Brevet FR2796006A1 — publié le 20010112

L'invention se rapporte à un train arrière pour véhicule automobile. Elle concerne plus précisément un train arrière pour véhicule automobile du type comportant un essieu constitué de deux bras tirés reliés entre eux par un profil déformable en torsion et très rigide en flexion, des moyens pour monter ledit essieu sous la caisse dudit véhicule et deux lames ressort longitudinales logeant en partie dans lesdits bras et dont les extrémités coopèrent respectivement avec ladite caisse et lesdits bras afin d'assurer la suspension. Le rôle du profil déformable en torsion et très rigide en flexion est d'assurer le roulis du véhicule. Un tel train arrière est connu notamment par les documents FR A 2 662 643 et FR A 2 666 279. Dans ces deux documents, l'essieu est articulé à sa partie avant par des axes situés à l'extrémité avant des bras sur des paliers fixés sous la caisse du véhicule. Ces paliers immobilisent également les extrémités avant des lames de ressort. Ces paliers supportent au niveau des articulations tous les efforts transmis par le train arrière à la caisse, c'est-à-dire notamment les efforts transversaux subis par les roues et les efforts longitudinaux de freinage. Les lames de ressort, quant à elles, n'assurent que la fonction de suspension des roues, et sont soumises à des efforts verticaux variables en fonction de l'état de la chaussée et de la charge du véhicule, les couples résultant de ces efforts étant repris par les paliers qui doivent donc être des pièces robustes réalisées, par exemple, en métal coulé ou en tôle d'acier soudée de forte épaisseur. Du fait que l'essieu est fixé à la caisse par deux axes transversaux et coplanaires, le profil reste sensiblement parallèle à ces axes, quel que soit l'effort de torsion subi. Cette construction nécessite de prévoir, sur les bras, des joues dans lesquelles sont ménagés des alésages pour le passage des axes d'articulation, et la fabrication de paliers robustes. L'invention s'est donné pour but de proposer un train arrière, tel que mentionné en introduction, dans lequel les articulations de l'essieu sur la caisse sont supprimées. L'invention s'est également donné pour but de proposer un train arrière dans lequel le profil reliant les bras ait un degré de liberté supplémentaire par rapport au châssis, avec un gain d'encombrement, une architecture simplifiée, un gain de poids et un coût diminué. Le but est atteint selon l'invention, par le fait que le train arrière proposé est caractérisé en ce que les moyens pour monter l'essieu sous la caisse sont constitués uniquement par lesdites lames, l'une des extrémités de ces dernières étant rigidement fixée à l'un des deux éléments, caisse ou bras correspondant, et l'autre extrémité étant fixée à l'autre desdits éléments, de manière à supporter au moins les efforts longitudinaux transmis par l'essieu. Selon un mode de réalisation simplifié de l'invention, les extrémités de chaque lame sont rigidement fixées respectivement sous la caisse et dans le bras correspondant au moyen de brides. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, chaque lame est rigidement fixée par l'une de ses extrémités à l'un des éléments, caisse ou bras correspondant, au moyen d'une bride, et est fixée par l'autre de ses extrémités à l'autre desdits éléments au moyen d'une articulation élastique, ledit autre élément comportant en outre un patin en appui sur la face supérieure de ladite lame. L'articulation élastique permet de filtrer les vibrations transmises par les roues. Avantageusement, le patin présente une surface d'appui convexe afin de régler la raideur de ladite lame. De préférence, l'articulation élastique comporte une broche solidaire de l'autre desdits éléments, bras correspondant ou caisse, qui loge dans un alésage traversant ménagé à l'extrémité correspondante de la lame, avec interposition d'un manchon en élastomère qui assure le filtrage des vibrations et le déport éventuel de la caisse par rapport à l'essieu. Selon une autre caractéristique de ce mode préféré de réalisation, les axes des deux broches sont inclinés par rapport à la direction transversale définie par les deux articulations dans un plan horizontal et se coupent dans le plan médian du véhicule. De préférence, les axes des broches sont inclinées de manière à se couper en un point 0 du côté avant du véhicule par rapport aux articulations. De préférence, les perpendiculaires aux axes des broches dans le plan horizontal, se coupent en un point 01 à l'arrière de l'axe de rotation des roues. Les articulations présentent alors selon leurs axes longitudinaux une grande flexibilité et, suivant la direction perpendiculaire, une faible flexibilité. Ces caractéristiques permettent lors du déport de la caisse dans un virage, sous l'effet de la force centrifuge, de faire pivoter très légèrement l'essieu dans le sens du virage, c'est-à-dire dans le même sens que les roues directrices. L'angle d'inclinaison de l'axe de chaque broche par rapport à la direction transversale dépend de la géométrie du train. Les lames sont réalisées de préférence en matériau composite. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de la partie arrière d'un châssis de véhicule sur lequel est monté un train arrière de suspension de roues selon un mode simplifié de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue de dessus du train arrière de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue latérale de la partie arrière du châssis et du train arrière; la figure 5 est une vue de dessus, partiellement arrachée, d'un train arrière de suspension selon un mode préféré de réalisation; la figure 6 est une coupe selon un plan vertical passant par la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 montre la configuration du véhicule lorsqu'elle avance en ligne droite; et la figure 8 montre la configuration du train arrière lorsque le véhicule tourne à droite, les lignes en pointillées montrant la configuration du train arrière, en l'absence d'articulations élastiques obliques à l'une des extrémités des lames. Dans les deux modes de réalisation décrits ci-dessus, les éléments identiques portent les mêmes références. La référence 1 représente le châssis arrière d'un véhicule qui comporte une traverse 2 reliant un longeron 3a disposé à droite du véhicule et un longeron 3b disposé à gauche, la droite et la gauche étant définies par rapport au sens de déplacement normal vers l'avant du véhicule. La référence 4 représente le train arrière du véhicule. Ce train arrière comporte un essieu 5 constitué par deux bras tirés, 6a à droite et 6b à gauche, reliés à leur extrémité avant par un profil 6 déformable en torsion et très rigide en flexion. Les bras tirés 6a et 6b comportent à leur extrémité arrière des moyens 7a, 7b pour la fixation des fusées des roues arrière 8a et 8b, ainsi que des moyens 9a, 9b pour la fixation de l'extrémité inférieure d'amortisseurs 10a, 10b dont les extrémités supérieures sont ancrées sur les longerons 3a, 3b ou sur des prolongements des longerons 3a, 3b, qui s'étendent à l'arrière de la traverse 2. L'essieu 4 est réalisé en métal de manière traditionnelle. Le profil 6 présente de préférence une section en U ouverte vers l'arrière et les bras 6a et 6b comportent une ouverture vers l'avant. La fixation de l'essieu 4 sur le châssis 1 est réalisée au moyen de deux lames de ressort 11a et 11b, réalisées de préférence en matériau composite, mais qui pourraient également être des lames de ressort en acier. L'intérêt de lames en matériau composite est de permettre le filtrage des vibrations transmises par les roues 8a et 8b au cours de leur roulement sur la chaussée 12. Le rôle des lames 11a et lib est de réaliser la suspension élastique du châssis 1 et de retenir l'essieu 5 sans la présence d'axes d'articulation entre l'essieu 5 et la traverse 2. Selon un mode simplifié de réalisation montré sur les figures 1 à 4, chaque lame de ressort 11a et 11b est rigidement fixée par son extrémité arrière à l'intérieur du bras correspondant 6a et 6b au moyen d'une bride et est également rigidement fixée par son extrémité avant dans un logement ménagé dans la traverse 2 au moyen d'une deuxième bride. Selon un mode préféré de réalisation montré sur les figures 5 et 6, chaque lame 11a, 11b est rigidement fixée par l'une de ses extrémités soit dans le bras tiré correspondant 6a et 6b, soit sur la traverse 2 au moyen d'une bride et est fixée sur l'autre élément, traverse 2 ou bras tiré correspondant 6a et 6b, au moyen d'une articulation élastique, cet autre élément comportant dans ce cas un patin 14 en appui sur la face supérieure 15 de la lame 11a, 11b. Comme on le voit sur les figures 5 et 6, l'extrémité arrière des lames 11a et llb est fixée dans le bras tiré 6a, 6b au moyen d'une bride 16. Cette bride 16 est réalisée par emboutissage des tôles constitutives du bras 6a, 6b et présente deux parois 16a, 16b distantes de l'épaisseur du bras 6a, 6b, dans lesquelles sont ménagés en correspondance trois orifices 17a, 17b, 17c disposés sensiblement en triangle pour le passage de broches de serrage. L'un des orifices 17a est ménagé en correspondance avec un trou traversant 18 prévu à l'extrémité arrière de la lame 6a, 6b. Les deux autres orifices 17b, 17c sont disposés respectivement à droite et à gauche de la lame 6a, 6b. L'extrémité avant 19 de chaque lame 6a, 6b comporte un trou traversant 20 disposé dans un plan horizontal, dans lequel loge une broche 21 avec interposition d'un manchon en élastomère 22 qui réalise le filtrage des vibrations transmises par la lame 6a, 6b, ainsi que l'articulation élastique. La broche 21 est en appui à ses extrémités sur deux flasques 23a, 23b solidaires de la traverse 2 et qui s'étendent sous cette dernière. Les flasques 23a et 23b sont sans contact avec les bords latéraux 24a, 24b de la lame 6a, 6b correspondante afin de permettre un léger déport du châssis 1 par rapport au train arrière 4 dans les virages sous l'action de la force centrifuge. Le patin 14, qui est en appui sur la face supérieure 15 de la lame correspondante 