Brevet FR2832098A1 — 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 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, 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 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 de l'invention, le pivot peut comprendre un caisson central, un caisson avant auquel est soudé le corps d'amortisseur et un sabot sur lequel sont montés par des liaisons pivot élastiques les bras transversaux et le bras longitudinal, le caisson avant et le sabot étant liés rigidement par soudage au caisson central. Avantageusement, le caisson avant peut comprendre une plaque supérieure et une plaque 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 sabot peut comprendre une plaque de fond et au moins deux rebords verticaux avant et arrière sensiblement transversaux, les bras transversaux avant et arrière étant respectivement liés par l'une de leurs liaisons élastiques aux rebords avant et arrière, le bras longitudinal étant lié par l'une de ses liaisons élastiques à la plaque de fond. 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, une face opposée à la roue étant au moins partiellement évidée. Avantageusement, le caisson central peut être au moins partiellement engagé dans le sabot, les plaques transversales avant et arrière du caisson central étant au moins partiellement en contact respectivement avec les rebords avant et arrière du sabot. De préférence, le ressort de suspension peut être constitué par une lame transversale flexible en un matériau composite reposant à chacune de ses extrémités sur la plaque de fond du sabot d'une roue du train arrière par l'intermédiaire d'une cale élastique. Par exemple, chaque extrémité de la lame de ressort peut être disposée entre les deux plaques transversales avant et arrière du caisson central en traversant une partie évidée de la face opposée à la roue du caisson central. Avantageusement, 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 des faces planes supérieure et inférieure de la lame, et logés dans un palier de support solidaire du châssis. De préférence, la plaque de fond du sabot 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. Par exemple, le caisson avant peut être soudé sur une face extérieure de la plaque transversale avant. 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. De préférence, une pièce en équerre peut être liée rigidement au sabot, cette pièce en équerre comprenant une plaque verticale au moins partiellement en contact avec le rebord avant du sabot et une plaque horizontale solidaire de la seconde plaque verticale de l'étrier, un axe de la liaison pivot du bras transversal avant traversant à la fois le rebord avant du sabot et la plaque verticale de la pièce en équerre. 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. Ces bras 2,4 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 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 de suspension 13. 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, un caisson avant 16 auquel est soudé le corps d'amortisseur 12b et un sabot 18 sur lequel sont montés par des liaisons pivot élastiques les bras transversaux avant 2 et arrière 4, et le bras longitudinal 6. Le caisson avant 16 et le sabot 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 avant 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 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. Le sabot 18 comprend une plaque de fond 18a, deux rebords verticaux avant et arrière 18b et 18c sensiblement transversaux et un rebord longitudinal 18d du côté opposé à la roue. Le sabot 18 est ouvert côté roue. Les rebords verticaux avant et arrière 18b et 18c présentent un profil horizontal côté roue, qui s'abaisse vers la plaque de fond 18a du côté opposé à la roue. Le caisson central 14 présente la forme générale d'un parallélépipède rectangle dépourvu de fond et 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 et par une plaque supérieure 14d. 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 central 14 est partiellement engagé dans le sabot 18. Ce caisson central 14 dépasse en saillie du sabot 18 du côté roue, le sabot 18 présentant un rebord ouvert de ce côté comme on l'a décrit ci-dessus. La plaque latérale avant 14a du caisson central 14 vient en contact avec le rebord avant 18b du sabot 18, et la plaque latérale arrière 14b vient en contact avec le rebord arrière 18c. Il est à noter que le caisson central 14 ne recouvre que partiellement la plaque de fond 18a du sabot 18, la face opposée à la roue 14f du caisson 14 n'arrivant pas au niveau du rebord longitudinal 18d du sabot 18. Le caisson avant 16 est soudé sur une face extérieure de la plaque transversale avant 14a du caisson central 14, de telle sorte que la plaque supérieure 16a du caisson avant 16 soit sensiblement dans le prolongement de la plaque supérieure 14d du caisson central 14. La plaque de fond 18a du sabot 18 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 sabot 18, par exemple par soudage. La pièce en équerre 24 comprend une plaque triangulaire 24a horizontale liée par sa base à la seconde plaque verticale 28 de l'étrier 29, et une plaque rectangulaire 24b verticale liée par un bord horizontal inférieur à la plaque triangulaire 24a. La plaque rectangulaire 24b vient en contact avec une face extérieure du bord avant 18b, et la plaque triangulaire 24a vient en contact avec la face inférieure de la plaque de fond 18a du sabot 18. Le ressort de suspension 13 est constitué par une lame transversale flexible s'étendant entre les deux roues du train arrière. Elle est commune à ces deux roues. La lame 13 repose à chacune de ses extrémités 13a sur la plaque de fond 18a du sabot 18 associé à une roue par l'intermédiaire d'une cale élastique 38. La lame 13 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 13 est parallèle aux bras transversaux 2 et 4 et située entre eux. La plaque de fond 18a du sabot 18 reçoit une pièce d'appui 40, constituée d'une tôle mince soudée sur une face supérieure de la plaque de fond 18a. L'extrémité 13a de la lame de ressort 13 vient prendre appui sur la cale élastique 38 fixée sur la pièce 40. L'extrémité 13a est engagée dans l'ouverture constituée par la face opposée à la roue 14f du caisson central 14. La lame 13 est libre en translation transversalement, mais bloquée en translation longitudinalement par les plaques transversales avant 14a et arrière 14b du caisson central 14, ces plaques jouant le rôle de guide en translation transversale. La lame 13 est fixée au châssis du véhicule à deux emplacements intermédiaires respectivement par deux liaisons élastiques, chacune constituée par deux coussinets élastiques 42 enserrant les faces planes supérieure et inférieure de la lame 13, et logés dans un palier de support 44 solidaire