Brevet FR2695595A1 — publié le 19940318

Train arrière à roues indépendantes pour véhicule automobile. La présente invention concerne un train arrière à roues indépendantes pour véhicule automobile et présentant notamment un caractère sous-vireur. On sait que le comportement routier d'un véhicule automobile dépend de la dérive des trains arrière du véhicule, c'est-à- dire de la modification de l'orientation des plans des roues arrière due à des efforts d'accélération, de freinage ou de ripage. Lorsque la dérive des trains arrière est négative, c'est-à-dire que les plans des roues arrière convergent vers l'avant du véhicule, on obtient un bon comportement routier du véhicule Cette convergence des plans des roues arrière sous efforts, appelée également pince induite, confère aux trains arrière un caractère sous-vireur Pour obtenir un tel résultat, le train arrière du véhicule doit être conçu pour que le centre instantané de pivotement de la roue arrière par rapport au châssis du véhicule se situe à l'extérieur du plan de roue arrière et derrière le plan vertical passant par l'axe de l'essieu arrière. On connaît par le brevet français 2 366 947 un train arrière sous- vireur comprenant un bras inférieur longitudinal dont l'extrémité avant coopère avec une mini biellette articulée sur le châssis du véhicule. Une lame flexible transversale présente une extrémité soudée sur le bras inférieur L'autre extrémité de la lame flexible s'articule sur le châssis du véhicule La technique proposée dans ce document présente les inconvénients suivants: l'effet compensateur faible de la charge au freinage; l'impossibilité d'utiliser le bras inférieur comme support de la charge sous peine de surcontraindre les articulations élastiques dans leur vocation de déformation orientée; le problème de stabilité de la lame flexible soudée au corps du bras inférieur dans le cas de forces latérales (flambement); l'articulation de la mini biellette d'une part sur le châssis et d'autre part dans la partie avant du bras inférieur difficile à maîtriser. On connaît en outre par le brevet français 2 645 475 une suspension arrière de type Mac-Pherson ou double triangle pour véhicules automobiles La suspension comprend deux biellettes inférieures rigides de longueurs inégales et convergentes, une bielle supérieure de carrossage et une bielle longitudinale La technique décrite permet d'arriver à obtenir d'une façon satisfaisante la pince induite, mais présente cependant l'inconvénient de nécessiter quatre points de fixation du train arrière sur le châssis, ce qui augmente le coût de montage du train arrière et réduit l'espace disponible sous le plancher du véhicule. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des techniques classiques en proposant un train arrière sous-vireur pour véhicules, notamment pour véhicules automobiles, de conception simple, compact et économique. Le train arrière selon l'invention, comprend un porte-fusée, un amortisseur hydraulique, un ressort hélicoïdal ou pneumatique de suspension, une bielle de carrossage supérieure transversale, un bras inférieur longitudinal, un bras inférieur transversal et une biellette de connexion entre le bras inférieur longitudinal et le bras inférieur transversal Le bras inférieur transversal est un bras porteur qui soutient l'extrémité inférieure du ressort hélicoïdal de suspension. De préférence, la biellette de connexion est orientée sensiblement verticalement avec son extrémité inférieure articulée autour d'un bossage de la partie arrière du bras inférieur longitudinal et son extrémité supérieure articulée par rapport au bras porteur inférieur. Selon l'invention, l'amortisseur hydraulique agit entre le châssis du véhicule et le -porte-fusée séparément du ressort hélicoïdal de suspension qui agit entre le châssis et le bras porteur inférieur Le bras inférieur longitudinal se trouve devant le bras porteur inférieur transversal dans le sens de la marche du véhicule \ Avantageusement, la partie arrière du bras inférieur longitudinal présente une ouverture transversale à travers laquelle l'amortisseur agit sur le porte-fusée. De préférence, la bielle supérieure de carrossage est cintrée vers le bas de façon à pouvoir éviter le contact mécanique avec le châssis, en particulier avec le longeron du véhicule. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre nullement limitatif et illustré par des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un train arrière gauche selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique de dessus du train de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique de devant du train de la figure 1, et la figure 4 est une vue de dessus avec coupe partielle du bras inférieur longitudinal du train de la figure 2. Tel qu'illustré sur les figures, le train arrière de l'invention comprend un amortisseur 1 hydraulique, un ressort hélicoiïdal 2 de suspension qui peut être également un ressort pneumatique, une bielle de carrossage 3, un bras inférieur longitudinal 4, un bras inférieur transversal 5 et une biellette de connexion 6 L'amortisseur 1, la bielle de carrossage 3 et les bras inférieurs longitudinal 4 et transversal 5 sont montés en articulation entre un porte-fusée 7 supportant la roue arrière gauche 8 du véhicule et le châssis 9 du véhicule (figure 3) La flèche 10 indique le sens vers l'avant du véhicule non représenté. A part l'amortisseur 1 et le ressort hélicoïdal 2 qui sont indispensables pour tous les trains arrière de véhicules automobiles, le train arrière de l'invention présente trois points de fixation par rapport au châssis Les points de fixation sont constitués par l'extrémité avant du bras inférieur longitudinal 4, une extrémité de la bielle de carrossage 3 et une extrémité du bras inférieur transversal 5. Le bras inférieur longitudinal 4 présente son extrémité avant 4 a montée de façon articulée sur le longeron gauche 11 faisant partie du châssis 9 du véhicule Le montage peut être effectué au moyen d'un palier élastique 12 démontable La partie d'extrémité arrière du bras longitudinal 4 pivote en deux points 4 b et 4 c autour d'un axe sensiblement horizontal 13 et incliné par rapport à la direction longitudinale et rendu solidaire du porte-fusée 7, et présente un bossage intérieur 4 d autour duquel s'articule l'extrémité inférieure de la biellette de connexion 6. Le centre de la roue 8 est situé sur l'axe 14 de l'essieu arrière ou l'axe de la fusée arrière L'axe 14 est horizontal et transversal au véhicule. Le bras inférieur longitudinal 4 a son extrémité avant 4 a situé sur le côté intérieur 1 la du longeron 11 au-dessus du plan horizontal contenant l'axe de l'essieu 14, et son extrémité arrière articulée autour de l'axe 13 en dessous dudit plan horizontal De cette façon, le bras inférieur longitudinal 14 est incliné de l'avant vers l'arrière. L'extrémité avant 4 a du bras inférieur longitudinal 4 située plus à l'intérieur du véhicule dans le sens transversal par rapport à son extrémité arrière présente une partie coudée afin de faciliter le montage sur le palier 12 dont l'axe de rotation fait un angle oc par rapport au sens longitudinal du véhicule La direction cx du palier élastique 12 permet de privilégier le déplacement longitudinal vers l'arrière en même temps qu'une translation vers l'intérieur du véhicule favorable à l'effet de pince. La partie arrière du bras inférieur longitudinal 4 présente une ouverture 15 sensiblement transversale L'amortisseur 1 qui a son extrémité supérieure montée sur le châssis 9 et son extrémité inférieure montée sur le porte-fusée 7 est incliné dans un plan sensiblement transversal, le corps la de l'amortisseur 1 agissant sur un point du porte-fusée 7 situé en dessous de l'ouverture 15 du bras inférieur longitudinal 4 Le corps la de l'amortisseur 1 traverse l'ouverture 15 sans contact mécanique avec celle-ci. La bielle de carrossage 3 est transversale au véhicule et située au- dessus du plan horizontal passant par l'axe de l'essieu 14 La bielle de carrossage s'articule sur le châssis 9 et sur le porte-fusée 7 afin d'ajuster l'inclinaison du plan de roue 16 par rapport à la verticale. Lorsqu'on augmente la hauteur du point d'articulation -3 a de la bielle 3 sur le porte-fusée 7 par rapport à l'axe de l'essieu 14, on améliore l'effet d'ajustage du carrossage de la roue 8 Cependant, le longeron 11 du châssis 9 présente une hauteur prédéterminée et limite la hauteur de la bielle de carrossage 3 qui doit se situer à une certaine distance en dessous du longeron 11 afin d'éviter le choc avec ce dernier, car un tel choc provoquerait inévitablement un changement de carrossage de la roue 8, et modifierait en conséquence le comportement routier du véhicule pendant une courte durée. Pour résoudre ce problème, on réalise une bielle de carrossage 3 coudée ou cintrée vers le bas au moins pour sa partie se trouvant immédiatement en dessous du longeron 11 De cette manière on peut éviter le choc avec le longeron Il tout en conservant un point d'articulation 3 a entre la bielle de carrossage 3 et le porte-fusée 7 suffisamment haut. Le bras inférieur transversal 5 est un bras porteur pour le ressort hélicoïdal ou pneumatique 2 de suspension A cet effet, le bras 5 est pourvu d'un évidement cylindrique 5 a qui reçoit l'extrémité inférieure du ressort 2, l'extrémité supérieure du ressort 2 étant en appui sur le châssis 9 du véhicule Le bras porteur 5 est disposé dans un plan sensiblement horizontal et s'articule d'une part sur le châssis 9 et d'autre part sur le porte-fusée 7 en un point 5 b situé en arrière par rapport à l'articulation entre le bras inférieur longitudinal 4 et le porte-fusée 7 Le bras