Brevet FR2636571A1 — publié le 19900323

Suspension des roues arrière d'un véhicule automobile L'invention concerne des suspensions de roues arrière non motrices d'un véhicule, comprenant deux bras oscillants longitudinaux de forme tubulaire ainsi qu'une entretoise peu rigide en torsion et reliant de façon rigide en flexion et angulairement les bras oscillants. Une telle suspension est connue par le DE-PS 22 20 119. Elle comprend un axe de bras oscillant composite constitué par une entretoise peu rigide en torsion ainsi que par deux bras oscillants longitudinaux de forme tubulaire, arrondis et sensiblement en forme de S. reliés à l'entretoise de façon rigide en flexion et angulairement. Sur le côté frontal de l'entretoise sont prévus des appuis pour la liaison entre l'axe composite de bras oscillant et le chassis du véhicule. Les extrémités libres des bras oscillants longitudinaux qui sont tournés vers l'arrière du véhicule comportent des supports dans lesquels sont logés également les bouts d'axes. En outre, les sections des supports qui sont dirigées vers l'axe longitudinal du véhicule constituent des butées pour des branches élastiques comprenant des ressorts hélicoïdaux de pression par lesquels elles sont maintenues à distance du châssis du véhicule. Un inconvénient de ce type de construction connu consiste dans le bras de levier relativement long entre l'entretoise et le plan passant par les bouts d'axe des roues arrière, plan dans lequel sont également situées les butées des ressorts hélicoïdaux de pression. Du fait de ce bras de levier de grande longueur, il faut que les appuis soient dimensionnés dans les régions frontales de l'entretoise de façon résistante, et il en résulte que l'espace de montage dont on dispose est réduit. Les butées sur les supports pour les branches élastiques ou pour les ressorts hélicoïdaux de pression sont situées un peu au-dessous des bouts d'axe. Ainsi, la région entre les roues arrière et leurs carters et l'entretoise est fortement limitée par le besoin de place des ressorts hélicoïdaux de pression ainsi que par leur butée supérieure. - 2 - Le bras de levier s'étendant transversalement entre chaque bras oscillant longitudinal et la butée respective est relativement long. De ce fait, un moment de torsion additionnel est provoqué par l'intégration directe des paliers des bouts d'arbre dans les supports, notamment quand il y a des sollicitations par à-coups en affaissement dues à la transmission de la force depuis les ressorts hélicoïdaux de pression vers les supports, moment qui est appliqué sur lés bras oscillants longitudinaux et de ce fait également sur leur liaison directe avec l'entretoise. Ce moment de torsion additionnel provoque en outre une tendance prononcée à un carrossage négatif des roues arrière dans le cas d'affaissement élastique par à-coups ou lorsque le véhicule est trop fortement chargé. Partant des caractéristiques indiquées dans le préambule, le but de l'invention est d'une part de réduire les sollicitations appliquées aux bras oscillants longitudinaux ainsi qu'aux supports sur le caté frontal de l'entretoise et d'autre part de constituer un espace de montage plus important entre l'entretoise et les bras oscillants longitudinaux ou les roues arrière. La solution à ce problème consiste en ce que chaque support est constitué par un logement de bout d'arbre en forme de caisson et un logement de ressort en forme de caisson, qui, situés cote à côte, entourent par concordance de formes et par leurs parois transversales au moins environ le tiers de la périphérie du bras oscillant longitudinal associé, la butée destinée au ressort hélicoldal de pression qui est disposée en direction longitudinale du bras oscillant longitudinal contre le logement de bout d'arbre étant encastrée dans un enfoncement du bras oscillant longitudinal. Du fait de l'agencement côte à cote en direction longitudinale de chaque bras oscillant longitudinal d'un logement de bout d'arbre et d'un logement de ressort, les butées destinées aux ressorts hélicoïdaux de pression et éventuellement aux branches élastiques ainsi qu'aux tubes d'amortissement sont déplacées du plan passant par les bouts d'arbre et disposées considérablement plus près de l'entretoise. Déjà pour cette raison, il est constitué entre les deux logements de bout d'arbre un espace libre plus important permettant l'incorporation 3 - favorable d'autres composants du véhicule, tels qu'un réservoir d'essence ou un pneu de rechange. Un autre avantage consiste dans le fait que le bras de levier entre la butée du ressort hélicoïdal de pression et l'entretoise est considérablement plus court. De ce fait, les sollicitations