Brevet FR2664209A1 — publié le 19920110

"Véhicule à suspensions indépendantes pour les roues d'un essieu" La présente invention concerne un véhicule à suspensions indé- pendantes pour les roues d'un essieu, dont les supports de roue sont guidés par l'intermédiaire d'organes de guidage de roue dont deux, mu- tuellement correspondants, forment chaque fois un bras de suspension articulé à la caisse. De telles suspensions ont tendance à vibrer dans une plage don- née de vitesses, habituellement entre 80 et 140 km/h. La raison en est que, dans cette plage, la vitesse de rotation de la roue coïncide avec les fréquences propres longitudinales et de lacet de l'essieu, et donc que les irrégularités toujours présentes des pneumatiques ainsi que le balourd des roues excitent l'essieu ou encore les suspensions de roues en vibrations horizontales. Si les vibrations de torsion en phase des suspensions de roues autour de l'axe vertical sont critiques, c'est parce que la bielle de connexion est conjointement déplacée dans cette forme de vibration, et que de faibles mouvements de la bielle de connexion peuvent déjà suf- fire à produire des vibrations de torsion désagréables du volant de direction, ce qu'on appelle le battement (shimmy). Si ces vibrations de battement ne sont pas provoquées par les irrégularités précitées des pneumatiques, mais par des disques de frein irréguliers lors du freinage, on parle alors de battement de freinage. Les vibrations de lacet de l'essieu arrière sont généralement moins critiques, car il n'y a pas ici accouplement d'un système aussi sensible que l'est la direction Pour des essieux avant directeurs, dont les bras de suspension sont montés élastiquement flexibles dans le sens transversal du véhicule, on sait que de telles vibrations de torsion sont introduites par l'intermédiaire de la bielle de connexion dans le mécanisme de direction du véhicule sous la forme de ce qu'on appelle le battement de direction, et se rendent sensibles et visibles sous forme de vibrations de torsion du volant de direction C'est pourquoi, dans une construction connue par le brevet allemand DE-C 31 988, on a par exemple obtenu la stabilisation du volant de direc- tion par une association particulière de l'axe de rotation momentané d'une des suspensions de roue à la bielle de connexion. Dans une autre construction, connue par la demande de brevet al- lemand DE-A 23 06 208, on obtient cette stabilisation comme effet se- condaire d'un mécanisme de direction de conception particulière, dans lequel la transmission des mouvements de direction du volant à la bielle de connexion s'effectue par l'intermédiaire d'un ensemble de câble Bowden Grâce à la flexibilité du câble Bowden, les mouvements de torsion de la bielle de connexion provoqués par le battement sont désaccouplés du volant. La présente invention a pour but, pour des essieux de véhicules à suspensions de roues indépendantes, d'imprimer à ces suspensions de roues un comportement vibrant qui se répercute favorablement sur le confort d'utilisation des véhicules dans des plages de vitesses com- prises entre environ 80 et 140 km/h. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les bras de suspension sont reliés par une paire d'entretoises qui se croisent, dont les points d'articulation sur les bras de suspension respectifs se trouvent chaque fois à distance l'un de l'autre sur l'axe de pivo- tement. Le couplage cinématique des bras de suspension mutuellement cor- respondants des deux suspensions de roues d'un essieu de véhicule, au moyen d'une paire d'entretoises qui se croisent, a pour conséquence que leur vibration de torsion en phase autour de l'axe vertical par rapport à l'essieu est largement bloquée; toutefois, pendant la marche du véhicule, les deux suspensions de roues peuvent encore accomplir des vibrations de torsion autour de l'axe vertical qui, du fait du soutien apporté par les entretoises, sont mutuellement symétriques par rapport au plan médian longitudinal du véhicule, c'est-à-dire se pro- duisent dans des directions de torsion opposées, ce qui peut éventuel- lement se traduire, dans le comportement de marche, par un effet de stabilisation directionnelle L'action de blocage des entretoises est d'autant plus nette que les paliers correspondants des bras de suspen- sion sont réalisés rigides dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. Dans le cas d'essieux avant directeurs, ces vibrations de tor- sion résiduelles en opposition de phase des suspensions de roue, pro- duisent des excursions correspondantes en sens opposés des bielles de connexion qui sont articulées élastiquement au levier de commande de roue des supports de roue et à une barre de direction commune du méca- nisme de direction pouvant être déplacée dans le sens transversal du véhicule par le renvoi de direction, de sorte que la barre de direc- tion, le levier de commande de direction côté renvoi et par suite éga- lement le volant de direction s'immobilisent en position sensiblement stable Dans le même temps, la liaison croisée