Brevet FR2832097A1 — publié le 20030516

La présente invention concerne de manière générale les trains arrière de véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un train arrière de véhicule automobile comprenant, pour chaque roue, un bras transversal arrière et un bras longitudinal, montés pivotants par des liaisons élastiques au châssis du véhicule à l'une de leurs extrémités et au pivot de roue à leurs extrémités opposées, un bras transversal avant monté pivotant par une liaison élastique au châssis du véhicule à l'une de ses extrémités et lié au pivot de roue à son extrémité opposée par une liaison élastique, un amortisseur qui comporte une tige reliée au châssis par une liaison élastique et un corps solidaire du pivot de roue et un ressort hélicoïdal de suspension non coaxial à l'amortisseur. Des trains arrière de ce type sont connus de l'art antérieur, notamment par la demande de brevet français 2 788 473 décrivant un système dont le ressort de suspension prend appui à sa partie inférieure sur un support reliant les deux bras transversaux. Le support s'étend sensiblement longitudinalement par rapport au véhicule et comprend deux parties d'extrémité cylindriques fixées respectivement sur les deux bras transversaux par l'intermédiaire d'articulations élastiques. Le ressort de suspension prend appui à sa partie supérieure sur le châssis du véhicule. On sait par ailleurs que les pivots de roue utilisés couramment dans les trains arrière de véhicules automobiles présentent des formes complexes du fait de leurs multiples liaisons avec d'autres parties du véhicule, et sont généralement des pièces de fonderie. Les trains connus de l'art antérieur sont donc mal adaptés aux pays à faible niveau technologique. Ils présentent des liaisons complexes et fragiles, en particulier entre le support de ressort et les barres transversales, qui nécessitent un personnel technique qualifié pour la maintenance. Par ailleurs les pièces de fonderie sont coûteuses et demandent des infrastructures importantes pour leur production. Des pièces mécanosoudées peuvent être produites beaucoup plus facilement, dans de petits ateliers équipés de moyens limités. Le but de la présente invention est donc de proposer un train arrière simple, bien adapté aux pays en voie de développement, ou plus généralement à des pays où le niveau technique général n'est pas très élevé, mais conservant les caractéristiques intéressantes des trains décrits dans le préambule, à savoir pouvoir être autobraqueur si les barres transversales sont de longueurs différentes, et permettre un gain de place par rapport aux trains classiques à ressort hélicoïdal enroulé autour de l'amortisseur, ce qui permet d'augmenter le volume du coffre. Le train arrière doit en particulier pouvoir être implanté sur des véhicules à roues arrière motrices, comme des 4x4. A cette fin, le train arrière de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le pivot de roue est en forme générale de caisson à plaques de tôles soudées traversé par la partie inférieure du corps d'amortisseur fixée rigidement par soudage au caisson. Dans un mode de réalisation possible, le pivot peut comprendre un caisson central auquel sont liés par des liaisons pivot élastiques les bras transversaux et le bras longitudinal, un caisson arrière auquel est soudé le corps d'amortisseur et une coupelle formant appui pour le ressort de suspension, le caisson arrière et la coupelle étant liés rigidement par soudage au caisson central. Avantageusement, le caisson arrière peut comprendre des plaques supérieure et inférieure reliées par au moins une plaque latérale, la partie inférieure du corps d'amortisseur traversant ces plaques supérieure et inférieure suivant un axe sensiblement vertical et étant soudée à ces plaques supérieure et inférieure. De préférence, le ressort hélicoïdal de suspension peut être en appui par une face d'appui inférieure sur une plaque de fond de la coupelle de forme complémentaire, et par une face d'appui opposée supérieure sur le châssis du véhicule. Par exemple, le caisson central peut comprendre deux plaques latérales transversales avant et arrière reliées par au moins une plaque de liaison latérale