Brevet FR2761007A1 — publié le 19980925

SYSTEME DE SUSPENSION POUR ROUE La présente invention concerne un système de suspension pour roue de véhicule, et en particulier un système de suspension pour roue de véhicule de type à bras semi-oscillant longitudinal, convenant pour supporter une roue arrière. Les systèmes de suspension pour roue de type à bras oscillants transversaux et du type à double levier triangulé sont les plus largement utilisés comme système de suspension pour roues indépendantes de véhicule. L'agencement linéaire comprenant un ressort hélicoïdal et un amortisseur (absorbeur de choc) pour amortir l'oscillation dans une relation coaxiale est le plus largement utilisé dans ces systèmes de suspension pour roues (demande de modèle d'utilité Japonais publiée avant examen sous le No.3-43005 et autres). L'amortisseur est typiquement constitué d'un absorbeur de chocs télescopique hydraulique. Un agencement linéaire classique d'un amortisseur et d'un ressort hélicoïdal s'est avéré cependant être désavantageux dans la recherche de l'amélioration du confort des sièges arrières et de l'augmentation de la capacité du compartiment à bagages, du fait que sa dimension axiale était si grande qu'une partie de l'amortisseur ou du ressort, inévitablement, faisait saillie dans le compartiment des passagers ou le compartiment à bagages. Dans un tel système de suspension pour roue, si la roue arrière est braquée vers l'intérieur par rapport au cercle de giration du véhicule, l'angle de glissement latéral de la carrosserie du véhicule, pour obtenir un angle de glissement nécessaire de la roue arrière, peut être réduit, si bien que le début de la force de braquage, lorsqu'on commence un virage, est anticipé et la réponse de la direction est améliorée. Il est également souhaitable d'orienter la roue arrière extérieure du véhicule en cours de virage, qui doit supporter une charge plus grande, dans une direction de pincement positif lorsqu'un effort de freinage lui est appliqué, car ceci améliore la capacité de contrôle de l'attitude du véhicule lors d'un freinage pendant un virage. Pour atteindre un tel but, on a proposé un système de suspension de roue comprenant des biellettes latérales disposées dans un agencement trapézoïdal lorsqu'on observe par le dessus, dans le but d'augmenter l'angle de pincement positif lorsque l'on prend un virage ou que l'on applique un effort de freinage. Cependant, selon un tel agencement classique, il s'est avéré nécessaire de fournir un moyen propre à s'adapter au changement d'angle de pincement de la roue, dans la partie destinée à relier la biellette latérale au porte-fusée ou à la carrosserie du véhicule. Typiquement, le manchon en caoutchouc prévu dans la partie de liaison était doté d'une trop grande élasticité ou souplesse pour atteindre ce but. Cependant, si le manchon en caoutchouc est trop élastique, la réponse de la direction tend à être dégradée et la fermeté souhaitée de la réponse de la direction ne peut être atteinte. En particulier, le réglage correct de l'élasticité ou souplesse du manchon en caoutchouc était très difficile à obtenir. Au vu de ces problèmes de l'art antérieur, un but principal de la présente invention est de fournir un système de suspension pour roue amélioré, qui puisse produire le changement souhaité de l'angle de pincement positif lorsqu'un effort de freinage est appliqué, sans compromettre la rigidité du système. Un deuxième but de la présente invention est de fournir un système de suspension pour roue qui puisse minimiser son intrusion dans le compartiment des passagers et le compartiment à bagages. Un troisième but de la présente invention consiste à fournir un système de suspension pour roue qui soit mécaniquement résistant et qui soit encore facile à fabriquer. Un quatrième but de la présente invention consiste à fournir un système de suspension pour roue qui convienne pour supporter une roue arrière sans se préoccuper du fait qu'il s'agisse d'une roue entraînée ou d'une roue non-entraînée. Selon la présente invention, ces buts peuvent être atteints en fournissant un système de suspension de roue de véhicule, comprenant: un bras oscillant longitudinal, ayant une extrémité avant montée à pivotement sur une partie de la carrosserie du véhicule et une extrémité arrière montée à pivotement sur une partie inférieure d'un porte-fusée portant à rotation une roue; un bras latéral ayant une extrémité intérieure attachée à une partie de la carrosserie du véhicule et une extrémité extérieure fixée à une partie du bras oscillant longitudinal près d'un point de fixation du porte-fusée; un bras supérieur ayant une extrémité intérieure montée à pivotement sur une partie de la carrosserie du véhicule, et une extrémité extérieure montée à pivotement sur une partie supérieure du porte-fusée; et un ressort et un amortisseur, interposés entre le porte-fusée et la carrosserie du