Brevet FR2750653A1 — publié le 19980109

PROCEDE DE SUSPENSION D'UN VEHICULE A QUATRE ROUES LORS DE LA NEGOCIATION D'UN VIRAGE ET DISPOSITIF PERMETTANT DE LE METTRE EN OEUVRE La présente invention a trait au domaine routier et notamment aux adaptations permettant d'assurer la meilleure tenue de route possible aux véhicules à quatre roues. Il existe dans l'état de la technique, différents types de suspension qui amortissent les chocs. La plupart d'entre eux utilisent des ressorts qui de par leur nature, absorbent l'énergie produite par les mouvements de montée et de descente des roues. Ces mouvements compriment ou tendent les ressorts, qui essaient de revenir dans leur position d'origine. Aussi, des amortisseurs sont généralement couplés à ces ressorts de façon à freiner leur mouvement libre d'oscillation. Les automobiles sont équipées de nos jours de suspensions optimisées permettant aussi bien une bonne tenue de route pour le véhicule que le confort du conducteur et des passagers. Pourtant toutes les innovations envisagées, tous les dispositifs déjà connus et déjà mis en oeuvre ne permettent d'obtenir qu'une caisse de voiture de plus en plus parallèle à la surface de la route évitant d'une part, le roulis où la caisse de la voiture penche vers l'extérieur du virage et d'autre part, les chocs dus au mauvais revêtement de la route. Du fait des progrès réalisés dans le domaine des suspensions, un véhicule peut aujourd'hui négocier très vite un virage, mais cela ne va pas sans contraintes. En effet - des frictions importantes apparaissent au niveau des pneus ce qui limite considérablement leur durée de vie, - et la force centrifuge proportionnelle à la vitesse a tendance à amener le véhicule et les passagers vers l'extérieur du virage. Ainsi du fait des progrès des suspensions ainsi que ceux des pneumatiques, l'automobile peut virer à grande vitesse sans pour autant changer de trajectoire. L'inconvénient majeur des suspensions actuelles où l'automobile résiste à la force centrifuge, s'adresse aux passagers qui subissent les effets de cette force centrifuge avec une position de conduite inconfortable. Les sièges dits "baquets" ont apporté une solution de fortune à ce problème qui n'est pas encore résolu aujourd'hui. Partant de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches qui ont abouti à la conception d'un procédé de suspension original, simple et peu coûteux assurant au conducteur un confort optimal et évitant aux pneus les frictions qui les endommageaient. Selon l'invention, le procédé de suspension de la caisse d'un véhicule à quatre roues lors de la négociation d'un virage, est remarquable en ce qu'il consiste à faire diminuer l'entraxe des roues extérieures au virage et/ou à augmenter l'entraxe des roues intérieures au virage de façon à surélever les points d'appui extérieurs au sol de la caisse du véhicule par rapport aux points d'appui intérieurs afin d'incliner celle-ci vers le centre de rotation du véhicule. Ce concept de suspension original a pour avantage d'offrir à la voiture, une caisse plus apte à s'opposer à la force centrifuge qui s'applique lors de la prise d'un virage à vitesse élevée. En s'inclinant, la caisse du véhicule soulage notablement les pneumatiques (moins soumis à la déformation conséquente au déport de la caisse vers l'extérieur du virage) et le train arrière ne peut plus déraper. Le conducteur ainsi que les passagers penchés vers le centre de rotation, résistent alors mieux aux effets de la force centrifuge et bénéficient d'un plus grand confort. L'invention concerne également un dispositif adapté à la caisse d'un véhicule à quatre roues et permettant de mettre en oeuvre ce procédé de suspension. n est remarquable en ce que les quatre roues du véhicule sont chacune montées pivotantes sur une fusée perpendiculaire à un bras monté en pivot par rapport à la caisse du véhicule afin que les quatre bras puissent, deux à deux, augmenter ou diminuer l'entraxe des roues auxquelles ils sont liés. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, les quatre bras sont, deux à deux d'un même côté du véhicule, reliés aux branches de deux compas aptes à s' ouvrir et/ou à se fermer pour augmenter et/ou diminuer l'entraxe des roues d'un même côté du véhicule. Ainsi, le bras arrière droit est relié à une branche d'un compas dont l'autre branche est reliée au bras avant droit du véhicule, de même le bras arrière gauche est relié à une branche d'un deuxième compas dont l'autre branche est reliée au bras avant gauche. En faisant jouer l'écartement des bras de chaque côté du véhicule l'entraxe des roues droites ou gauches augmente ou diminue suivant que l'on ouvre ou ferme les compas de chaque côté du véhicule. La commande de l'écartement des deux branches d'un compas est avantageusement réalisée par un dispositif de commande qui communique cet écartement proportionnellement à la rotation du volant de façon à ce que les deux branches du compas situé d'un côté du véhicule s'écartent pendant que les deux branches du compas situé de l'autre côté se resserrent. Suivant la position du volant, le dispositif de commande permet d'ouvrir ou de fermer les compas afin d'incliner la caisse du véhicule vers le centre de rotation du véhicule. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, la commande de l'écartement des deux branches pourra être réalisée sur un seul compas. Ce dispositif de commande lié aux branches des compas est associé à un dispositif élastique amortisseur assurant la suspension des quatre roues du véhicule et monté en pivot sur un arbre situé sur l'axe longitudinal de la caisse. La suspension des quatre roues du véhicule est donc centralisée par ce dispositif élastique amortisseur. Avantageusement, les compas lient les deux roues arrière aux deux roues avant en vis à vis; de sorte que lorsque les roues avant rencontrent une bosse, le dispositif élastique amortisseur commande alors aux roues arrière de faire remonter le véhicule au même niveau que l'avant afin de garder le châssis horizontal. Avantageusement, le dispositif de suspension intègre un contrepoids soumis à la force centrifuge pour équilibrer par sa masse en mouvement la caisse en fonction de la vitesse. Ainsi, l'inclinaison de la caisse n'excédera pas une certaine limite du fait qu'une force s'exercera dans la direction opposée à l'inclinaison de la caisse du véhicule augmentant d'intensité au fur et mesure de l'augmentation de la vitesse dans un virage. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, un mode de réalisation d'un dispositif de suspension d'un véhicule à quatre roues conforme à l'invention. Cette description se réfère aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue schématique de dessus du châssis d'un véhicule adoptant le dispositif de suspension de l'invention, La figure 2a est une vue schématique de côté du châssis de la figure 1, La figure 2b est une vue schématique de côté du châssis de la figure 1 dans une position ou l'entraxe des deux roues est réduit, La figure 2c est une vue schématique de côté du châssis de la figure 1 dans une position où l'entraxe des deux roues est augmenté. Tel que représenté sur le dessin de la figure 1, le véhicule référencé V dans son ensemble adopte un dispositif de suspension des quatre roues 100, 200, 300, 400, montées pivotantes sur une fusée respectivement 110, 210, 310, 410 fixée perpendiculaire à un bras respectivement 120, 220, 320, 420 monté en pivot par rapport au châssis de la caisse 500 du véhicule V afin que les quatre bras 120, 220, 320, 420 puissent, en pivotant deux à deux, augmenter ou diminuer l'entraxe des roues 100 et 400 ou 200 et 300 auxquelles elles sont liées. Les bras 120, 220, situés à l'avant du véhicule V sont montés en pivot par rapport à la caisse 500 sur un même axe transversal avant xx' De même, les bras 320 et 420 situés à l'arrière du véhicule V sont montés en pivot par rapport à la caisse 500 sur un même axe transversal arrière yy' Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les quatre bras 120, 220, 320, 420 comportent chacun une chape (cf figures 2a, 2b, 2c sur lesquelles apparaissent les chapes 221 et 321 du côté droit) située sur le côté intérieur de chaque bras en regard l'une de l'autre d'un même côté du véhicule et parallèles à l'axe longitudinal de ce dernier. Ces chapes sont chacune liées par l'intermédiaire d'un câble 122, 222, 322, 422 aux branches 611, 612 et 621, 622 de deux compas 610 et 620 situés de chaque côté du véhicule V et entre les deux bras 120 et 420 