Brevet FR2738190A1 — publié le 19970307

La présente invention concerne un dispositif de suspension pour train de roues arrière de véhicule automobile. La disposition sur le véhicule de train arrière multibras connu comprenant principalement de chaque côté un bras longitudinal de support de roue assurant l'orientation longitudinale de la roue ou pince, guidé en carrossage par deux bras transversaux respectivement supérieur et inférieur, est pénalisante à cause du volume occupé par les traverses de support des articulations des bras transversaux en partie centrale de la caisse du véhicule, volume allant au détriment notamment du volume d'un réservoir de carburant placé entre les roues arrière du véhicule. Si on supprime ces traverses pour un gain de poids, il est alors nécessaire d'ajouter sur la caisse du véhicule des chapes qui nécessitent des renforts de la caisse et de nombreuses contraintes géométriques de positionnement tout en étant coûteuses. Dans le cas d'un train arrière connu à barres de torsion assurant le rôle de ressort de suspension, si elles sont, comme cela est généralement connu, transversales et alignées avec l'axe passant par le centre d'articulation du bras longitudinal de support de roue, ces barres de torsion pénalisent également le volume du réservoir de carburant du véhicule. De plus, lorsque le bras longitudinal de support de roue est soumis à des efforts verticaux de suspension en dehors du plan vertical passant par l'axe de rotation de la roue arrière correspondante, le palier d'articulation avant de ce bras se trouve soumis pour une part à ces efforts verticaux et, de ce fait, le filtrage longitudinal des chocs et vibrations de la roue arrière ne peut être parfait. I1 en est de même pour ce bras longitudinal si l'action de l'amortisseur associé à celui-ci, avec ses butées d'attaque et de détente incorporées, passe en dehors du plan vertical contenant l'axe de roue arrière. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs de suspension connus en proposant un dispositif de suspension en particulier simple à monter, léger et peu encombrant, tout en libérant du volume pour le réservoir de carburant ainsi que pour les conduits ou pots d'échappement et la roue de secours. A cet effet, le dispositif de suspension pour train de roues arrière de véhicule automobile conforme à l'invention, selon lequel chaque support de roue est relié à la caisse du véhicule par un bras longitudinal dont l'extrémité avant s'articule sur la caisse et dont extrémité arrière s'articule sur deux barres superposées sensiblement transversales au véhicule, est caractérisé en ce que les deux bras longitudinaux sont, vers leur extrémité avant, reliés entre eux par deux demi-barres de torsion anti-dévers ancrées à un organe central de liaison ainsi que deux demi-barres de torsion de suspension du véhicule reliées respectivement à deux parties latérales opposées de la caisse du véhicule, chacune des deux demi-barres de torsion de suspension étant sensiblement juxtaposées parallèlement à l'une des deux demibarres de torsion anti-dévers entre l'un des bras longitudinaux et le plan médian du véhicule et en ce que l'organe central est disposé au droit de la partie centrale des deux bras longitudinaux et les barres transversales s'articulent sur l'organe central en étant disposées, pour chaque paire de ces barres transversales associée à l'un des bras longitudinaux, au voisinage d'un plan vertical passant par la demi-barre de torsion anti-dévers associée à l'autre bras longitudinal. Selon un mode de réalisation, chaque bras longitudinal est constitué de deux parties juxtaposées longitudinalement et reliées entre elles au droit de l'axe de la roue associée, une partie sur laquelle s'articulent à l'arrière les deux barres transversales correspondantes et à l'avant une biellette transversale la reliant à la caisse du véhicule, et une autre partie sur laquelle est ancrée la barre de torsion anti-dévers correspondante. Avantageusement, les deux parties précitées de chaque bras longitudinal s'articulent sur l'une correspondante des deux parties latérales opposées précitées de la caisse du véhicule en prolongement de la demi-barre de torsion de suspension correspondante. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif de suspension pour train de roues arrière multi-bras de véhicule automobile conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en perspective montrant une réalisation pratique du dispositif de suspens ion du train de roues arrière de la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective semblable à celle de la figure 1 d'une variante de réalisation du dispositif de suspension conforme à l'invention - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale suivant le plan vertical contenant la ligne IV-IV de la figure 3 - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 3 ; et - la figure 6 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 4 et représentant une variante