véhicule; l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal étant attachée à la carrosserie du véhicule via un accouplement qui s'adapte élastiquement à un déplacement suivant une ligne axiale qui fait un angle par rapport à la direction avant- arrière, l'extrémité arrière de cette ligne axiale étant décalée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule. Ainsi, lorsque la roue arrière est tirée vers l'arrière suite à l'application d'un effort de freinage, l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal peut se déplacer suivant une ligne axiale et être déviée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule. Par conséquent, lorsque l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal se déplace vers l'arrière elle se déplace aussi vers l'axe médian du véhicule. Il en résulte que l'angle du bras oscillant longitudinal vis- à-vis de la carrosserie du véhicule change dans un sens tel que la direction du pincement de la roue se déplace vers l'intérieur. Pour s'adapter à un tel déplacement l'accouplement destiné à l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal peut comprendre un manchon en caoutchouc. Par exemple, le manchon en caoutchouc peut être doté d'une forme sensiblement cylindrique, ayant un axe s'étendant sensiblement dans la direction avant-arrière de la carrosserie du véhicule et la carrosserie du véhicule peut être fixée à l'une des surfaces périphériques intérieure et extérieure du manchon en caoutchouc, tandis que l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal est fixée à l'autre des surfaces périphériques intérieure et extérieure du manchon en caoutchouc. Il est préférable que le manchon en caoutchouc monté sur l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal soit relativement rigide en direction radiale, mais relativement élastique ou souple en direction axiale, si bien que le manchon en caoutchouc ne nuise pas à la fermeté du système de direction du véhicule. Ceci peut être accompli par exemple en configurant le manchon en caoutchouc pour que sa dimension axiale, dans sa partie intermédiaire située entre les surfaces périphériques extérieure et intérieure, soit plus petite que dans les parties adjacentes aux surfaces périphériques extérieure et intérieure. Pour s'adapter favorablement au déplacement du porte-fusée qui est permis par l'agencement élastique du bras oscillant longitudinal, le bras latéral peut être conçu pour s'adapter élastiquement à un déplacement avant-arrière de l'extrémité extérieure du bras latéral, par exemple en donnant au bras latéral la forme d'un organe plat ayant une dimension verticale sensiblement supérieure à sa dimension dans le sens avant-arrière. Pour relier l'extrémité arrière du bras oscillant longitudinal au porte-fusée de telle sorte que l'on puisse obtenir une résistance mécanique élevée et l'action voulue du système de suspension avec une résistance minimale, l'extrémité arrière du bras oscillant longitudinal peut être attachée à la partie inférieure du porte-fusée, via un axe de pivotement qui s'étend sensiblement horizontalement et obliquement par rapport à la direction avant- arrière de la carrosserie du véhicule, de telle sorte que la partie arrière de l'axe de pivotement soit décalée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule. Classiquement, le bras oscillant longitudinal qui relie un porte-fusée, portant à rotation une roue à la carrosserie du véhicule, était typiquement formé en soudant les uns aux autres une pluralité d'éléments qui sont formés par pressage de tôles d'acier. Un tel bras oscillant longitudinal tend à avoir une section transversale à forme complexe, non seulement du fait du besoin d'assurer une résistance et une rigidité suffisante, mais également du fait que des paliers doivent être formés dans des parties o les bras sont attachés au porte-fusée et à la carrosserie de véhicule. En particulier, lorsqu'il est nécessaire de former un appui pour un ressort hélicoïdal, le bras oscillant longitudinal doit pouvoir supporter la totalité de la charge appliquée à la roue et, par conséquent, il faut qu'il soit suffisament fort, si bien que la forme de sa section devient très complexe. Ceci mène à une augmentation des étapes de fabrication, et contribue à une augmentation au niveau du coût. Conformément à la présente invention, un tel problème peut être éliminé en réalisant le bras oscillant longitudinal à partir d'un organe tubulaire qui est de préférence courbé en forme de S lorsqu'on observe depuis le dessus. Ainsi, la partie principale du bras oscillant longitudinal peut être formée simplement en courbant un unique organe tubulaire et une réduction significative des étapes de fabrication peut être obtenue en comparaison de la structure qui est formée par soudage de tôles en acier. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, le ressort est constitué d'un ressort hélicoïdal et ce ressort hélicoïdal et un amortisseur sont disposes en parallèle, respectivement à l'avant et à l'arrière de l'axe de la roue. Par conséquent, même SI la roue est une roue d'entraînement, l'essieu de la roue n'interfère pas avec l'amortisseur ni avec le ressort de suspension. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de la présente invention, l'amortisseur a un axe incliné de sorte que son extrémité supérieure soit décalée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule, et son extrémité inférieure est reliée à un point adjacent à une partie inférieure du porte-fusée, tandis que son extrémité supérieure est attchée à une surface inférieure d'un plancher. Ainsi, l'extrémité supérieure de l'amortisseur est abaissée, si bien que l'extrémité supérieure de l'amortisseur peut être fixée en un point se trouvant sous le siège arrière et peut, de cette manière, minimiser toute interférence avec le compartiment des passagers et le compartiment à bagages. La présente invention va à présent être décrite ci-après en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan schématique d'un système de suspension pour roue arrière constituant une mise en oeuvre de la présente invention; la figure 2 est une vue arrière schématique du système de suspension pour roue arrière de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du manchon en caoutchouc utilisé dans le système de suspension de la roue arrière de la figure 1. Les figures 1 et 2 représentent un système de suspension pour roue indépendante destiné à une roue arrière gauche constituant une mise en oeuvre de la présente invention. Ce système de suspension de roue est constitué d'un système de type à double triangulation, comprenant une biellette latérale 4 qui relie une partie supérieure d'un porte-fusée 2, portant à rotation une roue 1, à une carrosserie 3 du véhicule, et une liaison inférieure 7 comportant un bras oscillant longitudinal 5 et un bras latéral 6 qui relie une partie inférieure du porte-fusée 2 à la carrosserie 3 du véhicule. Un amortisseur linéaire est monté entre une partie inférieure du porte-fusée 2 et la carrosserie 3 du véhicule. L'extrémité supérieure de l'amortisseur étant inclinée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule. Un ressort hélicoïdal de compression 10 est interposé entre un appui de ressort 9, formé dans une partie intermédiaire du bras oscillant longitudinal 5, et, le châssis de la carrosserie 3 du véhicule, à l'état comprimé. Le porte- fusée 2 est également relié à une extrémité d'une tige de stabilisation 11 via une biellette stabilisatrice 12. L'extrémité inférieure 8a de l'amortisseur 8 est reliée à la partie inférieure du porte-fusée 2, et son extrémité supérieure 8b est reliée à une monture d'amortisseur prévue à la surface inférieure d'un élément de plancher inférieur 18 placé sous la surface d'assise du siège arrière. Le bras oscillant longitudinal 5 qui constitue une partie de la liaison inférieure 7 est réalisé à partir d'un organe tubulaire qui a un diamètre approprié et qui est incurvé en forme de S. L'extrémité avant du bras oscillant longitudinal 5 est attachée à pivotement à une console 13 fixée au châssis de la carrosserie 3 du véhicule via une tige d'accouplement 14, ayant une extrémité arrière qui est décalée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule. Le bras latéral 6 est constitué d'un organe plat, ayant une dimension verticale plus grande que sa dimension dans le sens avant-arrière (épaisseur), et il est fixé rigidement à l'extrémité arrière du bras oscillant longitudinal 5 par soudage. La tige d'accouplement 14, à l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal 5, est dotée d'un manchon en caoutchouc 15 si bien que le bras oscillant longitudinal 5 peut se déplacer de l'avant à l'arrière dans la direction axiale inclinée lorsque le porte-fusée 2 est soumis à une force dirigée de l'avant à l'arrière. Ceci est assisté par l'action du bras latéral 6 qui est réalisé en forme d'un organe plat et peut par conséquent fléchir dans la direction avant- arrière. En se référant à la figure 3, le manchon en caoutchouc 15 comprend un tube intérieur 15a enfilé sur la tige d'accouplement 14, une bague extérieure 15b qui est fixée rigidement à la console 13 et un bloc annulaire 15c en caoutchouc qui est vulcanisé entre le tube intérieur 15a et la bague extérieure 15b. Le manchon en caoutchouc 15 est réalisé de façon à être relativement rigide en direction radiale mais relativement élastique dans la direction axiale en sélectionnant de manière appropriée la forme de ce manchon en caoutchouc 15. Dans ce mode de réalisation particulier, la forme du manchon en caoutchouc est sélectionnée de manière que sa dimension axiale, dans sa partie intermédiaire entre ses surfaces périphériques extérieure et intérieure, soit plus petite que dans ses parties adjacentes à ses surfaces périphériques extérieure et intérieure. -7 La partie inférieure du porte-fusée 2 