Brevet FR2608972A1 — publié le 19880701

L'invention a pour objet une suspension d'essieu pour automobiles, en particulier une suspension d'un essieu derrière, comprenant des bras longitudinaux rigides en flexion et en torsion, dont une extrémité porte le moyeu (fusées) des roues du véhicule et dont l'autre extrémité est articulée, de façon oscillante dans un plan vertical, sur un axe disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, ces bras longitudinaux étant reliés l'un à l'autre, au niveau des extrémités situées du côté du châssis, et, de préférence, à une certaine distance de ces extrémités, par l'intermédiaire d'une barre transversale souple en torsion, mais rigide en flexion au moins autour de l'axe longitudinal du véhicule, à la manière des essieux à bras oscillants couplés ou essieux compound, ou étant suspendus individuellement au moyen d'un pivot de guidage disposé, par exemple, transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, servant d'articulation et interdisant le basculement du bras longitudinal autour de son axe longitudinal, la suspension comprenant ensuite un dispositif à ressorts transversaux à lames destiné à assurer la suspension élastique du véhicule, ce dispositif étant fixé à un point central du châssis du véhicule, les extrémités libres du dispositif à ressorts étant articulées sur les bras longitudinaux, par l'intermédiaire d'éléments élastiques en caoutchouc, au niveau des moyeux des roles (fusées), ,une telle suspension étant décrite, par exemple, dans le document DE-OS 33 29 686. Cette suspension connue d'un essieu arrière représente une disposition d'essieu peu compliquée qui, cependant, utilise de façon optimale l'espace disponible entre les roues arrière, au profit de l'espace intérieur du véhicule et de la largeur utile. Cette suspension conserve un écartement des roues sensiblement constant, c'est-à-dire qu'elle ne subit quasiment aucune variation de l'écartement des roues lors de la compression et de la détente de la suspension, ce qui est avantageux pour le comportement de la direction par inertie du véhicule. Dans le cas de cette suspension, les extrémités libres d'un dispositif de ressorts transversaux à lames, servant d'élément de suspension du véhicule, fixé de façon rigide à un point central du véhicule, portent de façon indéformable et sous un angle fixe des tétons de force formant un angle avec les ressorts et disposés dans un plan vertical perpendiculaire au sens longitudinal du véhicule, les extrémités libres de ces tétons étant reliées aux bras longitudinaux, par exemple au moyen d'articulations tridimensionnelles telles que des éléments élastiques en caoutchouc.La flexion initiale (à vide) du dispositif de ressorts transversaux à lames d'une part, et la disposition en angle des tétons de force, d'autre part, sont prévues de telle façon que les extrémités libres des tétons de force décrivent, lors d'un mouvement libre et sans contrainte des ressorts transversaux, entre la position à vide et la position sous charge maximale, une ligne verticale presque droite, de telle façon que l'articulation des ressorts transversaux sur les bras longitudinaux se fasse quasiment sans serrage, ni effet négatif sur l'écartement des roues. Cependant, un guidage parfaitement rectiligne des roues arrière, ainsi qu'une articulation des ressorts transversaux sur les bras longitudinaux totalement exempte de serrage ne peuvent être réalisés que très difficilement, même dans le cas de cette suspension connue. Aussi le but de l'invention est-il de créer une autre suspension d'essieu dotée de bras longitudinaux rigides en torsion et en flexion, dont une extrémité porte un moyeu de roue pour les roues du véhicule et dont l'autre extrémité, située du côté du châssis, est articulée sur un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule permettant l'oscillation des bras longitudinaux dans un plan vertical, ces bras étant reliés l'un à l'autre, au niveau des extrémités situées du côté du châssis, à la manière des essieux à bras oscillants couplés ou essieux compound, par l'intermédiaire d'une barre transversale de torsion, rigide en flexion au moins autour de l'axe longitudinal du véhicule, ou étant suspendusindividuellement, au moyen d'un pivot de guidage disposé, par exemple, transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, servant d'articulation et interdisant le basculement du bras autour de son axe longitudinal, cette suspension utilisant au mieux l'espace disponible entre les roues, au profit de l'espace intérieur du véhicule et, en particulier, de la largeur utile, et assurant en même temps un guidage très précis des bras longitudinaux, conservant un écartement constant des roues pendant la compression et la détente de la suspension, sans provoquer un serrage, et offrant la possibilité de réaliser, le cas échéant, sans augmentation sensible de la complexité de la conception, une suspension plus confortable à ressorts longitudinaux sans bras de guidage. