Brevet FR2671033A1 — publié le 19920703

La présente invention se rapporte à une suspension de train arrière de véhicule automobile, et concerne plus particulièrement un dispositif automatique de commande d'un correcteur de hauteur d'une telle suspension. On a proposé depuis longtemps des trains arrière de véhicule dont la suspension est constituée par un élément hydropneumatique porteur et un ressort métallique, qui sont interposés entre la caisse du véhicule et au moins un bras articulé supportant l'une des roues du véhicule Ces suspensions sont couramment équipées d'un accumulateur hydraulique raccordé à l'élément porteur, ainsi que d'un correcteur de hauteur temporisé qui agit sur l'élément porteur pour ajuster la hauteur de la suspension en fonction de la charge supportée par le train arrière. Toutefois, les correcteurs de hauteur connus sont commandés par des dispositifs automatiques tels que par exemple comprenant un ressort de torsion reliant élastiquement le tiroir temporisé à un organe de commande solidaire des déplacements de la roue, de sorte que les débattements de courte durée ne provoquent pas de correction. Une solution possible pour que le déclenchement de correcteur soit sensible à un faible débattement de longue durée, correspondant à une faible variation de charge consiste à prévoir un ressort précontraint pour la transmission du mouvement de l'organe de commande au tiroir temporisé Cependant, avec les suspensions mixtes actuelles dont le débattement en détente est plus important que le débattement en attaque, la réalisation d'un tel ressort précontraint est difficilement possible. Par conséquent, l'invention a pour but de proposer un dispositif automatique de commande d'un correcteur de hauteur d'une suspension par exemple mixte, qui soit simple et qui assure un ajustement précis de la hauteur de la suspension, quelle que soit la charge du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif automatique de commande d'un correcteur hydraulique de hauteur d'une suspension de train arrière de véhicule automobile, du type comprenant un tiroir temporisé de correction de la hauteur de la suspension, et un organe ou levier raccordé d'une part au tiroir par l'intermédiaire d'un moyen élastique et d'autre part à un élément de la suspension solidaire d'une roue, de façon que le tiroir est déplacé pour les variations de hauteur de longue durée de la suspension, caractérisé en ce que les moyens élastiques comprennent des premier et des second moyens élastiques précontraints ayant une course limitée par des butées ou analogues, la précontrainte des premiers moyens élastiques étant inférieure à celle des seconds moyens élastiques. On comprend déjà qu'avec de tels moyens élastiques précontraints, la course la plus longue des moyens élastiques est limitée par une butée et le reste de la course est absorbé par un moyen élastique additionnel. Selon une autre caractéristique de l'invention, les premier et second moyens élastiques sont montés en série. On précisera ici que les premiers moyens élastiques sont constitués par un ressort hélicoïdal de flexion monté par enroulement autour d'un axe fixe, et dont les extrémités sont croisées de façon à enserrer d'une part un axe mobile relié au second moyen élastique et d'autre part à un levier coudé solidaire du tiroir temporisé. L'invention est encore caractérisée en ce que lesdites butées limitent la course de déformation des premiers moyens élastiques dans le sens de la détente de la suspension, et les seconds moyens élastiques sont montés de manière à se détendre lorsque la suspension travaille en attaque, les butées limitant la course des seconds moyens élastiques dans le sens de leur détente. Selon une autre caractéristique de l'invention les seconds moyens élastiques comprennent un corps en forme de capsule ou cartouche cylindrique à l'intérieur de laquelle une tige de commande raccordée à l'organe ou levier précité est montée coulissante, un second ressort précontraint qui est logé dans la cartouche cylindrique avec l'une de ses extrémités reposant sur la tige et son autre extrémité venant en appui sur une rondelle d'arrêt fixée à l'intérieur de la cartouche, ainsi qu'une molette vissée sur la tige de commande et venant, lorsque ledit second moyen élastique est au repos, en butée contre ledit corps. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la tige de commande et le levier précités sont raccordés par l'intermédiaire d'une rotule, de façon à pivoter l'une par rapport à l'autre lors des variations de hauteur du train. De plus, le dispositif se caractérise en ce que la cartouche cylindrique est solidaire d'une chape articulée sur un axe mobile reliant les seconds moyens élastiques aux premiers moyens élastiques. Le dispositif se caractérisé encore en ce qu'il comprend en outre des moyens de réglage en hauteur de la suspension, ces moyens de réglage étant actionnés en agissant sur la molette du corps précité. Par ailleurs, le dispositif se caractérise en ce que les moyens de réglage comportent un joint torique monté sur la tige de commande et agissant comme un organe d'immobilisation ou de freinage de ladite molette. On notera ici que l'invention a aussi pour objet une suspension mixte pour train arrière de véhicule automobile, et du type comportant un ressort métallique de suspension, un élément porteur raccordé à un accumulateur hydropneumatique et un correcteur hydraulique de hauteur équipé d'un dispositif automatique de commande de correction de hauteur qui permet de maintenir le train à une hauteur constante, quelle que soit la charge appliquée à ce train. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple, qui suit et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle et en coupe d'un train arrière de véhicule équipé de suspensions mixtes conformes à la présente invention; la figure 2 est une vue agrandie et en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, d'un dispositif de commande de correcteur de hauteur de suspension; la figure 3 est une vue agrandie et suivant la flèche III de la figure 2 du dispositif de commande et la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. En se reportant tout d'abord à la figure 1, on voit que la référence générale 1 désigne un train ou essieu arrière de véhicule automobile (non représenté). Bien que l'essieu arrière 1 n'est pas entièrement représenté sur les figures, on comprend bien que celui-ci est constitué principalement par une traverse centrale 2, à chaque extrémité latérale de laquelle est montée une paire de bras ou triangles de suspension Chaque paire de bras de suspension comprend un triangle supérieur 3 et un triangle inférieur 4 qui sont respectivement articulés sur la traverse 2, par l'intermédiaire d'axes sensiblement horizontaux 5 et 6. A l'extrémité libre de chacun des triangles supérieurs et inférieurs 3 et 4 sont prévus des axes de rotation 7 et 8 respectivement, par l'intermédiaire desquels un support de moyeu 9 est monté de façon à permettre un débattement par rapport à la traverse 2 Une roue arrière 10 est montée pivotante sur le support de moyeu 9. Un élément porteur hydropneumatique 11 est monté incliné entre le triangle inférieur 4 et la traverse centrale 2 L'extrémité supérieure de l'élément porteur 11 est montée pivotante sur la traverse 2, tandis que l'extrémité inférieure de l'élément porteur 11 est montée pivotante autour d'un axe 12, fixé sur le triangle inférieur 4 à proximité du support de moyeu 9 Chacun des éléments porteurs 11 est raccordé, par l'intermédiaire de conduites flexibles 13, à un accumulateur hydropneumatique 14 Chaque accumulateur hydropneumatique 14 est fixé sur la traverse 2. On remarque par ailleurs sur la figure 1 qu'un ressort métallique hélicoïdal 15 est monté entre d'une part le triangle inférieur 4 et la caisse (non représentée) du véhicule. L'ensemble formé par les triangles inférieur et supérieur 4 et 3, le porte-moyeu 9, les éléments porteurs 11 et les ressorts hélicoïdaux 15 compose, avec les accumulateurs hydropneumatiques 14, la suspension du train arrière 1. Suivant l'exemple illustré la suspension mixte représentée sur la figure 1 possède un débattement supérieur en détente qu'en attaque. On a représenté à droite sur la figure 1 un dispositif de commande de correction 16 pour ajuster la hauteur des suspensions et qui est fixé sur la traverse centrale 2 Ce dispositif 16 est constitué par un tiroir temporisé de correction de hauteur 17, un moyen de transmission