est supportée à pivotement par un palier 17, qui est formé dans une partie arrière du bras oscillant longitudinal 5, via un axe de pivotement 16 incliné de telle sorte que son extrémité arrière soit décalée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule. L'amortisseur d'un système de suspension à roue indépendante classique est typiquement monté en position verticale. Par conséquent, la monture d'amortisseur sur la carrosserie du véhicule devait être placée en une position relativement élevée, si bien que le siège arrière devait être placé plus haut que ce que l'on souhaite, ou que la partie destinée à recevoir l'extrémité supérieure de l'amortisseur devait faire intrusion à l'intérieur du compartiment à bagages à cause de cet amortisseur. Cependant, selon le mode de réalisation décrit de la présente invention, du fait que l'amortisseur linéaire 8 est monté d'une manière faisant que son extrémité inférieure 8a est connectée à une partie inférieure du porte-fusée 2, avec son axe incliné, et qu'il est placé en parallèle avec le ressort hélicoïdal de compression 10 sur un côté différent vis-à-vis de l'axe central de la roue 1, l'extrémité supérieure 8b de l'amortisseur 8 peut être placée dans une partie relativement plus basse. Par conséquent, l'empiétement dans le compartiment des passagers et le compartiment à bagages peut être minimisé, par exemple en plaçant la monture d'amortisseur à la surface inférieure d'un élément de plancher arrière 18 qui est placé sous la surface d'assise du siège arrière. EN outre, le ressort hélicoïdal 10 et l'amortisseur linéaire 8 n'interfèrent pas avec l'essieu de la roue si cette roue est une roue motrice. Un bras oscillant longitudinal classique, fabriqué en soudant les uns aux autres plusieurs éléments formés par emboutissage de tôles d'acier, tend à avoir une structure complexe parce qu'il faut assurer une résistance et une rigidité suffisante et former des paliers dans ses parties servant à sa liaison au porte-fusée et à la carrosserie du véhicule; par conséquent, il y a quelques difficultés à réduire le coût. Cependant, selon le mode de réalisation décrit de la présente invention, du fait que le bras oscillant longitudinal est formé par cintrage d'un organe tubulaire qui est très résistant à la flexion et à la torsion, le bras oscillant longitudinal ayant la résistance prescrite peut être fabriqué avec un nombre d'étapes de fabrication sensiblement plus petit que pour la structure impliquant le soudage des tôles en acier. En outre, en soudant l'appui de ressort 9 dans une partie coudée du bras oscillant longitudinal 5 comme décrit dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'appui de ressort 9 sert en plus de renfort pour le bras oscillant longitudinal 5 et une résistance mécanique encore plus élevée peut être obtenue. Le mode de fonctionnement de ce système de suspension pour roue est à présent décrit ci-après. Lorsqu'un effort de freinage est appliqué à la roue 1, du fait que la carrosserie de véhicule continue à se déplacer vers l'avant sous l'effet de l'inertie la roue 1 est soumise à une force orientée vers l'arrière. En conséquence, le bras latéral 6 constitué d'un organe plat fléchit vers l'arrière autour d'un point de fixation à pivotement prévu sur le châssis de la carrosserie 3 du véhicule, tandis que le manchon en caoutchouc 15, qui est monté sur la tige d'accouplement 14 reliant l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal 5 au châssis de la carrosserie 3 du véhicule, est déformé par compression suivant l'axe de la tige d'accouplement 14. Du fait que l'axe de la tige d'accouplement 14 est incliné, son extrémité arrière étant décalée vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule, l'extrémité avant du bras oscillant longitudinal 5 se déplace vers l'axe médian de la carrosserie du véhicule lorsqu'elle se déplace vers l'arrière. Ceci provoque une modification de l'angle du bras oscillant longitudinal de la roue 1 par rapport à la carrosserie du véhicule, qui augmente l'angle de pincement positif de la roue 1. Ainsi, selon la présente invention, l'alignement de la roue est maîtrisé par la déformation axiale du manchon en caoutchouc et par le fléchissement du bras latéral vers l'arrière, si bien que le réglage des caractéristiques du manchon en caoutchouc est simplifié et que l'angle de pincement positif lors de l'application d'un effort de freinage peut être maîtrisé de manière appropriée, sans compromettre la rigidité latérale, ni la fermeté du véhicule dans des conditions de roulage normales. Selon le mode de réalisation préféré, du fait que le point de liaison entre l'amortisseur et la carrosserie du véhicule peut être abaissé, il n'est plus nécessaire que la monture d'amortisseur fasse intrusion à l'intérieur du compartiment des passagers et une amélioration significative peut être apportée par élargissement de l'espace disponible pour le siège arrière