Brevet FR2608973A1 — publié le 19880701

L'invention concerne une suspension à jambe télescopique d'une roue directrice de véhicule automobile, du type connu sous le nom de "suspension Mac Pherson". L'invention concerne plus particulièrement une telle suspension Mac Pherson ayant un déport faible ou nul entre l'axe de pivotement et le centre de la roue. Une telle suspension comporte un support de roue relié de façon articulée, par l'intermédiaire d'une rotule, à l'une des extrémités-d'un bras inférieur ou triangle monté oscillant par son autre extrémité sur la structure du véhicule. Le support de roue est également relié à la structure du véhicule, par l'intermédiaire d'un amortisseur télescopique sensiblement vertical dont le corps est solidaire du support de roue et dont la tige est reliée, à son extrémité supérieure, à la structure du véhicule, par un palier d'articulation. Ce palier et la rotule définissent l'axe de pivotement autour duquel la roue s'oriente, lorsqu'elle est sollicitée par la biellette de direction articulée sur une partie du support de roue, pour assurer la direction du véhicule. Afin d'améliorer la conception des véhicules automobiles et en particulier des véhicules à traction avant, il s'est avéré nécessaire de concevoir des suspensions de roues directrices dont l'axe de pivotement présente un déport au sol nul voire légèrement négatif, de manière à ne pas induire de réactions de direction, notamment lors du freinage. Par déport au sol, on désigne la distance sur le plan de roulement de la roue, entre la trace de l'axe de pivotement et celle du plan médian de la roue. Ce déport est positif lorsque la trace de l'axe de pivotement est située vers l'axe longitudinal du véhicule, par rapport à la trace du plan médian de la roue et, au contraire ce déport est négatif lorsqu'il est dirigé à l'opposé, c'est-à-dire vers l'extérieur. L'amortisseur est placé sur le côté intérieur de la roue et d'autant plus loin du plan médian de cette roue que la largeur du pneumatique est importante. Il est également nécessaire de donner à cet amortisseur une légère inclinaison vers l'intérieur du véhicule, afin d'améliorer l'épure de débattement de la roue et également, de minimiser les frottements à l'intérieur de l'amortisseur en cours de fonctionnement. En raison de ces différentes contraintes, le palier supérieur de l'amortisseur se trouve très éloigné du plan médian de la roue, l'axe de pivotement est assez fortement incliné et le déport entre cet axe de pivotement et le centre est important. Ce déport important entraîne de nombreux inconvénients. En effet, au niveau de l'axe de roue, sont introduits les efforts de traction du véhicule qui peuvent varier en fonction de l'adhérence du pneu et également les efforts liés à l'inertie de la roue, induits entre autres par des défauts d'équilibrage ou des chocs provenant de la route. Ces phénomènes se traduisent par des réactions sur le volant de direction qui sont d'autant plus importantes que le déport de l'axe de pivotement est lui-même important. Le but de l'invention est donc de proposer une suspension à jambe télescopique d'une roue directrice de véhicule automobile comportant un support de roue relié de façon articulée, par l'intermédiaire d'une rotule, à l'une des extrémités d'un bras inférieur oscillant relié à la structure du véhicule par son autre extrémité, un organe télescopique disposé sensiblement à la verticale, au voisinage et vers l'intérieur de la roue et comportant un corps solidaire du support de roue et une tige reliée à son extrémité supérieure, à la structure du véhicule, par l'intermédiaire d'un palier définissant l'axe de pivotement de la roue avec la rotule, et un ressort hélicoïdal interposé entre le support de roue et une partie tournante du palier, suspens ion qui puisse présenter un déport faible ou nul entre l'axe de pivotement et le centre de la roue. Dans ce but, la tige de l'organe télescopique est reliée de façon articulée à la partie tournante du palier, au niveau d'une extension radiale de cette partie tournante et une biellette approximativement orthogonale à la tige est articulée à l'une de ses extrémités, sur un prolongement sensiblement vertical et dirigé vers le bas de la partie tournante du palier, situé à une certaine distance d de l'axe de pivotement et, à son autre extrémité, sur un levier solidaire de la partie supérieure du corps de l'organe télescopique. Dans un mode de réalisation préférentiel, le palier et le ressort sont disposés au-dessus de la roue et l'axe du palier définissant avec le centre de la rotule l'axe de pivotement passe au voisinage du centre de la roue. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'une suspension de roue directrice suivant l'invention. La figure 1 est une vue en élévation frontale d'une roue avant motrice d'un véhicule automobile équipée d'une suspension suivant l'invention. La figure 2 est une vue en perspective simplifiée de la suspension et de la roue représentées sur la figure 1. La figure 3 est une vue en élévation latérale simplifiée d'une roue et d'une suspension suivant l'invention et suivant une variante de réalisation. La figure 4 est une vue de dessus suivant 4-4 de la figure 3; Sur la figure 1, on voit une roue avant 1 d'un véhicule automobile comportant un pneumatique reposant sur le sol 2 constituant le plan de roulement de la roue. La roue comporte, de manière connue, suivant son axe, une fusée montée rotative, grâce à un roulement, dans la partie centrale creuse d'un support de roue 3. La roue 1 étant motrice, un demi-arbre d'entraînement 4 est relié à la fusée par l'intermédiaire d'un joint homocinétique 5. Le support de roue 3, comme il est visible sur les figures 1 et 2, est relié de façon articulée, grâce à une rotule inférieure 6, à un bras inférieur 7 sensiblement horizontal et monté oscillant sur la structure 8 du véhicule, autour d'un axe horizontal 9. Comme il est visible sur la figure 2, le bras 7 comporte deux branches constituant un triangle de suspension. Le support de roue 3 comporte de plus un levier 10 à l'extrémité duquel est articulée une biellette de direction 11 (figure 2). Le support de roue 3 est solidaire à sa partie supérieure de l'extrémité inférieure du corps 14 d'un amortisseur télescopique 12 disposé au voisinage de la roue 1, vers l'intérieur de cette roue et dans une direction pratiquement verticale. L'amortisseur télescopique 12 comporte une tige coulissante 15 dont la partie supérieure est reliée, par l'intermédiaire d'une articulation élastique 16, au prolongement radial 18a de la partie tournante 18 d'un palier 20. La partie fixe du palier 20 est solidaire d'un socle 19 lui-même rigidement solidaire de la structure 8 du véhicule. Le corps 14 de l'amortisseur télescopique 12 porte, à son extrémité supérieure, un levier 21 sensiblement perpendiculaire à l'axe du corps 14, c'est-àdire de direction sensiblement horizontale. La partie tournante 18 du palier 20 comporte un prolongement 18b sensiblement vertical et dirigé vers le bas. Une biellette 22 est articulée à l'une de ses extrémités sur un axe horizontal solidaire de l'extrémité inférieure du prolongement 18b et, à son autre extrémité, sur la partie terminale du levier 21. L'axe du palier 20, placé au-dessus de la roue 1, passe sensiblement par le centre 0 de la rotule 6 et définit avec celle-ci un axe XX' de pivotement pour la roue 1, le support 3 et l'amortisseur 12. Cet axe coupe le plan de roulement 2 de la roue 1, en un point I situé sur la trace du plan médian de la roue sur le plan de roulement 2 ou à son voisinage immé- diat. La disposition du palier 20 au-dessus de la roue permet ainsi d'obtenir facilement un déport pratiquement nul ou plus généralement réglable à une valeur souhaitable, quelle que soit la largeur du pneu matique de la roue 1. En effet, la position décalée dans une direction radiale du point d'articulation 16 de la tige 15 de l'amortisseur permet d'obtenir un débattement suffisant vers l'intérieur de la roue tout en maîtrisant la position et l'orientation du palier 20. La biellette 22 a une direction sensiblement orthogonale à la tige 15 de l'amortisseur et la distance à l'axe de pivotement XX' de l'extrémité du prolongement 18b sur lequel est articulée la biellette 22 est fixée à une valeur g suffisante pour assurer une bonne stabilité en pivotement de l'ensemble, grâce à la biellette 22. En effet, lorsque le support 3 de la roue 1 est sollicité par la biellette de direction 11 pour son pivotement autour de l'axe XX', l'ensemble constitué par l'amortisseur télescopique 12, la partie tournante 18 du palier 20 et la biellette 22 joignant le corps de l'amortisseur à la partie 18 du palier est entraîné en pivotement avec la roue et le support de roue. La biellette 22 assure alors la rotation de cet Comme il est visible sur la figure 1, le corps 14 de l'amortisseur télescopique est solidaire d'une console 25 sur laquelle vient en appui