Brevet FR2682326A1 — publié le 19930416

La présente invention se rapporte à une suspension, notamment du type à bras tiré pour roue arrière de véhicule automobile. On connait depuis longtemps des suspensions comprenant un organe de suspension tel qu'un bras oscillant articulé sur la caisse du véhicule, de façon à permettre des débattements de cet organe dans un plan généralement vertical qui est perpendiculaire au plan d'assiette du véhicule Dans certaines de ces suspensions connues, un support de roue tel qu'une fusée sur laquelle la roue est montée à rotation, est solidaire de l'extrémité libre du bras oscillant par l'intermédiaire d'un élément élastiquement déformable ou encore d'un élément pendulaire qui s'articule sur le bras autour d'un axe s'étendant parallèlement au plan d'assiette et perpendiculaire au plan longitudinal médian du véhicule. Un tel élément permet d'amortir au moins une partie des chocs ou contraintes longitudinaux auxquels est soumise la suspension, afin de réduire les vibrations et les bruits dans le véhicule. Toutefois, de tels systèmes d'amortissement des chocs longitudinaux dits "horizontaux", ont divers inconvénients Principalement, dans un dévers ou en cas de freinage, quand l'une des roues d'un train est plus sollicitée que l'autre, ces systèmes accentuent le léger braquage parasite de cette roue qui altère les qualités routières du véhicule De ce fait, on est obligé pour limiter un tel braquage d'effectuer un compromis entre le confort et la tenue de route du véhicule. Aussi, la présente invention a pour but de proposer une suspension qui pallie notamment les inconvénients expliqués ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet une suspension, notamment pour roue arrière de véhicule automobile, du type comprenant un organe de suspension articulé sur la caisse du véhicule, de façon à permettre le débattement de cet organe dans un plan perpendiculaire au plan d'assiette du véhicule, un élément pendulaire articulé sur l'organe de suspension par l'intermédiaire d'un axe qui s'étend sensiblement parallèlement au plan d'assiette et transversalement au plan médian du véhicule, ainsi qu'un support de roue solidaire de l'élément pendulaire, caractérisée en ce que l'axe d'articulation de l'élément pendulaire sur l'organe de suspension est incliné, à partir du support de roue, vers l'arrière du véhicule et vers ledit plan médian. Plus précisement, en projection sur le plan d'assiette du véhicule, l'axe d'articulation précité forme avec une droite perpendiculaire au plan médian, un angle compris entre 1 et 250. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'axe d'articulation précité est situé en-dessous de l'axe de rotation de la roue sur son support. Suivant encore une autre caractéristique, la suspension comporte des moyens formant butée qui sont disposés de façon à limiter le mouvement pendulaire de l'élément précité autour de l'axe d'articulation. La suspension se caractérise en ce que les moyens formant butée comprennent une pièce élastiquement déformable qui est interposée entre l'organe de suspension et l'élément pendulaire. On notera ici que la pièce élastiquement déformable est disposée en regard de l'axe de rotation précité de la roue. L'invention est aussi caractérisée en ce que la pièce élastiquement déformable a un profil annulaire et est liée par adhérence à une partie fixe qui est solidaire de l'organe de suspension, ainsi qu'à une partie mobile qui est solidaire de l'élément pendulaire. Selon un mode de réalisation préféré, la pièce élastiquement déformable est constituée par un bloc cylindrique qui est monté dans un logement cylindrique de l'organe de suspension, une partie cylindrique du support de roue étant logée dans ledit bloc de sorte que les axes longitudinaux de la pièce, du logement et de la partie cylindrique sont confondus avec l'axe de rotation précité de la roue. On précisera encore que l'organe de suspension est un bras oscillant dit "tiré" dont l'articulation sur la caisse est constituée par un axe situé vers l'avant du véhicule par rapport aux axes précités. En outre, cet axe est disposé de façon à être sensiblement parallèle au plan d'assiette et perpendiculaire au plan médian du véhicule. Selon une dernière caractéristique, l'axe d'articulation de l'élément pendulaire est en arrière de l'axe de roue. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation, donnée uniquement à titre d'exemple, qui suit et se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une illustration schématique en vue de dessus d'un véhicule équipé d'une suspension arrière conforme à la présente invention; la figure 2 est un schéma fonctionnel qui représente en perspective la suspension illustrée sur la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation de côté d'un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 4 est une vue agrandie d'un détail de la figure 3, qui illustre les différentes positions des pièces principales de la suspension lors de son fonctionnement; et la figure 5 est une vue partielle en coupe, suivant la ligne V-V de la figure 3. En se reportant à la figure 1, on voit un véhicule automobile 1 Ce véhicule 1 comporte, près de sa partie avant la, deux roues avant 2 a A proximité de la partie arrière lb du véhicule, se trouvent deux roues arrière 2 b Les roues 2 a,2 b reposent sur un plan supposé horizontal: lorsque le véhicule est à l'arrêt et en ordre de marche, ce plan se confond alors avec le plan d'assiette P du véhicule La référence M désigne un plan dit médian, qui s'étend perpendiculairement au plan P, suivant une direction longitudinale et centrale du véhicule 1 Le plan médian M divise donc à peu près symétriquement en deux la caisse du véhicule 1, qui est généralement désignée par la référence numérique 10. Sur les figures 1 et 2, on a désigné par l Oa des paliers qui font partie de la caisse du véhicule 1. Sur chaque paire de ces paliers 10 a, un organe de suspension ou de débattement 31 est articulé Chaque organe 31 fait partie d'une suspension 30 pour l'une des roues arrière 2 b du véhicule. Suivant l'exemple schématique illustré, l'organe 31 de la suspension 30 est monté à rotation sur des paliers i Qa de façon que cet organe 31 puisse débattre dans un plan perpendiculaire au plan d'assiette P du véhicule Plus précisément, l'organe 31 est ici un bras oscillant "tiré" qui débat dans un plan sensiblement parallèle au plan M et dont un axe 31 b permettant son articulation sur la caisse 10 est situé vers l'avant du véhicule 1 par rapport à un support 32 sur lequel la roue 2 b correspondante est montée à rotation. Le support de roue 32, par exemple une fusée avec un axe de rotation 32 b de la roue 2 b, est relié à l'extrémité libre de l'organe de suspension 31 par l'intermédiaire d'un élément pendulaire 33 L'élément pendulaire 33 est articulé sur l'organe 31 autour d'un axe 33 b qui s'étend dans un plan généralement parallèle au plan d'assiette P, suivant une direction transversale au plan longitudinal médian M du véhicule 1 Comme on l'expliquera ultérieurement, l'élément pendulaire 33 peut pivoter vers l'avant ou vers l'arrière du véhicule autour de son axe 33 b, afin d'amortir les chocs et contraintes orientés suivant la direction longitudinale du véhicule 1, tandis que l'organe 31, sur lequel est monté un élément de suspension tel qu'un ressort 34 relié à la caisse 10, absorbe les chocs "verticaux" (c'est-à-dire perpendiculaires au plan P) en débattant autour de ses paliers l Oa. Conformément à la présente invention, l'axe d'articulation 33 b qui relie l'élément pendulaire 33 à l'organe de suspension 31 est incliné par rapport à la direction de l'axe de rotation 32 b de la roue 2 b. Comme on le voit sur la figure 1, en projection sur le plan d'assiette P, l'axe d'articulation 33 b est incliné à partir du support de roue 32, vers l'arrière lb du véhicule et vers le plan médian M, de façon à former avec une droite correspondant à l'axe d'articulation du bras 31 sur la caisse 10 du véhicule perpendiculaire au plan M, un angle De préférence, l'angle ca est compris entre 1 et 250 Un tel anglec a pour effet de compenser ou d'annuler les braquages parasites de la roue 2 b rencontrés dans les suspensions à bras tirés équipées de systèmes d'amortissement des chocs longitudinaux Ainsi, comme représenté sur la figure 2, lorsque l'axe de rotation 32 b est sollicité suivant la direction longitudinale du véhicule 1, et qu'il vient dans les positions illustrées en pointillés 32 b',32 b" selon le sens de la