Brevet FR2580560A1 — publié le 19861024

La présente invention concerne un essieu entraîné pour véhicules utilitaires comportant des roues guidées par l'intermédiaire de supports, des arbres de roues montés dans les supports précités, des doubles articulations montées à-la suite sur les arbres de roues et dont le côté libre se déplace par rapport au côté fixe correspondant, situé du côté du support de roue, selon des trajets de translation axiale qui sont fonction de l'angle de pliage de la double articulation et qui sont orientés dans la direction transver- sale du véhicule, ainsi que des arbres d'entraînement déplaçables axialement et accouplés, du côté des supports de roues, par l'intermédiaire des doubles articulations. Des essieux de ce type sont connus sous la forme d'essieux rigides pouvant être dirigés ( Fahrzeugtechnik, 4 ème Edition, page 280, Editeur: Reimpell). Les arbres à double articulation prévus pour l'entraînement des roues directrices de tels essieux rigides et se composant respectivement d'un arbre de roue, d'une double articulation et d'un arbre d'entraînement, présentent la propriété que, dans le cas d'un pliage des arbres à double articulation. qui est provoqué par des mouvements de direction des roues, l'anneau d'entraînement de la double articulation est soumis additionnellement, en fonction de la grandeur de l'angle de braquage ou de l'angle total de pliage, à un mouvement sous l'effet duquel l'arbre d'entraîne- ment est déplacé vers l'intérieur dans une direction transversale du véhicule. Sous l'effet de ce mouvement de translation de l'arbre d'entraînement, de tels arbres à double articulation sont affectés par une usure. Cela constitue une des causes pour lesquelles jusqu'à maintenant, dans le cas d'essieux entraînés comportant des roues guidées de façon indépendante et dont les arbres doivent être en mesure de suivre les mouvements de suspension des roues dans un plan sensiblement vertical, on a installé des arbres articulés comportant une articulation fixe de synchro- nisation, lesdits arbres étant exempts de mouvements de translation. Des arbres articulés équipés d'articulations fixes de synchronisation ne conviennent cependant pas pour des véhicules utilitaires à cause des couples élevés à transmettre dans de tels véhicules. L'invention a pour but de créer un essieu entraîné ayant les particularités indiquées dans le premier paragraphe et dans lequel les arbres d'entaînement articulés sur le support de roue respectif par l'intermédiaire d'une double articulation sont en mesure de suivre les mouvements de suspension des roues alors que les translations longitudinales du côté libre des doubles articulations, résultant des angles de pliage qui se produisent, restent petites et négligeables. L'essieu doit à cet égard pouvoir avantageusement être installé notamment dans des véhicules utilitaires lourds. Ce problème est résolu selon l'invention en ce - que, dans le cas de roues guidées de façon indépendante, il est prévu pour compenser les déplacements de translation du côté libre des doubles articulations. qui sont fonction de l'angle de pliage apparaissant lorsque la suspension fonctionne, de faire en sorte que la longueur des arbres d'entrafne- ment entre leurs articulations placées du côté du support de roue et du côté du châssis soit plus petite que l'espacement du pôle momentané, projeté sur un plan transversal du véhicule, des guides de roues par rapport au centre de rotation de la double articulation. Dans la structure d'essieu conforme à l'invention, lors de mouvements de suspension, le centre de rotation de la double articulation de chaque arbre à double articulation se déplace en même temps que le support de roue le long d'une trajectoire dont la forme est déterminée par des organes de guidage des roues. Le rayon local de courbure de cette trajectoire est plus grand que l'espacement mutuel des articulations, placées du côté du support de roue et du côté du châssis, des arbres d'entraînement. Lors de mouvements de suspension la possibilité de translation axiale des arbres d'entraînement fait en sorte que, au cours de leurs mouvementsde pivotement, il se produit en superposition un mouvement axial autour du point d'articulation placé du côté du châssis de sorte que l'espacement du centre de rotation de la double-articulation pendant le mouvement de suspension par rapport au point d'articulation, placé du côté du châssis, des arbres d'entraînement augmente progressivement. En correspondance, les arbres d'entraînement sont décalés axialement dans une direction opposée à celle dans laquelle ils se déplacent d'une manière classique lors d'un pliage