des bras de suspension conserve la possibilité de mouvement longitudinal des roues, de sorte qu'il existe une élasticité longitudinale. Par contre, en cas d'action unilatérale sur une des roues d'une force longitudinale dirigée à l'encontre du sens de marche (choc lon- gitudinal par exemple), le comportement élastique ou encore élasto-ci- nématique des suspensions de roues est modifié, dans la mesure o la roue respective la plus faiblement sollicitée est conjointement en- traînée par la roue la plus fortement sollicitée par l'intermédiaire de la liaison croisée constituée par les entretoises, garantissant ainsi constamment un mouvement horizontal sensiblement symétrique des deux roues. Le fait que les points d'articulation des entretoises se trou- vent sur les axes de pivotement des bras de suspension, garantit qu'il n'y aura pas de forcements lors des mouvements de suspension Ce posi- tionnement des points d'articulation des entretoises s'accompagne d'une fixation sur les bras de suspension dans des régions proches de l'essieu, avec laquelle les élasticités présentes dans les articula- tions des entretoises sont à même de compenser des éventuels forcements. Cet agencement d'entretoises peut être avantageusement mis en place pour des suspensions de roue présentant des bras de suspension inférieurs en une ou deux parties, sans qu'il faille au reste modifier les suspensions d'une manière donnée. La liaison croisée entre les bras de suspension ne crée pas de ponts phoniques supplémentaires entre l'essieu et la caisse Il n'y a donc pas d'inconvénients acoustiques à prendre en compte En outre, lors de la conception d'essieux avant directeurs, on peut renoncer à une conception particulière de la cinématique et de l'harmonisation des paliers en vue d'obtenir une insensibilité au battement. Selon une caractéristique supplémentaire avantageuse de l'invention, les points d'articulation des entretoises sur les bras de suspension sont symétriques entre eux par rapport au plan médian lon- gitudinal du véhicule Selon une autre caractéristique supplémentaire, les bras de suspension présentent deux paliers de bras de suspension se trouvant à distance l'un derrière l'autre dans le sens longitudinal du véhicule, et au moins un des deux points d'articulation des entre- toises se trouve entre les paliers de bras de suspension Les deux points d'articulation d'entretoises peuvent alors se trouver à une même distance d'un des deux paliers de bras de suspension Selon une autre caractéristique supplémentaire, l'articulation d'entretoise qui est respectivement prévue à l'extérieur des deux paliers de bras de suspension sur les bras de suspension respectifs d'un essieu direc- teur, se trouve en avant du palier avant de bras de suspension Enfin, les entretoises peuvent être modifiables en longueur. L'unique figure du dessin annexé représente schématiquement, en vue de dessus, un exemple de réalisation de l'invention sous la forme d'un essieu avant directeur à suspensions de roues indépendantes. Les références 10 et 12 désignent des bras de suspension infé- rieurs des suspensions de roues indépendantes 14 et 16 qui sont par exemple réalisés sous forme de triangles de suspension, les suspen- sions de roues pouvant au reste être configurées selon un mode de construction connu Ces bras de suspension sont articulés à la caisse du véhicule au moyen de deux paliers respectifs de bras de suspension 18 et 20 qui se trouvent à distance l'un derrière l'autre dans le sens longitudinal du véhicule, et les bras sont respectivement articulés à l'articulation porteuse inférieure 22 ou 24 de supports de roues non détaillés, qui portent chacun une roue avant 26 ou 28. La référence 30 désigne globalement un stabilisateur à barre de torsion en forme de U, installé en avant de l'axe de rotation des roues a-a dans le sens de marche F, et dont la barre de torsion 32 est montée avec possibilité de torsion dans des paliers 34 et 36 soli- daires de la caisse, tandis que les branches 38 et 40 du U sont res- pectivement maintenues sur un des bras de suspension 10 ou 12. La référence 42 désigne la timonerie de direction d'un mécanisme de direction, dont les bielles de connexion latérales 44 et 46 sont articulées tant à un levier de commande de roue respectif 48,50 du côté des supports de roues, qu'à une barre de direction 52 qui se trouve en arrière de l'axe de rotation des roues a-a, vu dans le sens de marche F. Les références 54 et 56 désignent deux entretoises adaptées dans l'essieu, qui se croisent et sont articulées par leurs extrémités res- pectives à un des bras de suspension 10 et 12, leurs points d'articulation respectifs 58 et 60 ou 62 et 64 se trouvant sur l'axe de pivotement 66 ou 68 du bras de suspension respectif, ou à proximité immédiate de cet axe Les entretoises 54 et 56 sont de préférence constituées par des profilés en U, notamment des tubes Elles sont disposées de préférence symétriquement par rapport au plan médian lon- gitudinal b-b du véhicule, et de telle sorte qu'un de leurs points d'articulation 