Brevet FR2860751A1 — publié le 20050415

ESSIEU DIRECTEUR D'UN VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un essieu directeur d'automobile. Elle concerne plus particulièrement un essieu directeur d'un véhicule automobile, du type comprenant deux bras qui s'étendent sensiblement longitudinalement et qui sont reliés par une traverse qui s'étend dans un plan sensiblement transversal, chaque bras présentant une première extrémité avant, qui est io reliée à la caisse du véhicule, et une deuxième extrémité arrière qui est reliée à un porte-fusée par au moins un moyen d'articulation supérieur et un moyen d'articulation inférieur, au moins un des moyens de liaison, reliant le bras à un élément de la caisse ou de la roue, étant apte à se déformer élastiquement selon une première direction sensiblement longitudinale pour introduire un débattement de la roue par rapport à la caisse du véhicule selon cette direction. De façon connue, ce type d'essieu présente une liaison du bras à la caisse du véhicule dont le rôle est double. Cette liaison doit conjointement assurer un bon guidage directionnel, c'est à dire transmettre au mieux les intentions du conducteur, et une bonne absorption des vibrations du train du véhicule, ces vibrations pouvant être par exemple la conséquence de petits chocs à la roue ou d'imperfections de la chaussée. Ces liaisons devant assurer deux comportements mécaniques distincts, à savoir une grande dureté pour le comportement de guidage et une grande souplesse pour le comportement en confort, elles représentent un élément difficile à régler. Si cette liaison permet une trop grande déformation élastique afin d'absorber plus de vibrations, le comportement routier en sera à coup sur dégradé. Le document W000/74961 décrit et représente un tel type d'essieu, dans lequel le porte-fusée n'est pas lié rigidement au bras. La mobilité du porte-fusée qui en découle permet alors de bénéficier d'une meilleure tenue 2 2860751 de route du fait du braquage induit du porte-fusée dont la roue arrière associée est sollicitée. Cette mobilité est réalisée par la liaison du porte-fusée au bras, en arrière de l'axe de la roue, et par l'intermédiaire d'un palier élastique. Ce document, s'il répond à une attente d'essieu autodirecteur apte à favoriser le braquage induit des roues arrières, n'offre pas d'alternatives au chargement de l'articulation du bras à la caisse. Il est un objet de l'invention de présenter un essieu du type précédemment cité, qui comporte différents étages de filtration, de sorte que io la liaison entre l'extrémité avant du bras et la caisse puisse être optimisée pour le guidage ou l'absorption des vibrations. Il est un autre objet de l'invention de présenter un essieu du type précédemment cité qui facilite le braquage induit des roues arrières lors de leur chargement. Afin de répondre à ces objectifs, l'invention propose un essieu directeur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'essieu comporte une bielle dont une première extrémité est fixée au porte-fusée et dont une deuxième extrémité est montée articulée par rapport à la traverse à proximité du plan médian de cette traverse, de sorte qu'une rotation du porte-fusée autour d'un axe sensiblement longitudinal passant par le moyen d'articulation inférieur provoque une rotation complémentaire du porte-fusée autour d'un axe sensiblement vertical. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: l'essieu directeur comporte des moyens de d'articulation entre la caisse du véhicule et le bras, qui sont aptes à se défoitner élastiquement. la première extrémité avant du bras est reliée à la caisse du véhicule par un dispositif d'amortissement du type hydro-élastique. le moyen d'articulation supérieur entre le porte-fusée et le bras est un dispositif d'amortissement du type hydro-élastique. la bielle est montée articulée par rapport à la traverse, par l'intermédiaire d'un palonnier solidaire de la traverse. le moyen d'articulation supérieur entre le porte-fusée et le bras est apte à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, qui, dans un plan horizontal, est orientée vers l'extérieur du véhicule avec un angle déterminé par rapport à un axe longitudinal, et en ce que la première extrémité de la bielle est fixée Io sur le porte-fusée en avant de l'axe de rotation de la roue, de sorte que le mouvement longitudinal du porte fusée au point d'articulation supérieur vers l'extérieur du véhicule dû à la déformation élastique provoque un mouvement de rotation du porte-fusée autour d'un axe vertical grâce à la bielle, par lequel la partie avant de la roue s'oriente vers l'intérieur du véhicule. - le moyen d'articulation supérieur entre