côté roue à laquelle est fixé un moyeu porte-fusée de roue, et par une plaque de fond, une face opposée à la roue étant au moins partiellement évidée. Avantageusement, une pièce en équerre peut être liée rigidement au caisson central du côté opposé à la roue, cette pièce en équerre comprenant une plaque verticale située dans le prolongement de la plaque latérale avant du caisson central. De préférence, les bras transversaux avant et arrière peuvent être respectivement montés pivotants par l'une de leurs liaisons élastiques sur la plaque verticale de la pièce en équerre et sur la plaque latérale arrière du caisson central, le bras longitudinal étant monté pivotant par l'une de ses liaisons élastiques sur la plaque de fond du caisson central. Par exemple, la plaque de fond du caisson central peut porter, sur une face inférieure, au moins des première et seconde plaques verticales formant un étrier dans lequel une extrémité du bras longitudinal vient s'articuler. Avantageusement, le caisson arrière peut être soudé sur une face extérieure de la plaque transversale arrière du caisson central. De préférence, la coupelle peut être soudée sur une face extérieure de la plaque transversale avant du caisson central. Avantageusement, le caisson central peut présenter la forme générale d'un parallélépipède rectangle. De préférence, un arbre moteur peut traverser le caisson central en passant par une partie évidée de la face opposée à la roue, l'arbre moteur étant engagé par une extrémité au centre du moyeu porte-fusée de roue. Par exemple, l'axe de l'arbre moteur peut se situer dans le plan médian des plaques transversales avant et arrière du caisson central. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue arrière d'un côté d'un train arrière suivant l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus correspondant à la figure 1, - la figure 3 est une vue de côté suivant la flèche III de la figure 1, - la figure 4 est une vue en perspective du pivot de roue des figures précédentes, - la figure 5 est une vue schématique arrière représentant la cinématique de fonctionnement du train arrière de l'invention ; et - la figure 6 est une vue schématique de dessus suivant la flèche VI de la figure 5. Les figures 1 à 3 représentent un côté d'un train arrière de véhicule automobile du type comprenant, pour chaque roue, deux bras transversaux parallèles avant 2 et arrière 4, et un bras longitudinal 6. Les bras 4 et 6 sont montés pivotants par des liaisons élastiques au châssis 8 du véhicule à l'une de leurs extrémités et au pivot 10 portant la roue à leurs extrémités opposées. Le bras transversal avant 2 est monté pivotant par une liaison élastique au châssis 8 du véhicule à l'une de ses extrémités et est lié au pivot 10 portant la roue à son extrémité opposée. Le train arrière comprend également un amortisseur 12 qui s'étend dans une direction sensiblement verticale et qui comporte une tige 12a reliée au châssis 8 par une liaison élastique et un corps 12b solidaire du pivot 10, et un ressort hélicoïdal de suspension 13 sensiblement vertical et non coaxial à l'amortisseur 12. Selon l'invention, le pivot 10 est en forme générale de caisson construit en tôles soudées. Plus précisément, ce pivot 10 comprend un caisson central 14 auquel sont liés par des liaisons pivot élastiques les bras transversaux avant 2 et arrière 4 et le bras longitudinal 6, un caisson arrière 16 auquel est soudé le corps d'amortisseur 12b et une coupelle 18 formant appui pour le ressort de suspension 13. Le caisson arrière 16 et la coupelle 18 sont liés rigidement par soudage au caisson central 14. D'autres types de liaisons entre les différents éléments du pivot 10 sont possibles, comme par exemple par vissage ou rivetage. Comme on peut le voir sur la figure 4, le caisson arrière 16 comprend une plaque supérieure 16a et une plaque inférieure 16b reliées par au moins une plaque latérale 16c. