Brevet FR2698827A1 — publié le 19940610

Domaine technique:constructions automobiles et véhicules industriels. Système qui augmente la stabilité d'un véhicule automobile en virage. Dans la situation actuelle, quand un véhicule effectue un virage,il s'incline latéralement vers l'extérieur du virage en fonction de la force centrifuge, proportionnellement à la vitesse de déplacement. Cette force s'applique essentiellement sur les suspensions latérales extérieures au virage,comprimant ces suspensions, et inclinant la caisse vers l'extérieur; en même temps,les suspensions intérieures se détendent,et les roues latérales intérieures perdent de leur adhérence; en revanche, avec le dispositif proposé,le véhicule automobile effectue un virage exactement comme une moto: quand le véhicule effectue un virage, la caisse s'incline latéralement vers l'intérieur du virage, proportionnellement à l'action du volant, et ce dispositif permet en outre,dans la plupart des cas de trains (avant ou arrière), d'incliner les roues vers l'intérieur du virage, de la même façon qu'une moto. Il existe toutefois,une demande de Brevet (n" d'enregistrement National 85 02500) qui propose un dispositif de suspensions pour véhicules "type tricycle" essentiellement, grâce auquel le châssis du tricycle puisse être automatiquement incliné vers le centre du virage par une opération de braquage, et en outre grâce auquel les roues avant du tricycle puissent être automatiquement inclinée vers le centre du virage par la même opération de braquage. Il apparaît que ce dispositf, objet du brevet réf. 85 02500,nécessite une création spécifique du train avant directeur,adaptée à chaque type de véhicule considéré.En revanche, le dispositif faisant l'objet de notre demande de brevet, simple techniquement, peut être aisément adaptée à chaque véhicule existant, en conservant l'ensemble train de roues existant, aussi bien à l'avant qu'à l'arrière, moyennant des modifications peu importantes. Selon l'invention, pour atteindre les objectifs fixés (inclinaison latérale de la carrosserie et des roues du véhicule vers l'intérieur du virage), un dispositif est composé d'un ensemble constitué. par 2 leviers, basculants autour d'un axe situé approximativement au centre de la longueur, fixés par un pivot à la caisse dans les passages de roues.Les 2 leviers basculants étant, d'une part couplés par une de leurs extrémités à un système ou boîte de direction existant ou auxiliaire assujetti au système de direction existant,et, d'autre part, agissant ensemble d'une manière symétrique inverse, autour des pivots, par l'autre de leurs extrémités, sur l'une ou l'autre des extrémités des ensembles suspensions du train de roue. Conformément à l'invention, lorsque le véhicule effectue un virage, la sécurité de tenue de route est excellente, et les occupants du véhicule se trouvent de ce fait moins sensibles à l'effet de la force centrifuge. L'invention est décrite ci-dessous plus en détails,selon les figures jointes au dossier. Les repères et références indiquées ci-dessous,ainsi que sur les figures jointes, désignent toujours le même emplacement et/ou élément,quelle que soit la figure considérée. La référence "L"par exemple désigne toujours le levier basculant, les repères "A","B',"C", désignent toujours les mêmes articulations du levier "L". Les directions Gauche ou Droite sont toujours indiquées par référence à la position de conduite. Les Figures sont dessinées face à la calandre. Autrement dit en regardant le dessin la roue gauche est située à droite et vice-versa. Dans le cas de descriptions indiquant le train Avant et le train Arrière, la mention AV ou AR est ajoutée selon le train de roue concerné, sans modification de référence. La figure 1A représente le train avant du véhicule posé sur un support SU, roues en ligne droite.Les leviers L1 et L2 caractérisés par les articulations Al B1 C1 et A2 B2 C2 sont en position neutre,c'est-à-dire bras supérieurs AlBl et A2 B2 horizontaux. Les articulations Al et A2 sont reliées aux extrémités supérieures des ensembles suspensions S1 S2 ,de part et d'autre du train avant. Les articulations Cl et C2 sont asservies respectivement par des biellettes H1 et H2 à la direction auxiliaire MI (elle-même fixée au chassis comme la direction principale) par la crémaillère H..Les axes B1 et B2 fixés à la caisse par des "tourillons" permettent aux leviers L1 et L2 de basculer vers le haut ou le bas dans le sens des flèches (Fig 1A) Les triangles porteurs de roues supérieurs K1 et K2 supportent les ensembles S1 et S2 grâce aux articulations A3 et A4. Les triangles porteurs de roues supérieurs K1 et K2 et inférieurs K3 et K4 ,sont assujettis à la caisse 116 (liée à la carrosserie W),respectivement par les rotules D1 El et D2 E2 et portent les roues par les rotules F1 F5 et F2 F6. Les