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que les éléments élastiques en caoutchouc sont réalisés sous forme de coussinets métallo-élastiques dont l'axe d'articulation est orienté dans le sens de l'axe longitudinal du véhicule, dont les bagues extérieures sont fixées aux extrémités libres du dispositif à ressorts transversaux à lames et dont les bagues intérieures sont fixées aux bras longitudinaux ou à des parties de ces bras, et grâce au fait que les coussinets en élastomère, disposés entre les bagues extérieures et intérieures des coussinets métallo-élastiques, sont conçus et reliés aux bagues extérieures et intérieures de telle façon que, lors du déplacement vertical des roues du véhicule, les bagues extérieures se déplacent transversalement par rapport aux bagues intérieures. Des réalisations avantageuses de l'invention seront explicitées ci-après. L'invention sera décrite plus en détail par la suite, à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés. Sur les dessins très schématiques : - la figure 1 illustre une vue partielle de dessus d'une suspension arrière selon l'invention - la figure 2 illustre une éldvation de la même suspension arrière, vue de l'arrière, dans le sens de la longueur du véhicule ; et - la figure 3 illustre une vue de détail de l'articulation du dispositif à ressorts transversaux à lames sur le bras longitudinal, à trois états de charge différents du véhicule. Seule la partie droite de la suspension de l'essieu arrière est représentée sur les dessins, la partie gauche est réalisée de façon symétrique par rapport à un plan. La suspens ion arrière est constituée principalement de deux bras longitudinaux 1, rigides en torsion et en flexion, disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre et espacés d'une certaine distance, dont une extrémité est articulée, par l'intermédiaire d'une articulation 6 du châssis, sur un châssis 5 schématisé seulement, et pivote, dans un plan vertical, autour d'un axe 4 perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule, ainsi que d'un dispositif 9 à ressorts transversaux à lames destiné à suspendre élastiquement la voiture, ce dispositif étant fixé au châssis 5 au moyen de boulons, par exemple, à un point central du véhicule. Au niveau des extrémités situées du côté du châssis, les bras longitudinaux 1 sont pourvus, à une certaine distance des articulations 6 situées du côté du châssis, soit d'une barre 7 de torsion, qui est rigide en flexion au moins autour de l'axe longitudinal du véhicule et relie les deux bras entre eux, comme indiqué en traits pointillés, soit d'un pivot 8 de guidage sur lequel est articulé individuellement chaque bras longitudinal, ce pivot étant orienté perpendiculairement au sens de la longueur du véhicule, par exemple, et destiné à interdire le basculement du bras autour de son axe longitudinal. Les extrémités libres du dispositif 9 à ressorts transversaux sont reliées aux bras longitudinaux 1 par l'intermédiaire d'éléments ou coussinets métallo-élastiques spéciaux 10, notamment au niveau des extrémités libres arrière des bras, où se situent également les moyeux 2 (fusées) des roues 3 du véhicule. Les coussinets métallo-élastiques 10, dont l'axe est orienté dans le sens de la longueur du véhicule, comportent chacun une bague extérieure 11 fixée à l'extrémité libre du dispositif 9 à ressort transversaux, et une bague intérieure 12 ou similaire, fixée au bras longitudinal 1 ou à des parties de ce bras, ces deux bagues étant reliées l'une à l'autre au moyen d'un élément élastique 13 en élastomère, de préférence vulcanisé. Comme le représente la figure 2 en traits pointillés, les extrémités libres du dispositif 9 à ressorts transversaux décrivent, lorsque les roues 