Brevet FR2782951A1 — publié le 20000310

L'invention concerne un système passif d'amortissement de roulis pour essieux rigides et suspensions à roues indépendantes, comprenant un stabilisateur à barre de torsion monté oscillant sur la carrosserie du véhicule et orienté à peu près transversalement à la direction longitudinale du véhicule, dont la barre de torsion présente, aux extrémités, au moins deux bras formant leviers, qui sont horizontaux ou approximativement horizontaux à la position neutre du véhicule, au moins un bras formant levier étant en liaison fonctionnelle, par l'in- termédiaire d'une bielle de couplage disposée verticalement ou à peu près verticalement, avec une extrémité libre de l'essieu rigide ou avec une partie de guidage de roue d'une suspension de roue indépendante d'un essieu de véhicule. Un amortissement de roulis accordable indépendamment de l'amortissement des mouvements verticaux est souhaitable pour tous les types de suspensions d'essieux et de roues. S'agissant des essieux arrière par exemple, un rapport géométrique entre l'amortissement des mouvements verticaux et l'amortissement du roulis peut être établi selon l'exemple d'essieux rigides. Pour les suspensions à roues indépendantes, il faut d'abord, par une comparaison géométrique, établir la distinction entre l'état à mouvements de suspension (verticaux) dans le même sens sur les deux côtés du véhicule et l'état à mouvements de suspension alternatifs sur l'un et l'autre côté, avant qu'un amortissement de roulis ne soit réalisable. Comme un stabilisateur à barre de torsion reste nécessaire pour de nombreux types d'essieux, il est tentant d'incorporer un tel stabilisateur dans un système d'amortissement de roulis. Une telle incorporation est connue, pour un système actif de contrôle de roulis, par le document EP 0 829 383 A2. L'objet de ce document est un stabilisateur en U possédant deux branches dont l'une agit par l'intermédiaire d'une bielle de couplage sur un côté de l'essieu, tandis que l'autre branche est couplée par l'intermédiaire d'un organe de réglage à l'autre côté de l'essieu. L'organe de réglage, lequel peut être bloqué électriquement, et la barre de torsion sont montés l'un derrière l'autre. L'invention vise à créer un système passif d'amortissement de roulis qui puisse être accordé dans une mesure largement indépendante de l'amortissement des mouvements verticaux (de rebondissement ou de pompage) du véhicule. L'invention procure ce résultat par les moyens indiqués ci-après. Chaque bras formant levier du stabilisateur à barre de torsion, stabilisateur qui est essentiellement en U, est en liaison fonctionnelle, par l'intermédiaire d'une bielle de couplage orientée à peu près verticalement, avec une extrémité libre respective de l'essieu rigide ou avec une partie de guidage de roue respective d'une suspension de roue individuelle d'un essieu de véhicule. Parallèlement au stabilisateur à barre de torsion, est placé un sUpport rigide en torsion et à peu près en U, qui est composé d'une pièce de liaison et de deux bras en porte-à- faux dépassant de cette pièce et parallèles ou approximativement parallèles, la pièce de liaison rigide en torsion étant parallèle à la barre de torsion et les bras en porte-à- faux étant parallèles ou à peu près parallèles aux bras formant leviers. Aux bras en porte-à-faux individuels, sont articulés des éléments intermédiaires orientés à peu près verticalement et qui, à leurs extrémités libres, sont reliés de façon articulée, directement ou par l'intermédiaire d'une partie d'essieu, aux bielles de couplage respectivement voisines, au moins un élément intermédiaire étant un amortisseur de chocs. Toutes les indications d'orientation des bras formant leviers, des bras en porte-à-faux, des bielles de couplage et des éléments intermédiaires dans le présent mémoire, comme par exemple "horizontaux" ou "verticaux", se réfèrent à la position neutre du véhicule automobile. Sur le dessin montrant l'exemple de réalisation décrit plus en détail par la suite, les bras formant leviers et les bras en porte-à-faux