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la plaque supérieure 16a et la plaque inférieure 16b sont sensiblement horizontales, rectangulaires et parallèles. La plaque latérale 16c est verticale et sensiblement transversale. Les faces longitudinales du caisson 16 sont représentées évidées sur la figure 4 mais peuvent être également constituées par des plaques soudées, par exemple aux plaques supérieure, inférieure et latérale 16a, 16b, 16c. La partie inférieure 12c du corps d'amortisseur 12b traverse la plaque supérieure 16a et la plaque inférieure 16b suivant un axe généralement incliné de quelques degrés par rapport à la verticale. Cette partie inférieure 12c est fixée à la plaque supérieure 16a et à la plaque inférieure 16b par soudage, généralement sur tout le périmètre des intersections entre cette partie inférieure 12c et les plaques. La coupelle 18 comprend une plaque de fond 18a et deux rebords verticaux avant et arrière 18b et 18c respectivement oblique et transversal. Le rebord avant oblique 18b s'écarte du rebord arrière transversal 18c du côté opposé à la roue. La coupelle 18 est ouverte côté roue. La plaque de fond 18a présente donc du côté de la roue la forme d'un trapèze dont la base correspond avec le rebord arrière 18c, qui se prolonge du côté opposé à la roue par une partie en demi-disque 18d. Un rebord 18e relie les rebords avant 18b et arrière 18c en suivant la périphérie de la partie en demi-disque 18d. Le caisson central 14 présente la forme générale d'un parallélépipède rectangle dont la face côté opposé à la roue 14f est évidée. Ce caisson central 14 comprend deux plaques latérales transversales avant et arrière 14a et 14b reliées par une plaque de liaison latérale 14c côté roue, par une plaque supérieure 14d et par une plaque de fond 14e. Un moyeu porte-fusée de roue 20 est rigidement fixé sur la plaque de liaison latérale 14c. Ce moyeu portefusée 20 fait saillie vers l'extérieur du véhicule et est muni d'un flasque 22 recevant le système de freinage de la roue. Le caisson arrière 16 est soudé sur une face extérieure de la plaque transversale arrière 14b du caisson central 14, de telle sorte que la plaque supérieure 16a du caisson arrière 16 soit sensiblement dans le prolongement de la plaque supérieure 14d du caisson central 14. La coupelle 18 est soudée par son rebord arrière 18c sur une face extérieure de la plaque transversale avant 14a du caisson central 14. La plaque de fond 14e du caisson central 14 porte, sur une face inférieure, au moins des première et seconde plaques verticales 26 et 28 formant un étrier 29 traversé par un axe transversal 30. L'axe 30 est entouré d'un manchon élastique 32, autour duquel vient s'articuler une extrémité de la barre longitudinale 6 constituée d'un fourreau métallique. A une extrémité opposée, le bras longitudinal 6 du train arrière est fixé par une articulation élastique 34 à un support 36 solidaire du châssis 8 du véhicule. Une pièce en équerre 24 est liée rigidement au caisson central 14 du côté opposé à la roue, par exemple par soudage. La pièce en équerre 24 comprend une plaque triangulaire 24a horizontale liée par sa base à la plaque de fond 14e, et une plaque rectangulaire 24b verticale liée par un bord horizontal inférieur à la plaque triangulaire 24a et par un bord vertical à la face transversale avant 14a. La pièce en équerre 24 prolonge donc l'angle entre la plaque de fond 14e et la plaque transversale avant 14a du caisson central 14. Le ressort hélicoïdal 13, d'axe sensiblement vertical, est en appui par une face d'appui inférieure 13b dans un relief en creux de forme correspondante ménagé dans la plaque de fond 18a. Une face d'appui supérieure opposée 13a prend appui sur une poutre 38 solidaire du châssis 8 du véhicule. Le relief en creux de la plaque de fond 18a est situé du côté opposé à la roue et s'étend pour une part sur la partie en demi-disque 18d, dont le diamètre correspond au diamètre de la face d'appui 13b. Les deux bras transversaux 2,4 ont leurs extrémités opposées à la roue articulées autour d'un axe commun 40 s'étendant longitudinalement par rapport au véhicule suivant l'axe X-X'et fixé à une traverse d'essieu 42 par l'intermédiaire de deux manchons élastiques d'articulation en caoutchouc 44. Les bras 2 et 4 sont reliés aux faces extérieures respectivement de la plaque verticale 24b de la pièce en équerre 24 et de la plaque transversale arrière 14b du caisson central 14 par l'intermédiaire d'articulations