Brevet FR2604400A1 — publié le 19880401

Dispositif de suspension pour automobile La présente invention concerne un dispositif de suspension (ou suspension) pour automobile et a trait notamment àune suspension à bras porteur pour automobile. Les suspensions des roues arrière d'automobiles doivent satisfaire diverses exigences telles qu'un confort excellent sur route, une stabili- té de manoeuvre, un poids réduit, un coût réduit et un encombrement mi- nimum, par exemple. On a proposé et utilisé une variété de suspensions arrière mais elles présentent toutes leurs propres avantages et incon- vénients. Par conséquent,aucune suspension arrière pour automobile n'a été standardisée. Les suspensions de type à entretoisesclassiques sont avantageuses en ce qu'elles répartissent la charge qui leur est imposée, sont d'un poids relativement faible et sont peu coûteuses. Toutefois, une suspen- sion du type à entretoisespermet aux forces de frottement agissant sur un axe d'amortisseur de porter atteinte au confort sur route. Un semi- bras porteur s'est avéré peut satisfaisant en ce qu'il permet des varia- tions relativement importantes du dévers 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 rap- port à une force latérale. Une suspension du type à double levier triangulé est d'une construction complexe, coûteuse, lourde et encom- brante bien que cette suspension comporte des bielles pouvant être dis- posées avec plus de facilité et présente des caractéristiques relative- ment bonnes. La figure 6 représente une suspension arrière indépendante classi- que se composant d'un mécanisme à trois bielles comprenant un bras su- périeur 103, un bras inférieur 104, un bras porteur 105 et un amortis- seur à ressort 106. Cette suspension arrière indépendante connue est légère, peu coûteuse et peu encombrante et présente des caractéristi- ques aussi bonnes que celles d'une suspension du type à double levier triangulé. Le seul problème que pose cette suspension arrière indépen- dante, 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 porteur 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 une automobile ayant un châssis de véhicule comprend: une structure à bielles se composant d'un bras porteur s'étendant sen- siblement longitudinalement par rapport au châssis de véhicule, ce bras porteur ayant une extrémité avant adaFtée pour être fix -J de manière pivotante sur le châssis de véhicule et une extrémité arrière apte à porter une roue, des bras supérieur et inférieur s'étendant transversa- lement par rapport au châssis de véhicule, chacun des bras supérieur et inférieur comprenant une extrémité apte à être articulée sur le châssis de véhicule et une extrémité opposée articulée sur le bras porteur, à proximité de l'extrémité arrière de celui-ci, et une bielle de compensa- tion dont une extrémité est apte à être articulé sur le châssis de véhi- cule et une extrémité opposée articulée sur le bras porteur; et des moyens élastiques aptes à etre interposés entre le châssis de véhicule et la structure à bielles. Une forme d'exécution de la présente invention sera décrite ci- après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue en plan d'une suspension pour automo- bile selon un premier mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est une vue latérale en élévation de la 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 représente des schémas de la suspension illustrée sur la figure 1, montrant la relation entre le bras porteur, une roue et les 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 clas- sique pour automobile; - la figure 7 est une vue en perspective d'une 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 la figure 7, la roue représentée étant déplacée vers le haut ou 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 porteur uti- lisable avec la suspension représentée sur les figures 7 à 9; - la figure 12 est une vue en plan du bras porteur représenté sur la figure 11; - la figure 13 est une vue en perspective d'un bras porteur utili- sable dans la variante de réalisation de la suspension selon le second mode de réalisation; et - la figure 14 est une vue en plan du bras porteur représenté sur la figure 13. Les figures 1 à 3 représentent une suspension arrière pour auto- mobile (non représentée) selon un premier mode de réalisation de l'inven- tion. La suspension comprend une chape de fusée 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 respectivement articulées l'une des extrémités d'un bras supérieur 3 et d'un bras inférieur 4 qui s'étendent sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule (non représenté) du véhicule automobile. L'autre extrémité des bras supérieur et inférieur 3, 4 est articulée 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 conjointement de bras por- teur 5. Le bras porteur 5 comprend une extrémité avant articulé sur le châssis de véhicule en un point d'articulation G. Un amortisseur à ressort 6 est interposé entre le bras de chape la et le châssis de véhicule pour porter une charge imposée à la roue 2. L'amortisseur 6 et le ressort peuvent être réalisés séparément et peu- vent 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 en avant des bras supérieur 3 et inférieur 4 et comprenant une extrémité s'articulant sur le bras porteur 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 porteur 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 