sont représentés parallèles entre eux et en même temps juxtaposes. Comme les différentes indications d'orientation se réfèrent aux lignes d'action ou lignes médianes géométriques, les bras en porte-à-faux et les bras formant leviers peuvent aussi être parallèles entre eux sans être juxtaposes. Comme éléments intermédiaires, placés entre les bras en porte-à-faux du support et les parties d'essieu portant ou guidant les roues, on a prévu un ou deux éléments d'amortissement ou amortisseurs de chocs par essieu. Si seulement un bras en porte-à-faux du support est couplé à un amortisseur, l'autre élément intermédiaire est une bielle de couplage par exemple. S'il y a deux amortisseurs de roulis' par essieu, on peut toutefois utiliser des amortisseurs ayant une course plus courte. La pièce de liaison, constituée éventuellement par un tube, et la barre de torsion ont par exemple le même axe d'oscillation. Cette solution fait gagner beaucoup de place de montage. De plus, on peut généralement continuer ainsi à se servir des bielles de couplage employées pour le stabilisateur en U utilisé jusqu'à présent puisqu'il y a seulement peu de changement dans la géométrie des branches ou bras formant leviers du stabilisateur. De cette manière, le système d'amortissement de roulis selon l'invention peut être mis en place, par des moyens simples, sur de nombreuses suspensions à roues indépendantes et de nombreux essieux rigides. Il va de soi que la pièce de liaison peut aussi être montée décalée par rapport à la barre de torsion. Le dispositif proposé apporte, en raison de la combinaison particulière du stabilisateur et du support, une suspension de roulis avec un amortissement monté en parallèle et indépendant. Le stabilisateur en U et le support ne sont pas directement couplés entre eux, de sorte que, dans le cas idéal, la suspension de roulis est désaccouplée de l'amortissement. Ceci a notamment l'avantage que même dans le cas d'un élément d'amortissement usagé, l'action du stabilisateur, relativement à la course élastique, est conservée sans restriction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, faite en référence à la représentation schématique de la figure unique du dessin annexé, montrant un stabilisateur avec deux amortisseurs de roulis. La figure représente un système d'amortissement de roulis comprenant un stabilisateur en U en deux parties. Plus exactement, le stabilisateur est composé d'une part d'une barre de torsion 11, sur laquelle sont formées deux branches constituant des bras formant leviers 12 et 13, d'autre part d'un support 20 en U. La barre de torsion 11, pouvant être animée d'une torsion, est par exemple un fil d'acier à ressort de section ronde. Cette barre est montée oscillante, à ses extrémités, autour d'un axe d'oscillation 19, sur la carrosserie 5 du véhicule automobile. Les paliers d'oscillation 16 et 17 du stabilisateur peuvent contenir des éléments de caoutchouc. L'axe d'oscillation 19 est généralement orienté transversalement à la direction longitudinale 4 du véhicule - la référence 4 sur le dessin désigne aussi le plan longitudinal vertical du véhicule et la direction de marche - et parallèlement à la surface de la chaussée. Selon la figure, la barre de torsion 11 se raccorde directement, à ses deux extrémités, aux bras formant leviers 12 et 13. Lorsque le véhicule est en position neutre, les bras 12, 13 sont orientés par exemple horizontalement ou à peu près horizontalement et sont parallèles. A leurs extrémités libres, ils sont reliés chacun, de façon articulée, à une bielle de couplage 31 ou 32. Ces bielles sont orientées à peu près verticalement par exemple et s'appuient, également par l'intermédiaire de liaisons articulées, sur des parties d'essieu 1 ou 2 correspondantes, par exemple sur des bras oscillants transversaux, des support de roues ou analogues. Le support 20 est constitué d'une pièce de liaison 21 rigide en torsion et de deux bras en porte- à-faux 22 et 23 dépassant des extrémités de cette pièce de liaison et reliés rigidement en rotation à elle. Dans l'exemple montré