d'une traverse d'essieu 48, de telle façon que l'extrémité 13a de la lame soit plaquée sur la cale élastique 38. Les deux bras transversaux 2,4 ont leurs extrémités opposées à la roue articulées autour d'un axe commun 50 s'étendant longitudinalement par rapport au véhicule suivant l'axe X-X'et fixé à la traverse d'essieu 48 par l'intermédiaire de deux manchons élastiques d'articulation en caoutchouc 52. Les bras 2 et 4 sont reliés aux faces extérieures respectivement des bords avant 18b et arrière 18c du sabot 18 par l'intermédiaire d'articulations élastiques 54, dont les axes respectifs 56 et 58 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. L'axe 58, dans un mode de réalisation possible de l'invention, peut être constitué d'une vis traversant la plaque transversale arrière 14b du caisson central 14 et le bord arrière 18c du sabot 18, la tête de la vis étant située à l'intérieur du caisson central 14. De même, l'axe 56 peut être constitué d'une vis traversant la plaque rectangulaire 24b de l'équerre 24 et le bord avant 18b du sabot 18, la tête de la vis étant située à l'intérieur du sabot 18. Un arbre moteur 60 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 60 se situe sensiblement dans le plan médian des plaques transversales avant et arrière 14a et 14b du caisson 14. Une barre anti-dévers 62 est reliée au corps de l'amortisseur 12b par l'intermédiaire d'une biellette 64, cette barre anti-dévers 62 étant articulée dans un palier 66 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-Zl 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 P, 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 ru 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, le sabot 18 peut venir se loger dans le caisson central 14, au contraire de ce qui est décrit plus haut. Le caisson central 14 peut comprendre une plaque de fond liée aux plaques transversales avant 14a et arrière 14b et à la plaque de liaison 14c, de façon à augmenter la rigidité du pivot 10. La face opposée à la roue 14f du caisson central 14 peut être partiellement pleine dans sa partie supérieure, également pour augmenter la rigidité du pivot 10, un espace évidé subsistant dans la partie inférieure pour laisser passer la lame 13 et l'arbre moteur 60. La face transversale arrière 14b du caisson central 14 peut être partiellement évidée pour gagner de la matière. 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, deux bras transversaux avant (2) et 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, et une suspension à ressort de suspension (13) et 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), 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), un caisson avant (16) auquel est soudé le corps d'amortisseur (12b) et un sabot (18) sur lequel sont montés par des liaisons pivot élastiques les bras transversaux (2,4) et le bras longitudinal (6), le caisson avant (16) et le sabot (18) étant liés rigidement par soudage au caisson central (14). 3. Train arrière suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le caisson avant (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 la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le sabot (18) comprend une plaque de fond (18a) et au moins deux rebords verticaux avant (18b) et arrière (18c) sensiblement transversaux, les bras transversaux avant (2) et arrière (4) étant respectivement liés par l'une de leurs liaisons élastiques aux rebords avant (18b) et arrière (18c), le bras longitudinal (6) étant lié par l'une de ses liaisons élastiques à la plaque de fond (18a). 5. Train arrière suivant la revendication 2, 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), une face opposée à la roue (14f) étant au moins partiellement évidée. 6. Train arrière suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le caisson central (14) est au moins partiellement engagé dans le sabot (18), les plaques transversales avant (14a) et arrière (14b) du caisson central (14) étant au moins partiellement en contact respectivement avec les rebords avant (18b) et arrière (18c) du sabot (18). 7. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que le ressort de suspension (13) est constitué par une lame transversale flexible en un matériau composite reposant à chacune de ses extrémités (13a) sur la plaque de fond (18a) du sabot (18) d'une roue du train arrière par l'intermédiaire d'une cale élastique (38). 8. Train arrière suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque extrémité (13a) de la lame de ressort (13) est disposée entre les deux plaques transversales avant (14a) et arrière (14b) du caisson central (14) en traversant une partie évidée de la face opposée à la roue (14f) du caisson central (14). 9. Train arrière suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la lame de ressort (13) est fixée au châssis (8) du véhicule à deux emplacements intermédiaires respectivement par deux liaisons élastiques, chacune constituée par deux coussinets élastiques (42) enserrant des faces planes supérieure et inférieure de la lame (13), et logés dans un palier de support (44) solidaire du châssis (8). 10. Train arrière suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque de fond (18a) du sabot porte, sur une face inférieure, au moins des première (26) et seconde plaques verticales (28) formant un étrier (29) dans lequel une extrémité du bras longitudinal (6) vient s'articuler. 11. Train arrière suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le caisson avant (16) est soudé sur une face extérieure de la plaque transversale avant (14a) du caisson central (14). 12. Train arrière suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le caisson central (14) présente la forme générale d'un parallélépipède rectangle. 13. Train arrière suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'un arbre moteur (60) traverse le caisson central (14) en passant par une partie évidée de la face opposée à la roue (14f), l'arbre moteur (60) étant engagé par une extrémité au centre du moyeu portefusée de roue (20). 14. Train arrière suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'axe de l'arbre moteur (60) se situe dans le plan médian des plaques transversales avant (14a) et arrière (14b) du caisson central (14). 15. Train arrière suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'une pièce en équerre (24) est liée rigidement au sabot (18), cette pièce en équerre (24) comprenant une plaque verticale (24b) au moins partiellement en contact avec le rebord avant (18b) du sabot (18) et une plaque horizontale (24a) solidaire de la seconde plaque verticale (28) de l'étrier (29), un axe (56) de la liaison pivot du bras transversal avant (2) traversant à la fois le rebord avant (18b) du sabot (18) et la plaque verticale (24b) de la pièce en équerre (24).