porteur 5 s'articule sur le châssis de véhicule et s'étend verticalement par rapport au châssis du véhicule. Les axesd'articulation A, C, E tels que définis ci-dessus sont représentés comme étant situés dans le plan k du fait qu'ils sont positionnés près du plan k sans être exactement sur ce plan. Un plan vertical traverse le point A et s'étend transve"- salement par rapport au châssis de véhicule. Les points B, C, D sont représentés comme étant situés sur le plan du fait qu'ils sont positionnés près du plan) sans être positionnés exactement sur ce plan. Comme le montre la figure 4b, une ligne droite P passant par les points E et G et le plan. se coupent au niveau d'un point e'. Lors- que 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 4c. Le point e' suivrait une trajectoire lors du déplacement angulaire des bielles de la suspen- sion 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. Le centre de courbure d'un tel arc est dési- gné en j que l'on appelle ci-après centre hypothétique. Certains points sur la ligne droite P sont positionnés sur une ligne droite i passant par le point j et le point G parce que les tra- jectoires des points de la ligne droite P ont une forme analogue. Un point F', o une ligne droite m tracée parallèlement au plan R à partir du point E et la ligne droite i se coupent, est équivalent à un centre hypothétique du point E (figure 4a). 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 variations d'écartement dues aux déplacements latéraux de la chape peuvent être compensées par la bielle de compensa- tion 7, 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 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 est relativement 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'é- cartement 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 bielle de compensation 7 s'articule sur le châssis de véhicule. On va décrire cette disposition en se référant à la figure 5. Le déplacement latéral du point E du bras porteur 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 porteur 5 sera déplacé latérale- ment vers la position 5' sans provoquer une divergence des roues. Il est à noter que l'axe d'articulation G au niveau duquel le bras porteur s'articule sur le châssis de véhicule, doit être déplacé latéralement vers la position G'. Il s'ensuit que la structure par laquelle le bras porteur 5 est articulé sur le châssis du véhicule par l'intermédiaire du point G devrait permettre au bras porteur 5 de se déplacer latérale- ment par rapport au châssis du véhicule. Selon ce mode de réalisation de l'invention, cette exigence est satisfaite grâce à un coussinet en caoutchouc (non représenté) par lequel le bras porteur 5 s'articule sur le châssis de véhicule. Cette exigence peut toutefois être satisfaite par diverses structures connues qui relient le bras porteur et le châssis de véhicule entre eux de manière articulée tout en permettant un déplace- ment latéral relatif. Une suspension arrière conforme à un second mode de réali- sation sera décrite en référence aux figures 7 à 10. La suspen- sion arrière selon ce second mode de réalisation diffère de celle du premier mode de réalisation essentiellement en ce qui concerne la disposition du bras porteur, et dans un moindredegré en ce qui concerne la structure par laquelle le bras porteur est articu- lé sur le châssis de véhicule. La plupart des autres éléments sont iden- tiques 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 verti- cal. 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 porteur 5. Un axe 10 dépas- se la chape 1 vers l'extérieur et porte à rotation une roue 2. L'élément de bras 19 comprend une lame de ressort orientée de façon à présenter une élasticité suffisante lorsque des efforts de flexion sont appliqués transversalement par rapport au châssis de véhicu- le et une rigidité suffisante vis-à-vis des efforts de flexion verticale. La chape 1 comprend un bras de chape la ayant des extrémités su- périeure et inférieure reliées respectivement à l'une des extrémités des bras supérieur 3 et inférieur 4 dont l'autre extrémité s'étend sen- siblement transversalement par rapport au 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 extré- mité opposée reliée au châssis de véhicule. Un amortisseur 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, commeon l'a évoqué à propos du premier mode de réalisation, la divergence de la roue 2 est empêchée grâce au déplacement latéral du bras porteur 5 puisqu'elle est retenue par la bielle de compensation 7. Du fait, toute- fois, que le bras porteur 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 porteur 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 réduit, si bien que l'on peut prévoir comme coussinet en caoutchouc 8 un coussinet plus petit. Le bras porteur 5 n'a pas besoin d'être déformé élastiquement sur toute sa longueur, seule une portion de celui-ci doit être élastique. La figure 10 représente une modification apportée au second mode de réalisa- tion selon laquelle seule une portion avant 15a du bras porteur 15 a une certaine élasticité dans le sens transversal du châssis de véhicule. La suspension arrière modifiée fonctionne de la même manière que la suspen- sion arrière du second mode de réalisation. Les figures 11 à 14 représentent deux bras porteurs différents pouvant être utilisés sur la suspension arrière conforme au second mode