ici, la pièce de liaison 21 est un tube disposé coaxial à la barre de torsion 11 qui le porte. Les bras 22 et 23 sont, par exemple, des plaques planes ou profilées réalisées à leurs extrémités libres comme des points d'articulation. La pièce de liaison 21 est montée oscillante sur la barre de torsion 11 dans la zone de ses extrémités, à proximité des paliers d'oscillation 16, 17 du stabilisateur, plus précisément dans des paliers d'oscillation 27 et 28 du support. Les paliers 27, 28 sont par exemple des paliers à roulement, des paliers lisses, des paliers d'oscillation en caoutchouc ou un matériau ayant l'élasticité du caoutchouc, ou des paliers analogues. Les paliers d'oscillation du support 27, 28 et les paliers d'oscillation du stabilisateur 16, 17, pouvant avoir une structure comparable, contiennent éven- tuellement aussi des composants de guidage axial. Au cas o les paliers d'oscillation du support 27, 28 contiennent des éléments doués d'élasticité caoutchoutique et ayant une rigidité en torsion préfixée, il faut tenir compte de cette rigidité en torsion dans le dimensionnement des amortisseurs de roulis. En variante par rapport au montage oscillant coaxial du support 20 et du stabilisateur 10, ces deux parties du système peuvent aussi être disposées parallèlement sur la carrosserie du véhicule, à une distance l'une de l'autre correspondant au double de la longueur des bras formant leviers, par exemple à la même hauteur. Les deux bras en porte-à-faux 22, 23 du support 20 s'appuient chacun par l'intermédiaire d'un amortisseur de roulis 33 ou 34 sur une partie d'essieu 1 ou 2, pouvant être constituée par exemple par un bras oscillant transversal. Les amortisseurs de roulis 33 et 34 sont des éléments d'amortissement réalisés en particulier sous la forme d'amortisseurs de chocs et correspondant aux éléments intermédiaires dont il a été question précédemment. Les amortisseurs 33, 34, exécutés par exemple comme des amortisseurs bitube sans pression, sont montés de façon articulée sur les parties d'essieu 1, 2. Chaque articulation possède généralement au moins un degré de liberté; éventuellement, une articulation de partie d'essieu peut recevoir à la fois un amortisseur de roulis et la bielle de couplage correspondante. Quand le véhicule est en position neutre, les pistons des amortisseurs 33, 34 sont à mi-course et orientés verticalement par exemple. Afin d'obtenir à peu près les mêmes multiplications/démultiplications par la partie d'essieu 1, 2 pour les amortisseurs de roulis ou les éléments intermédiaires 33, 34 et pour les bielles de couplage 31, 32, les points d'articulation inférieurs 8, 9 et 6, 7 des amortisseurs 33, 34 et des bielles 31, 32 sont disposés aussi proches l'un de l'autre que possible, par paire, sur les bras oscillants transversaux 1, 2, ainsi que le montre la figure. Lors d'un mouvement idéal identique de compression ou de détente de suspension des bras oscillants transversaux 1 et 2, dans la plage verticale d'oscillation indiquée à droite et désignée par 3 pour le bras oscillant transversal 2, les bras formant leviers 12, 13 et les bras en porte-à-faux 22, 23 sont tournés d'un même angle autour de l'axe d'oscillation 19, lequel est commun à la pièce de liaison 21 et à la barre de torsion 11, de sorte que le stabilisateur 10 et le support 20 oscillent comme un ensemble vers le bas ou le haut. Une réaction sur la suspension des mouvements verticaux du véhicule est exclue. Lors d'un mouvement de compression ou de dé- tente unilatéral ou alternatif - d'un côté et de l'autre du véhicule - des bras oscillants transversaux 1 et 2, le bras formant levier 13, représenté à droite, oscille vers le bas par exemple, tandis que le bras formant levier 12, représenté à gauche, oscille vers le haut. La barre de torsion 11 est alors animée d'une torsion entre les bras 12 et 13. La barre 11 agit à ce moment comme un ressort de torsion. Comme les bras oscillants transversaux 1, 2 sont directement couplés par le support 20 et les amortisseurs de roulis 33, 34, l'amortisseur droit 34 est étendu, pendant que