Brevet FR2707926A1 — publié le 19950127

La presente invention concerne un dispositif de suspension perfectionné pour une roue avant de vehicule automobile. On connaît déjà dans l'état de la technique, notamment de BE-444 162, un dispositif de suspension d'une roue avant de véhicule automobile comportant une jante délimitant l'intérieur de la roue, le dispositif de suspension comprenant un pivot portant la roue, relié à une jambe sensiblement verticale par des moyens d'articulation autour d'un axe de pivotement de la roue, deux bras sensiblement horizontaux superposés articulés par leurs extrémités sur la jambe et le corps du véhicule, la jambe et les bras délimitant un quadrilatère de suspension déformable sensiblement vertical relié au corps du véhicule par un organe de suspension déformable élastiquement. Il est également connu de fabriquer des bras superposés pour un dispositif du type ci-dessus ayant la forme de triangles délimites par des branches dont les extrémités libres et les extrémités jointives sont articulées respectivement sur le corps du véhicule et la jambe portant le pivot. Pour obtenir un bon comportement dynamique d'un véhicule automobile, il est important de réduire, pour chacune des roues avant directrices, le déport, mesuré suivant l'axe de la roue, de l'axe d'articulation du pivot par rapport au plan vertical médian de la roue. Les dispositifs de suspension à triangles superposés, également appelés à double triangle, permettent de réduire ce déport par rapport à d'autres dispositifs de suspension classiques du type Mac Pherson. Cependant, l'encombrement dû à 1'articulation reliant le pivot au triangle inférieur, comportant généralement une rotule, ainsi que l'encombrement dû au disque de frein et à l'étrier qui enjambe ce disque, limitent les possibilités de réduire le déport entre l'axe d'articulation du pivot et le plan vertical médian de la roue. Par ailleurs, les organes de suspension des dispositifs de suspension à double triangle comportent généralement des ressorts et des amortisseurs encombrants, disposés entre les roues avant, ce qui réduit l'espace disponible pour le moteur à l'avant du véhicule. De plus, la longueur du bras supérieur est genéralement limitée par l'espace réduit séparant son articulation de liaison avec le corps du véhicule et son articulation de liaison avec la jambe, cette dernière articulation comportant généralement une rotule encombrante. Par conséquent, lors des déplacements verticaux d'un organe de suspension, les débattements angulaires du bras supérieur sont importants ce qui entraîne des variations importantes indésirables du carrossage de la roue. L'invention a pour but de proposer un dispositif de suspension pour une roue avant directrice de véhicule automobile, notamment un dispositif de suspension à double triangle, permettant de réduire, par rapport aux dispositifs classiques, le déport entre l'axe d'articulation du pivot et le plan vertical médian de la roue, ceci sans encombrer l'espace moteur à l'avant du véhicule et sans-soumettre la roue à des variations importantes de carrossage lorsque 1' organe de suspension se déplace pour absorber les chocs. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif de suspension d'une roue avant directrice de véhicule automobile, du type cité au début de ce préambule, caractérisé en ce que la jambe comporte une première extrémité, portant les moyens d'articulation du pivot, disposée à l'intérieur de la roue et articulée sur l'extrémité correspondante du bras inférieur, et une seconde extrémité disposée à l'extérieur de la roue, sensiblement au dessus de celle-ci, et articulée sur l'extremité correspondante du bras supérieur, l'organe de suspension reliant le corps du véhicule et la jambe. Suivant des caractéristiques de différents modes de réalisation de l'invention : - la jambe forme un double arc délimitant trois branches superposées s'étendant vers l'extérieur du quadrilatère de suspension, le bras supérieur etant articulé sur la branche supérieure de la jambe, le bras inférieur étant articule sur la branche inférieure de la jambe, les moyens d'articulation du pivot comportant deux articulations portées respectivement par les branches inférieure et intermédiaire de la jambe - 1 'organe de suspension comporte un élément télescopique muni d'une extrémité fixe solidaire du corps du véhicule et d'une extrémité déplaçable articulée sur la jambe - la jambe comprend deux ailes parallèles au quadrilatère de suspension, s'étendant vers l'intérieur de ce quadrilatère, entre lesquelles est logée et articulée 1'extrémité déplaçable de 1 'organe de suspension - les deux bras superposes comprennent chacun deux