appliquées aux supports (liaison avec le châssis du véhicule) qui se trouvent un peu à l'avant de l'entretoise sont remarquablement diminuées, et ces supports sont de constitution plus simple. A ceci est également lié le fait que l'entretoise qui relie les bras oscillants longitudinaux est plus faiblement dimensionnée. Grâce à l'incorporation de la butée du ressort hélicoïdal de pression dans un enfoncement du bras oscillant longitudinal, on obtient cet avantage que l'on est assuré d'un parcours élastique suffisamment long car l'accouplement du ressort hélicoïdal de pression avec les bras oscillants longitudinaux n'occupe que peu de place, sans que de ce fait des inconvénients soient provoqués dans la région de l'articulation du ressort hélicoïdal de pression sur le châssis du véhicule. On obtient en outre un très bon confort de la suspension qui se traduit de façon positive sur la manoeuvrabilité du véhicule. Une autre propriété avantageuse du logement de ressort qui est décalé aussi bien en direction longitudinale du bras oscillant longitudinal que transversalement à celui- ci vient du fait que l'on évite un moment de torsion additionnel appliqué aux bras oscillants longitudinaux. Il en résulte une éventuelle modification du carrossage des roues arrière qui n'est déterminé essentiellement que par la rigidité de l'entretoise qui peut être calculée avec précision. En outre, on augmente encore plus l'espace de montage entre les roues arrière et l'entretoise grâce à cette mesure. Du fait de la conformation en caisson du logement de bout d'arbre et du logement de ressort, on obtient un moment de résistance élevé vis-à-vis de la flexion et de la torsion en utilisant une plus faible quantité de matériau. Le logement de bout d'arbre et le logement de ressort forment en liaison avec le bras oscillant longitudinal un ensemble très compact qui peut absorber toutes les forces extérieures. En raison de cet état de fait que le logement de bout d'arbre de même que le logement de ressort s'appuient désormais sur le bras -4- oscillant longitudinal en direction longitudinale de celui-ci, les sollicitations appliquées à l'axe composite de bras oscillant longitudinal sont diminuées. Comme les parois transversales des deux logements entourent avec concordance de formes les bras oscillants longitudinaux sur au moins un tiers de leur périphérie, on évite largement des pointes de tension défavorables. L'affaiblissement du bras oscillant longitudinal par l'enfoncement est plus que compensé par la forme en caisson du logement de ressort. Ce logement de ressort forme en outre un élément de pontage entre les sections longitudinales du bras oscillant longitudinal, qui ne sont pas déformées. Grâce à une conformation bien calculée de la forme du caisson, on obtient ainsi une augmentation additionnelle du moment de flexion qui peut être transmis. En raison des mesures selon l'invention, il est possible de disposer sans problèmes un ressort hélicoïdal de pression et un tube d'amortissement de façon séparée l'un de l'autre. On peut imaginer également de disposer concentriquement l'un dans l'autre le ressort hélicoidal de pression et le tube d'amortissement et de les rassembler pour former une branche élastique. La butée du ressort hélicoldal de pression est constituée de manière à centrer parfaitement ce ressort. Un tenon central de la butée peut être muni à cette fin d'un élément tampon à son extrémité supérieure, qui peut exercer son effet quand il y a des mouvements élastiques extrêmes du ressort hélicoïdal de pression. Le logement de bout d'arbre et le logement de ressort peuvent être rassemblés en un unique élément. Il s'agit avantageusement d'une simple structure en t8le formée par étirage et/ou pliage et/ou soudage. De préférence, le logement de ressort et le logement de bout d'arbre sont fabriqués sous forme de caissons mais séparément, et soudés l'un à l'autre ainsi qu'au bras oscillant longitudinal. Naturellement, on peut également envisager un autre type de liaison. Dans 'e cas d'une fabrication séparée du logement de bout d'arbre et du logement de ressort, ces éléments sont également fabriqués de préférence par étirage et/ou pliage et/ou soudage. En ce qui concerne la constitution du logement de bout d'arbre et du logement de ressort du point de vue du matériau et des mesures à prendre, ces éléments peuvent être reliés l'un à l'autre relativement sans problèmes par un procédé de soudage automatisable. De même, les cordons de soudure peuvent être prévus dans des régions favorabies en ce que qui concerne les sollicitations. Une possibilité de déformation du bras oscillant longitudinal dans la région du logement de