de réalisation d'ancrage d'une demi-barre de torsion anti-dévers du dispositif de suspension de l'invention. En se reportant aux figures 1 et 2, le dispositif de suspension pour train de roues arrière de véhicule automobile est du type comprenant deux bras longitudinaux 1 de support de roues arrière 2 avec l'extrémité avant de chaque bras longitudinal 1 articulée sur la caisse 3 du véhicule et l'extrémité arrière de ce bras 1 articulée sur deux barres superposées respectivement supérieure 4 et inférieure 5 et sensiblement transversales au véhicule. Selon l'invention, les deux bras longitudinaux 1 sont, vers leur extrémité avant, reliés entre eux par deux demi barres de torsion anti-dévers 6 ancrées à un organe central de liaison 7 disposé au droit de la partie centrale des bras longitudinaux 1, et auquel sont aussi ancrées deux demibarres de torsion de suspension 8 du véhicule reliées rigidement respectivement à deux parties latérales opposées 9 solidaires de la caisse 3 du véhicule. Chacune des deux demi-barres de torsion de suspension 8 est sensiblement juxtaposée parallèlement à l'une correspondante des deux demi-barres de torsion anti-dévers 6 entre le bras longitudinal correspondant 1 et le plan médian longitudinal du véhicule. Chaque bras longitudinal 1 est constitué de deux parties juxtaposées longitudinalement, reliées entre elles au droit de l'axe X-X' de la roue arrière associée 2 et comprenant le bras longitudinal proprement dit 10 de support de roue ou de support de la fusée 11 de la roue 2 et un bras de suspension 12. Chaque bras longitudinal 10 est relié par une articulation A1 à la partie latérale correspondante 9 de la caisse 3. L'articulation A1 du bras 10 est très souple suivant l'axe longitudinal du véhicule et suffisamment raide dans le sens vertical pour soutenir les efforts dûs au couple de freinage. Le bras longitudinal 10 a ses deux extrémités opposées à l'articulation Al reliées aux deux barres transversales correspondantes 4, 5 par l'intermédiaire de deux articulations élastiques A2 et A3 sensiblement en arrière de l'axe de roue X-X'. Le maintien du carrossage de chaque roue arrière est ainsi assuré par les barres transversales 4, 5 et leur pincement est contrôlé par une biellette transversale 13 montée articulée élastiquement en A4 sur le bras longitudinal 10 en avant de l'axe de roue X-X' et reliée rigidement à la partie latérale correspondante de support 9 de la caisse 3 en R1. Chaque bras de suspension 12 a l'une de ses extrémités prenant appui verticalement vers le bas sur un axe îîa en prolongement, côté intérieur de la roue 2, de la fusée de roue 11, et ce par l'intermédiaire d'une liaison élastique A5 coaxiale à l'axe de roue X-X'. La liaison élastique A5 a une grande raideur verticale pour soutenir la charge de chaque côté arrière du véhicule, mais est très souple dans le plan horizontal suivant le sens longitudinal du véhicule pour assurer un bon filtrage longitudinal de la roue 2.Le bras de suspension 12 a son extrémité opposée, située en avant de l'axe de roue X-X', reliée articulée en A6 sur la partie latérale de support correspondante 9 par l'intermédiaire d'une articulation élastique transmettant vers le haut, par l'intermédiaire de la partie latérale 9, les efforts qui soulèvent et maintiennent la caisse 3 du véhicule à hauteur de roulage par rapport au sol. Le point d'articulation A6 de chaque bras de suspension 12 et le point d'articulation Al de chaque bras longitudinal 10 sont situés sur un même axe sensiblement incliné vers l'arrière en direction du centre du véhicule et contenu dans un plan sensiblement horizontal. Un amortisseur 14 de roue 2 pourvu de butées de détente et d'attaque incorporées dans celui-ci a sa partie inférieure reliée articulée au bras de suspens ion correspondant 12 à proximité de l'articulation A5 et sa partie supérieure prend appui élastiquement en A7 sur la caisse 3 dans le haut du passage de roue 2. La suspension indépendante du guidage de roue est assurée par les demi-barres de torsion 6 et 8 ancrées rigidement à l'organe central de liaison 7 constitué par une jumelle. Plus précisément, chaque demi-barre de torsion de suspension 8 est ancrée rigidement d'une part à une demijumelle de la jumelle centrale 7 et d'autre part à la partie latérale de support correspondante 9 en prolongeant l'axe passant par les deux points d'articulation Al et A6 respectivement du bras longitudinal 10 et du bras de suspension 12. La demi-jumelle d'ancrage des demi-barres de torsion 8 transmet les efforts de torsion aux deux demibarres de torsion anti-dévers 6 ancrées à l'autre demijumelle avec chaque demi-barre de torsion 6 agissant sur le bras de suspension correspondant 12 auquel elle est ancrée rigidement.Les deux demi-barres de torsion 8 sont montées sous tension axiale et liées rigidement, comme on l'a vu précédemment, par l'intermédiaire des parties latérales de support 9 à la caisse 3 du véhicule. Cette tension axiale plus le couple de