porteur 5 est situé derrière le plan vertical passant par l'axe de l'essieu arrière 14. En se référant plus particulièrement à la figure 2, le bras porteur transversal 5 présente ses deux extrémités articulées situées dans un plan vertical Pl qui forme avec le plan P 2 passant par le centre d'articulation de l'extrémité avant 4 a du bras longitudinal inférieur 4 et le centre d'articulation 4 b de l'extrémité inférieure du bras inférieur longitudinal 4 une ligne verticale d'intersection, ladite ligne verticale présentant un point d'intersection I avec le plan horizontal passant par l'axe de l'essieu 14. Le point I représente le centre instantané de pivotement de la roue 8 par rapport au châssis 9 sous un effort latéral de ripage Fy et/ou un effort longitudinal de freinage Fx On voit que le centre instantané I se trouve à l'extérieur latéralement du plan de roue 16 et derrière le plan vertical passant par l'axe de l'essieu 14 Il en résulte que le plan de roue 16 présente une dérive &t de valeur négative sous effort Fx et/ou Fy pour venir en position 16 ' La roue arrière 8 tend donc à converger vers l'avant du véhicule Autrement dit, le train arrière gauche tel qu'illustré présente un caractère sous-vireur. L'extrémité extérieure du bras porteur transversal 5 présente deux joues parallèles 5 c dont les extrémités sont montées en articulation par rapport au porte-fusée 7 La biellette de connexion 6 est orientée de façon sensiblement verticale et dont l'extrémité supérieure est en articulation avec le bras porteur transversal 5 dans l'espace entre les deux joues 5 c, l'extrémité inférieure de la biellette 6 s'articulant autour du bossage 4 d à la partie arrière du bras inférieur longitudinal 4 L'extrémité 5 b du bras porteur 5 se trouve en dessous du plan horizontal passant par l'axe de l'essieu 14. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, la bielle de carrossage supérieure 3, le bras porteur transversal 5 et éventuellement l'amortisseur 1 s'articulent sur une partie d'extrémité d'une traverse 17 de liaison entre le longeron gauche I 1 l et le longeron droit non représenté du châssis 9 du véhicule. La biellette de connexion 6 présente l'avantage d'avoir une longueur faible et masquée partiellement par les joues 5 c du bras porteur transversal 5 et d'agir entre le bras inférieur longitudinal 4 et le bras porteur transversal 5 qui sont déjà dimensionnés pour reprendre des efforts de flexion L'extrémité avant 4 a du bras inférieur longitudinal 4 est disposée très près du longeron, ce qui permet de dégager du volume en dessous du véhicule entre les deux longerons gauche et droit Le train arrière présente donc une structure compacte et permet de dégager un espace sous le plancher du véhicule permettant de loger le réservoir d'essence et le dispositif d'échappement de gaz brûlé par le moteur du véhicule En outre, le bras inférieur longitudinal 4 ajouré (ouverture 15) permet un montage compact de l'amortisseur 1. De préférence, l'extrémité avant 4 a du bras inférieur longitudinal 4 est en liaison d'articulation élastique avec le longeron 11 par l'intermédiaire du palier 12 L'articulation élastique permet un recul du bras inférieur longitudinal 4 par rapport au longeron 1 et par voie de conséquence un recul de la roue 8 La raideur ou l'élasticité de l'articulation de l'extrémité avant 4 a du bras inférieur 4 détermine le recul de la roue 8 sous un effort longitudinal Fx de freinage Le recul de roue est un critère de confort pour le véhicule. Le train arrière de l'invention présente avantageusement une cinématique à un degré de liberté pour permettre la roue 8 de se déplacer dans le sens vertical dont le mouvement est amorti par l'effort combiné du ressort hélicoïdal ou pneumatique 2 de suspension et de l'amortisseur hydraulique 1 Dans cet objectif, on peut choisir le type d'articulation en fonction du nombre de contraintes de liaison et des corps solides constitutifs du train A titre d'exemple, la bielle supérieure de carrossage 3, le bras porteur transversal 5 et la biellette de connexion 6 peut comporter à une extrémité une articulation sphérique et à l'autre extrémité une articulation du type cardan Le bras inférieur longitudinal 4 peut présenter une articulation sphérique à l'extrémité avant 4 a et une articulation de révolution à la partie arrière 4 b et 4 c autour de l'axe 13 solidaire du porte-fusée 7. Parmi de nombreux modes possibles, la figure 4 illustre une réalisation des articulations liées au bras inférieur longitudinal 4. L'extrémité avant 4 a du bras 4 est réalisée sous forme d'un goujon qui constitue l'axe du palier élastique 12 Autour du goujon 4 a est emmanché un fourreau 20 Le palier élastique 12 est rendu solidaire du longeron 11 via un support 12 a qui présente une ouverture cylindrique 12 b dans laquelle est placé concentriquement