de réalisation. Chacun des bras porteurs représentés se compose d'un élé- ment de bras se présentant sous la forme d'une plaque d'acier et d'une chape de fusée fixée à l'extrémité arrière de l'élément de bras. Le bras porteur représenté sur les figures 11 et 12 comprend un élément de bras 119 comportant à son extrémité arrière un évidement 119a rece- vant unechape de fusée 101. L'extrémité arrière de l'élément de bras 119 est percée d'un trou 120 situé dans l'évidement 119a 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 porteur représenté sur les figures 11 et 12 peut être réalisé par un coût relativement faible et se prête par conséquent à une fabrication en grande série. Les figures 13 et 14 représentent un bras porteur qui est semblable au bras porteur 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 relativement longue 219a et, sur une surface arrière, une seconde portion emboutie relativement courte 219b. Ces deux portions embouties 219a, 219b permettent d'augmenter la rigidité de l'élément de bras 219 vis-à-vis des efforts de flexion s'exerçant transversalement par rapport au châssis de véhicule. Par conséquent, seule une portion plate inter- médiaire 219c de l'élément de bras 219, située entre les portions em- bouties 219a, 219b, présente une certaine élasticité vis-à-vis des ef- forts de flexion. L'élément de bras 219 comprend une extrémité arrière fixée sur une extrémité avant d'une chape de fusée 201. Bien que l'on vienne de décrire ce qui est considéré à l'heure actuelle comme étant les modes de réalisation préférés de la présente invention, des modifications peuvent y être apportées sans pour autant sortir du cadre r!e la présente invention. Ces modes de réalisation doi- vent être par conséquent considérés sous tous les aspects comme étant illustratifs et non restrictifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour la suspension d'une roue à un châssis de véhicule, comprenant: - un bras porteur (5) s'étendant dans la direction longitudinale du châssis de véhicule, ce bras présentant une partie avant apte à être reliée à pivotement (en G) au châssis de véhicule et une partie arrière apte à supporter la roue (2); - un bras de liaison supérieur (3) disposé de manière à s'étendre sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule, ce bras de liaison supérieur ayant une première extrémité apte à être re- liée à pivotement (en B) au châssis de véhicule et une seconde extré- mité reliée à pivotement (en A) au bras porteur (5); - un bras de liaison inférieur (4) disposé de manière à s'étendre sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule, ce bras de liaison inférieur ayant une première extrémité apte à être reliée à pivotement (en D) au châssis de véhicule et une seconde extrémité re- liée à pivotement (en C) au bras porteur (5), ce bras de liaison in- férieur étant positionné plus bas que le bras de liaison supérieur (3); une bielle de compensation (7) ayant une première extrémité apte à être reliée à pivotement (en F) au châssis de véhicule et une seconde extrémité reliée à pivotement (en E) au bras porteur (5); et - des moyens élastiques(6) aptes à être interposés entre le bras porteur (5) et le châssis de véhicule, caractérisé en ce que la bielle de compensation (7) a une longueur in- férieure à la distance entre le point de pivotement (E) au niveau du- quel elle est reliée au bras porteur (5) et le centre hypothétique (F') autour duquel ce point de pivotement (E) se déplacerait lors d'un dé- placement angulaire du bras porteur (5) en l'absence de bielle de com- pensation (7). 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porteur (5) comprend un élément de bras (19, 119, 219) ayant une extrémité avant apte à être reliée à pivotement au châssis de véhicule, et une chape de fusée (1, 101, 201) fixée à l'extrémité arrière de l'élément de bras et apte à supporter la roue (2). 3. Dispositif de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bras de liaison supérieur (3), le bras de liaison inférieur (4) et la bielle de compensation (7) sont reliés à pivotement à la chape de fusée (1) au niveau de leur seconde extrémité. 4. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras porteur (5) présente une élasticité suffisante par rapport aux efforts de flexion susceptibles d'être exercés sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule et une rigidité éle- vée vis-à-vis des efforts de flexion susceptibles d'être exercés verti- calement par rapport au châssis de véhicule. 5. Dispositif de suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de bras (19, 119, 219) présente une élasticité suf- fisante par rapport aux efforts de flexion susceptible d'être exercés sensiblement transversalement par rapport au châssis de véhicule et une rigidité élevée vis-à-vis des efforts de flexion susceptible d'être excercés verticalement par rapport au châssis de véhicule. 6. Dispositif de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de bras (119) comprend une plaque d'acier dont l'ex- trémité arrière est pourvue d'un évidement (119a) recevant la chape de fusée (101). 7. Dispositif de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de bras (219) comprend une plaque d'acier dont une surface avant présente une première portion emboutie (219a) relativement lon- gue et dont une surface arrière présente une seconde partie emboutie (219b) relativement courte.