Brevet FR2832101A1 — 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, deux bras transversaux avant et arrière, montés pivotant 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 longitudinal dont l'une de ses extrémités est montée pivotante au châssis par une liaison élastique et l'autre extrémité est liée au pivot de roue par une liaison élastique, et une suspension à ressort de suspension et amortisseur qui comporte une tige reliée au châssis par une liaison élastique et un corps solidaire du pivot de roue. Des trains arrière de ce type sont connus de l'art antérieur, notamment par la demande de brevet européen EP 0 083 182 qui décrit un train dans lequel les deux ressorts de suspension sont constitués d'une unique lame de ressort transversale reposant de chaque côté du véhicule respectivement sur un berceau situé entre les deux bras transversaux du train associés à une roue. Chaque berceau est monté pivotant entre les deux barres transversales pour permettre un débattement des barres dans le plan vertical tout en gardant la lame de ressort dans un plan sensiblement horizontal. Les barres transversales présentent une section en U renversé, les articulations de chaque berceau venant se loger dans l'espace central du U. Chaque articulation comprend un axe central constitué par une vis longitudinale de fixation de l'articulation sur la barre, un manchon de matière élastique enveloppant l'axe et un fourreau enveloppant le manchon, fixé rigidement à un côté du berceau. 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 la lame 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. 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. 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. Grâce à sa structure, le train arrière selon l'invention peut être produit beaucoup plus facilement que les trains arrière connus, dans de petits ateliers équipés de moyens limités. Dans un mode de réalisation possible, le caisson comprend deux plaques transversales avant et arrière, une plaque de liaison de ces deux plaques transversales à laquelle est fixé le moyeu porte-fusée de roue, et une plaque supérieure de fermeture du caisson, la partie inférieure du corps d'amortisseur traversant cette plaque supérieure et lui étant fixée au moins partiellement par soudage, la partie inférieure de ce corps traversant également une plaque intermédiaire interne au caisson, fixée transversalement entre les plaques transversales avant et arrière, et étant fixée par soudage à la plaque intermédiaire. Avantageusement, les plaques transversales avant et arrière peuvent être en forme de trapèze rectangle dont les petites bases sont reliées l'une à l'autre par la plaque supérieure du caisson et les côtés perpendiculaires sont reliés par la plaque de liaison du caisson, les deux côtés inclinés des trapèzes rectangles étant reliés par une plaque oblique du caisson fermant partiellement cette face du caisson en partant de la plaque supérieure, la partie inférieure du corps d'amortisseur traversant également la plaque oblique en étant fixée partiellement par soudage à cette dernière. De préférence, l'extrémité inférieure du corps d'amortisseur peut traverser une plaque de fond du caisson et peut être reliée au bras longitudinal par la liaison élastique correspondante. Par exemple, le bras transversal avant peut être relié par l'une des ses liaisons élastiques à la face externe de la plaque transversale avant du caisson et le bras transversal arrière peut être relié par l'une des ses liaisons élastiques à la face externe de la plaque transversale arrière de ce caisson. Avantageusement, le ressort d'amortisseur peut être constitué par une lame transversale flexible en un matériau composite reposant à chacune de ses extrémités sur la plaque de fond du caisson correspondant par l'intermédiaire d'une cale élastique De préférence, chaque extrémité de la lame de ressort peut être disposée entre les deux plaques transversales avant et arrière du caisson en traversant l'ouverture dégagée par la plaque oblique du caisson. Par exemple, la lame de ressort peut être fixée au châssis du véhicule à deux emplacements intermédiaires respectivement par deux liaisons élastiques, chacune constituée par deux coussinets élastiques enserrant les faces planes supérieure et inférieure de la lame, et logés dans un palier de support solidaire du châssis. 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 schématique arrière représentant la cinématique de fonctionnement du train arrière de l'invention ; et la figure 5 est une vue schématique de dessus suivant la flèche V de la figure 4. 