Brevet FR2832099A1 — 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, un amortisseur qui comporte une tige reliée au châssis par une liaison élastique et un corps solidaire du pivot de roue, et un ressort de suspension. 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 hélicoïdal n'est pas coaxial à l'amortisseur et 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 mécano- soudées peuvent être produites beaucoup 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. Ce train arrière doit 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, le bras longitudinal et le ressort de suspension, 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 la plaque supérieure et la plaque 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 et le ressort de suspension étant liés par l'une de leurs 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, et par une plaque de fond, le caisson central étant au moins partiellement engagé dans le sabot et reposant par sa plaque de fond sur la plaque de fond du sabot. Avantageusement, le ressort de suspension peut présenter la forme générale d'un Q, une extrémité du ressort étant liée au châssis par une liaison pivot élastique autour d'un axe transversal, une extrémité opposée étant liée au pivot par une liaison pivot élastique autour d'un autre axe. De préférence, la plaque de fond peut porter, sur sa face inférieure, au moins des premier et second étriers, une extrémité du bras longitudinal venant s'articuler dans le premier étrier, et une extrémité du ressort de suspension venant s'articuler dans le second étrier. Par exemple, les axes des liaisons pivot des extrémités du ressort de suspension peuvent se situer dans un même plan vertical médian des plaques latérales transversales avant et arrière du caisson central. Avantageusement, le caisson avant peut être soudé sur une face extérieure de la plaque transversale avant du caisson central. De préférence, le caisson central peut présenter la forme générale d'un parallélépipède rectangle dont une face côté opposée à la roue comprend au moins une zone évidée. Par exemple, un arbre moteur peut traverser le caisson central en passant par ladite zone évidée, l'arbre moteur étant engagé par une extrémité au centre du moyeu porte-fusée de roue. Avantageusement, l'axe de l'arbre moteur peut se situer dans le plan médian des plaques transversales avant et arrière. De préférence, une pièce en équerre peut être liée rigidement au caisson central du côté opposé à la roue, dans le prolongement de l'angle entre la plaque de fond du caisson central et la plaque latérale avant de ce caisson, un axe de la liaison pivot du bras transversal avant traversant à la fois le rebord avant du sabot et 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, le bras longitudinal 6 et le ressort de suspension 13. 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 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 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 étant ouvert de ce côté comme on l'a décrit ci-dessus. Le caisson central 14 repose par sa plaque de fond 14e sur la plaque de fond 18a du sabot 18. La plaque latérale avant 14a vient en contact avec le rebord avant 18b et la plaque latérale arrière 14b vient en contact avec le rebord arrière 18c. Une pièce en équerre 24 est liée rigidement au caisson central 14 du côté opposé à la roue, par exemple par soudage, dans le prolongement de l'angle entre la plaque de fond 14e et la plaque latérale avant 14a. La pièce en équerre 24 comprend une plaque triangulaire 24a horizontale liée par sa base à la plaque de fond 14e du caisson central 14, et une plaque rectangulaire 24b verticale liée par un bord vertical à la plaque latérale avant 14a et par un bord horizontal inférieur à la plaque triangulaire 24a. La plaque rectangulaire 24b vient en contact avec la face intérieure du rebord avant 18b. Il est à noter que la plaque de fond 14e du 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, 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 sa face inférieure, au moins des premier et second étriers 26 et 28 verticaux traversés par un axe unique transversal 30. La partie de l'axe 30 traversant le premier étrier 26 est entourée d'un manchon élastique 32, autour duquel vient s'articuler une extrémité du bras longitudinal 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. Le ressort de suspension 13 est un ressort à lame en matériau composite, présentant la forme générale d'un Q situé dans un plan vertical longitudinal. Une extrémité du ressort de suspension 13 vient s'articuler dans l'étrier 28 par une liaison pivot autour de l'axe 30, une extrémité opposée venant s'articuler dans un étrier 38 solidaire du châssis 8 du véhicule par une autre liaison pivot autour d'un axe 31. La partie de l'axe 30 traversant l'étrier 28 est entourée d'un manchon métallique 40, lui-même entouré d'un manchon élastique 42. L'extrémité du ressort 13 présente une forme recourbée vers l'extérieur du Q et vient se loger dans l'étrier 28 autour du manchon élastique 42. La liaison pivot de l'extrémité opposée du ressort 13 dans l'étrier 38 est identique. Les axes 30 et 31 des liaisons pivot des extrémités du ressort de suspension 13 se situent dans un plan vertical, médian des plaques latérales