torsion assurant la suspension, déterminent dans le plan médian de la caisse 3 un point B, qui est le centre de l'axe de rotation parallèle à l'axe de roue X-X' des demi-jumelles de la jumelle 7. Le point B se situe sensiblement à l'intersection des demi-barres 8 sur le centre de la caisse 3 du véhicule. La stabilité dans l'espace de ce point B par rapport à la caisse 3 permet au train arrière de ne pas comporter de traverses de support des barres transversales 4, 5. Les barres transversales 4, 5 sont montées articulées sur l'organe central 7 respectivement par deux articulations élastiques supérieure A8 et inférieure A9. Chaque paire de barres transversales 4, 5 associé à l'un des bras longitudinaux 1 est disposée au voisinage d'un plan vertical passant par la demi-barre de torsion anti-dévers 6 associée à l'autre bras longitudinal 1. Lors des mouvements verticaux de suspension de la caisse 3, le débattement angulaire autour de l'axe Al, A6 du bras de suspension 10, dont la valeur est fonction de la charge du véhicule et de l'état de la route lorsque le véhicule roule, tend ou détend le couple de torsion subi par les demi-barres de torsion 6, 8 et de ce fait l'organe central 7 tend à pivoter angulairement sensiblement autour d'un axe parallèle à l'axe de roue X-X' contenant le point B, qui est situé à l'intersection des axes obliques vers l'arrière, au centre de la caisse 3, des barres de torsion avant 8, comme mentionné précédemment. La valeur de pivotement angulaire de l'organe central 7 est proportionnelle environ de moitié à celle décrite par chaque bras de suspens ion 12 si les demi-barres avant de torsion 8 sont de mêmes raideur et longueur active que les demi-barres de torsion arrière 6. De ce fait, les points d'articulation A8 et A9 situés vers le centre de la caisse 3 des barres transversales 4 et 5 décrivent ces déplacements angulaires ; leur position dans l'espace par rapport à la caisse 3 est directement liée à l'attitude en hauteur de la caisse 3 par rapport à la position du centre de roue O. Cette attitude est donnée par la charge verticale du véhicule ou des contraintes dynamiques qui le sollicitent. La position des points ou centres d'articulation A8 et A9 des barres transversales 4 et 5, par rapport au point B, lorsque l'on considère le véhicule en charge moyenne ou de référence, est choisie pour obtenir les épures de carrossage et de pincement de la roue arrière souhaitées ; ainsi, la marge de manoeuvre pour ce choix est très importante. Le déplacement angulaire des points d'articulation A8 et A9 autour d'un axe passant par le point B permet d'obtenir lors des débattements verticaux de la caisse 3 une très faible variation de voie arrière au sol. Chaque bras longitudinal 10 de support de roue se trouve indépendant des efforts verticaux de suspension car ces efforts agissent directement sur l'axe 11 de fusée de roue et ne perturbent pas l'articulation avant A1 de ce bras longitudinal. On obtient ainsi un très bon filtrage horizontal des chocs et efforts longitudinaux agissant sur la roue 2 ; le filtrage vertical est assuré par l'ensemble des articulations et appuis élastiques des différents éléments composant le train arrière. Ainsi, l'originalité de ce train arrière est de réunir sur le centre de caisse 3, au niveau des roues arrière 2, les demi-barres de torsion 6, 8 avec les articulations des barres transversales 4, 5 sur un organe central commun 7 que forme la liaison des demi-jumelles ; il en découle une disposition, vue en plan, des demi-barres de torsion 6, 8 par rapport aux barres transversales 4, 5, sous forme de X déformable en fonction de la hauteur de la caisse 3 du véhicule par rapport à la roue 2 et qui permet d'obtenir un équilibre central des forces en opposition agissant sur les barres transversales 4, 5 et transmises à la caisse 3 par les demi-barres 8 sur chaque partie latérale de support 9. Suivant le mode de réalisation du dispositif de suspension représenté aux figures 3 à 5, la disposition en X, sans traverse, du train arrière à demi-barres de torsion de la figure 1 est conservée. La géométrie des mouvements des roues arrière 2 pendant les débattements de la suspension est identique à celle de la figure 1 puisqu'on retrouve les mêmes déplacements angulaires de l'organe central 7 sur lequel s'articulent les barres transversales 4, 5. Par rapport au dispositif de la figure 1, le dispositif des figures 3 à 5 est simplifié au détriment du filtrage longitudinal de roue qui se trouve pénalisé par la suppression de chaque bras de suspension 12 du dispositif de la figure 1. Selon le dispositif des figures 3 à 5, chaque demibarre de torsion 6 agit par l'intermédiaire d'une jumelle 15 sur laquelle elle est ancrée positivement, avec la jumelle 15 liée élastiquement au corps du bras longitudinal correspondant 1 par deux attaches élastiques 16 de façon à lui transmettre les efforts de suspens ion en prenant appui sur la roue arrière 2 pour maintenir le véhicule à