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 10. Les bras transversaux 2 et 4 sont montés pivotants par des liaisons élastiques au châssis 6 du véhicule à l'une de leurs extrémités et au pivot 8 portant la roue à leurs extrémités opposées. Le bras longitudinal 10 est monté pivotant par une liaison élastique à l'une de ses extrémités au châssis 6 et est lié par une liaison élastique à l'autre extrémité au pivot 8. Le train arrière comprend également une suspension 12 à ressort de suspension 14 et amortisseur 16 qui s'étend dans une direction sensiblement verticale et qui comporte une tige 16a reliée au châssis 6 par une liaison élastique et un corps 16b solidaire du pivot 8. Selon l'invention, le pivot 8 est en forme générale de caisson construit en tôles soudées. Il comprend une plaque avant 8a et une plaque arrière 8b parallèles, verticales, présentant toutes deux la même forme de trapèze rectangle. Ces plaques 8a et 8b sont situées dans un plan sensiblement transversal. Une plaque de liaison 8c rectangulaire sensiblement verticale solidarise les plaques transversales avant 8a et arrière 8b sur le côté roue. Elle reçoit un moyeu porte-fusée de roue 18 qui lui est rigidement lié. Ce moyeu porte-fusée 18, faisant saillie vers l'extérieur du véhicule, est muni d'un flasque 20 recevant le système de freinage de la roue. Une plaque supérieure 8d relie les petites bases des plaques transversales avant 8a et arrière 8b, et une plaque de fond 8e relie les grandes bases des plaques transversales avant 8a et arrière 8b. Une plaque oblique rectangulaire 8f ferme partiellement la face du caisson opposée à la roue, en reliant les deux côtés obliques des trapèzes rectangles à partir de la plaque supérieure 8d sur une longueur limitée, ce qui laisse une ouverture 22 dans la partie inférieure de cette face du caisson. Le corps 16b de l'amortisseur 16, généralement cylindrique, traverse le pivot 8. Le corps 16b coupe les plaques constituant l'enveloppe extérieure du pivot 8 à la jonction entre la plaque supérieure 8d et la plaque oblique 8f. Il est fixé rigidement à ces plaques par soudage. Par ailleurs, le pivot 8 comprend une plaque intermédiaire interne 24, soudée aux plaques transversales avant 8a et arrière 8b, sensiblement horizontale, traversée par une extrémité inférieure de l'amortisseur 16, cette extrémité étant soudée sur la plaque intermédiaire 24. L'extrémité inférieure de l'amortisseur 16 traverse la plaque de fond 8e du pivot 8 et se termine par une pièce en étrier 16c, traversée par un axe constitué par une vis 26 entourée d'un manchon élastique 28, autour duquel vient s'articuler une extrémité de la barre longitudinale 10 constituée d'un fourreau métallique. L'axe de l'articulation est sensiblement transversal. A une extrémité opposée, le bras longitudinal 10 du train arrière est fixé par une articulation élastique 30 à un support 32 solidaire du châssis 6 du véhicule. Une barre anti-dévers 34 est reliée au corps de l'amortisseur 16b par l'intermédiaire d'une biellette 36, cette barre anti-dévers 34 étant articulée dans un palier 38 fixé au châssis 6 du véhicule. Le ressort de suspension 14 est constitué par une lame transversale flexible reposant à chacune de ses extrémités 14a sur la plaque de fond 8e du pivot 8 correspondant par l'intermédiaire d'une cale élastique 40. La lame 14 présente la forme générale d'une plaque mince plane très allongée dans la direction transversale. Elle s'étend dans un plan sensiblement horizontal. Elle est de préférence fabriquée dans un matériau composite, mais peut tout aussi bien être métallique. Cette lame 14 est parallèle aux bras transversaux 2 et 4 et située entre eux. La plaque de fond 8e reçoit une pièce appui 42, constituée d'une tôle mince soudée sur la face supérieure de la tôle 8e. L'extrémité 14a de la lame de ressort 14 traverse l'ouverture 22 située sur le côté opposé à la roue du pivot 8 et vient prendre appui sur la cale élastique 40 fixée sur la pièce 42. La lame 14 est libre en translation transversalement, mais bloquée en translation longitudinalement par les plaques avant 8a et arrière 8b du pivot 8, ces plaques jouant le rôle de guide en translation transversale. La lame 14 est fixée au châssis du véhicule à deux emplacements intermédiaires respectivement par deux liaisons élastiques, chacune constituée par deux coussinets élastiques 44 enserrant les faces planes supérieure et inférieure de la lame 14, et logés dans un palier de support 46 solidaire d'une traverse d'essieu 50, de telle façon que l'extrémité 14a de la lame soit plaquée sur la cale élastique 40. Les deux bras transversaux 2,4 ont leurs extrémités opposées à la roue articulées autour d'un axe commun 48 s'étendant longitudinalement par rapport au véhicule suivant l'axe X-X'et fixé à la traverse d'essieu 50 par l'intermédiaire de deux manchons élastiques d'articulation en caoutchouc 52. Les bras transversaux 2 et 4 sont reliés aux faces extérieures respectivement des plaques transversales avant 8a et arrière 8b du pivot 8 par l'intermédiaire d'articulations élastiques 54, dont les axes sont parallèles à l'axe X-X'de pivotement des deux bras. Le bras transversal avant 2 est de