élastiques 46, dont les axes respectifs 48 et 50 sont parallèles à l'axe X-X'de pivotement des deux bras. Le bras avant 2 est de plus courte longueur que le bras arrière 4. Il est à noter que les positions verticales respectives des articulations 46 des bras transversaux avant 2 et arrière 4, du caisson arrière 16 et de la coupelle 18 permettent un débattement des bras 2 et 4 dans un plan vertical sans interaction possible respectivement avec la coupelle 18 et le caisson arrière 16. Un arbre moteur 52 traverse le caisson central 14 en passant par la face opposée à la roue 14f évidée, pour venir s'engager par une extrémité au centre du moyeu porte-fusée de roue 20. L'axe de l'arbre moteur 52 se situe sensiblement dans le plan médian des plaques transversales avant et arrière 14a et 14b du caisson 14. Une barre anti-dévers 54 est reliée au corps de l'amortisseur 12b par l'intermédiaire d'une biellette 56, cette barre antidévers 54 étant articulée dans un palier 58 fixé au châssis 8 du véhicule. La cinématique de fonctionnement du train arrière ci-dessus décrit va être maintenant expliquée en liaison avec les figures 5 et 6. Lorsque le véhicule se déplace dans un virage à droite, l'ensemble formant essieu arrière gauche représenté aux figures 1 à 4 entre dans une phase dite d'attaque et se déforme suivant la cinématique propre à cet essieu. Plus particulièrement, les deux bras de longueurs différentes 2,4 permettent, par leurs articulations élastiques lors de la phase d'attaque, c'est-à-dire lorsque l'essieu tourne autour de l'axe X-X' en se déplaçant vers le haut comme représenté en figure 5 tout en gardant l'axe de roue Z-Z1 dans un plan parallèle au sol, une rotation du plan de roue P vers l'intérieur du véhicule, déterminant ainsi un angle de pincement Q comme représenté en figure 6 pour permettre au véhicule d'adopter un comportement sous-vireur, favorisant ainsi la tenue de route du véhicule. La possibilité de conserver l'axe de roue Z-Zl dans un plan parallèle au sol lors de la déformation géométrique de l'essieu arrière est due à la liaison décrite ci-dessus du pivot de roue 10 au corps 12b de l'amortisseur 12. Les figures 5 et 6 permettent de constater que lors du déplacement vers le haut des deux bras 2,4 à partir de leur position horizontale sensiblement dans un même plan, la valeur de l'arc de cercle AA1 (vu en projection sur un plan horizontal comme représenté en figure 6) du déplacement de l'extrémité du bras 4 de plus grande longueur est inférieure à la valeur de l'arc de cercle BB2 (vu en projection sur un plan horizontal comme représenté en figure 6) du déplacement de l'extrémité du bras de plus courte longueur 2, ce qui se traduit par la valeur d'angle a supérieure à la valeur d'angle ss, correspondant ainsi au but recherché, à savoir l'obtention de l'angle de pincement Q de la roue. Si les bras 2,4 étaient restés dans un même plan lors du déplacement de l'extrémité du bras 4 du point A au point Al, l'arc de cercle AA1 aurait été supérieur à l'arc de cercle BB1 (toujours vu en projection sur un plan horizontal comme représenté en figure 6), ce qui se serait traduit par ro Dans d'autres modes de réalisation, le train arrière selon l'invention peut être sur-vireur ou neutre si la barre avant 2 est respectivement plus longue que la barre arrière 4 ou de longueur égale. La présente invention couvre bien entendu toutes les variantes de réalisation. En particulier, la face opposée à la roue 14f du caisson central 14 peut être partiellement pleine dans sa partie supérieure pour augmenter la rigidité du pivot 10, un espace évidé subsistant dans la partie inférieure pour laisser passer l'arbre moteur 52. On conçoit donc bien que le train arrière selon l'invention, simple de construction, est bien adapté à des pays de niveau technologique peu élevé, en particulier pour des véhicules à roues arrière motrices comme les 4x4. REVENDICATIONS 1. Train arrière de véhicule automobile comprenant, pour chaque roue, un bras transversal arrière (4) et un bras longitudinal (6), montés pivotants par des liaisons élastiques au châssis (8) du véhicule à l'une de leurs extrémités et au pivot (10) de roue à leurs extrémités opposées, un bras transversal avant (2) monté pivotant par une liaison élastique au châssis (8) du véhicule à l'une de ses extrémités et lié au pivot (10) de roue à son extrémité opposée par une liaison élastique, un amortisseur (12) qui comporte une tige (12a) reliée au châssis (8) par une liaison élastique et un corps (12b) solidaire du pivot de roue (10), et un ressort hélicoïdal de suspension (13) non coaxial à l'amortisseur, caractérisé en ce que le pivot de roue (10) est en forme générale de caisson à plaques de tôles soudées traversé par la partie inférieure du corps d'amortisseur (12b) fixée rigidement par soudage au caisson (10). 