des arbres à double articulation. A cet égard, on peut agencer la construction de telle sorte que les parties des arbres d'entraînement qui se déplacent les unes par rapport aux autres restent sensiblement immobiles, en considérant une direction axiale, dans chaque phase de pliage des arbres à double articulation Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, selon laquelle les supports de roue peuvent pivoter autour d'un axe de direction et les axes de direction sont disposés sur le cté des doubles articulations qui est opposé aux arbres d'entraflnernt, il est possible que les roues de l'essieu qui sont guidées de façon indépendante puissent également pivoter autour d'un axe de direction sans qu'il en résulte, lors de mouvements de direction, une translation axiale pertubatrice à l'inté- rieur de l'arbre d'entrafnement des arbres à double articulation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'arrière d'une suspen- sion de roue indépendante d'un essieu d'entraînement agencé conformément à l'inventionet comme unessieu directeur, la figure 2 est une vue d'une partie de la figure 1, à échelle plus grande que sur cette figure, l'arbre d'essieu étant représenté en coupe longitudinale, la figure 3 est une vue latérale de l'arbre à double articulation formant l'arbre d'essieu, dans sa position de construction, afin de mettre en évidence le mouvement du centre de rotation de sa double articulation placée du côté du support de roue lors de mouvements élastiques de la suspension de roue, la figure 4 est une vue en plan de l'arbre à double articula- tion représenté dans la position de marche en ligne droite, la vue étant simplement schématisée pour mettre en évidence le mouvement du centre de rotation de la double articulation placée du côté du support de roue lors de mouvements de direction du support de roue. La figure 1 représente à titre d'exemple une suspension 10 d'une roue directrice 12 d'un véhicule utili- taire. La suspension de roue 10, placée dans une zone latérale, par exemple avant, d'une paroi latérale 16 du châssis 14 du véhicule, comporte un support de roue désigné dans son ensemble par 18 et qui est relié, par l'intermé- diaire d'articulations infiieure et supérieure de guidage , 22, avec un bras oscillant inférieur de guidage 24 et avec un bras oscillant supérieur de guidage 26, les deux bras étant soutenus par rapport au châssis 14 du véhicule. - Les deux bras oscillants de guidage 24, 26 constituent des bras transversaux, dont les rayons polaires 23, 25, orientés dans une direction transversale du véhicule, forment en leur point d'intersection 29 le pôle momentané projeté sur un plan transversal du véhicule. Le bras oscillant inférieur de guidage 24 consti- tue par exemple un bras oscillant triangulaire, qui peut pivoter autour d'un axe 28 solidaire du châssis 14 du véhicule. On a désigné par 30 une jambe élastique s'appuyant sur le bras oscillant inférieur de guidage 24 et qui est articulée par son extrémité supérieure sur une console d'appui 32 solidaire du châssis 14 du véhicule. Les articula- tions inférieure et supérieure de guidage 20, 22 définissent un axe de direction 34 indiqué par une ligne en trait mixte et autour duquel le support de roue 18 peut pivoter pour effectuer les mouvements de direction. Le bras transversal supérieur est articulé en 27 sur le châssis 14 du véhicule. Pour la direction de la roue 12, le support de roue 18 est pourvu d'un levier de direction 36 sur lequel est articulée une barre d'accouplement 40 d'un dispositif de direction. La roue 12 peut être entraînée au moyen d'un arbre d'essieu, qui est agencé comme un arbre à double articulation 42 et qui est monté en partie télescopiquement dans un tube porteur 44. Chaque partie tubulaire 46, 48 de ce tube porteur 44 est pourvue, à son extrémité libre, d'une coquille sphérique 50, 52; lesdites coquilles sphériques sont respectivement montées du côté du châssis et du côté du support de roue, par conjugaison de formes, dans un coussinet de palier 54, 56, également de forme sphérique et de telle sorte que l'assemblage produise peu de frottement, soit insensible à l'eau, exempt d'entretien et pratiquement sans jeu. L'arbre à double articulation 42 comporte les parties suivantes: un arbre de roue 58 monté dans le support de roue 18, un arbre d'entraînement 60 se composant de deux arbres partiels 60', 60" engagés l'un dans l'autre de façon à pouvoir exécuter une translation axiale, et deux doubles articulations 62 et 64. Le tube porteur 44 assure le soutien radial nécessaire de l'arbre d'entraînement 60 et constitue simultanément une enveloppe servant à protéger l'arbre à double articulation 