pour le compas 610 et, les deux bras 220 et 320 pour le compas 620. Ainsi, grâce aux câbles 122, 222, 322, 422 le susdit bras avant 120 est relié à la branche 611 du compas 610 et le susdit bras 420 arrière est relié à la branche 612 du même compas 610. De même, le susdit bras avant 220 est relié à la branche 621 du compas 620 et le susdit bras arrière 320 est relié à la branche 622 du même compas 610. Ainsi, les quatre bras 120, 220, 320, 420 sont, deux à deux et d'un même côté du véhicule V, reliés aux branches de deux compas 610 et 620 aptes à s'ouvrir et/ou à se fermer pour augmenter et/ou diminuer l'entraxe des roues 100 et 400 ou 200 et 300. Avantageusement, la fixation des câbles 122, 222, 322, 422 sur les extrémités libres des compas 610 et 620 est une liaison rotule autorisant ainsi le mouvement de bas en haut et de haut en bas des bras 120, 220, 320, 420. Préférentiellement, les branches 612 et 622 des deux compas 610 et 620 sont situées vers l'arrière, et les branches 611 et 621 vers l'avant. Par un mode de réalisation préférée de l'invention, les branches arrière 612 et 622 sont montées en pivot sur le châssis 500 de façon à inverser le sens de rotation d'une branche par rapport à l'autre et à permettre d'agir sur les deux branches à la fois lorsqu'une seule est actionnée. Ainsi, lorsque l'on tire sur la branche 611 du compas 610, la branche 612 s'écarte. Pour actionner ces compas 610 et 620, un dispositif de commande 700 communique à ces derniers un écartement proportionnel à la rotation du volant de façon à ce que les deux branches d'un compas s'éloignent pendant que les deux branches de l'autre compas se resserrent dans un mouvement proportionnellement inverse au mouvement d'écartement des deux branches du premier compas, et vice versa. Selon un mode de réalisation préférentielle, le dispositif de commande 700 se compose d'une barre d'accouplement 710 fixée à ses deux extrémités à mi-hauteur des branches 611 et 621. Avantageusement, une liaison glissière pourra lier les branches 611 et 621 aux extrémités de la barre d'accouplement 710 afin de soulager les susdites branches et d'assurer une transmission de commande dans de meilleures conditions. Le long de cette barre d'accouplement 710 roulent deux poulies 720 et 730 dont les chapes sont liées entre elles et sont associées à un dispositif amortisseur 800 qui est, dans ce mode de réalisation illustré, assumé par plusieurs ressorts 810 associés. Ces ressorts 810 qui fonctionnent en traction et en compression dans le sens de l'axe longitudinal du véhicule V, assurent la suspension aussi bien des roues avant 100 et 200 que des roues arrière 300 et 400 du fait que le dispositif de commande 700 est lié aux compas 610 et 620 liant les roues avant 100 et 200 aux roues arrière 300 et 400. Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, le dispositif d'amortissement 800 est lié à une bielle de commande 820 passant par son axe de symétrie, et dont une première extrémité 820a est en liaison pivot avec le châssis 500 et dont l'autre extrémité 820b est commandée par une biellette 830 liée à son extrémité libre à un balancier 840. Ce dernier monté en pivot par rapport au châssis 500 a son extrémité libre liée à une vis à bille 850 qui suit un mouvement de translation sur une vis sans fin vers la gauche ou vers la droite suivant que le volant est tourné vers la droite ou vers la gauche. Ainsi, lorsque le véhicule V amorce un virage à droite, le conducteur tourne le volant qui transmet, par des moyens hydrauliques mécaniques ou électriques, un mouvement correspondant au balancier 840, entravant, vers la gauche par l'intermédiaire de la biellette 830, la bielle de commande 820 et tout le dispositif élastique amortisseur 800 auquel elle est liée. Les poulies 720 et 730 roulent alors vers la gauche et transmettent un mouvement de rotation trigonométrique à la barre d'accouplement 710, qui ferme le compas 610 et ouvre le compas 620. La fermeture du compas 610 a pour conséquence la diminution de l'entraxe des roues 100 et 400 et l'ouverture du compas 620 a pour conséquence, quant à elle, l'augmentation de l'entraxe des roues 200 et 300. Ces changements d'écartement des compas 610 et 620 ont pour effet d'incliner le châssis 500 et le véhicule