le porte-fusée et le bras est apte à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, qui, dans un plan horizontal, est orientée vers l'intérieur du véhicule avec un angle déterminé par rapport à un axe longitudinal, et en ce que l'extrémité latérale de la biellette est fixée sur le porte-fusée en arrière de l'axe de rotation de la roue, de sorte que le mouvement longitudinal du porte fusée au point d'articulation supérieur vers l'extérieur du véhicule dû à la déformation élastique provoque un mouvement de rotation du porte-fusée autour d'un axe vertical grâce à la bielle, par lequel la partie avant de la roue s'oriente vers l'intérieur du véhicule. - le moyen d'articulation inférieur entre le porte-fusée et le bras est apte à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, qui, dans un plan horizontal, est orientée par rapport à un axe longitudinal avec un angle déterminé de signe opposé à io 4 2860751 l'angle déterminé entre l'axe longitudinal et la direction sensiblement longitudinale selon laquelle le moyen d'articulation supérieur peut se déformer élastiquement. s D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique du côté gauche d'un essieu directeur selon l'invention, vu depuis l'arrière du véhicule, la figure 2 est une représentation schématique vue de dessus de la figure 1, dans une position initiale avant un effort de freinage, la figure 3 est une représentation schématique vue de dessus de la figure 1, analogue à la figure 2, dans une position lors d'un effort de freinage. Dans la description qui va suivre, on adoptera à titre non limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale selon l'orientation traditionnellement utilisée dans l'automobile et indiquée par le trièdre L, V, T des différentes figures. Tel que représenté à la figure 1, un essieu souple 1 selon l'invention est formé de deux bras 3 sensiblement longitudinaux et reliés par une traverse 2 qui s'étend perpendiculairement aux deux bras 3 selon un direction sensiblement transversale. L'ensemble de l'essieu souple présentant ici une symétrie par rapport au plan médian du véhicule, la description qui va suivre va se rapporter à un demi-essieu gauche. Par symétrie, les enseignements divulgués par la suite sont applicables sur le demi-essieu droit. Le bras 3 présente une extrémité avant 31 qui est reliée à la caisse, non représentée, par l'intermédiaire d'un moyen d'articulation 32. Le bras 3 présente également une extrémité arrière 33 sur laquelle est fixée un premier support de ressort 34 et un second support de porte-fusée 35. Le premier support 34 permet de réaliser la liaison entre le bras 3 et la caisse, non représentée, tandis que le second support de porte-fusée 35 permet de réaliser la liaison entre un porte-fusée 4, qui permet la mise en place d'une roue non représentée, et le bras 3, par l'intermédiaire d'un moyen d'articulation supérieure 41 et d'un moyen d'articulation inférieure 42, qui Io sont chacun situés entre le porte-fusée 4 et le second support 35. Le demi-essieu est donc muni d'un porte fusée 4 mobile, tenu dans sa partie inférieure par un moyen d'articulation inférieure 42 très raide, et dans sa partie supérieure par un moyen d'articulation supérieure 41 de raideur plus élevée selon une direction sensiblement transversale que selon une i s direction sensiblement longitudinale. Les petits chocs sur la roue, considérées appliquées au centre de la roue, bénéficient ainsi d'une double filtration longitudinale permettant de mieux absorber les petites irrégularités de la route: cette double filtration est obtenue par le moyen d'articulation supérieur 41 dont la raideur est affaibli dans une direction sensiblement longitudinale et par le moyen d'articulation 32. L'ensemble des moyens d'articulations de l'invention peut être des articulations élastiques classiques. De même, au moins une des articulations, par exemple le moyen d'articulation 32 ou le moyen d'articulation supérieure 41, pourra être remplacé par une articulation hydro-élastique pour amortir un mode particulier. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un des moyens d'articulation du bras 3 est formé d'une articulation hydro-élastique, dans lequel la raideur selon une direction sensiblement transversale T permet de prendre en charge les caractéristiques comportementales de direction du 6 2860751 train, et dans lequel la souplesse selon une direction sensiblement longitudinal L permet de prendre en charge les absorptions des vibrations. L'avantage d'une telle articulation permet de gérer à basse fréquence les vibrations du train. Toutefois les chocs, qui engendrent de hautes fréquences, présentent un mode délicat à prendre en compte avec une seule articulation de ce type. Il est donc envisagé, tel que représenté par exemple à la figure 1, de mettre en place un moyen d'articulation 32 de type hydroélastique entre la caisse et le bras 3, et des moyens d'articulations supérieurs 41 entre le porte-fusée 4 et le bras 3 qui sont classiquement élastique. Il peut également être mis en place des moyens d'articulation 32, au niveau de la liaison entre la caisse et le bras 3, qui sont classiquement élastique et des moyens d'articulations supérieurs 41, de type hydro-élastique, entre le porte-fusée 4 et le bras 3. Il sera compris que toute combinaison d'un moyen d'articulation plutôt filtrant et d'un moyen d'articulation plutôt amortissant permet d'obtenir un mode de réalisation semblable aux enseignements cités ci dessus, à savoir d'obtenir une double filtration dont l'une est dédiée à l'amortissement continu du véhicule et dont l'autre gère plus spécifiquement les percussions isolées. Tel que représenté dans les figures 1 à 3, l'essieu selon l'invention est muni d'une bielle de pince 50 sensiblement transversale qui est fixée à sa première extrémité latérale 51 sur le porte fusée 4, et qui, à sa deuxième extrémité 52, est articulée autour d'un axe vertical soit au milieu de la travers 2, soit à un palonnier 53 visant à améliorer le comportement de l'essieu sous effort transversal. Une telle bielle 50, en combinaison avec un porte-fusée mobile 4 tel que décrit ci dessus, permet d'engendrer un phénomène de pince durant les freinages, c'est à dire une inclinaison de l'avant de la roue vers l'intérieur du véhicule. Cette combinaison est optimisée par l'intégration, comme moyen d'articulation supérieure 41, 7 2860751 d'une articulation dont l'axe de déformation élastique est légèrement décalé par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. Dans ce cas, lors d'un freinage, qui est modélisé par un effort au pied de la roue vers l'arrière du véhicule, le moyen d'articulation supérieure 41 encaisse le freinage en connaissant un déplacement vers l'avant selon une direction décalée par rapport à l'axe longitudinal. Le porte-fusée 4 est d'une part porté par le déplacement de cette articulation supérieure 41 et d'autre part maintenue par la bielle 50 fixe par rapport à l'essieu 1. Une orientation de l'ensemble du porte-fusée 4 est donc engendrée vers l'intérieur du I o véhicule et un angle de pince est ainsi obtenu. Il sera compris que pour obtenir un tel effet, l'essieu pourra être muni d'une bielle 50, fixée au porte-fusée 4 en avant de l'axe de rotation des roues, et d'un moyen d'articulation supérieure 41 dont l'axe de déformation est décalé avec un angle positif allant de cet axe de déformation élastique à i s l'axe longitudinal du véhicule. Un tel effet pourra également être obtenu avec une architecture inverse, à savoir une bielle fixée au porte-fusée en arrière de l'axe de rotation des roues et un moyen d'articulation supérieure dont l'axe de déformation est décalé avec un angle négatif allant de cet axe de déformation élastique à l'axe longitudinal du véhicule. Cette dernière architecture serait en effet possible avec des essieux dans lesquels la traverse est très reculée. Un effet complémentaire peut être rajouté avec un moyen d'articulation inférieure 42 apte à se déformer élastiquement selon un axe qui est légèrement décalé d'un angle déterminé par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. Il sera compris que cet angle déterminé peut être l'opposé de l'angle de décalage entre ce même axe longitudinal et l'axe selon lequel le moyen d'articulation supérieure 41 est apte à se déformer élastiquement. De même, une telle configuration du moyen d'articulation inférieure 42 peut être combinée avec un moyen d'articulation supérieure 41 apte à se déformer selon une direction sensiblement longitudinal 8 2860751 Lors d'un freinage, qui, tel que cela a été décrit ci-dessus, est modélisé par un effort au pied de la roue vers l'arrière du véhicule, le moyen d'articulation inférieure 42 encaisse le freinage en connaissant un déplacement vers l'arrière selon une direction décalée par rapport à l'axe longitudinal tandis que le moyen d'articulation supérieure 41 encaisse le freinage en connaissant un déplacement vers l'avant selon une direction décalée par rapport à ce même axe longitudinal. Le recul du porte fusée 4 au niveau de l'articulation inférieure 42 doit alors générer une extériorisation de cette articulation, donc un angle de pince pour le porte fusée maintenu en partie avant par une bielle sensiblement transversale. Il sera compris que dans le cas d'une bielle 50 positionnée en avant ou en arrière de l'axe de rotation des roues, l'axe selon lequel l'articulation inférieure 42 est apte à se déformer élastiquement est décalé par rapport à l'axe longitudinal du véhicule selon un angle positif ou négatif de sorte qu'il soit opposé à l'angle de décalage de l'axe selon lequel l'articulation supérieure 41 est apte à se déformer élastiquement. 