3 sont soulevées ou poussées vers le bas, un arc de cercle U1 - U2 situé dans un plan vertical transversal. Cepdndant, les extrémités libres des bras longitudinaux 1, reliées aux ressorts par l'intermédiaire des coussinets métallo-élastiques 10, décrivent, lors de la compression et de la détente de la suspension, un arc de cercle V1 -V2 situé dans un plan vertical longitudinal. Les éléments élastiques 13 en élastomère des coussinets métallo-élastiques spéciaux 10 sont conçus et reliés aux bagues extérieures et intérieures 11 et 12 de telle façon que, lors des déplacements verticaux des roues 3 du véhicule, les bagues extérieures 11 soient mobiles transversalement par rapport aux bagues intérieures 12, de sorte que l'on obtienne une articulation sans serrage entre les bras longitudinaux 1 et le dispositif 9 à ressorts transversaux et que le guidage longitudinal des bras ne soit exposé à aucun effet négatif. Les bagues extérieures et intérieures 11 et 12 des coussinets métallo-élastiques 10 sont, de préférence, fixées aux extrémités libres du dispositif 9 à ressorts transversaux et aux bras longitudinaux 1 sans pouvoir tourner par rapport à ceux-ci, de telle sorte que, lors de la compression et de la détente de la suspension, les coussinets soient vrillés sous l'effet de la flexion du dispositif 9 à ressorts transversaux. Les éléments 13 en élastomère des coussinets métallo-élastiques 10 sont constitués d'un certain nombre de nervures 14 en élastomère s'étendant de la bague intérieure 12 à la bague extérieure 11 et séparées les unes des autres par des sections 15 à faible concentration en élastomère. Ces sections peuvent être réalisées, par exemple, sous forme de fenêtres creuses. Comme l'illustre la figure 3 qui représente, à titre d'exemple et sous forme schématisée, la position dans l'espace du dispositif à ressorts transversaux, en a) à l'état de charge à vide, en b) à l'état de charge partielle (charge moyenne entre la charge à vide et la charge maximale), et en c) à l'état de charge maximale, les nervures 14 en élastomère sont conçues et disposées de manière asymétrique, de telle façon qu'en cas de charge partielle, les bagues intérieure et extérieure 12 et 11 soient positionnées à peu près concentriquement, c'est-àdire que l'axe de la bague extérieure 11 se trouve situé à peu près dans le plan vertical V1 - V2, et que les nervures 14 en élastomère adoptent une forme creuse de telle sorte que les nervures du côté extérieur du véhicule, vues par rapport à un plan vertical fictif A passant par l'axe longitudinal de la bague intérieure 12, soient incurvées, dans le sens de la circonférence, dans un sens opposé à celui de la courbure des nervures du côté intérieur du véhicule. Le sens de courbure des nervures 14 en élastomère dépend alors de la conception du dispositif 9 à ressorts transversaux. Si ce dernier est disposé et conçu, comme dans l'exemple de réalisation indiqué sur la figure 3, de telle sorte que ses extrémités libres soient incurvées vers le bas à vide, et soient placées à peu près à l'horizontale sous pleine charge, les nervures en élastomère seront disposées et conçues de telle façon que le vrillage relatif de la bague extérieure 11 par rapport à la bague intérieure 12, qui accompagne une variation de la charge du véhicule, provoque, à partir de la position médiane illustrée sur la figure 3b et au fur et à mesure que la charge du véhicule croît (vers la charge maximale), un étirement progressif des nervures extérieures en élastomère, incurvées au départ, et une courbure plus forte des nervures du côté intérieur du véhicule, alors qu'il provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule diminue (vers l'état de charge à vide), une courbure plus forte des nervures du côté extérieur du véhicule, et un étirement progressif des nervures intérieures également initialement incurvées. Les trois états de charge schématisés sur la figure 3 montrent nettement que la bague extérieure Il fixée à l'extrémité libre du dispositif 9 à ressort à lames se déplace transversalement par rapport à la bague intérieure 12 dont la trajectoire suit le plan longitudinal vertical A, voire V1 - V2. Par conséquent, il n'y a pratiquement aucune variation du pincement de l'essieu arrière sous l'action des déplacements verticaux des roues 3, et de cette façon, l'on assure un guidage très précis des bras