V vers le centre de rotation situé à droite du véhicule V et donc de permettre à celui- ci de s'opposer à la force centrifuge et d'assurer au conducteur un plus grand confort de conduite dans les virages. Inversement, lorsque le véhicule V amorce un virage à gauche, le conducteur tourne le volant qui transmet, par des moyens hydrauliques, mécaniques ou électriques au balancier 840 un mouvement correspondant entraînant par l'intermédiaire de la biellette 830, la bielle de commande 820 et tout le dispositif d'amortissement 800 auquel elle est liée vers la droite. Les poulies 720 et 730 roulent alors vers la droite et transmettent un mouvement de rotation en sens horaire à la barre d'accouplement 710 qui ouvre le compas 610 et ferme le compas 620. La fermeture du compas 620 a pour conséquence la diminution de l'entraxe des roues 200 et 300 et l'ouverture du compas 610 a pour conséquence, quant à elle, l'augmentation de l'entraxe des roues 100 et 400. Ces changements d'écartement des compas 610 et 620 ont pour effet d'incliner le châssis 500 et le véhicule V vers le centre de rotation situé à gauche du véhicule V et donc de s'opposer à la force centrifuge et donner ainsi un plus grand confort de conduite au conducteur et une meilleure tenue de route au véhicule V. L'ouverture et la fermeture du compas 620 sont illustrées par les figures 2a, 2b, 2c. Telles que représentées sur le dessin de la figure 2a, les roues 200 et 300 sont montées en pivot sur des fusées 210 et 310 (cf figure 1) lesquelles sont montées perpendiculaires à une extrémité des bras 220 et 320 dont l'extrémité libre est montée en pivot par rapport au châssis 500. Ces bras 220 et 320 comporte des chapes 221 et 321 disposées du côté intérieur des bras et reliées à la branche 621 du compas 620 via le câble 222 et à la branche 622 via le câble 322. Les branches 621 et 622 du compas 620 sont ici dans une position de repos, c'est à dire lorsque le véhicule V est sur une ligne droite et n'amorce pas de virage; les deux compas 610 et 620 ont alors le même écartement. Tel que représenté sur le dessin de la figure 2b, le véhicule V amorce un virage vers la gauche le châssis 500 est donc surélevé du côté droit donc extérieur au virage. En effet, du fait de la diminution de l'écartement des branches 621 et 622 du compas 620, les bras 220 et 320 pivotent vers l'intérieur et diminuent l'entraxe des deux roues 200 et 300 auxquelles il est lié. Cette diminution de l'entraxe des deux roues 200 et 300 a donc pour effet d'élever les axes de pivotement des bras 220 et 320 et donc d'élever le châssis 500 par rapport à la position normale. Cette élévation vers l'extérieur du virage incline la caisse du véhicule V vers le sens du virage et est accentuée lorsque l'entraxe des roues 100 et 400 situées de l'autre côté du véhicule est augmenté. Tel que représenté sur le dessin de la figure 2c, le véhicule V amorce un virage à droite et le châssis 500 est donc abaissé du côté droit donc intérieur au virage. En effet, du fait de l'augmentation de l'écartement des branches 621 et 622 du compas 620, les bras 220 et 320 pivotent vers l'extérieur sous l'effet du poids du véhicule V et augmentent ainsi l'entraxe des deux roues 200 et 300. Ce nouvel entraxe abaisse le châssis 500 par rapport à sa position normale représentée sur le dessin de la figure 2a. On comprend que le procédé de suspension de la caisse d'un véhicule à quatre roues lors de la négociation d'un virage et le dispositif permettant de le mettre en oeuvre, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Ainsi, par exemple les ressorts à boudins pourront être avantageusement remplacés par des ressorts à gaz. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. 