l'extrémité inférieure d'un ressort hélicoïdal 26 dont l'ex- trémité supérieure est en appui contre la pièce tournante 18 du palier 20. Le ressort 26 intercalé entre l'amortisseur 12 et la partie tournante du palier 20 est disposé au-dessus de la roue 1, de façon pratiquement coaxiale au palier 20. Ce ressort assure de façon classique, en parallèle avec l'amortisseur 12, la suspension du véhicule. Sur la figure 2, la console 25 et le ressort 26 n'ont pas été représentés, pour éviter de compliquer le dessin. De la même façon, la fusée de la roue 1 et le demi-arbre d'entraînement n'ont pas été représentés à l'intérieur de la partie creuse centrale 27 du support de roue 3. La stabilité de la suspens ion est également conservée malgré le débattement vertical de cette suspension. En effet, le coulissement de l'amortisseur, c'est-à-dire un mouvement relatif du corps et de la tige, provoque un déplacement correspondant de l'extrémité de la biellette 22 articulée sur le corps de l'amortisseur. L'inclinaison de la biellette 22 qui en résulte induit une légère rotation de la pièce tournante 18 du palier 20 et par conséquent un léger déplacement de l'articulation élastique supérieure 16 de la tige d'amortisseur 15, dans un plan horizontal. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, l'articulation élastique 16 de la tige 15 de l'amortisseur se trouve, dans sa position moyenne, approximativement dans le plan transversal, c'està-dire dans le plan vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal avant-arrière du véhicule, contenant l'axe XX'. Dans ce cas, le déplacement de l'articulation 16 par suite de la faible rotation de la partie tournante 18 se produit pratiquement dans la direction longitudinale du véhicule, soit vers l'avant, soit vers l'arrière, par rapport à la position moyenne de l'articulation. Le débattement vertical de la suspension n'a donc aucun effet sur la stabilité directionnelle de la roue et sur la définition de l'axe de pivotement. Sur les figures 3 et 4, on voit une variante de réalisation de la suspension, les éléments correspondants sur les figures 3 et 4 d'une part et 1 et 2 d'autre part portant les mêmes repères. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, l'amortisseur télescopique 12 et l'articulation supérieure 16 de cet amortisseur sont placés au voisinage du plan transversal contenant l'axe de pivotement XX' qui constitue leur plan de symétrie vertical. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 3 et 4 au contraire, l'amortisseur 12 est décalé vers l'arrière du véhicule par rapport à ce plan transversal de trace 30 passant par l'axe de pivotement et par l'axe de roue. De plus, on a choisi une disposition du levier 21 solidaire du corps d'amortisseur 14 et de la biellette 22 permettant d'obtenir une variation du contre-carrossage de la roue. Le levier 21 solidaire du corps 14 de l'a mortisseur à son extrémité supérieure présente une forme courbe lui permettant de contourner par l'arrière l'axe du palier 20 et une longueur suffisante pour fournir un point d'articulation à la biellette 22 situé à l'avant de la partie tournante 18 du palier 20 et vers l'extérieur de la roue 1. La biellette 22 de direction transversale est articulée sur le levier 21 en un point situé vers l'extérieur de la roue, par rapport à son point d'articulation sur la partie tournante 18 du palier 20.Cette disposition est inverse de la disposition représentée sur les figures 1 et 2 où le point d'articulation de la biellette 22 sur la partie tournante 18 du palier 20 se trouvait à l'extérieur par rapport au point d'articulation de cette biellette sur le levier solidaire du corps d'amortisseur 14, la biellette ayant dans les deux cas une position pratiquement transversale. Dans le cas du mode de réalisation représenté aux figures 3 et 4, le débattement vertical de la suspension et le coulissement résultant de l'amortisseur provoquent, du fait de l'inclinaison variable de la biellette 22, un déplacement horizontal 31 de l'ar ticulation 16 accompagnant la rotation de la partie 18 ; ce déplacement, dirigé transversalement, vers l'axe du véhicule est transmis au support de roue et à la roue et conduit à une variation de l'angle de contre-carrossage (visible sur la figure 1), cet angle correspondant à l'angle d'inclinaison de la face externe de la roue, par rapport à la verticale. On obtient ainsi une variation complémentaire du contre-carrossage de la roue, dans le cas d'une suspension de type Mac Pherson dont les possibilités sont habituellement limitées sur ce point. Par ailleurs, l'amortisseur étant disposé sensiblement verticalement près de la roue, et le palier, le ressort et la biellette étant situés au-dessus de la roue, la suspension selon l'invention n'occupe que peu de place dans le véhicule en direction transversale, dégageant un large espace entre la roue et celle qui lui est opposée. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits. C'est ainsi que la biellette de liaison du corps de l'amortisseur à la partie tournante du palier peut avoir une direction légèrement différente de la direction transversale, que l'articulation supérieure de l'amortisseur peut être réalisée sous toute forme convenable mais, de préférence, sous forme d'une articulation élastique et que le levier solidaire du corps d'amortisseur pourra présenter toute forme voulue et être disposé de toute manière souhaitable par rapport au palier. Il peut être avantageux de réaliser ce levier sous une forme intégrée à la console ou à la coupelle d'appui du ressort de suspension solidaire du corps d'amortisseur. REVENDICATIONS 1.- Suspension à jambe télescopique d'une roue directrice de véhicule automobile comportant un support de roue (3) relié de façon articulée, par l'intermédiaire d'une rotule (6), à l'une des extrémités d'un bras inférieur oscillant (7) relié à la structure (8) du véhicule par son autre extrémité, un organe télescopique (12) disposé sensiblement à la verticale, au voisinage et vers l'intérieur de la roue (1) et comportant un corps (14) solidaire du support de roue (3) et une tige (15) reliée à son extrémité supérieure (16) à la structure (8) du véhicule, par l'intermédiaire d'un palier (20) définissant l'axe de pivotement XX' de la roue (1) avec la rotule (6), et un ressort hélicoïdal (26) interposé entre le support de roue (3) et une partie tournante (18) du palier (20) caractérisée par le fait que la tige (15) de l'organe télescopique (12) est reliée de façon articulée à la partie tournante (18) du palier (20), au niveau d'une extension radiale (18a) de cette partie tournante (18) et qu'une biellette (22) approximativement orthogonale à la tige (15) est articulée, à l'une de ses extrémités, sur un prolongement (18b) sensiblement vertical et dirigé vers le bas de la partie tournante (18) du palier (20), situé à une certaine distance 9 de l'axe de pivotement XX' et, à son autre extrémité, sur un levier (21) solidaire de la partie supérieure du corps (14) de l'organe télescopique (12). 2.- Suspension suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le palier (20) et le ressort (26) sont disposés au-dessus de la roue (1) et que l'axe du palier (20) définissant avec le centre de la rotule (6) l'axe de pivotement XX' passe au voisinage du centre de la roue. 3.- Suspension suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la biellette (22) est, en position moyenne, dirigée approximativement suivant la direction transversale du véhicule. 4.- Suspension suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée par le fait que la tige (15) de l'organe télescopique (12) est reliée à la partie tournante (18) du palier (20), par l'intermédiaire d'une articulation élastique (16). 5.- Suspension suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le ressort (26) est en appui, par son extrémité inférieure, sur une console (25) solidaire du corps (14) de 1 organe télescopique (12) et que le levier (21) est intégré à cette console d'appui (25). 6.- Suspension suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la tige (t5) de l'organe télescopique (t2) est articulée sur la partie tournante (18) du palier (20), en un point situé, dans sa position moyenne, au voisinage du plan transversal du vehicule contenant l'axe de roue et l'axe de pivotement XX'. 7.- Suspension suivant l'une quelconque des revendications 1 à -5, caractérisée par le fait que la tige (15) de l'organe télescopique (12) est articulée sur la partie tournante (18) du palier (20), en un point situé à l'arrière du plan transversal du véhicule contenant l'axe de pivotement XX et que la biellette (22), de direction sensiblement transversale est disposée à l'avant du plan transversal du véhicule contenant l'axe XX', le point d'articulation du levier (21) et de la biellette (22) étant disposé vers l'extrieur du véhicule, par rapport au point d'articulation de la biellette (22) sur la partie tournante (18 > du palier (20).