et dans le compartiment à bagages. Egalement, du fait qu'un arbre d'entraînement peut passer entre le ressort hélicoïdal et l'amortisseur, il devient possible d'utiliser un même système de suspension de roue arrière pour un véhicule à traction avant et un véhicule à entraînement sur les quatre roues. Lorsque le bras oscillant longitudinal est constitué d'un organe tubulaire qui peut être cintré en forme de S quand on l'observe de dessus, non seulement le processus de fabrication peut être simplifié, mais également les zones de formation potentielle de rouille peuvent être minimisées, du fait de la réduction du nombre de parties soudées, si bien qu'une amélioration significative peut être apportée quant à l'augmentation de la résistance mécanique du bras oscillant longitudinal et à la simplification du processus de fabrication. Bien que la présente invention ait été décrite en termes de mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident pour l'homme de l'art que différents changements et modifications sont possibles, sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. - Système de suspension de roue de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: - un bras oscillant longitudinal (5), ayant une extrémité avant montée à pivotement sur une partie de la carrosserie (3) du véhicule et une extrémité arrière montée à pivotement sur une partie inférieure d'un porte-fusée(2) portant à rotation une roue (1); - un bras latéral (6) ayant une extrémité intérieure attachée à une partie de la carrosserie du véhicule et une extrémité extérieure fixée à une partie du bras oscillant longitudinal (5) près d'un point de fixation du porte-fusée (2); - un bras supérieur ayant une extrémité intérieure montée à pivotement sur une partie de la carrosserie (3) du véhicule, et une extrémité extérieure montée à pivotement sur une partie supérieure dudit porte-fusée (2); et un ressort (10) et un amortisseur (8), interposés entre ledit porte-fusée (2) et ladite carrosserie (3) du véhicule; - ladite extrémité avant dudit bras oscillant longitudinal (5) étant attachée à la carrosserie (3) du véhicule, via un accouplement qui s'adapte élastiquement à un déplacement suivant une ligne axiale qui fait un angle par rapport à la direction avant-arrière, l'extrémité arrière de cette ligne axiale étant décalée vers l'axe médian de ladite carrosserie (3) de véhicule. 2. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit accouplement destiné à ladite extrémité avant dudit bras oscillant longitudinal (5) comprend un manchon en caoutchouc (15). 3. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit manchon en caoutchouc (15) est doté d'une forme sensiblement cylindrique, ayant un axe central s'étendant sensiblement dans la direction avant-arrière de la carrosserie (3) du véhicule, la carrosserie du véhicule étant fixée à une des surfaces périphériques intérieure et extérieure dudit manchon en caoutchouc (15), tandis que l'extrémité avant dudit bras oscillant longitudinal (5) est fixée à l'autre desdites surfaces périphériques intérieure et extérieure dudit manchon en caoutchouc (15). 4. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras latéral (6) est conçu pour s'adapter de façon élastique à un déplacement de l'avant à l'arrière de ladite extrémité extérieure dudit bras latéral (6). 5.- Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit bras latéral (6) est constitué d'un organe plat ayant une dimension verticale sensiblement supérieure à sa dimension dans le sens avant-arrière. 6. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite extrémité arrière dudit bras oscillant longitudinal (5) est attachée à ladite partie inférieure du porte-fusée (2), via un axe de pivotement s'étendant sensiblement horizontalement et obliquement par rapport à ladite direction avant- arrière de la carrosserie (3) du véhicule, de manière que la partie arrière dudit axe de pivotement soit décalée vers l'axe median de la carrosserie (3) du véhicule. 7. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras oscillant longitudinal (5) est constitué par un organe tubulaire. 8. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit organe tubulaire est courbé en forme de S lorsqu'on l'observe de dessus. 9. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ressort (10) est constitué d'un ressort hélicoïdal, et ce ressort hélicoïdal et un amortisseur (8) sont disposés en parallèle respectivement à l'avant et à l'arrière de l'axe central de ladite roue (1). 10. - Système de suspension de roue de véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit amortisseur (8) est incliné de sorte que son extrémité supérieure soit décalée vers l'axe médian de la carrosserie (3) du véhicule, et sont extrémité inférieure est reliée à un point adjacent à une partie inférieure dudit porte- fusée (2), tandis que son extrémité supérieure est attachée à une surface inférieure d'un plancher.