42. Les doubles articulations 62, 64 sont chacune placées à l'intérieur d'une des deux coquilles sphériques 52, 54 du tube porteur 44. L'arbre de roue 58 est articulé sur une paire de tourillons 66 d'un croisillon 70 monté dans l'anneau d'entraînement 68. La partie 60' de l'arbre d'entraînement 60 est montée de façon tournante dans une partie tubulaire 46 du tube porteur 44 et elle est articulée sur une paire de tourillons 72 d'un autre croisillon 74 monté dans l'anneau d'entraînement 68. Le centre de rotation de la double articulation 62 est désigné par 75. La double articula- tion 64 est montée dans une position intermédiaire dans la partie d'arbre 60', auquel cas les éléments d'arbre sont respectivement articulés chacun sur une paire de tourillons 76 ou 78 faisant respectivement partie d'un croisillon 80 ou 82, ces derniers croisillons étant montés dans l'anneau d'entraînement 84 de cette double articulation. Le centre de rotation de cette double articulation est désigné par 86. L'élément d'arbre 60" placé du côté du châssis, ce qui n'est pas représenté en détail, est rdelié par brides avec un arbre de sortie d'un différentiel. En ce qui concerne la double articulation 62, les tourillons 72 forment le côté libre de cette articulation tandis que les tourillons 66 articulés sur l'arbre de roue 58 monté sans possibilité de translation axiale dans le support de roue 18 constituent son côté fixe. La disposition de l'arbre à double articulation 42 dans la suspension de roue et l'association de l'axe de direction 34 avec le centre de rotation 65 de la double articulation 62 placée du côté du support de roue sont conçues de telle sorte que normalement en cas de pliage de tels arbres à double articulation, il se produise lors de- mouvements de suspension et/ou de direction, un décalage de l'anneau d'entraînement 68 ou du côté libre de la double articulation 62 vers l'intérieur qui soit considérablement plus petit que ce qui se produit classiquement. En consé- quence une adaptation de longueur de l'arbre d'entraînement 60, agencé télescopiquement dans ce but, et du tube porteur 44 n'est encore nécessaire qu'à un degré négligeable. Le déplacement de l'anneau d'entraînement 68 en direction de la double articulation 64 lors d'un pliage de la double articulation 62 se produit par le fait que l'arbre de roue 58 est déplacé par pivotement autour du centre de rotation 75 lors d'un pliage de l'articulation. Lors de ce mouvement de pivotement, les touril- lons 66 se déplacent, avec inclinaison simultanée de l'anneau d'entraînement 68, le long d'une trajectoire de forme circulaire dont le centre est déterminé par le centre de rotation 75 de l'articulation. Ce déplacement fait en sorte que l'anneau d'entraînement 68 soit simultanément déplacé d'une distance déterminée pendant qu'il s'incline en oblique lors du pliage de la double articulation 62. Les explications suivantes montrent par quels moyens on obtient la réduction désirée du déplacement de l'anneau d'entraînement 68 et de la partie d'arbre 60' lors de mouvements de compression et de détente de sus- pension du support de roue 18. A cet égard, on va d'abord faire l'hypothèse suivante: Si le pôle momentané 29 de la suspension de roue 10 coïncidait avec le centre de rotation 68 de la double articulation 64, il se produirait un déplacement du support de roue 18, et également du centre de rotation 75 de la double articulation 62, le long d'une trajectoire de forme circulaire 92 lors de mouvements de contraction et d'expansion de la suspension. Cela aurait pour conséquence que, pendant ce mouvement, la double articulation 62 serait pliée en correspondance, l'anneau d'entraînement 68 prendrait une position en oblique et serait déplacé, comme expliqué ci- dessus, en direction de la double articulation 64. Il en - résulterait alors des mouvements relatifs perturbateurs entre les deux parties d'arbre 60' et 60". Dans le cas de mouvement de la suspension se répétant constamment, de tels déplacements produiraient un échauffement de l'ensemble de l'arbre à double articulation, ce qui aurait pour consé- quence une usure importante dans la zone de ces parties d'arbre coulissant l'une dans l'autre. Ces mouvements relatifs sont réduits conformément à l'invention à une valeurtrès faible par le fait que le pôle momentané 29 est placé par exemple sur ou dans une zone de l'axe de l'arbre de sortie de différentiel, associé à l'axe de véhicule, qui est accouplé avec le tronçon de l'arbre partiel 60" qui est situé-du côté du châssis; en outre son espacement a par rapport au centre de rotation 75 de la double articulation 62 placée du côté du support de roue est