2. Train arrière suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pivot (10) comprend un caisson central (14) auquel sont liés par des liaisons pivot élastiques les bras transversaux (2,4) et le bras longitudinal (6), un caisson arrière (16) auquel est soudé le corps d'amortisseur (12b) et une coupelle (18) formant appui pour le ressort de suspension (13), le caisson arrière (16) et la coupelle (18) étant liés rigidement par soudage au caisson central (14). 3. Train arrière suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le caisson arrière (16) comprend des plaques supérieure (16a) et inférieure (16b) reliées par au moins une plaque latérale (16c), la partie inférieure du corps d'amortisseur (12b) traversant ces plaques supérieure (16a) et inférieure (16b) suivant un axe sensiblement vertical et étant soudée à ces plaques supérieure (16a) et inférieure (16b). 4. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal de suspension (13) est en appui par une face d'appui inférieure (13b) sur une plaque de fond (18a) de la coupelle (18) de forme complémentaire, et par une face d'appui opposée supérieure (13a) sur le châssis (8) du véhicule. 5. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le caisson central (14) comprend deux plaques latérales transversales avant (14a) et arrière (14b) reliées par au moins une plaque de liaison latérale (14c) côté roue à laquelle est fixé un moyeu porte-fusée de roue (20), et par une plaque de fond (14e), une face opposée à la roue (14f) étant au moins partiellement évidée. 6. Train arrière suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'une pièce en équerre (24) est liée rigidement au caisson central (14) du côté opposé à la roue, cette pièce en équerre (24) comprenant une plaque verticale (24b) située dans le prolongement de la plaque latérale avant (14a) du caisson central (14). 7. Train arrière suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les bras transversaux avant (2) et arrière (4) sont respectivement montés pivotants par l'une de leurs liaisons élastiques sur la plaque verticale (24b) de la pièce en équerre (24) et sur la plaque latérale arrière (14b) du caisson central (14), le bras longitudinal (6) étant monté pivotant par l'une de ses liaisons élastiques sur la plaque de fond (14e) du caisson central (14). 8. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la plaque de fond (14e) du caisson central porte, sur une face inférieure, au moins des première et seconde plaques verticales (26,28) formant un étrier (29) dans lequel une extrémité du bras longitudinal (6) vient s'articuler. 9. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le caisson arrière (16) est soudé sur une face extérieure de la plaque transversale arrière (14b) du caisson central (14). 10. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la coupelle (18) est soudée sur une face extérieure de la plaque transversale avant (14a) du caisson central (14). 11. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le caisson central (14) présente la forme générale d'un parallélépipède rectangle. 12. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'un arbre moteur (52) traverse le caisson central (14) en passant par une partie évidée de la face opposée à la roue (14f), l'arbre moteur (52) étant engagé par une extrémité au centre du moyeu porte-fusée de roue (20). 13. Train arrière suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'axe de l'arbre moteur (52) se situe dans le plan médian des plaques transversales avant (14a) et arrière (14b) du caisson central (14).