branches délimitant un triangle, les extrémités libres et jointives de ces branches étant articulées respectivement sur le corps du véhicule et sur la jambe; - le dispositif comporte un support formant étrier, destiné a être fixé sur le corps du véhicule, sur lequel est accrochée 1' extrémité fixe de 1 'élément télescopique et sur lequel sont articulées les extrémités libres des branches du bras supérieur - les branches du bras inferieur sont sensiblement perpendiculaires entre elles, l'extrémité de jonction de ces deux branches et l'extrémité libre d'une première branche étant articulées sur le corps du véhicu le, l'extrémité libre de la seconde branche étant articulée sur la branche inférieure de la jambe et comportant des moyens d'immobilisation en rotation de la jambe par rapport à l'axe passant par les extrémités articulées des branches inférieure et supérieure de cette jambe ; - les moyens d'immobilisation en rotation de la jambe par rapport à l'axe passant par les extrémités articulées des branches inferieure et supérieure de cette jambe comprennent deux articulations espacées entre elles, portées par des flasques solidaires de la branche inférieure de la jambe et alignées perpendiculairement au quadrilatère de suspension - les moyens d'immobilisation en rotation de la jambe par rapport a l'axe passant par les extrémités articulées des branches inférieure et supérieure de cette jambe comprennent, d'une part, une première articulation reliant la seconde branche du bras inférieur et la branche inférieure de la jambe, et d'autre part, une biellette munie à une première extrémité d'une articulation de liaison avec la seconde branche du bras inférieur et a une seconde extrémité d'une articulation de liaison avec la branche inférieure de la jambe, cette dernière articulation et la première articulation étant portées par une même broche d'axe sensiblement perpendiculaire au quadrilatère de suspension ; - la roue est motrice et la jambe comporte une ouverture de passage d'un arbre de transmission reliée à la roue. Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective, avec des arrachements d'un dispositif de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une vue de face, avec des arrachements, du dispositif de la figure 1 - la figure 3 est une vue de détail de la figure 1 montrant une variante de réalisation du pivot de la roue; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 1 d'un dispositif de suspension selon un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue de détail de la partie cerclée 5 de la figure 4 suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de pivotement de la roue. On a représenté aux figures 1 et 2 un dispositif de suspens ion 10 pour une roue avant 12 motrice et directrice d'un véhicule automobile, selon un premier mode de réalisation de l'invention. On notera que pour des raisons de clarté, la roue 12 est représentée en traits mixtes sur la figure 2. De façon classique, la roue 12 comporte une jante 14, délimitant l'intérieur de la roue, autour de laquelle est fixé un pneumatique 16 muni d'une bande de roulement 16A délimitant la périphérie de la roue. La roue 12 est fixée par des moyens connus, non représentés sur les figures, sur un pivot 18 articulé sur une jambe 20 et relié à la direction du véhicule. La jambe 20 s 'étend sensiblement verticalement et a une forme générale en double are de manière a délimiter trois branches 22,24,26 superposées. Les branches inférieure 22 et intermédiaire 24 délimitent une première extrémité de la jambe s'étendant a l'intérieur de la roue 12, et la branche supérieure 26 délimite une seconde extrémité de la jambe 20 s'étendant å l'extérieur de la roue 12, sensiblement au dessus de cette dernière. La jambe 20 comporte deux ailes 28 parallèles reliées entre elles par une àme 30. Cette âme 30 est interrompue entre les branches inférieure 22 et intermé diaire 24 de la jambe de manière à former entre les ailes 28 une ouverture 32 de passage d'un arbre de transmission 34 relié de façon connue en soi à une fusée d'entraînement en rotation de la roue portée par le pivot 18. La jambe 20 est reliée au corps 36 du véhicule par deux bras sensiblement horizontaux superposés articulés par leurs extrémités sur la jambe et le corps du véhicule. La jambe 20 et les bras 38,40 délimitent un quadrilatère déformable de suspension sensiblement vertical relié au corps 36 du véhicule par un organe de suspension 42 déformable élastiquement. Les côtés mobiles du quadrilatère pivotent entre eux autour d'axes sensiblement perpendiculaires au plan du quadrilatère. On notera, que les branches 22 à 26 de la jambe 20 s'étendent vers l'extérieur du quadrilatère