9 2860751 REVENDICATIONS 1./ Essieu directeur d'un véhicule automobile, du type comprenant deux bras (3) qui s'étendent sensiblement longitudinalement et qui sont reliés par une traverse (2) qui s'étend dans un plan sensiblement horizontal, chaque bras (3) présentant une première extrémité avant (31), qui est reliée à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un moyen d'articulation (32) apte à se déformer élastiquement, pour introduire un débattement de la roue par io rapport à la caisse du véhicule lors d'impacts longitudinaux sur la roue, et une deuxième extrémité arrière (33) qui est reliée à un porte-fusée (4) par au moins un moyen d'articulation supérieur (41) et un moyen d'articulation inférieur (42), au moins le moyen d'articulation supérieur (41) présentant une capacité à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, caractérisé en ce que l'essieu comporte une bielle (50) dont une première extrémité (51) est fixée au porte-fusée (4) et dont une deuxième extrémité (52) est montée articulée par rapport à la traverse (2) à proximité du plan médian de cette traverse, de sorte qu'une rotation du porte-fusée (4) autour d'un axe sensiblement longitudinal passant par le moyen d'articulation inférieur (42) provoque une rotation complémentaire du porte-fusée (4) autour d'un axe sensiblement vertical. 2./ Essieu directeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 25 comporte des moyens d'articulations (32, 41, 42) entre la caisse du véhicule et le bras (3), qui sont aptes à se déformer élastiquement. 3./ Essieu directeur selon l'unes des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la première extrémité avant (31) du bras (3) est reliée à la caisse du 30 véhicule par un moyen d'articulation (32) du type hydroélastique. io 2860751 4./ Essieu directeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'articulation supérieur (41) entre le porte-fusée (4) et le bras (3) est un dispositif d'amortissement du type hydroélastique. 5./ Essieu directeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bielle (50) est montée articulée par rapport à la traverse (2), par l'intermédiaire d'un palonnier (53) solidaire de la traverse (2). io 6./ Essieu directeur selon la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que le moyen d'articulation supérieur (41) entre le porte-fusée (4) et le bras (3) est apte à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, qui, dans un plan horizontal, est orientée vers l'extérieur du véhicule avec un angle déterminé par rapport à un axe longitudinal, et en ce que la première extrémité (51) de la bielle (50) est fixée sur le porte-fusée (4) en avant de l'axe de rotation de la roue, de sorte que le mouvement longitudinal du porte fusée (4) au point d'articulation supérieur (41) vers l'extérieur du véhicule dû à la déformation élastique provoque un mouvement de rotation du porte-fusée (4) autour d'un axe vertical grâce à la bielle (50) par lequel la partie avant de la roue s'oriente vers l'intérieur du véhicule. 7./ Essieu directeur selon la revendication 1, 5 ou 6, caractérisé en ce que le moyen d'articulation supérieur (41) entre le porte-fusée (4) et le bras (3) est apte à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, qui, dans un plan horizontal, est orientée vers l'intérieur du véhicule avec un angle déterminé par rapport à un axe longitudinal, et en ce que la première extrémité (51) de la bielle (50) est fixée sur le porte-fusée (4) en arrière de l'axe de rotation de la roue, de sorte que le mouvement longitudinal du porte fusée (4) au point d'articulation supérieur (41) vers Il 2860751 l'extérieur du véhicule dû à la déformation élastique provoque un mouvement de rotation du porte- fusée (4) autour d'un axe vertical grâce à la bielle (50) par lequel la partie avant de la roue s'oriente vers l'intérieur du véhicule. 8./ Essieu directeur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le moyen d'articulation inférieur (42) entre le porte-fusée (4) et le bras (3) est apte à se déformer élastiquement selon une direction sensiblement longitudinale, qui, dans un plan horizontal, est orientée par rapport à un axe io longitudinal avec un angle déterminé de signe opposé à l'angle déterminé entre l'axe longitudinal et la direction sensiblement longitudinale selon laquelle le moyen d'articulation supérieur (41) peut se déformer élastiquement.