transversales avant et arrière 14a et 14b du caisson central 14. D'autres matériaux peuvent être utilisés pour le ressort de suspension 13, comme des matériaux métalliques. Les deux bras transversaux 2,4 ont leurs extrémités opposées à la roue articulées autour d'un axe commun 44 s'étendant longitudinalement par rapport au véhicule suivant l'axe X-X'et fixé à une traverse d'essieu 46 par l'intermédiaire de deux manchons élastiques d'articulation en caoutchouc 48. Les bras 2 et 4 sont reliés aux faces extérieures respectivement des rebords avant 18b et arrière 18c du sabot 18 par l'intermédiaire d'articulations élastiques 50, dont les axes respectifs 52 et 54 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 54, dans un mode de réalisation possible de l'invention, peut être constitué d'une vis traversant la plaque transversale arrière 14b et le rebord arrière 18c, la tête de la vis étant située à l'intérieur du caisson central 14. De même, l'axe 52 peut être constitué d'une vis traversant la plaque rectangulaire 24b de l'équerre 24 et le rebord avant 18b, la tête de la vis étant située à l'intérieur du sabot 18. Un arbre moteur 56 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 56 se situe sensiblement dans le plan médian des plaques transversales avant et arrière 14a et 14b. Une barre anti-dévers 58 est reliée au corps de l'amortisseur 12b par l'intermédiaire d'une biellette 60, cette barre anti-dévers 58 étant articulée dans un palier 62 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-21 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 possibles. En particulier, le sabot 18 peut venir se loger dans le caisson central 14, au contraire de ce qui est décrit plus haut. Dans ce cas, le caisson central 14 ne comprend pas de plaque de fond 14e de façon à ce que les étriers 26 et 28 puissent être fixés sur la plaque de fond 18a du sabot 18. 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 56. La face transversale arrière 14b peut être partiellement évidée pour gagner de la matière. On conçoit donc 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 quatre roues motrices. 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 de roue (10) à leurs extrémités opposées, 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 de suspension (13), 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), le bras longitudinal (6) et le ressort de suspension (13), 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 une plaque supérieure (16a) et une plaque inférieure (16b) reliées par au moins une plaque latérale (16c), la partie inférieure du corps d'amortisseur (12b) traversant la plaque supérieure (16a) et la plaque 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 bords avant (18b) et arrière (18c), le bras longitudinal (6) et le ressort de suspension (13) étant liés par l'une de leurs liaisons élastiques à la plaque de fond (18a). 5. Train arrière suivant la revendication 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), le caisson central (14) étant au moins partiellement engagé dans le sabot (18) et reposant par sa plaque de fond (14e) sur la plaque de fond (18a) du sabot. 6. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort de suspension (13) présente la forme générale d'un Q, une extrémité du ressort (13) étant liée au châssis (8) par une liaison pivot élastique autour d'un axe transversal (31), son extrémité opposée étant liée au pivot (10) par une liaison pivot élastique autour d'un autre axe (30). 7. Train arrière suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la plaque de fond (18a) du sabot (18) porte, sur sa face inférieure, au moins des premier (26) et second étriers (28), une extrémité du bras longitudinal (6) venant s'articuler dans le premier étrier (26), et une extrémité du ressort de suspension (13) venant s'articuler dans le second étrier (28). 8. Train arrière suivant les revendications 5 et 6 combinées, caractérisé en ce que les axes (31) et (30) des liaisons pivot des extrémités du ressort de suspension (13) se situent dans un même plan vertical médian des plaques latérales transversales avant (14a) et arrière (14b) du caisson central (14). 9. 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) 10. Train arrière suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le caisson central (14) présente la forme générale d'un parallélépipède rectangle dont une face côté opposé à la roue (14f) est au moins partiellement évidée. 11. Train arrière suivant les revendications 5 et 10 combinées, caractérisé en ce qu'un arbre moteur (56) traverse le caisson central (14) en passant par une partie évidée de la face opposée à la roue (14f), l'arbre moteur (56) étant engagé par une extrémité au centre du moyeu porte-fusée de roue (22). 12. Train arrière suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'axe de l'arbre moteur (56) se situe dans le plan médian des plaques transversales avant (14a) et arrière (14b). 13. 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, dans le prolongement de l'angle entre la plaque de fond (14e) du caisson central (14) et la plaque latérale avant (14a) de ce caisson, un axe (52) de la liaison pivot du bras transversal avant (2) traversant à la fois le rebord avant (18b) du sabot et la pièce en équerre (24).