horizontale et transversale articulée au châssis (3) du véhicule de façon à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal (l-l) et, d'autre part, deux lames élastiques longitudinales (7), qui sont disposées latéralement chacune d'un côté dudit châssis (3) et dont chacune d'elles est liée rigidement à l'une de ses extrémités à ladite barre de torsion (4), est fixée dans sa partie intermédiaire audit essieu rigide (1) et est en appui à son autre extrémité (en 9) contre ledit châssis (3). 2 - Système de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite barre de torsion (4) est décalée longitudinalement par rapport audit essieu rigide (1). 3 - Système de suspension selon la revendication 2, pour un train de roues dont l'essieu rigide est constitué par un pont arrière, caractérisé en ce que ladite barre de torsion (4) se trouve en arrière par rapport audit pont arrière (1). 4 - Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites lames élastiques latérales (7) sont identiques et disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (L-L) dudit véhicule. 9 2561997 1 5 - Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'appui (9) de chaque lame élastique latérale sur le châssis comporte un amortisseur 12 qui est articulé autour d'un axe (X- ;) transversal du châssis (3) et dont la ligne d'action est alignée avec ladite lame élastique (7). 6 - Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'articulation de la barre de torsion par rapport au châssis du véhicule est obtenue au moyen d'au moins un palier élastomérique (5). 7 - Système de suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de liaison entre la barre de torsion (4) et les lames élastiques latérales (7) assurent une rigidité importante, mais non pas absolue. 8 - Système de suspension selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite barre de torsion (3) et lesdites lames élastiques (7) sont réalisées en fibres à haute résistance enrobées de résine synthétique.