longitudinaux 1 sans qu'il y ait un serrage notable dans l'articulation entre le dispositif 9 à ressorts transversaux à lames et les bras longitudinaux 1. En principe, les nervures 14 en élastomère pourraient être disposées et conçues de façon asymétrique de telle manière que, lors des déplacements verticaux des roues 3 du véhicule, la bague intérieure 12, solidaire du bras longitudinal 1, soit forcée, par l'intermédiaire de l'élément 13 en élastomère et par le dispositif 9 à ressorts transversaux, à se déplacer de telle façon que l'on obtienne une certaine ouverture des roues à vide et un certain pincement sous pleine charge, ce qui résulterait en un comportement de la direction par inertie du véhicule indépendant de la charge de celui-ci. Si, cependant, le dispositif 9 à ressorts transversaux à lames est réalisé, contrairement à l'exemple représenté sur la figure 3, de telle façon qu'il soit à peu près horizontal non pas sous pleine charge, mais à vide, et qu'en conséquence ses extrémités libres soient pliées vers le haut sous charge maximale, les nervures 14 en élastomère devront être incurvées dans le sens opposé, de sorte que le vrillage de la bague extérieure 11 par rapport à la bague intérieure 12, qui accompagne une variation de l'état de charge du véhicule, provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule croît, une courbure plus forte des nervures situées du côté extérieur du véhicule et un étirement progressif des nervures intérieures, alors qu'il provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule diminue, un étirement progressif des nervures extérieures et une courbure plus forte des nervures situées du côté intérieur du véhicule. Si, en plus, les articulations 6 des bras longitudinaux 1, du côté du châssis, comme les coussinets métallo-élastiques 10 du dispositif 9 à ressorts transversaux, sont dotés d'une certaine élasticité dans le sens de la longueur du véhicule, l'on obtient un effet avantageux de souplesse longitudinale augmentant le confort sans être pour autant accompagné d'une modification du pincement des roues. Dans le cas de l'exemple de réalisation illustré, le dispositif 9 à ressorts transversaux est articulé sur les bras longitudinaux I à une certaine distance d, vue dans le sens de la longueur du véhicule, derrière les moyeux 2. Cela résulte, sous l'action des forces latérales agissant sur les roues 3, en un certain guidage transversal de l'essieu, la barre transversale 7 servant, pour ainsi dire, de biellette de direction. REVENDICATIONS 1. Suspension d'essieu pour automobiles, en particulier suspension d'un essieu arrière, comprenant des bras longitudinaux rigides en flexion et en torsion, dont une extrémité porte le moyeu (fusée) des roues du véhicule et dont l'autre extrémité est articulée, de façon oscillante dans un plan vertical, sur un axe disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, ces bras longitudinaux pelant reliés l'un à ''autre, au niveau des extrémités situées du côté du châssis, et, de préférence, à une certaine distance de ces extrémités, par l'intermédiaire d'une barre transversale souple en torsion, mais rigide en flexion au moins autour de l'axe longitudinal du véhicule, à la manière des essieux à bras oscillants couplés ou essieux compound, ou étant suspendus individuellement au moyen d'un pivot de guidage disposé, par exemple, transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, servant d'articulation et interdisant le basculement du bras longitudinal autour de son axe longitudinal, la suspension comprenant ensuite un dispositif à ressorts transversaux à lames destiné à assurer la suspension élastique du véhicule, ce dispositif étant fixé à un point central du châssis du véhicule, les extrémités libres du dispositif à ressorts étant articulées sur les bras longitudinaux, par l'intermédiaire d'éléments élastiques en caoutchouc, au niveau des moyeux des roues (fusées), caractérisée par le fait que les éléments élastiques en caoutchouc sont réalisés sous forme de coussinets métallo-élastiques (10) dont l'axe d'articulation est orienté dans le sens de l'axe longitudinal du véhicule, dont les bagues extérieures (11) sont fixées aux extrémités libres du dispositif (9) à ressorts transversaux à lames et dont les bagues intérieures (12) sont fixées aux bras longitudinaux (1) ou à des parties de ces bras, et par le fait que les coussinets (13) en élastomère, disposés entre les bagues extérieures et intérieures (11, 12) des coussinets métallo-élastiques (10), sont conçus et reliés aux bagues extérieures et intérieures (11, 12) de telle façon que, lors du déplacement vertical des roues (3) du véhicule, les bagues extérieures (11) se déplacent transversalement par rapport aux bagues intérieures (12). 