sollicitation, la roue 2 b se déplace, comme indiqué par la trajectoire T entre les points 2 b' et 2 b" avec une composante perpendiculaire aux plans M et P. Autrement dit, le mouvement pendulaire de l'axe de rotation 32 b n'est pas parallèle au plan M, mais est orienté vers l'avant la du véhicule et vers le plan M, proportionnellement à la valeur de l'angleo En se reportant maintenant aux figures 3 à 5 particulièrement, un mode de réalisation préféré de l'invention va être décrit en détail ci-après. Sur ces figures, les parties identiques ou similaires à celles expliquées en se reportant aux figures 1 et 2, sont désignées par les mêmes références. Sur les figures 3 et 4 o le plan M est confondu avec le plan de la feuille, on voit que la suspension 30 est montée sur la caisse 10 du véhicule par l'intermédiaire d'une traverse 10 ' La traverse de caisse ' est montée sous la carrosserie du véhicule 1 à l'aide de bagues élastiquement déformables 11 et 12 Les bagues 11 et 12, qui sont respectivement disposées à l'avant et à l'arrière de la suspension 30, permettent de fixer élastiquement l'organe de suspension 31 sur la caisse 10, pour assurer un filtrage vertical des vibrations et des chocs. On précisera ici que l'axe 31 b d'articulation de l'organe 31 sur la caisse 10 peut aussi être pris en chape soit sur la structure de la caisse directement, soit sur la traverse. L'axe d'articulation 31 b est disposé de sorte que son axe longitudinal soit sensiblement parallèle au plan P et s'étende à angle droit par rapport au plan de la feuille sur les figures 3 et 4 Comme sur les exemples schématiques des figures 1 et 2, l'organe de suspension 31 est un bras oscillant "tiré" Ainsi, l'axe d'articulation 31 b est à l'avant c'est-à-dire à proximité de la bague élastique avant 11 des axes 33 b et 32 b sur lesquels l'élément pendulaire 33 et la roue 2 b sont respectivement montés à rotation. On voit bien sur les figures 3 à 5 que l'axe d'articulation 33 b grâce auquel l'élément 33 peut effectuer son mouvement pendulaire est situé en-dessous de l'axe de rotation 32 b. L'extrémité libre du bras oscillant 31 sur laquelle l'élément pendulaire 33 s'articule, comporte comme visible sur la figure 4 une partie supérieure en saillie vers la caisse 10, dite partie fixe 31 c La partie fixe 31 c est intégrée au bras 31 et comprend un logement débouchant 31 d, de forme généralement cylindrique L'axe longitudinal du logement ou alésage 31 d est confondu avec l'axe de rotation 32 b de la roue 2 b. Approximativement au droit de l'alésage 31 d, le bras 31 comporte un deuxième orifice débouchant ou alésage 31 e qui est incliné vers l'arrière du véhicule et vers le plan médian M Deux roulements 41 et 43, de préférence à rouleaux coniques, sont logés dans l'alésage 31 e L'axe de rotation 33 b est monté dans la bague centrale de ces roulements 41,43 On notera ici que conformément à l'invention, la précision dimensionnelle et la qualité des guidages devront être très élevées pour garantir un bon fonctionnement du système d'amortissement horizontal constitué par le bras 31 et l'élément 33, notamment Ainsi, les roulements 41,43 pourront également être du type à aiguilles ou analogues. Suivant l'exemple illustré, l'élément pendulaire 33 est constitué par une pièce monobloc en forme de biellette L'élément 33 comprend un orifice débouchant ou alésage 33 e qui s'étend coaxialement à l'alésage 31 e décrit plus haut, c'est-à-dire suivant un angle de 1 à 250 par rapport à une direction perpendiculaire au plan M. L'axe d'articulation 33 b est monté, par exemple à force, dans l'alésage 33 e et est longitudinalement immobilisé d'une part à l'aide d'un épaulement 33 c venu de matière avec l'axe 33 b, et d'autre part à l'aide d'une rondelle d'arrêt 42 a La rondelle 42 a est montée à l'extrémité intérieure de l'axe c'est-à-dire opposée à la roue 12 b par une vis 42 b qui est serrée dans un taraudage 33 d prévu dans l'axe 33 b Cette rondelle 42 a s'appuie contre la bague intérieure du roulement 41, qui repose elle-même contre une entretoise 42 c emmanchée sur l'axe 33 b Le roulement 43 est positionné sur l'axe 33 b entre l'entretoise 42 c et une butée 42 d, en contact avec la périphérie de l'alésage 33 e. Sensiblement au droit de l'alésage 33 e, l'élément