articulations Bt D1 El et B2 D2 E2 ,sont solidaires du chassis H6 et de la carrosserie W. La crémaillère H coulisse à l'intérieur de la boîte ou système de direction auxiliaire M1 fixé à la carrosserie W. La figure lB montre la Direction tournée à gauche. La figure lC montre laDirection tournée à droite La figure 2 A B C représente le même train avant posé sur ses roues,successivement roues en ligne droite,puis tournées à gauche,puis à droite. La figure 3 A montre un train avant de type "classique" existant,roues en ligne droite,où l'extrémité supérieure Al de l'ensemble suspension S1 est fixé à la carrosserie W, la partie inférieure A3 est fixée au triangle supérieurporteur de roue K1. La figure 3 B C représente le même train avant roues successivement tournées à gauche puis à droite. La figure 4 B C montre le même train que la figure 1 et 2,véhicule en déplacement, roues successivement en ligne droite, puis tournées à gauche, puis à droite. Noter la garde au sol moins importante que dans la figure 2 B C La figure 4 bis B C est une représentation du train arrière, roues penchées successivement à gauche puis à droite, quand le train avant de la figure 4 B C tourne successivement à gauche puis à droite. La figure 4 ter A est une représentation en virage d'un train arrière dit "à essieu rigide, roues esclaves La figure 4 ter B montre une autre représentation en virage d'un type d'essieu arrière dit "non rigide, à roues indépendantes". Noter que dans les figures 4 ter A B les roues ne s'inclinent pas. La figure 4 ter C montre la fixation classique d'une suspension dite à å lames" vue face à la roue. La figure 4 ter D E montre le débattement possible du levier L. La flèche F indique le sens de la force exercée sur le dispositif de l'invention. Noter que l'essieu avance ou recule légèrement,et ceci dans le sens contraire de l'orientation des roues avants. La figure 4 ter F montre une variante munie de 2 leviers L. La figure 5 montre un exemple d'adaptation du dispositif à un train de roues avant vu de face. Les roues sont référencées R1 R2. Le bloc porte roue ou "pivot de roue" G1 comprend 3 bras, un inférieur relié à la rotule F5, un supérieur relié à la rotule F1, un "arrière" relié à la rotule F3. Le "pivot de roue" G2 est symétrique. L'axe X est relié à direction principale M, et fixé à la caisse en H5.L'extrémité Y est fixée aux biellettes HI H2. L'extrémité Z est fixée aux biellettes de direction principale H3 H4. La figure 6 montre la même adaptation du dispositif, vue de dessus. Le système ou boîte de direction principal M est muni de 2 bras, l'un pour la direction,l'autre pour actionner les leviers L1 L2. Noter d'un côté la forme du bras porteur de roue K4 et de l'autre,le triangle porteur de roue supérieur K1 et inférieur K3. La figure 7 montre la position du système de direction principal M avec ses 2 bras,roues tournées à gauche.Noter que les barres H5 et H6 sont solidaires de la carrosserie W. La figure 8 montre le même ensemble que la figure 7, roues tournées à droite. La figure 9 montre le même ensemble que la figure 7 et 8 roues en ligne droite. La figure 10 montre quelques formes possibles de levier L ,un des moyens grâce auquel le dispositif fonctionne. La figure 101 montre les positions respectives des axes A B C sur le levier L. La figure 102 représente des pattes de fixation V1 V2 et un boulon (par exemple) permettant au levier de pivoter sur l'axe B,les pattes de fixation étant solidaires de la carrosserie W. La figure 102 bis est une perspective de la figure 102. La figure 103 présente une autre forme de levier L possible. Noter que les articulations A et C peuvent aussi être des rotules. La figure 11 présente une variante de train avant avec un système de direction principal M et un système de direction auxiliaire Ml différents,couplés de manière à fonctionner en synchronisation. L'exemple montre un ensemble de suspension type "Mac Pherson". Noter la barre de torsion N. La figure 12 présente le même train avant que la figure 1 1,roues tournées à gauche. La figure 13 présente la figure 11 roues tournées à droite. Noter le pivot NO de la barre de torsion N.Les figures 12 et 13 montrent aussi les ouvertures pratiquées dans la carrosserie W, pour permettre le débattement des leviers L. La figure 14 représente en perspective un exemple shématique de couplage d'un train avant directeur au train arrière. Dans cet exemple arbitraire,les bras porteurs de roues avant K3 et K4 AV sont différents des triangles supérieurs et inférieurs porteurs de roues arrière respectivement K1 K3 et K2 K4 AR. De même les leviers LI L2 AV sont différents des leviers L1 L2 AR. Cet exemple arbitraire, est destiné simplement à montrer la facilité d'adaptation du dispositif aux véhicules automobiles existant. Le système de direction auxiliaire Ml