2. Suspension d'essieu selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les bagues extérieures et intérieures (11, 12) sont fixées aux extrémités libres du dispositif (9) à ressorts transversaux à lames et aux bras longitudinaux (1) sans pouvoir tourner par rapport à ceuxci, de telle façon que, lors de la compression et de la détente de la suspension, elles soient vrillées les unes par rapport aux autres, du fait de la variation de la flexion du dispositif (9) à ressort transversaux à lames, par le fait que les éléments (13) en élastomère sont constitués d'un certain nombre de nervures (14) en élastomère s'étendant de la bague intérieure (12) à la bague extérieure (11), ces nervures étant séparées les unes des autres par des secteurs (15) de faible concentration d'élastomère, et par le fait que les nervures (14) en élastomère sont conçues et disposées de façon asymétrique de telle sorte qu'en cas de charge moyenne (valeur moyenne entre la charge maximale et la charge à vide), les bagues intérieures et extérieures (11, 12) soient positionnées de façon à peu près concentrique, d'une part, et que, d'autre part, les nervures (14) en élastomère soient, dans la mesure où elles se situent à l'extérieur d'un plan vertical fictif (A) passant par l'axe longitudinal de la bague intérieure (12), incurvées de façon concave de telle sorte que les nervures situées du côté extérieur du véhicule, vues par rapport à ce plan vertical (A), soient incurvées, dans le sens de la circonférence, dans un sens opposé au sens de courbure des nervures situées du côté intérieur du véhicule. 3. Suspension d'essieu selon la revendication 2, pourvue d'un dispositif à ressorts transversaux à lames qui est à peu près horizontal en cas de charge maximale et dont les extrémités libres sont pliées vers le bas en cas de charge à vide, caractérisée par le fait que les nervures (14) en élastomère sont disposées et conçues de telle manière qu'à partir d'une position médiane, le vrillage relatif de la bague extérieure (11) par rapport à la bague intérieure (12), accompagnant une variation de la charge, provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule augmente, un étirement progressif des nervures extérieures en élastomère, et une courbure plus forte des nervures intérieures, alors qu'il provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule diminue, une courbure plus forte des nervures extérieures en élastomère et un étirement progressif des nervures intérieures. 4. Suspension d'essieu selon la revendication 2, pourvue d'un dispositif à ressorts transversaux à lames qui est à peu près horizontal en cas de charge à vide et dont les extrémités libres sont pliées vers le haut en cas de charge maximale, caractérisée par le fait que les nervures (14) en élastomère sont disposées et conçues de telle manière qu'à partir d'une position médiane, le vrillage relatif de la bague extérieure (11) par rapport à la bague intérieure (12), accompagnant une variation de la charge, provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule augmente, une courbure plus forte des nervures extérieures en élastomère et un étirement progressif des nervures intérieures, alors qu'il provoque, au fur et à mesure que la charge du véhicule diminue, un étirement progressif des nervures extérieures et une courbure plus forte des nervures intérieures. 5. Suspension d'essieu selon une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les articulations (6) des bras, situées du côté du châssis, comme les coussinets métallo-élastiques (10) du dispositif (9) à ressorts transversaux à lames, possèdent une certaine élasticité longitudinale dans le sens de la longueur du véhicule. 6. Suspension d'essieu selon une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le dispositif (9) à ressorts transversaux à lames est articulé sur les bras longitudinaux (1) à une certaine distance (d) derrière les moyeux (2) des roues - vu dans le sens de la longueur du véhicule.