en forme de biellette 33 comprend un deuxième logement ou alésage débouchant 33 f, que traverse de part en part le support de roue 32 Cet alésage 33 f s'étend perpendiculairement au plan médian M, dans un plan parallèle au plan P, et vient en regard de l'alésage 31 d de la partie fixe 31 c du bras. Le support de roue 32 est monté serré dans l'alésage 33 f et fait saillie de part et d'autre de ce dernier Plus précisément, le support ou fusée 32 fait saillie suivant son axe 32 b vers l'extérieur - c'est-à-dire à l'opposé de la partie fixe 31 c pour permettre le montage d'un roulement à billes 44, grâce auquel le moyeu de la roue 2 b est monté à rotation sur le support 32 D'autre part, la fusée 32 s'étend depuis l'alésage 33 f de façon à faire saillie coaxialement dans l'alésage 31 d de la partie fixe du bras 31. On voit sur les figures 3 à 5 que des moyens formant butée 45 sont prévus dans le système d'amortissement horizontal de la suspension 30 Ces moyens formant butée 45 limitent et amortissent le mouvement pendulaire de l'élément 33 autour de son axe d'articulation incliné 33 b. En se reportant à la figure 5, on voit que les moyens 45 comprennent une pièce élastiquement déformable a, qui est interposée entre l'organe de suspension 31 et l'élément pendulaire 33 Cette pièce 45 a est un bloc en matière élastique telle que par exemple du caoutchouc, dont les profils externe et interne sont cylindriques Le bloc 45 a est donc annulaire et présente en section longitudinale suivant son diamètre un profil en forme de double H Des bagues 45 e et 45 i sont liées par adhérence aux surfaces cylindriques externe et interne du bloc 45 a, respectivement On comprend donc que grâce à la section d'aire réduite 45 b que constitue la barre orientée radialement de chaque section en forme de H du bloc, les bagues interne et externe peuvent subir un déplacement relatif l'une par rapport à l'autre Toutefois, les déplacements axiaux, radiaux ou en rotation sont limités à une valeur maximale par la résistance élastique à la déformation de la section 45 b. La bague externe 45 e du bloc élastique 45 a est fixée dans l'alésage 31 d de la partie fixe 31 c, en regard de l'axe 32 b de la fusée 32 Cet alésage forme donc un logement cylindrique 31 d pour la bague 45 e Une partie cylindrique de la fusée 32 qui fait saillie dans l'alésage 31 d est logée dans la bague interne 45 i des moyens 45 Cette partie de la fusée 32 constitue donc une partie mobile qui est solidaire de l'élément pendulaire 33. Le positionnement axial de la bague interne 45 i est assuré, côté roue par la périphérie de l'alésage 33 f contre laquelle elle prend appui, et du côté interne (le plus proche du ressort 34 et de l'amortisseur 35) par une coupelle 46 a qui est fixée sur l'extrémité correspondante de la fusée 32, à l'aide d'une vis 46 b. On notera ici que suivant ce mode de réalisation, l'axe longitudinal de la pièce élastique a, ainsi que ceux du logement 31 d, et de la partie mobile de la fusée 32 sont confondus avec l'axe de rotation 32 b de la roue 2 b. Maintenant, le fonctionnement du système d'amortissement des chocs horizontaux de la suspension 30 qui vient d'être décrite, va être expliqué brièvement, en se reportant principalement à la figure 4 Sur cette figure, on voit bien le décalage longitudinal entre une extrémité externe 33 b' et une extrémité interne 33 b" de l'axe 33 b, qui correspond à l'angle C(décrit plus haut en se reportant à la figure 1. Lorsque la roue montée sur la fusée de support 32 est soumise à une contrainte Dl orientée longitudinalement vers l'arrière du véhicule, l'élément pendulaire 33 passe de sa position de repos représentée en trait fort, à la position de butée arrière 33 D 1 qui est représentée en pointillés sur la figure 4 Etant donné l'inclinaison (l'angle O G sur la figure 1) de l'axe 33 b, lorsque l'élément pendulaire est dans sa position 33 D 1, l'axe de rotation 32 b va être déplacé de façon à donner une diminution du pincement à la roue correspondante. Autrement dit, si la roue est sollicitée de manière à pivoter dans le sens de la flèche Fl autour de l'axe 33 b (figure 4), on obtient une augmentation du pincement. Par contre, si la roue est sollicitée de manière à pivoter dans le sens de la flèche F 2, on