de suspension et que les ailes 28 de la jambe 20 sont parallèles au plan du quadrilatère de suspension et s 'étendent vers l'intérieur de ce dernier. Le pivot 18 est articulé sur les extrémités des branches inférieure 22 et intermédiaire 24 de la jambe, de préférence au moyen de deux rotules 44,46 portées par ces branches 22,24 et alignées entre elles suivant l'axe de pivotement de la roue 12. Sur la figure 2, on a représenté des rotules 44,46 d'articulation du pivot travaillant à l'arrache- ment. En variante, si 1' encombrement des organes placés à l'intérieur de la roue le permet, il est possible de prévoir des rotules 44A,46A d'articulation du pivot travaillant en poussée, comme cela est représenté sur la figure 3. Les articulations à rotules 44,46,44A,46A sont faciles à monter et comportent une bonne étanchéité. Cependant, il est possible de les remplacer par des articulations cylindriques munies de butées axiales s'opposant aux charges exercées sensiblement verticale ment sur le pivot 18 et la jambe 20 par l'organe de suspension 42. Le pivot 18 est relié au moyen d'une biellette 48 à un mécanisme de direction de type connu, par exemple à crémaillère. La biellette 48 est articulée sur une partie formant levier 50 du pivot 18 agencée de manière à obtenir des variations satisfaisantes de l'ouverture ou du pincement de la roue lors des déplacements de cette dernière par rapport au corps du véhicule. De façon classique, le mécanisme de direction est commandé par un volant manoeuvré par le conducteur de manière à faire tourner le pivot 18 autour de l'axe matérialisé par les rotules 44,46 par l'intermédiaire de la biellette 48. En se référant aux figures 1 et 2, on voit que l'organe de suspension 42 comporte un amortisseur 52, de type connu, muni d'un corps 54 et d une tige 56 télescopiques. De manière à réduire 1 'encombrement de l'organe de suspension 42 entre les roues avant du véhicule, l'extrémité libre du corps 54 est logée entre les ailes 28 de la jambe 20 en étant reliée à cette jambe au moyen d'une articulation élastique 58. L'extremité libre de la tige 56 est reliée par une articulation élastique 59 à un étrier 60 fixe, par exemple par boulonnage, sur le corps 36 du véhicule. L'organe de suspension 42 comporte de plus un ressort à boudin 62, coaxial à l'amortisseur 52, s'étendant entre deux sièges 64,66 dont l'un est solidaire du corps 54 de l'amortisseur et l'autre de l'étrier 60 par l'intermédiaire de l'articulation élastique 59. On décrira maintenant plus en détail les bras supérieur 38 et inférieur 40. Le bras supérieur 38 comporte deux branches 38A,38B délimitant un triangle, l'extrémité de jonction de ces branches 38A,38B étant reliée à la branche supérieure 26 de la jambe 20 au moyen d'une articulation élastique 68 ou d'une rotule, et les extrémités libres des branches 38A,38B étant reliées à deux flasques correspondants 60A,60B de l'étrier 60 par des articulations élastiques 70. La distance entre la branche supérieure 26 de la jambe et les flasques de l'étrier 60 permet de mettre en place un bras supérieur 38 de longueur relativement importante. Le bras inférieur 40 comporte deux branches 40A,40B sensiblement perpendiculaires délimitant un triangle. L'extrémité de jonction des deux branches 40A,40B et l'extrémité libre d'une première branche 40A sont reliées au corps du véhicule par des articulations 72,74 munies de manchons élastiques d'articulation 76 d'axes sensiblement verticaux. L'extrémité libre de la seconde branche 40B est logée entre les ailes 28 de la jambe 20 et est reliée à celle-ci par deux articulations élastiques 78,80, espacées entre elles, portées par les ailes 28 formant flasques en étant alignées parallèlement a la première branche 40A du bras. Les deux articulations 72,74 à manchons élastiques permettent un pivotement limité du bras inférieur 40 autour de 1 t axe passant par ces deux articulations, et permettent également un amortissement des efforts horizonaux auxquels est soumis le pivot 18. L'alignement des deux articulations 78,80 reliant la jambe 20 au bras inférieur 40 est sensiblement perpendiculaire au quadrilatère déformable de suspension et leur agencement est tel que la jambe 20 est immobilisée en rotation par rapport a î' axe passant par les extrémités articulées des branches inférieure 22 et supérieure 26 de cette jambe. On a également représenté sur la figure 1 une tringlerie anti-devers 82 comportant une biellette 84 munie d'une première extrémité reliée à la jambe 20 par une articulation élastique 86 ou une rotule, montée au voisinage de l'articulation 58 du corps d'amortisseur, et d'une seconde extrémité articulée avec une barre de torsion 83 disposée