ressort est constituée par un formage sans copeaux. Le bras oscillant longitudinal est embouti par le haut sur une longueur correspondant à la longueur du logement de ressort, de préférence par compression, et on obtient ainsi l'emboltement désiré. Les parois transversales du logement de ressort s'appuient cependant en tout cas toujours sur la totalité de la section du bras oscillant longitudinal. Un autre avantage du formage sans copeaux consiste dans le fait que l'affaiblissement du moment résistant du bras oscillant longitudinal en flexion et en torsion est négligeable par rapport à un formage avec formation de copeaux. Il est plus que compensé par le logement de ressort en forme de caisson constituant un organe de pontage. Si l'on parvient à utiliser un formage du bras oscillant longitudinal par enlèvement de copeaux, on peut alors obtenir mécaniquement le contour recherché pour l'encastrement du bras oscillant longitudinal d'une manière relativement simple bien que précise. Selon l'invention, l'enfoncement représente au moins sensiblement la moitié du diamètre du bras oscillant longitudinal circulaire. Le logement de ressort en forme de caisson est alors si compact que l'on peut disposer la butée du ressort plus profondément dans l'enfoncement, sur une distance correspondant à au moins la moitié du diamètre d'origine du bras oscillant longitudinal de forme tubulaire. La butée supérieure du ressort hélicoïdal de pression peut alors être disposée plus profondément et dans la mesure de cette dimension dans le châssis du véhicule. Ainsi, on augmente l'habitacle à passagers ou l'espace destiné au coffre. On peut également imaginer à la place d'un bras oscillant longitudinal de forme ronde un bras présentant d'autres formes en section. 263657 1 - 6 - L'invention prévoit que la résultante de la force du ressort hélicoïdal de pression coupe l'axe central du bras oscillant longitudinal. Grâce à cette caractéristique, on est en outre assuré que la force élastique résultante n'exerce aucun moment de torsion additionnel sur le bras oscillant longitudinal. La liaison rigide en flexion entre le bras oscillant longitudinal et l'entretoise qui est peu rigide en torsion n'est pas soumise à un moment de torsion additionnel résultant de la force du ressort. Quand il s'agit de véhicules dont les modificationsdu carrossage ne sont admises que dans les limites de tolérances étroites en ce qui concerne les roues arrière non motrices, ce type de construction est particulièrement avantageux car la force du ressort ne peut provoquer sur le bras oscillant longitudinal aucune modification additionnelle du carrossage en raison d'un moment de torsion. La modification du carrossage est obtenue essentiellement par la rigidité en flexion et/ou en torsion de l'entretoise, provoquée par la transmission de la force au niveau du point de contact de la roue. La constitution d'un seul tenant du logement de ressort et de la butée prévue par l'invention simplifie la fabrication. Cependant, une telle construction en châssis qui économise du poids permet d'obtenir, en raison des parois verticales et de leur hauteur, un moment résistant suffisamment important vis-à-vis des flexions et des déformations résultant de la force du ressort. Mais on peut également envisager un mode de réalisation dans lequel la butée du ressort hélicoïdal de pression forme une partie d'un élément en forme de coquille qui est fixé sur les bords longitudinaux supérieurs des parois du logement de ressort. La butée est alors reliée, et en particulier soudée, sous forme d'un élément fabriqué séparément au logement de ressort en forme de caisson. L'invention va maintenant être expliquée plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexes dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un support d'axe de bras oscillant composite traversé par un bras oscillant longitudinal; la figure 2 est une vue en plan de l'agencement de la figure 1, en -7- même temps qu'une roue arrière ainsi qu'une partie d'une entretoise; et la figure 3 est une représentation de l'agencement de la figure 2 en direction de la flèche III. Aux figures 1 à 3 est désigné en 1 un bras oscillant longitudinal de forme circulaire et tubulaire, appartenant à un axe de bras oscillant composite. Le bras oscillant longitudinal 1 qui est légèrement coudé en S est relié en direction de la partie centrale du véhicule par une entretoise 2 peu rigide en torsion, et de façon rigide en flexion et angulairement, à un bras oscillant longitudinal monté de façon symétrique sur l'autre côté du véhicule. L'extrémité 7 du bras oscillant longitudinal 1 qui est à l'opposé de l'entretoise 2 traverse un logement