plus courte longueur que le bras transversal arrière 4. La cinématique de fonctionnement du train arrière ci-dessus décrit va être maintenant expliquée en liaison avec les figures 4 et 5. Lorsque le véhicule se déplace dans un virage à droite, l'ensemble formant essieu arrière gauche représenté aux figures 1 à 3 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 4 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 5 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-Z1 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 8 au corps 16b de l'amortisseur 16. Les figures 4 et 5 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 5) 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 5) 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 8 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 5), 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 le bras transversal avant 2 est respectivement plus long que le bras arrière 4 ou de longueur égale. REVENDICATIONS 1. Train arrière de véhicule automobile comprenant, pour chaque roue, deux bras transversaux avant (2) et arrière (4), montés pivotants par des liaisons élastiques au châssis (6) du véhicule à l'une de leurs extrémités et au pivot (8) de roue à leurs extrémités opposées, un bras longitudinal (10) dont l'une de ses extrémités est montée pivotante au châssis (6) par une liaison élastique et l'autre extrémité est liée au pivot de roue (8) par une liaison élastique, et une suspension (12) à ressort de suspension (14) et amortisseur (16) qui comporte une tige (16a) reliée au châssis (6) par une liaison élastique et un corps (16b) solidaire du pivot de roue (8), caractérisé en ce que le pivot de roue (8) est en forme générale de caisson à plaques de tôles soudées traversé par la partie inférieure du corps d'amortisseur (16b) fixée rigidement par soudage au caisson (8). 2. Train arrière suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson (8) comprend deux plaques transversales avant (8a) et arrière (8b), une plaque de liaison (8c) de ces deux plaques transversales (8a, 8b) à laquelle est fixé un moyeu porte-fusée de roue (18), et une plaque supérieure (8d) de fermeture du caisson (8), la partie inférieure du corps d'amortisseur (16b) traversant la plaque supérieure (8d) et lui étant fixée au moins partiellement par soudage, la partie inférieure de ce corps (16b) traversant également une plaque intermédiaire (24) interne au caisson, fixée transversalement entre les plaques transversales avant (8a) et arrière (8b), et étant fixée par soudage à la plaque intermédiaire (24). 3. Train arrière suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques transversales avant (8a) et arrière (8b) sont en forme de trapèzes rectangles dont les petites bases sont reliées l'une à l'autre par la plaque supérieure (8d) du caisson et les côtés perpendiculaires sont reliés par la plaque de liaison (8c) du caisson, les deux côtés inclinés des trapèzes rectangles étant reliés par une plaque oblique (8f) fermant partiellement cette face du caisson (8) en partant de la plaque supérieure (8d), la partie inférieure du corps d'amortisseur (16b) traversant également la plaque oblique (8f) en étant fixée partiellement par soudage à cette dernière. 4. Train arrière suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du corps d'amortisseur (16b) traverse une plaque de fond (8e) du caisson (8) et est reliée au bras longitudinal (10) par la liaison élastique correspondante. 5. Train arrière suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras transversal avant (2) est relié par l'une de ses liaisons élastiques à la face externe de la plaque transversale avant (8a) du caisson et le bras transversal arrière (4) est relié l'une de ses liaisons élastiques à la face externe de la plaque transversale arrière (8b) de ce caisson (8). 6. Train arrière suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort d'amortisseur (14) est constitué par une lame transversale flexible, de préférence en un matériau composite, reposant à chacune de ses extrémités (14a) sur la plaque de fond (8e) du caisson (8) correspondant par l'intermédiaire d'une cale élastique (40). 7. Train arrière suivant la revendication 6 lorsque considérée en combinaison avec la 3, caractérisé en ce que chaque extrémité (14a) de la lame de ressort (14) est disposée entre les deux plaques transversales avant (8a) et arrière (8b) du caisson (8) en traversant l'ouverture (22) dégagée par la plaque oblique (8f) du caisson (8). 8. Train arrière suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la lame de ressort (14) est fixée au châssis (6) du véhicule à deux emplacements intermédiaires respectivement par deux liaisons élastiques, chacune constituée par deux coussinets élastiques (44) enserrant les faces planes supérieure et inférieure de la lame (14), et logés dans un palier de support (46) solidaire du châssis (6).