transversalement au vehicule. Lorsque la roue 12 roule sur une chaussée, la jambe 20 transmet au pivot 18 et à la roue 12, d'une part, les efforts de suspension et d t amortissement exercés par 1 ' organe de suspension 42, et d'autre part, les variations de carrossage et de chasse au cours des déplacements de la roue 12 par rapport au corps du véhicule. La distance entre les bras horizontaux 38 et 40 étant particulièrement grande, ainsi que, dans une moindre mesure, la longueur de ces bras, l'amplitude des variations de carrossage est réduite par rapport aux dispositions classiques. On a représenté aux figures 4 et 5 un dispositif de suspension 10A selon un second mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Le dispositif 10A diffère de celui représenté aux figures 1 et 2 en ce que 1 t organe de suspension 42A comporte un élément télescopique 88 oléopneumatique relié à une sphère 90 contenant un gaz sous pression agencee dans le prolongement de l'extrémité solidaire du corps 36 de véhicule de l'organe de suspension 42A. L'élement oléopneumatique 88 est de type connu et ne sera pas décrit plus en détail. Le montage de l'organe de suspension 42A.se fait de façon analogue au montage de l'organe de suspension 42 représenté aux figures 1 et 2. Le dispositif 10A diffère également du dispositif représenté aux figures 1 et 2 en ce que la branche 40B du bras inférieur 40 est reliée à la branche inférieure 22 de la jambe 20, d'une part, au moyen d'une première articulation 92 montée entre les ailes 28 de la jambe, et d'autre part, au moyen d'une biellette 94 munie à une première extrémité d'une articulation 96 de liaison avec la branche 40B du bras et à une seconde extrémité d'une articulation 98 de liaison avec la branche inférieure 22 de la jambe, cette dernière articulation 98 et la première articulation 92 étant portées par une même broche 100 d'axe sensiblement perpendiculaire au quadrilatère déformable de suspension. Les trois articulations 92,96,98, disposées en triangle, permettent d'immobiliser en rotation la jambe 20 autour de 1' axe sensiblement vertical passant par les extrémités articulees des branches inférieure 22 et supérieure 26 de la jambe. En variante, l'articulation 98 de la biellette est portée par la jambe 20 en étant radialement décalée de la broche 100 portant l'articulation 92 ; ainsi les débattements verticaux de la roue et donc de la jambe induisent de légers déplacements angulaires de celles-ci autour dudit axe sensiblement vertical, c'est-à-dire de légères variations du pincement ou de l'ouverture de la roue, ce qui permet d'obtenir des épures de direction optimisant le guidage du véhicule roulant en virage, notamment. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. En particulier, la roue avant 12 peut ne pas etre motrice. Dans ce cas, elle n'est pas reliée à l'arbre de transmission 34. L'invention comporte de nombreux avantages. Les articulations 44,46 définissant l'axe de pivotement du pivot 18, disposées à l'intérieur de la roue 12, sont très proches du plan vertical médian de cette roue. Ainsi, le déport, mesuré suivant l'axe de la roue, de l'axe d'articulation du pivot par rapport au plan vertical médian de la roue est très faible. L'étrier 60 auquel sont reliés le bras supérieur 38 et l'organe de suspension 42;42A permet un prémontage facile d'un train avant de véhicule, surtout lorsque les dispositifs de suspens ion sont agencés sur un ensemble à berceau formant traverse d'essieu. Ainsi, après prémontage du train avant, il ne reste plus qu'à fixer le berceau sur le corps du véhicule par boulonnage sur ce corps des étriers associés à chaque dispositif de suspension. L'invention permet d'utiliser avantageusement un dispositif de suspension à double triangle, le triangle supérieur ayant une longueur suffisante et se trouvant assez éloigné du triangle inférieur pour éviter que les débattements de la roue créent de trop importantes variations indésirables du carrossage. De plus, le montage du dispositif de suspension est très simple et similaire à celui d'un dispositif de suspension de type Mac Pherson. Par ailleurs, le dispositif de suspension selon l'invention permet de réduire l'encombrement par les organes de suspension de l'espace moteur enter les deux roues avant du véhicule. L'invention permet également d'obtenir un tres bon filtrage des efforts verticaux et horizontaux auquel est soumis le dispositif de suspension. REVENDICTIONS 1. Dispositif de suspension d'une roue avant (12) de véhicule automobile comportant une jante (14) délimitant l'intérieur de la roue, le dispositif de suspension comprenant un pivot (18) portant la roue (12), relié à une Jambe (20) sensiblement