de bout d'arbre 3 en forme de caisson et destiné à une roue arrière 13. Le logement de bout d'arbre 3 est obtenu par pliage d'une t6le estampée. Une plaque d'appui 4 est soudée sur le c5té frontal à l'avant des parois latérales 5, 6 du logement de bout d'arbre 3. Les parois latérales 5, 6 entourent une section longitudinale 7 du bras oscillant longitudinal 1 par concordance de formes sur pratiquement la totalité de sa périphérie. Les parois latérales 5, 6 et la section de bras oscillant longitudinal 7 sont soudées les unes aux autres. La section décalée en S 8 du bras oscillant longitudinal 1 est munie, comme on peut le voir en particulier aux figures 1 et 3, d'un enfoncement 9 correspondant sensiblement à la moitié du diamètre du bras oscillant longitudinal 1. L'enfoncement 9 peut être formé par formage sans copeaux ou avec enlèvement de copeaux. En outre, on peut voir aux figures 1 à 3 que la section coudée 8 du bras oscillant longitudinal 1 est recouverte par un logement de ressort 6 également en forme de caisson de façon à former un pont. Les parois transversales 11, 12 du logement de ressort 10 entourent le bras oscillant longitudinal 1 par concordance de formes sur pratiquement la totalité de sa périphérie, de la même manière- que les parois transversales 5, 6 du logement de bout d'arbre 3. Les parois transversales 11, 12 sont soudées au bras oscillant longitudinal 1. En outre, le logement de bout d'arbre 3 et le logement de ressort 10 sont soudés l'un à l'autre. -8- Le côté supérieur du logement de ressort 10 se présente sous forme d'une coquille 13 de forme circulaire, cette coquille 13 étant adaptée au contour de l'enfoncement 3 du bras oscillant longitudinal 1. Un tourillon central 14 qui est au centre de la coquille 13 peut être muni éventuellement d'un élément tampon 15 (figure 1). La coquille de forme circulaire 13 forme une butée pour un ressort hélicoidal de pression 16 qui s'appuie par son autre extrémité contre le châssis du véhicule qui n'est pas représenté. Notamment, les figures 1 et 2 montrent à cet égard que la résultante 17 de la force du ressort hélicoïdal de pression 16 coupe l'axe central 18 du bras oscillant longitudinal 1. - 9 - REVENDICATIONS 1. Suspension des roues arrière non motrices d'un véhicule, comprenant deux bras oscillants longitudinaux de forme tubulaire ainsi qu'une entretoise peu rigide en torsion et reliant de façon rigide en flexion et angulairement les bras oscillants, les extrémités des bras oscillants longitudinaux qui sont à l'opposé de l'entretoise étant reliées à des supports supportant des bouts d'arbre et maintenus éloignés de façon relativement mobile de la carrosserie du véhicule par des ressorts hélicoïdaux de pression et/ou des tubes d'amortissement, caractérisée en ce que chaque support est constitué par un logement de bout d'arbre (3) en forme de caisson et un logement de ressort (10) en forme de caisson, qui, situés c6te à côte, entourent par concordance de formes et par leurs parois transversales (5, 6; 11, 12) au moins environ le tiers de la périphérie du bras oscillant longitudinal associé (1), la butée (13) destinée au ressort hélicoldal de pression (16) qui est disposée en direction longitudinale du bras oscillant longitudinal (1) contre le logement de bout d'arbre (3) étant encastrée dans un enfoncement (9) du bras oscillant longitudinal (1). 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le logement de bout d'arbre (3), le logement de ressort (10) et le bras oscillant longitudinal (1) sont soudés les uns aux autres. 3. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enfoncement (9) est formé par formage sans copeaux du bras oscillant longitudinal (1). 4. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enfoncement (9) est formé par formage avec enlèvement de copeaux du bras oscillant longitudinal (1). 5. Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enfoncement (9) représente au moins sensiblement la moitié du diamètre du bras oscillant longitudinal circulaire (1). 6. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résultante (17) de la force du ressort hélicoïdal de pression (16) coupe l'axe central (18) du bras oscillant longitudinal (1). 7. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la - 10 - butée (13) du ressort hélicoïdal de pression (16) forme un élément en forme de coquille d'un seul tenant du logement de ressort (10) formé par emboutissage d'un flan. 8. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée (13) du ressort hélicoïdal de pression (16) forme une partie d'un élément en forme de coquille qui est fixé sur les bords longitudinax supérieurs des parois du logement de ressort (10).