obtiendra une diminution du pincement car l'orientation de l'axe est de préférence choisie pour obtenir un certain pincement initial, dans la position de repos illustrée en trait fort De plus, le fait que l'axe 33 b soit en arrière de l'axe 32 b est particulièrement avantageux en cas d'efforts latéraux sur la roue (par exemple la roue extérieure en virage) puisque ces efforts créent un couple tendant à faire pivoter la roue autour d'un axe vertical, situé au niveau de l'axe 33 b, donc à augmenter le pincement. On a donc obtenu conformément à l'invention une suspension avec système d'amortissement des chocs longitudinaux efficace et procurant une sensation de conduite sécurisante. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation illustré, mais comprend les équivalents des moyens techniques décrits, si ceux-ci sont compris dans son champ. Ainsi, l'invention peut s'appliquer à divers types de suspension, ainsi qu'à des trains supportant des roues motrices ou non. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Suspension notamment pour roue arrière de véhicule automobile, du type comprenant un organe de suspension ( 31) articulé sur la caisse ( 10) du véhicule ( 1), de façon à permettre le débattement de cet organe ( 31) dans un plan perpendiculaire au plan d'assiette (P) du véhicule, un élément pendulaire ( 33) articulé sur l'organe de suspension par l'intermédiaire d'un axe qui s'étend sensiblement parallèlement au plan d'assiette et transversalement au plan médian (M) du véhicule, ainsi qu'un support de roue ( 32) solidaire de l'élément pendulaire, caractérisée en ce que l'axe d'articulation ( 33 b) de l'élément pendulaire sur l'organe de suspension ( 31) est incliné, à partir du support de roue ( 32), vers l'arrière du véhicule et vers ledit plan médian (M). 2 Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en projection sur le plan d'assiette (P) du véhicule, l'axe d'articulation précité ( 33 b) forme avec une droite ( 31 b) perpendiculaire au plan médian (M), un angle (") compris entre 1 et 250. 3 Suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'axe d'articulation précité ( 33) est situé en-dessous de l'axe de rotation ( 32 b) de la roue ( 2 b) sur son support. 4 Suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens formant butée ( 45) qui sont disposés de façon à limiter le mouvement pendulaire de l'élément précité ( 33) autour de son axe d'articulation ( 33 b). Suspension selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens formant butée ( 45) comprennent une pièce élastiquement déformable ( 45 a) qui est interposée entre l'organe de suspension ( 31) et l'élément pendulaire ( 33). 6 Suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pièce élastiquement déformable ( 45 a) est disposée en regard de l'axe de rotation ( 32 b) de la roue ( 2). 7 Suspension selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la pièce élastiquement déformable ( 45 a) a un profil annulaire et est liée par adhérence à une partie fixe ( 31 c) qui est solidaire de l'organe de suspension ( 31), ainsi qu'à une partie mobile ( 32) qui est solidaire de l'élément pendulaire ( 33). 8 Suspension selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la pièce élastiquement déformable ( 45 a) est constituée par un bloc cylindrique qui est monté dans un logement cylindrique ( 31 d) de l'organe de suspension ( 31), une partie cylindrique du support de roue ( 32) étant logée dans ledit bloc de sorte que les axes longitudinaux de la pièce, du logement et de la partie cylindrique sont confondus avec l'axe de rotation ( 32 b) de la roue ( 2 b). 9 Suspension selon l'une des renvendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'organe de suspension ( 31) est un bras oscillant dit "tiré" dont l'articulation sur la caisse ( 10) est constituée par un axe ( 31 b) situé vers l'avant (la) du véhicule par rapport aux axes précités ( 32 b,33 b). Suspension selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'axe précité ( 31 b) du bras oscillant est disposé de façon à être sensiblement parallèle au plan d'assiette (P) et perpendiculaire au plan médian (M) du véhicule ( 1). 11 Suspension selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'axe ( 33 b) est en arrière de l'axe ( 32 b).