hauteur de roulage par rapport au sol. Ces attaches élastiques 16 de demi-barres de torsion 6 sur le bras longitudinal 1 sont indispensables pour ne pas contrarier les mouvements de débattement et de guidage du pincement et de carrossage de la roue 2, assurés par les barres transversales 4, 5 et la biellette 13. Chaque amortisseur 14 avec ses butées d'attaque et de détente incorporées, est situé le plus près possible de l'axe de roue X-X', verticalement. L'articulation Al de chaque bras longitudinal 1 est élastique, suffisamment raide et dimensionnée pour soutenir la charge verticale de chaque côté arrière du véhicule et elle est souple dans le plan horizontal longitudinal pour favoriser le filtrage longitudinal. Dans ce mode de réalisation, l'articulation Al de chaque bras longitudinal 1 est très contrainte verticalement et le filtrage horizontal longitudinal de la roue 2 est soumis à l'action de la flexion dans le plan horizontal de la demi-barre de torsion correspondante 6. La figure 6 représente un mode de réalisation de liaison d'une demi-barre de torsion 6 sur le bras longitudinal 1 qui permet de soustraire à celui-ci les effets de flexion horizontale de la demi-barre sur le filtrage longitudinal de roue. Selon ce mode de réalisation, chaque demi-barre de torsion 6 est liée rigidement au centre d'un levier 18 à chacune des extrémités duquel s'articule en A10 une biellette 17 sensiblement verticale et perpendiculaire au plan contenant l'axe XX' de rotation de la roue et le point d'articulation Al du bras longitudinal 1. Les deux biellettes 17 sont reliées chacune au bras longitudinal 1 par une articulation A11 et transmettent au bras longitudinal 1, par traction, le couple de torsion de la demi-barre correspondante 6 pour maintenir à hauteur l'arrière du véhicule. Le dispositif de suspension pour train arrière du véhicule automobile ci-dessus décrit est agencé de façon à libérer du volume pour le réservoir de carburant ainsi que pour les conduits ou pots d'échappement et la roue de secours du véhicule et est de plus simple à monter, léger et peu encombrant. De plus, un tel dispositif est extrêmement intéressant du point de vue prix de revient du fait que la majorité des éléments le constituant peuvent être identiques en ce qui concerne les deux demi-essieux gauche et droit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour train de roues arrière de véhicule automobile, selon lequel chaque support de roue est relié à la caisse (3) du véhicule par un bras longitudinal (1) dont l'extrémité avant s'articule sur la caisse (3) et dont l'extrémité arrière s'articule sur deux barres superposées (4, 5) sensiblement transversales au véhicule, caractérisé en ce que les deux bras longitudinaux (1) sont, vers leur extrémité avant, reliés entre eux par deux demi-barres de torsion anti-dévers (6) ancrées à un organe central de liaison (7) ainsi que deux demi-barres de torsion de suspension (8) du véhicule reliées respectivement à deux parties latérales opposées (9) de la caisse (3) du véhicule, chacune des demi-barres de torsion de suspension (8) étant sensiblement juxtaposée parallèlement à l'une des demi-barres de torsion anti-dévers (6) entre l'un des bras longitudinaux (1) et le plan médian du véhicule, et en ce que l'organe central (7) est disposé au droit de la partie centrale des bras longitudinaux (1) et les barres transversales (4, 5) s'articulent sur l'organe central (7) en étant disposées, pour chaque paire de ces barres transversales (4, 5) associée à l'un des bras longitudinaux (1), au voisinage d'un plan vertical passant par la demibarre de torsion anti-dévers (6) associée à l'autre bras longitudinal (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras longitudinal (1) est constitué de deux parties (10, 12) justaposées longitudinalement et reliées entre elles au droit de l'axe de la roue associée (2), une partie (10) sur laquelle s'articulent à l'arrière les deux barres transversales (4, 5) correspondantes et à l'avant une biellette transversale (13) la reliant à la caisse (3) et une autre partie (12) sur laquelle est ancrée la barre de torsion anti-dévers correspondante (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux parties (10, 12) précitées de chaque bras longitudinal (1) s'articulent sur l'une correspondante des deux parties latérales opposées (9) précitées de la caisse (3) du véhicule en prolongement de la demi-barre de torsion de suspension correspondante (8). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras longitudinal (1) est relié à la demi-barre de torsion anti-dévers (6) associée par l'intermédiaire d'attaches élastiques (16) autorisant un débattement longitudinal du bras (1) par rapport à la demi-barre (6). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras longitudinal (1) est relié à la demi-barre de torsion anti-dévers (6) associée par un levier (18) et deux bielles (17) sensiblement verticales s'articulant respectivement à ses deux extrémités.