100... Roue avant gauche 110 Fusée de roue 200 120 Bras 122 Câble 200 Roue avant droite 210 Fusée de roue 200 220 Bras 221... Chape 222... Câble 300 Roue arrière droite 310 Fusée de la roue 300 320 Bras 321... Chape 322 Câble 400... Roue arrière gauche 410 Fusée de la roue 400 420 Bras 422 Câble 500 Châssis du véhicule 610... Compas gauche 611 Branche avant 612 Branche arrière 620... Compas droit 621 Branche avant 622 Branche arrière 700... Dispositif de commande 710... Barre d'accouplement 720, 730.. Poulies 800... Dispositif élastique amortisseur 810... Ressorts à boudins 820 Bielle de commande 820a Extrémité montée en pivot sur le châssis 820b Extrémité lié à la biellette 830 Biellette 840 Balancier 850... Elément mobile de la vis sans fin V Véhicule xx'. Axe transversal avant de pivotement des bras 120 et 220 yy'... Axe transversal arrière de pivotement des bras 320 et 420 REVENDICATIONS 1. Procédé de suspension d'un véhicule (V) à quatre roues (100, 200, 300 et 400) lors de la négociation d'un virage, CARACTERISE PAR LE FIT QU'il consiste à faire diminuer l'entraxe des roues extérieures ( 100 et 400 ou 200 et 300) au virage et/ou à augmenter l'entraxe des roues intérieures (200 et 300 ou 100 et 400) au virage de façon à surélever les points d'appui extérieurs au sol de la caisse (500) du véhicule (V) par rapport aux points d'appui intérieurs afin d'incliner celle-ci vers le centre de rotation du véhicule (V). 2. Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de suspension d'un véhicule (V) à quatre roues (100, 200, 300 et 400) de la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FIT QUE les quatre roues (100, 200, 300 et 400) du véhicule (V) sont chacune montées pivotantes sur une fusée (110, 210, 310, 410) perpendiculaire à un bras (120, 220, 320, 420) monté en pivot par rapport à la caisse (500) afin que les quatre bras (120, 220, 320, 420) puissent, deux à deux, augmenter ou diminuer l'entraxe des roues (100, 200, 300 et 400) auxquelles ils sont liées. 3. Dispositif de suspension selon la revendication 2, CARACTERISE PAR LE FIT QUE les quatre bras (120, 220, 320, 420) sont, deux à deux, d'un même côté du véhicule, reliées aux branches ( 611, 612 et 621, 622) de deux compas (610 et 620) aptes à s'ouvrir et/ou à se fermer pour augmenter et/ou diminuer l'entraxe des roues (100, 200, 300 et 400) d'un même côté du véhicule V. 4. Dispositif de suspension selon la revendication 3, CARACTERISE PAR LE FIT QU'une des deux branches (612 et 622) de chaque compas (610 et 620) est montée en pivot par rapport au châssis (500). 5. Dispositif de suspension selon les revendications 2, 3 et 4 prises ensembles, CARACTERISE PAR LE FIT QU'un dispositif de commande (700) communique au moins à un des susdits compas (610 ou 620), un écartement proportionnel à la rotation du volant de façon à ce que les deux branches (611 et 612 ou 621 et 622) de ce compas (610 ou 620) s'écartent ou se resserrent, augmentant ou diminuant ainsi l'entraxe des roues (100 et 400 ou 200 et 300) du côté concerné. 6. Dispositif de suspension selon les revendications 2, 3 et 4 prises ensembles, CARACTERISE PAR LE FIT QU'un dispositif de commande (700) communique aux susdits compas (610 et 620) un écartement proportionnel à la rotation du volant de façon à ce que les deux branches (611 et 612 ou 621 et 622) d'un compas (610 ou 620) s'écartent pendant que les deux branches (611 et 612 ou 621 et 622) de l'autre compas (610 ou 620) se resserrent dans un mouvement proportionnellement inverse au mouvement d'écartement des deux branches du premier compas (611 et 612 ou 621 et 622), et vice versa. 7. Dispositif de suspension selon les revendications 2, 3, 4, 5 et 6 prises ensembles, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit dispositif de commande (700) lié à au moins une des deux branches des deux compas (610 et 620) est associé à un dispositif élastique amortisseur (800) assurant ainsi la suspension des quatre roues (100, 200, 300, 400) du véhicule (V) et monté en pivot par rapport au châssis (500) sur un arbre situé sur l'axe longitudinal du susdit véhicule (V). 8. Dispositif de suspension selon les revendications 2, 5, 6 et 7 prises ensembles, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le dispositif élastique amortisseur (800) auquel est lié le dispositif de commande (700) est orienté par un balancier (840) qui, monté en pivot par rapport à la caisse (500), assure le basculement à droite ou à gauche de l'ensemble dispositif de commande/amortisseur (700 et 800) suivant la rotation du volant de direction. 9. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, CARACTERISE PAR LE FAIT QU'un contrepoids soumis aux effets de la force centrifuge équilibre par sa masse en mouvement la caisse (500) en fonction de la vitesse du véhicule (V).