élastique 18, et un organe ou levier de commande 19 Le tiroir temporisé 17 est fixé sur la traverse centrale 2 à l'aide d'une vis 23 et est raccordé par des conduites (non représentées) aux accumulateurs hydropneumatiques 14 Le moyen élastique de transmission 18 est également monté sur la traverse centrale 2 à l'aide notamment d'une vis de fixation 20 qui permet le serrage d'une patte de montage 21 solidaire du moyen de transmission 18 Le moyen élastique de transmission 18 est d'une part raccordé à un levier mobile 22 de forme coudée du tiroir temporisé 17, et est d'autre part relié à l'organe de commande 19, qui est lui-même solidaire des mouvements de débattement de l'un des triangles inférieurs de suspension 4, et donc de la roue. On comprend déjà que grâce au dispositif de commande 16, chaque mouvement de débattement de la suspension du train arrière 1 est détecté et transmis, à l'aide du moyen élastique 18, au tiroir temporisé de correcteur 17, qui peut alors agir, après une durée prédéterminée, sur les accumulateurs hydropneumatiques 14 afin d'ajuster la hauteur c'est-à-dire la longueur d'entraxe des éléments porteurs 11, en fonction de la charge appliquée au train arrière 1. Maintenant, en se reportant plus particulièrement aux figures 2 à 4, le dispositif automatique de commande conforme à l'invention va être décrit. Comme on le voit bien sur la figure 2, l'organe de commande 19 est raccordé au moyen élastique 18 par une rotule 24 Plus précisément, la rotule 24 est constitué par un doigt à extrémité sphérique 25 fixé à l'extrémité de l'organe 19 Ce doigt 25 vient se loger dans une portée sphérique 26 formée à l'extrémité d'une tige de commande 27 des moyens élastiques 18 Grâce à la rotule 24, le levier de commande 19 peut transmettre les déplacements du triangle de suspension 4 au moyen élastique 18 tout en limitant les efforts dus aux imprécisions d'alignement lors du débattement. Suivant l'invention, les moyens de transmission 18 sont constitués par des premiers et des seconds moyens élastiques précontraints, qui sont respectivement référencés en 28 et 38 Ces premier et second moyens élastiques précontraints 28 et 38 sont montés en série, à savoir avec les seconds moyens élastiques 38 reliés d'une part à l'organe de commande 19 par l'intermédiaire de la tige de commande 27, et d'autre part aux premiers moyens élastiques 28, qui sont eux-mêmes raccordés au tiroir 17 par le levier coudé 22. On voit sur les figures 3 et 4 que les premiers moyens élastiques 28 sont essentiellement constitués par une platine de support 29 sur laquelle une douille 30, une vis 31 et un premier ressort précontraint 32 sont coaxialement montés La platine de support 29 est fixée par la vis 20 sur la traverse centrale 2 de façon à s'étendre sensiblement à la verticale et parallèlement à la paroi transversale de la traverse 2 sur laquelle cette platine 29 est fixée la douille 30 est logée dans un perçage de la platine de support 29 de manière à s'étendre perpendiculairement à celle-ci, avec un épaulement 30 a de la douille venant en appui contre la platine 29, au regard de la traverse centrale 2 Une came 33 constituée de deux pattes oblongues 33 a, 33 b (figure 3) reliées l'une à l'autre par une partie cylindrique 33 c (figure 4) est monté à pivot sur la douille 30 La came 33 présente en section transversale (figure 4) la forme d'un H et est maintenue en position à l'aide d'une rondelle 34 reposant sur une extrémité de la douille en saillie de la came 33 et est fixée par serrage de la vis 31 dans un filetage 30 b de la douille 30 Les deux pattes oblongues 33 a, 33 b de la came 33 comportent chacune, au niveau de leurs parties excentrées par rapport à la douille 30 qui forment les deux branches inférieures du H sur la figure 4, un perçage 35 Les deux perçages 35 sont disposés au regard l'un de l'autre de façon à permettre le montage d'un galet cylindrique 36 Le galet cylindrique 36 est monté sur une vis 37 s'étendant au travers des perçages 35, et sur laquelle est serré un écrou 41. Le premier ressort précontraint 32 est un ressort hélicoïdal de flexion monté pivotant par enroulement autour de la partie cylindrique de la came 33 En conséquence, la douille 30 et la vis 31 qui sont fixées sur la platine