choisi en correspondance plus grand que l'espacement mutuel des deux centres de rotation 75 et 86 des deux doubles articulations 62 et 64. Lors de mouvements de la suspension, le support de roue 18 exécute pour cette raison un mouvement le long d'une trajectoire 90 avec le pôle momentané 29, auquel cas également la double articulation 62 se trouvant sur le support de roue 18, ou bien son centre de rotation 75, se déplace le long de cette trajectoire 90. Le pivotement de l'arbre d'entraînement 60 autour du centre de rotation 86 de la double articulation 64 n'a pas ici une influence perturbatrice sur le mouvement s'effectuant le long de la trajectoire 90 du fait qu'un mouvement relatif peut se produire entre les deux parties d'arbre 60' et 60". Du fait que le pôle momentané 29 est placé, conformément à la figure 3, avec un espacement correspondant à droite de la double articulation intérieure 64, la trajec- toire 90 a visiblement une forme sensiblement plus aplatie que la trajectoire 92 dont le centre est défini par le point d'articulation 86, avec pour conséquence que de ce fait l'espacement des deux points d'articulation 75 et 86 augmente progressivement lors de mouvements de contraction et d'expansion de la suspension et qu'ainsi la course de - translation de la partie 60' par rapport à la partie 60" de l'arbre d'entraînement 60 est réduite à une valeur négli- geable, en fonction de l'adaptation mutuelle des rayons de courbure des deux trajectoires 90, 92. On obtient ainsi une liaison, restant pratiquement exempte d'usure, des deux parties d'arbre 60' et 60" du fait qu'aucun phénomène produisant une usure sur l'arbre d'entraî- nement 60 ne peut plus agir sur l'anneau d'entraînement 68 de la double articulation 62 sur les côtés de guidage de la suspension de roue. La suspension de roue est en outre agencée de telle sorte qu'également le pivotement de la roue 12 autour de l'axe de direction 34 ne puisse plus produire des transla- tions perturbatrices entre les parties d'arbre 60' et 60". Ce résultat est obtenu par le fait que l'axe de direction 34 est placé sur le côté de la double articulation 62 qui est opposé à l'arbre d'entraînement 60. Conformément à la figure 4, lors d'un braquage de la roue, l'arbre de roue 58 pivote autour de l'axe de direction 34,qui est incliné positivement ou négativement ou bien qui peut être disposé avec une inclinaison nulle dans la suspension de roue. Ainsi le centre de rotation 75 de la double articulation 62 se déplace le long d'une trajectoire circulaire 94, dont le centre est placé sur l'axe de direc- tion 34, auquel cas l'espacement des deux centres de rotation 75, 86 des articulations l'un par rapport à l'autre augmente de la valeur b. Ainsi il est possible également de compenser ou tout au moins de réduire, lors d'un pliage de l'arbre à double articulation, la course de translation, se produisant normalement, de la partie d'arbre 60' par rapport à la partie d'arbre 60". L'axe de direction 34 peut couper, comme le montre la figure 4, l'axe longitudinal de l'arbre de roue 58. REVENDICATIONS 1. Essieu entraîné pour véhicules utilitaires comportant des roues guidées par l'intermédiaire de supports, des arbres de roues montés dans les supports précités, des doubles articulations montées à la suite sur les arbres de roues et dont le côté libre se déplace par rapport au côté fixe correspondant, situé du côté du support de roue, selon des trajets de translation axiale qui sont fonction de l'angle de pliage de la double articulation et qui sont orientés dans la direction transversale du véhicule, ainsi que des arbres d'entraînement déplaçables axialement et accouplés, du côté des supports de roues, par l'intermédiaire des doubles articulations, caractérisé en ce que, dans le cas de roues (12) guidées de façon indépendante, il est prévu pour compenser les déplacements de translation du côté libre des doubles articulations (62), qui sont fonction, de l'angle de pliage apparaissant lorsque la suspension fonctionne, de faire en sorte que la longueur des arbres d'entraînement (60) entre leurs articulations ( points d'articulation 75, 86) placées du côté du support de roue et du côté du châssis soit plus petite que l'espacement (a) du pôle momentané (88), projeté sur un plan transversal du véhicule, des guides de roues par rapport au centre de rotation (75) de la double articulation (62). 2. Essieu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports de roues (18) peuvent pivoter autour d'un axe de direction (34) et en ce que les axes de direction (34) sont disposés sur le côté des doubles articulations (62) qui est opposé aux arbres d'entraînement (60).