6a, 6b, est solidaire de la partie arrière des flasques 23a et 23b. Ce patin 14 présente une surface d'appui convexe afin de régler la raideur de la lame 6a, 6b. Ainsi que cela se voit sur la figure 5, le trou traversant 20 et la broche 22 sont coaxiaux et leur axe commun 25 est situé dans un plan horizontal fait un angle ca avec la ligne transversale 26 reliant les points médians 27a, 27b des deux articulations élastiques. La valeur de l'angle oa dépend de la géométrie du train arrière 4. La figure 7 montre la configuration géométrique du train arrière 4 par rapport au châssis 1 en l'absence de forces latérales, de forces centrifuges notamment. Dans cette configuration, la ligne transversale 26 est perpendiculaire à l'axe 28 longitudinal médian du véhicule. Les axes 25 des deux broches 22 sont symétriques par rapport à l'axe 28, et se coupent au point 0 situé sur l'avant du véhicule par rapport à la ligne transversale 26. Les axes horizontaux 31a et 31lb perpendiculaires aux axes 25 des deux broches 22 et tirés à partir des points médians 27a et 27b des deux articulations sont symétriques par rapport à l'axe médian 28 du véhicule et se coupent au point 01 situé à l'arrière du véhicule, derrière les axes de rotations des roues arrière 8a, 8b. Lorsque le véhicule est soumis à une force centrifuge Fc, voir figure 8, par suite d'un virage à droite par exemple, une force opposée Fr est appliquée par la chaussée sur les roues 8a, 8b. Les points médians 27a et 27b se déplacent le long des axes 25 des broches 22, ainsi que cela est montré sur la figure 8, et la ligne transversale 26 s'incline d'un angle f3 par rapport à sa position antérieure 26'. L'essieu 5 s'incline également d'un angle 3 par rapport à sa position antérieure. Il en est de même des roues arrière 8a et 8b qui pivotent ainsi légèrement dans le sens du virage, c'est-à-dire dans le même sens que les roues directrices avant 30a et 30b. REVENDICATIONS 1. Train arrière pour véhicule automobile du type comportant un essieu (5) constitué de deux bras tirés (6a, 6b) reliés entre eux par un profil (6) déformable en torsion et très rigide en flexion, des moyens pour monter ledit essieu (5) sous la caisse (2) dudit véhicule et deux lames (11a, 11b) ressort longitudinales logeant en partie dans lesdits bras (6a, 6b) et dont les extrémités coopèrent respectivement avec ladite caisse et lesdits bras (6a, 6b) afin d'assurer la suspension, caractérisé par le fait que les moyens pour monter l'essieu (5) sous la caisse (2) sont constitués uniquement par lesdites lames (11a, 11b), l'une des extrémités de ces dernières étant rigidement fixée à l'un des deux éléments, caisse (2) ou bras (6a, 6b) correspondant, et l'autre extrémité étant fixée à l'autre desdits éléments, de manière à supporter au moins les efforts longitudinaux transmis par l'essieu. 2. Train arrière selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les extrémités de chaque lame (la, 11b) sont rigidement fixées respectivement sous la caisse (2) et dans le bras (6a, 6b) correspondant au moyen de brides. 3. Train arrière selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque lame (11a, 11b) est rigidement fixée par l'une de ses extrémités à l'un des éléments, caisse (2) ou bras correspondant (6a, 6b), au moyen d'une bride (16), et est fixée par l'autre de ses extrémités à l'autre desdits éléments au moyen d'une articulation élastique (20, 21, 22), ledit autre élément comportant en outre un patin (14) en appui sur la face supérieure (15) de ladite lame (11a, 11b). 4. Train arrière selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le patin (14) présente une surface d'appui convexe afin de régler la raideur de ladite lame. 5. Train arrière selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que l'articulation élastique comporte une broche (21) solidaire de l'autre desdits éléments, bras correspondant (6a, 6b) ou caisse (2), qui loge dans un alésage (20) traversant ménagé à l'extrémité correspondante de la lame (11a, 11b), avec interposition d'un manchon (22) en élastomère qui assure le filtrage des vibrations et le déport éventuel de la caisse (2) par rapport à l'essieu (5). 6. Train arrière selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les axes (25) des deux broches (21) sont inclinés dans un plan horizontal par rapport à la direction transversale (26) définie par les deux articulations et se coupent dans le plan médian du véhicule. 7. Train arrière selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les axes (25) des broches (21) sont inclinées de manière à se couper en un point 0, du côté avant du véhicule par rapport aux articulations. 8. Train arrière selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les perpendiculaires (31a, 31b) aux axes (25) des broches (21), dans un plan horizontal, se coupent en un point 01 à l'arrière de l'axe de rotation des roues (8a, 8b) montées sur ledit essieu. 9. Train arrière selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les lames (1la, 11 b) sont réalisées en matériau composite.