verticale par des moyens (44,46;44A,46A) d'articulation autour d'un axe de pivotement de la roue (12), deux bras (38,40) sensiblement horizontaux superposés articulés par leurs extrémités sur la jambe (20) et le corps (36) du véhicule, la jambe (20) et les bras (38,40) délimitant un quadrilatère de suspension déformable sensiblement vertical relié au corps (36) du véhicule par un organe (42;42A) de suspension déformable élastiquement, caractérisé en ce que la jambe (20) comporte une première extrémité, portant les moyens (44,46;44A,46A) d'articulation du pivot (18), disposée à l'intérieur de la roue (12) et articulée sur 1 'extrémité correspondante du bras inférieur (40), et une seconde extrémité disposée à l'extérieur de la roue (12), sensiblement au dessus de celle-ci, et articulée sur l'extrémité correspondante du bras supérieur, l'organe de suspension (42;42A) reliant le corps (36) du véhicule et la jambe (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jambe (20) forme un double arc délimitant trois branches (22,24,26) superposées s'étendant vers l'extérieur du quadrilatère de suspension, le bras supérieur (38) étant articulé sur la branche supérieure (26) de la jambe, le bras inférieur (40) étant articulé sur la branche inférieure (22) de la jambe, les moyens d'articulation du pivot (18) comportant deux articulations (44,46;44A,46A) portées respectivement par les branches inférieure (22) et intermédiaire (24) de la jambe. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe de suspension (42;42A) comporte un élément télescopique (52;88) muni d'une extrémité fixe solidaire du corps (36) du véhicule et d'une extrémité déplaçable articulée sur la jambe (20). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la jambe (20) comprend deux ailes (28) parallèles au quadrilatère de suspension, s'étendant vers l'intérieur de ce quadrilatère, entre lesquelles est logée et articulée l'extrémité déplaçable de 1' organe de suspension (42;42A). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux bras superposés (38,40) comprennent chacun deux branches (38A,38B,40A,40B) délimitant un triangle, les extrémités libres et jointives de ces branches étant articulées respectivement sur le corps (36) du véhicule et sur la jambe (20). 6. Dispositif selon les revendications 3 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte un support (60) formant étrier, destiné à être fixé sur le corps du véhicule, sur lequel est accrochée l'extrémité fixe de l'élément télescopique (52;88) et sur lequel sont articulées les extrémités libres des branches (38A,38B) du bras supérieur (38). 7. Dispositif selon les revendications 2 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce que les branches (40A,40B) du bras inférieur (40) sont sensiblement perpendiculaires entre elles, l'extrémité de jonction de ces deux branches (40A,40B) et l'extrémité libre d'une première branche (40A) étant articulées sur le corps (36) du véhicule, l'extrémité libre de la seconde branche (40B) étant articulée sur la branche inférieure (22) de la jambe (20) et comportant des moyens (28,78,80;92 à 100) d'immobilisation en rotation de la jambe (20) par rapport à l'axe passant par les extrémités articulées des branches inférieure (22) et supérieure (26) de cette jambe. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation en rotation de la jambe (20) par rapport à l'axe passant par les extrémités articulées des branches inférieure (22) et supérieure (26) de cette jambe comprennent deux articulations (78,80) espacées entre elles, portées par des flasques (28) solidaires de la branche inférieure (22) de la jambe (20) et alignées perpendiculairement au quadrilatère de suspension. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation en rotation de la jambe (20) par rapport à l'axe passant par les extrémités articulées des branches inférieure (22) et supérieure (26) de cette jambe comprennent, d'une part, une première articulation (92) reliant la seconde branche (40B) du bras inférieur et la branche inférieure (22) de la jambe, et d'autre part, une biellette (94) munie à une première extrémité d'une articulation (96) de liaison avec la seconde branche (40B) du bras inférieur et à une seconde extrémité d'une articulation (98) de liaison avec la branche inférieure (22) de la jambe, cette dernière articulation (98) et la première articulation (92) étant portees par une même broche (100) d'axe sensiblement perpendiculaire au quadrilatère de suspension. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, la roue étant motrice, caractérisé en ce que la jambe comporte une ouverture (32) de passage d'un arbre de transmission (34) reliée à la roue.