de support 29 constituent un axe fixe pour ce premier ressort 32. On remarque sur la figure 3 que les deux extrémités du premier ressort 32 sont croisées et s'étendent en saillie de l'hélice enroulée autour de la partie cylindrique de la came 33 de manière à former deux branches 32 a et 32 b Les deux branches 32 a et 32 b s'étendent suivant un plan parallèle aux deux pattes oblongues de la came 33 et parallèlement l'une à l'autre, de façon à enserrer tout d'abord le galet cylindrique 36 et, au niveau de leurs extrémités, une goupille 42 fixée à l'extrémité du levier coudé 22 du tiroir 17. Il convient de préciser ainsi que le galet cylindrique 36 enserré entre les branches 32 a, 32 b du premier moyen élastique 28 sert quant à lui d'axe mobile et permet de relier en série les premiers moyens élastiques au second moyen élastique 38 Il apparaît maintenant de façon évidente que si la suspension du train arrière 1 fonctionne en attaque-c'est-à-dire si la triangulation de ce train s'écrase l'organe de commande 19 et le second moyen élastique 38 vont transmettre au premier moyen élastique 28 un effort qui va avoir tendance, par l'intermédiaire du galet cylindrique 36, à écarter la branche 32 a de la branche 32 b des premiers moyens élastiques 28 Ainsi, quand la suspension du train avant 1 travaille en attaque et s'écrase, la branche 32 a est poussée par le galet cylindrique 36 et fait pivoter le premier ressort précontraint 32 dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 3 Sous l'effet d'une telle sollicitation, le premier ressort précontraint 32 oppose une résistance à sa déformation qui permet à la seconde branche 32 b de venir en appui contre la goupille 42, de façon à déplacer le levier coudé 22 du tiroir 17 de droite à gauche sur la figure 3. A L'inverse, lorsque la suspension du train arrière 1 travaille en détente, le galet cylindrique 36 exerce sur la branche 32 b un effort permettant de faire pivoter le premier ressort 32 dans le sens trigonométrique pour que la branche 32 a puisse venir exercer sur la goupille 42 un effort apte à déplacer le levier coudé 22 du tiroir 17 de gauche à droite sur la figure 3. Il convient toutefois de noter ici que dans le cas o la suspension travaille en détente, la course de déformation des premiers moyens élastiques précontraints 28 est limitée par une tige 43 soudée sur la platine 29 et dont l'extrémité coudée vient au regard des branches 32 a et 32 b de manière à constituer une butée. En se reportant maintenant à la figure 2, nous allons décrire les seconds moyens élastiques 38 Ces seconds moyens élastiques 38 sont essentiellement constitués par un corps 39 en forme de capsule ou cartouche cylindrique Ce corps 39 est relié au galet cylindrique 36 qui forme un axe mobile par l'intermédiaire d'une chape 44 intégrée à celui- ci La tige de commande 27 s'étend à l'intérieur du corps 39 et comporte, à son extrémité opposée à la rotule 24, un épaulement 40 de forme circulaire qui est monté coulissant à l'intérieur du corps 39 Un second ressort hélicoïdal et précontraint 45 est logé à l'intérieur du corps 39, coaxialement à la tige 27 On notera ici que la précontrainte de ce second ressort hélicoïdal est supérieure à celle du ressort 32 des premiers moyens élastiques L'une des extrémités du ressort précontraint vient en appui contre l'épaulement circulaire 40 de la tige 27, tandis que son autre extrémité c'est-à-dire celle qui est la plus proche de la rotule 24 est en appui contre une rondelle d'arrêt 46, elle même fixée à l'intérieur du corps 39 à l'aide d'une bague d'arrêt 47. Une molette de réglage 48 est vissée sur la tige de commande 27 de façon à venir en appui, sous l'effet du second ressort 45, contre l'extrémité du corps 39 qui est la plus proche de l'organe de commande 19. Grâce à ce montage par vissage, il est possible en faisant tourner la molette 48 de déplacer suivant sa direction axiale la tige 27, le correcteur de hauteur agit sur l'élément porteur 11 et la rotule 24 trouve une position qui remet le tiroir du correcteur au repos On a ainsi obtenu un moyen de réglage en hauteur de la suspension qui peut être aisément actionné, en agissant sur la molette 48. On remarque également sur la figure 2 que la tige 27 est pourvue d'une