58 ou 64, vu dans le sens de marche F, se trouve à dis- tance en avant du palier avant 18 d'un des deux bras de suspension 10 et 12, tandis que leur autre point d'articulation 60 ou 62 se trouve entre les deux paliers 18 et 20 de l'autre bras de suspension Les points d'articulation 58,62 ou 60,64 des entretoises qui se trouvent respectivement sur le même bras de suspension 10 ou 12, présentent de préférence la même distance vis-à-vis du palier avant de bras de sus- pension 18 qui se trouve entre eux Bien évidemment, ce pourrait aussi être le palier arrière de bras de suspension 20 qui se trouve respec- tivement entre les deux points d'articulation d'entretoises 58,62 et ,64. Toutefois, dans le cas d'un essieu avant, on donne la préférence au positionnement représenté des points d'articulation d'entretoises; en effet, dans le cas de bras de suspension 10 et 12 équipés de deux paliers de bras de suspension 18 et 20 disposés l'un derrière l'autre, c'est habituellement le palier avant 18 qui est conçu avec une rigi- dité supérieure dans le sens transversal du véhicule, afin d'obtenir la flexibilité longitudinale souhaitée de la suspension de roue concernée 14 ou 16. En alternative à la configuration représentée des bras de sus- pension, les bras de suspension 10 et 12 pourraient aussi être chacun réalisé avec un seul palier de bras de suspension, ou sous forme de bras de suspension en deux parties Dans le premier cas, la configura- tion des bras de suspension et la fixation des entretoises seraient semblables à celles représentées, dans la mesure o l'on renoncerait à la branche latérale 70 du bras de suspension qui porte le palier 20. Les deux entretoises 54 et 56 sont de préférence réalisées de longueur modifiable A cet effet, elles présentent deux parties d'entretoises 54 ' et 54 " ou 56 ' et 56 ", qui sont guidées en déplace- ment axial, par leur extrémité libre, dans un écrou de réglage en forme de manchon 57 ou 59 Avec la construction d'essieu représentée, on peut ainsi, par exemple, agir à dessein sur les rigidités des pa- liers de bras de suspension 18 et 20 dans le sens transversal du véhicule. Du fait de la liaison par entretoises, les deux suspensions de roue 14 et 16 ne vibrent pas autrement que simultanément, avec une faible amplitude correspondante, dans des directions de torsion mu- tuellement opposées autour de l'axe vertical La symétrie du mouvement des suspensions de roue a pour conséquence que la barre de direction 52 et les bielles de connexion 44 et 46 sont alternativement sollici- tées en traction et en compression, ces sollicitations ne provoquant cependant pas de modification de la position de la barre de direction 52, de sorte que le volant de direction est maintenu à l'écart des vi- brations de torsion. Attendu que, notamment pour des essieux directeurs, il n'est pas nécessaire lors de la conception des paliers de bras de suspension et de la cinématique de l'essieu de considérer des mesures particulières visant à obtenir l'insensibilité au battement, on dispose de plus de possibilités et de plus de liberté en ce qui concerne l'optimisation du comportement de marche du véhicule et de l'élasticité longitudinale de la suspension. REVENDICATIONS 1 Véhicule à suspensions indépendantes pour les roues d'un es- sieu, dont les supports de roue sont guidés par l'intermédiaire d'organes de guidage de roue dont deux, mutuellement correspondants, forment chaque fois un bras de suspension articulé à la caisse, c a r a c t é r i S é en ce que les bras de suspension ( 10 et 12) sont reliés par une paire d'entretoises ( 54 et 56) qui se croisent, dont les points d'articulation ( 58,60 ou 62,64) sur les bras de sus- pension respectifs ( 10 et 12) se trouvent chaque fois à distance l'un de l'autre sur l'axe de pivotement ( 66 ou 68). 2 Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'articulation ( 58,62 ou 60,64) des entretoises sur les bras de suspension sont symétriques entre eux par rapport au plan médian lon- gitudinal (b-b) du véhicule. 3 Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bras de suspension ( 10 et 12) présentent deux paliers de bras de suspension ( 18 et 20) se trouvant à distance l'un derrière l'autre dans le sens longitudinal du véhicule, et en ce qu'au moins un des deux points d'articulation des entretoises ( 60 ou 62) se trouve entre les paliers de bras de suspension ( 18 et 20). 4 Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux points d'articulation d'entretoises ( 58,62 ou 60,64) se trouvent à une même distance d'un ( 18) des deux paliers de bras de suspension. Véhicule selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'articulation d'entretoise ( 58 ou 64) qui est respectivement prévue à l'extérieur des deux paliers de bras de suspension ( 18 et 20) sur les bras de suspension respectifs ( 10 et 12) d'un essieu directeur, se trouve en avant du palier avant de bras de suspension ( 18). 6 Véhicule selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les entretoises ( 54 et 56) sont modi- fiables en longueur.