l'amortisseur gauche 33 est comprimé du fait que la partie de liaison 21 est rigide en torsion. Dans le cas idéal, lorsque les courses de détente et de compression de suspension, ainsi que les vitesses angulaires des bras oscillants transversaux 1, 2 ont les mêmes valeurs sur chaque côté, les bras en porte-à-faux 22, 23 restent approximativement à leurs positions initiales horizontales. Le support 20 n'effectue pas de mouvement d'oscillation dans ce cas, bien que les bras 12 et 13 soient animés d'oscillations dans des sens contraires. De plus, les amortisseurs de roulis se partagent au moins à peu près à parts égales la totalité de la course d'amortissement. L'effet d'amortissement des amortisseurs de roulis 33, 34 est complètement découplé de l'effet d'amortissement des amortisseurs - non représentés - pour les mouvements verticaux (rebondissement ou pompage) du véhicule dans la mesure o les points d'articulation 6, 8 et 7, 9 présentent au moins approximativement la même distance du milieu de l'essieu, transversalement à la direction de marche 4. S'il n'en est pas ainsi, on obtient, sur les bras oscillants transversaux 1, 2, des multipli- cations/démultiplications de course différentes entre les bielles de couplage et les amortisseurs de roulis, un changement de la différence de multiplica- tion/démultiplication s'accompagnant d'une superposition de l'amortissement des mouvements verticaux et de l'amortissement du roulis. REVRNDTCATTONS 1. Système passif d'amortissement de roulis pour essieux rigides et suspensions à roues indépen- dantes, comprenant un stabilisateur à barre de torsion monté oscillant sur la carrosserie du véhicule et orienté à peu près transversalement à la direction longitudinale du véhicule, dont la barre de torsion présente, aux extrémités, au moins deux bras formant leviers, qui sont horizontaux ou approximativement horizontaux à la position neutre du véhicule, au moins un bras formant levier étant en liaison fonctionnelle, par l'intermédiaire d'une bielle de couplage disposée verticalement ou à peu près verticalement, avec une extrémité libre de l'essieu rigide ou avec une partie de guidage de roue d'une suspension de roue indépendante d'un essieu de véhicule, caractérisé en ce que - chaque bras formant levier (12, 13) de la barre de torsion (11) est en liaison fonctionnelle, par l'intermédiaire d'une bielle de couplage orientée à peu près verticalement, avec une extrémité libre respective de l'essieu rigide ou une partie de guidage de roue (1, 2) respective d'une suspension de roue individuelle d'un essieu de véhicule, - parallèllement au stabilisateur à barre de torsion (10), est placé un support (20) rigide en torsion, à peu près en U, qui est composé d'une pièce de liaison (21) et de deux bras en porte-à-faux (22, 23) qui dépassent de cette pièce et sont parallèles ou à peu près parallèles, la pièce de liaison (21) rigide en torsion étant parallèle à la barre de torsion (11) et les bras en porte-à-faux (22, 23) étant parallèles ou à peu près parallèles aux bras formant leviers (12, 13), et - aux bras en porte-à-faux (22, 23) individuels, sont articulés des éléments intermédiaires (33, 34), orientés à peu près verticalement, qui, à leurs extrémités libres, sont reliés de façon articulée, directement ou par l'intermédiaire d'une partie d'essieu (1, 2), aux bielles de couplage (31, 32) respectives voisines, au moins un élément intermédiaire (33, 34) étant un amortisseur de chocs. 2. Système passif d'amortissement de roulis selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un amortisseur de chocs (33, 34) est disposé sur chaque bras en porte-à-faux (22, 23). 3. Système passif d'amortissement de roulis selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'amortissement (33) est un amortisseur de chocs. 4. Système passif d'amortissement de roulis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les multiplications/démultiplications de course par la partie d'essieu (1, 2) sont approximativement égales pour les éléments intermédiaires (33, 34) et les bielles de couplage (31, 32)