AV est asservi au système de dirction principal existant M par, par exemple une courroie crantée 38, qui est actionnée par une poulie située sur la direction principale M (poulie maneuvrée par la colonne de direction 40 grâce au volant 41) agissant sur la poulie de la direction auxiliaire M1. Une autre poulie 36 maneuvre la poulie 35 par une courroie crantée 37 faisant tourner le bras 34 grâce à une articulation cardan (par exemple) 33 AV, bras 34 qui, à son tour, agit par la poulie3 1 AR sur la direction auxiliaire Ml AR, grâce à une autre articulation cardan 33 AR,par l'intermédiaire de la poulie 32 AR actionnant la courroie 39 AR. Ce système de couplage AV I AR est un exemple arbitraire et peut être remplacé par bien d'autres systèmes mécaniques et/ou hydraulique. La figure 14 bis montre une variante ou le couplage des leviers L est Iongitudinal,c'est-à-dire roue avant gauche,roue arrière gauche, et roue avant droite, roue arrière droite. Dans ce cas les leviers L avant et arrière sont synchronisés dans le même sens de fonctionnement, par rapport au côté considéré (gauche, puis droite).Les deux disposifs longitudinaux étant reliés entre eux par- des biellettes,asservies directement ou indirectement, à la boîte de direction auxiliaire Ml, elle-même dépendant de la même manière, de l'action du volant sur la boîte de direction principale M. La figure 15 montre une variante d'adaptation au train arrière non directeur,où X est asservi au système de couplage avec le dispositif du train avant. La figure 16 A B montre des exemple d'utilisation particulière du dispositif; à noter que ces deux exemples sont difficiles à combiner entre eux sans aménagement particulier. La figure 17 A B C montre une variante du dispositif, objet de la présente invention, adapté à l'extrémité inférieure de l'ensemble suspension S1 sur le Demi-train de roue avant droit. La figure 17A montre le demi-train en position roue en ligne droite. Le levier Ll,caractérisé par les articulations Al Bl C1, est en position neutre: bras inférieur Al B1 horizontal.L'articulation Al est reliée à l'extrémité inférieure de l'ensemble de suspension Sl.L'articulation C1 est asservie par la biellette HI,à la direction auxiliaire Ml(elle-même fixée au chassis H6 comme la direction principale), par la crémaillère H. L'axe B1 fixé au triangle supérieur K1 en FI , par un "tourillon", permet au levier L1 de basculer vers le haut ou le bas.L'extrémité supérieure de l'ensemble suspension S 1 est fixée à la carrosserie W par une rotule (par exemple). Les triangles porteurs de roue K1 et K3 sont assujettis à la caisse/carrosserie W par les rotules D1 et El. La figure 17 D montre une vue de dessus dutrain, qui permet de mieux voir la liaison du levier L et delta biellette H1. La figure 17 E montre une vue face à la roue, qui permet aussi de voir le levier L en fonction. Description du fonctionnement du dispositif, roues tournées à gauche (fig. 1 B) Le système de direction auxiliaire Ml, assujetti au système ou boîte de direction existant commandé par le volant, pousse la biellette H2 par la crémaillère H au point articulé C2, qui bascule l'articulation A2 vers le haut, grâce au pivotement du levier L2 sur l'axe B2 ( fixé à la carrosserie W). Cette articulation A2 "tirée" vers le haut, "fait monter" I'ensemble suspension S2, qui soulève l'ensemble des triangles porteurs de roue supérieur K2 et inférieur K4 , grâce à l'articulation A4 située sur le triangle K2 dans cet exemple. Cet ensemble triangles porteurs de roue K2 K4 ,entraine la roue gauche R2 vers le haut, grâce aux rotules F2 et F6, ceci sans modifier l'angle de carrossage initial. Autrement dit,la roue gauche R2 monte verticalement dans son angle relatif par rapport à la carrosserie du début à la fin du débattement. Dans la même action de direction,le système auxiliaire de direction MI tire la biellette H1, par la même crémaillère H qui entraine un pivotement symétrique inverse du levier LI sur l'axe B1 lui aussi fixé à la carrosserie W. C'est-à-dire que le pivotement du levier L1 bascule l'articulation Al,vers le. bas, proportionnellement et symétriquement au basculement du levier L2 sur l'articulation A2 vers le haut. Cette articulation Al basculée vers le bas "fait descendre" l'ensemble de suspension S1 dans la même proportion que l'ensemble symétrique S2 décrit ci-dessus, suspension SI qui abaisse les triangles porteurs de roue supérieurs et et inférieurs K1 et K3, entrainant verticalement la roue droite Rl vers le bas, grâce aux rotules D1 El articulées au chassis 116 et FI F5 portant le moyeu ou "pivot de roue La figure iC ,montre les roues tournées à droite;le fonctionnement est exactement symétrique. La figure 2 A B C montre le fonctionnement du dispositif,lorsque le véhicule est posé sur ses roues. La figure 4 A B C montre le