le goujon 4 a du bras 4. Entre la surface intérieure de l'ouverture 12 b du support 12 a et la surface extérieure du fourreau 20 est disposé un manchon élastique déformable 21 Le manchon élastique 21 et le fourreau 20 sont délimités axialement entre deux rondelles 22 a et 22 b, la fixation axiale étant assurée par un écrou d'extrémité 23 coopérant avec l'extrémité filetée 24 du goujon 4 a et avec l'épaulement 25 à la base du goujon. Les articulations 4 b et 4 c à la partie arrière du bras 4 présentent une structure comparable à l'articulation 12 L'axe commun,13 est constitué par un boulon dont la tête 13 a est en appui sur une rondelle 26 a et dont l'extrémité filetée 13 b coopère avec un écrou 27 en appui sur une autre rondelle 26 b Le porte-fusée 7 fait saillie entre les articulations 4 b et 4 c et est traversé par l'axe d'articulation 13 Deux fourreaux tubulaires 28 a et 28 b sont emmanchés de part et d'autre du porte-fusée 7 sur l'axe 13 et maintenus axialement contre le porte- fusée par les rondelles 26 a et 26 b La partie correspondante du bras 4 présente deux ouvertures cylindriques alignées dans lesquelles sont emmanchés des fourreaux fins 29 a et 29 b pourvus de collets radiaux a, 30 b Les fourreaux fins 29 a, 29 b coopèrent coaxialement avec les fourreaux 28 a, 28 b et les rondelles 26 a, 26 b pour maintenir des manchons élastiques déformables 31 a, 31 b. La biellette de connexion 6 coopère avec le bossage 4 d à l'arrière du bras 4 au moyen d'une liaison sphérique 32 avec sa partie fixe montée sur le bossage 4 d à la manière d'un boulon. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1 Train arrière sous-vireur pour véhicules, notamment pour véhicules automobiles, monté entre le châssis ( 9) du véhicule et le porte- fusée ( 7) d'une roue arrière et comprenant un amortisseur ( 1) hydraulique, un ressort hélicoïdal ou pneumatique ( 2) de suspension, une bielle de carrossage ( 3), un bras inférieur longitudinal ( 4) et un bras inférieur transversal ( 5), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une biellette de connexion ( 6) montée de façon articulée entre la partie arrière du bras inférieur longitudinal et le bras inférieur transversal, le bras inférieur transversal étant porteur de l'extrémité inférieure du ressort hélicoïdal de suspension. 2 Train arrière selon la revendication 1, caractérisé en ce que la biellette de connexion ( 6) est disposée sensiblement verticalement dont l'extrémité supérieure s'articule sur le bras inférieur transversal porteur ( 5) dans l'espace formé entre deux joues ( 5 c) de ce dernier. 3 Train arrière selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras inférieur longitudinal ( 4) présente à sa partie arrière un bossage ( 4 b) s'étendant vers l'arrière du véhicule et par rapport à laquelle s'articule la biellette de connexion ( 6). 4 Train arrière selorn l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les points d'articulation ( 4 b, 4 c; 5 b) des bras inférieurs longitudinal ( 4) et transversal ( 5) sont situés en dessous du plan horizontal passant par l'axe de l'essieu arrière ( 14). 5 Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras inférieur longitudinal ( 4) présente à sa partie arrière une ouverture ( 15) sensiblement transversale et à travers laquelle l'amortisseur ( 1) agit sur un point du porte-fusée ( 7) se trouvant en dessous du bras inférieur longitudinal. 6 Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras inférieur longitudinal ( 4) présente son extrémité avant ( 4 a) montée sur le longeron ( 11) gauche ou droit du véhicule au moyen d'un palier élastique ( 12) démontable. 7 Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras inférieur transversal porteur ( 5) est situé à l'arrière du plan vertical passant par l'axe de l'essieu arrière ( 14). 8 Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bielle de carrossage ( 3) est au moins partiellement cintrée vers le bas. 9 Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras inférieur transversal porteur ( 5) et la bielle de carrossage ( 3) s'articulent sur une partie d'extrémité d'une traverse ( 17) reliant les longerons gauche ( 11) et droit du châssis ( 9) du véhicule. Train arrière selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'amortisseur ( 1) est monté incliné dans un plan transversal. 11 Trains arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bielle de carrossage ( 3), le bras inférieur porteur ( 5) et la biellette de connexion ( 6) présentent chacun une extrémité à articulation sphérique et une autre extrémité à articulation du type cardan, et que le bras inférieur longitudinal ( 4) présente à son extrémité avant ( 4 a) une articulation sphérique et à son extrémité arrière ( 4 b, 4 c) une articulation de révolution autour d'un axe horizontal ( 13) solidaire du porte-fusée ( 7).