gorge circulaire dans laquelle est logé un joint torique 49 en élastomère ou plastique. Ce joint torique 49 fait saillie de la tige 27 de façon à venir en contact avec la partie cylindrique interne de la molette 48, de sorte que ce joint torique 49 peut agir comme un organe d'immobilisation ou de freinage de la tige 27 par rapport à la molette 48 La position de réglage en hauteur de la suspension obtenue en faisant tourner la molette de réglage 48 dans un sens ou dans l'autre, de façon à allonger ou raccourcir la longueur de la capsule cylindrique 39 peut être ainsi maintenue de façon simple et efficace. Il ressort de façon évidente au vu de la figure 2 que si la suspension du train arrière 1 travaille en attaque c'est-à-dire si la rotule 24 se déplace de droite à gauche sur les dessins -, alors les seconds il moyens élastiques 38 travaillent dans le sens de leur détente, avec la molette 48 venant en appui contre l'extrémité du corps 39 Ainsi, lorsque les seconds moyens élastiques 38 sont au repos, l'extrémité de la cartouche cylindrique 39 fait office de butée. Avant d'expliquer le fonctionnement proprement dit du dispositif de commande conforme à l'invention, il convient tout d'abord de préciser que si la suspension du train arrière 1 travaille en attaque le tiroir temporisé 17 provoque, après un temps de temporisation donné, une admission de fluide vers les éléments porteurs 11 Par ailleurs, si la suspension du train arrière 1 fonctionne en détente, le tiroir de correcteur 17 se place, après le temps de temporisation, dans une position suivant laquelle le fluide d'amortissement peut s'échapper des éléments porteurs 11 pour se diriger, au travers des conduites flexibles 13, vers les accumulateurs hydropneumatiques 14. Lorsque l'on charge le véhicule, les suspensions du train arrière 1 travaillent en attaque de sorte que les triangles inférieurs 4 tournent autour de leurs axes 6 en entraînant le levier de commande 19 de façon que la rotule 24 se déplace, comme représenté sur la figure 3, dans le sens allant d'une position dite de charge minimale et repérée en A, vers une position dite de charge maximale qui est repérée en B Ce déplacement de la rotule 24 provoque une poussée sur la capsule 39 et entraîne, comme on l'a expliqué plus haut par l'intermédiaire de la branche 32 a et de la goupille 42, le déplacement du levier coudé 22, de manière à placer le tiroir temporisé de correcteur 17 dans sa position d'admission de fluide, après le temps de temporisation. A l'inverse, si l'on décharge le véhicule, les triangles inférieurs 4 se mettent à tourner en entraînant l'organe de commande 19 de façon à déplacer la rotule 24 dans un sens allant de la position B vers la position A. Ce déplacement de la rotule 24 provoque une traction sur le corps cylindrique 39 qui entraîne la branche 32 b du premier ressort précontraint 32 par l'intermédiaire du galet cylindrique 36 Le tiroir du correcteur de hauteur 17 se met dans sa position d'échappement de fluide après l'écoulement du temps de temporisation Puisque le débattement en détente est beaucoup plus important que le débattement en attaque, le premier ressort précontraint, ne peut pas, répondre au déplacement de l'organe de commande 19 sur la totalité de sa course, de part ses caractéristiques mécaniques Le premier ressort précontraint 32 est dans ce cas limité au maximum de ses possibilités par la butée 43 Le restant de la course est assuré par l'écartement de la molette 38 à distance du corps cylindrique 39 lorsque le premier ressort de commande vient en butée On comprend donc que c'est alors le second moyen élastique 38 qui prend le relais du premier moyen élastique 28 pour assurer le reste de la course en détente du dispositif de commande. On a donc réalisé conformément à l'invention un dispositif de commande de hauteur qui permet, grâce aux premier et second moyens élastiques qui opposent des efforts appropriés sur toute la course d'attaque et de détente, d'obtenir avec précision une correction de hauteur quelle que soit la valeur du débattement de la roue et dont les caractéristiques mécaniques restent compatibles avec le débattement total de la suspension. En outre, le dispositif conforme à l'invention a pour avantage de pouvoir être adapté à toute sorte de suspension de véhicule, quelle que soit la valeur de leur débattement en attaque ou en détente. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit en se reportant aux figures, mais elle comprend également tous les équivalents des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si ceux-ci sont effectées suivant son esprit. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif automatique de commande d'un correcteur hydraulique de hauteur d'une suspension de travail de véhicule automobile, du type comprenant un tiroir temporisé ( 17) de correction de la hauteur du train ( 1), et un organe ou levier ( 19) raccordé d'une part au tiroir ( 17) par l'intermédiaire d'un moyen élastique ( 18), et d'autre part à un élément ( 4) de la suspension solidaire d'une roue ( 10), de façon que le tiroir est déplacé pour les variations de hauteur de longue durée de la suspension, caractérisé en ce que les moyens élastiques ( 18) comprennent des premiers ( 28) et des seconds moyens élastiques ( 38) précontraints, et ayant une déformation limitée par des butées ( 39,43) ou analogues, la précontrainte des premiers moyens élastiques ( 28) étant inférieure à celle des seconds moyens élastiques ( 38). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers ( 28) et les seconds moyens élastiques ( 38) sont montés en série. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premiers moyens élastiques ( 28) sont constitués par un ressort de flexion ( 32) hélicoïdal monté autour d'un axe fixe ( 30, 31) par enroulement et dont les extrémités ( 32 a 32 b) sont croisées et enserrent d'une part un axe mobile ( 36) relié au second moyen élastique ( 38) et d'autre part un levier coudé ( 22) solidaire du tiroir temporisé ( 17). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites butées ( 43) limitent la course de déformation des premiers moyens élastiques ( 28) dans le sens de la détente de la suspension, et les seconds moyens élastiques ( 38) sont montés de manière à se détendre lorsque la suspension travaille en attaque, les butées ( 39) limitant la course de déformation des seconds moyens ( 38) dans le sens de leur détente. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les seconds moyens élastiques ( 38) comprennent un corps ( 39) en forme de capsule ou cartouche cylindrique, à l'intérieur de laquelle une tige de commande ( 27) raccordée au levier précité ( 19) est montée coulissante, un second ressort précontraint ( 45) qui est logé dans la cartouche cylindrique ( 39) avec l'une de ses extrémités reposant sur la tige ( 27) et son autre extrémité venant en appui sur une rondelle d'arrêt ( 46) fixée à l'intérieur de la cartouche ( 39), ainsi qu'une molette ( 48) vissée sur la tige de commande ( 27) et venant, lorsque ledit second moyen élastique ( 38) est au repos, en butée contre ledit corps ( 39). 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tige de commande ( 27) et le levier ( 19) précités sont raccordés par l'intermédiaire d'une rotule ( 24), de façon à pivoter l'une par rapport à l'autre lors des variations de hauteur du train. 7 Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la cartouche cylindrique ( 39) est solidaire d'une chape ( 44) articulée sur un axe mobile reliant les seconds moyens élastiques ( 38) aux premiers moyens élastiques ( 28). 8 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de réglage en hauteur ( 48) de la suspension, ces moyens de réglage étant actionnés en agissant sur la molette ( 48) du corps précité ( 39). 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage ( 48, 27) comportent un joint torique ( 49) monté sur la tige de commande ( 27) et agissant comme un organe d'immobilisation ou de freinage de ladite molette ( 48). Suspension mixte pour un train arrière de véhicule automobile et du type comportant un ressort métallique de suspension ( 15), un élément porteur ( 11) raccordé à un accumulateur hydropneumatique ( 14) et un système de correction de hauteur hydraulique équipé d'un dispositif automatique de commande de correction de hauteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ce dispositif permettant de maintenir le train ( 1) à une hauteur constante, quelle que soit la charge appliquée à ce train.