fonctionnement du dispositif, lorsque le véhicule se déplace;noter qutun l'inclinaison du véhicule est ici moins importante que dans la figure 2,du fait de l'action de la force centrifuge sur les ensembles suspensions S1 S2. Ce sont respectivement les articulations sur pivot B1 D1 El, solidaires de la partie droite de la caisse, et B2 D2 E2, elles aussi solidaires de la partie gauche de la caisse, qui forcent cette inclinaison de la caisse, ainsi que l'inclinaison des roues vers l'intérieur du virage. La Figure 17 C représente le demi-train avant droit,roue tournée à droite; Le système de direction auxiliaire Ml,assujetti au système de direction existant commandé par le volant,tire la biellette 111 par la crémaillère H en Cl,qui bascule l'articulation Al vers le bas,grâce au pivottement du levier Ll,sur l'axe Bl fixé en F1 au triangle supérieur K1 porteur de roue. Cette articulation Al,basculée vers le bas "fait descendre" l'ensemble suspension S1, et, par l'intermédiaire du pivot B1 sur Fl,soulève l'ensemble triangle supérieur et inférieur porteurs de roue (K1 K3). Cet ensemble porteur de roue (K1 K3), entraine la roue droite vers le haut grâce aux rotules FI F5,ceci sans modifier l'angle de carrossage initial. Autrement dit,la roue droite R1 monte verticalement dans son angle relatif, par rapport à la carrosserie du début à la fin du débattement. Fonctionnement symétrique inverse de l'ensemble roue opposé sur le même train (avant par exemple). Les figures 1 à 4 ter, ainsi que la figure 17, montrent différents shémas de fonctionnement théorique du dispositif de l'invention. Les figures 14 et 14 bis montrent deux shémas théoriques de couplage des dispositifs de l'invention: la figure 14 montre un couplage basé sur deux "dispositifs transversaux" tandis que la figure 14 bis montre un autre couplage ,basé sur deux "dispositifs longitudinaux". Les autres figures montrent quelques adaptations pratiques principales du "dispositif transversal".Ceci permettra en outre de vérifier qu'il est impossible d'être exhaustif,et qu'il existe une multitude de possibilités, par rapport aux différents types de suspensions existant sur les véhicules actuels,et aux différents types de motorisation,et de traction ou propulsion ou "4 roues motrices",ainsi qu'aux différents types de véhicules (automobiles 4 X 4, camions,autobus ...). Les avantages principaux du "dispositif transversal ou longitudinal", qui constitue l'objet de la présente invention, par rapport aux différents systèmes existants connus actuellement, du fait de l'inclinaison de la carrosserie, et des roues dans la plupart des "systèmes de trains" existant,sont: d'abord une tenue de route en virage considérablement améliorée,un confort accru des occupants du véhicule,occupants moins déportés vers l'extérieur du virage par la force centrifuge, et principalement, une facilité industrielle,voire artisanale,de mise en oeuvre du fait de la simplicité du dispositif, sur la plupart des véhicules existant dans le monde, et , à fortiori, sur des véhicules de génération future... REVENDICATIONS 1/ Dispositif modifiant la position des suspensions pour véhicule, du type comportant au moins un "ensemble suspension" (amortisseur et ressort par exemple), associé chacun à une roue du véhicule automobile, ledit dispositif étant caractérisé par au moins un moyen formant levier (L), intercalé entre 1' extrémité supérieure et/ou inférieure de chaque "ensemble suspension" de chaque roue, et la carrosserie du véhicule, et en ce que le moyen formant levier est adapté pour augmenter le débattement sensiblement vertical de "1' ensemble suspension", ledit moyen formant levier étant asservi à l'action de direction du véhicule. et aux autres moyens formant leviers, reliés aux autres "ensembles suspensions", afin de forcer le véhicule à s'incliner vers l'intérieur du virage lorsqu'il effectue ce virage, et de forcer en même temps, dans la plupart des cas, ses roues à s'incliner vers l'intérieur du virage. 2/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de "dispositifs transversaux" comportant deux moyens formant leviers synchronisés, associés aux "ensembles suspensions" d'un même train de roue ou essieu, reliés l'un à l'autre par un moyen de couplage longitudinal (34). 3/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de "dispositifs longitudinaux" comportant deux moyens formant -leviers synchronisés, associés aux "ensembles suspensions" des roues d'un même côté du véhicule ( avant gauche et arrière gauche, puis avant droit et arrière droit), reliés l'un à l'autre par un moyen de couplage transversal. 4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'activation et/ou de désactivation adapté, autrement dit en ce qu'il permette un couplage, ou un découplage du ou des dispositifs, non asservi à l'action de direction.