Brevet FR2935672A1 — publié le 20100312

BRAS DE SUSPENSION ARRIERE DIRECTEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un bras de suspension d'un train arrière pour véhicule automobile, comprenant une commande de direction des roues arrière. Les véhicules automobiles peuvent comporter une commande de braquage des roues arrière pour les rendre directrices, qui agit en coopération avec la commande de braquage des roues avant actionnée par le conducteur. L'angle de braquage des roues arrière est généralement dépendant de la vitesse du véhicule. Pour les vitesses basses, les roues arrière sont orientées dans un sens opposé aux roues avant pour diminuer le rayon de braquage du véhicule et améliorer la maniabilité, par exemple pour les manoeuvres du véhicule. Pour les vitesses plus élevées, les roues arrière sont orientées dans le même sens que les roues avant pour améliorer la stabilité du véhicule, par exemple pour un changement rapide de file de circulation. Un dispositif de braquage des roues arrière de ce type décrit notamment dans le document WO-A1-2004/108444, présente un bras de suspension arrière lié par une liaison pivotante à la caisse du véhicule, et oscillant dans un plan longitudinal, la caisse étant supportée par un ressort de suspension s'appuyant sur ce bras. Les deux bras de suspension du train arrière sont reliés entre eux par une traverse flexible maintenant la géométrie de ces bras, tout en assurant par une déformation en torsion, une limitation de l'angle de roulis de la caisse. Un porte-moyeu de roue est relié au bras de suspension par une liaison pivotante permettant un braquage des roues arrière. Le pivot comporte deux articulations supérieure et inférieure fixées à l'arrière du bras de suspension, et alignées suivant un axe sensiblement vertical définissant l'axe de pivotement. Un vérin de commande du braquage de ce porte-moyeu est disposé transversalement, sa tige étant reliée par une rotule à un levier du porte- moyeu disposé perpendiculairement au vérin. Un inconvénient principal de ce dispositif de braquage des roues arrière, est que le système de commande se trouve éloigné du porte-moyeu et de son pivot. L'ensemble est encombrant, lourd et relativement peu rigide. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter à la réalisation d'un train arrière de véhicule automobile comportant un dispositif de braquage des roues, une solution simple, compacte et économique. Elle propose à cet effet un bras de suspension arrière directeur en particulier pour véhicule automobile, comportant un porte-moyeu relié au bras par un pivot de direction, et un actionneur de braquage de ce pivot, caractérisé en ce que l'actionneur de braquage entraîne le pivot par un engrenage du type roue et vis sans fin, comportant un secteur denté centré sur le pivot de direction. Un avantage principal du bras de suspension directeur selon l'invention, est que la commande de braquage peut être très compact, le secteur denté étant intégré dans le pivot et l'actionneur de braquage étant au plus proche de ce pivot. De plus, le bras de suspension directeur selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le pivot de direction comporte un montage en chape comprenant fixés sur le bras de suspension, un point de fixation supérieur éloigné d'un point de fixation inférieur, ces points de fixation étant reliés par un axe traversant le porte-moyeu. Avantageusement, le point de fixation supérieur est intégré dans un support formant un caisson fixé sur le dessus du bras de suspension. Le support peut comprendre une tôle pliée pour former un caisson sensiblement parallélépipédique, la face supérieure comportant un perçage formant le point de fixation supérieur. Avantageusement, une vis constituant l'axe du pivot traverse successivement en partant du haut, une partie supérieure du support et un alésage du porte-moyeu, pour venir se visser dans le point de fixation inférieur. La vis peut comprendre successivement une partie cylindrique de guidage se terminant vers le bas par un épaulement, puis une partie filetée d'un diamètre inférieur, l'épaulement venant lors du serrage de la vis en appui sur une face transversale du point de fixation inférieur. Suivant une caractéristique de l'invention, le porte-moyeu comprend une partie cylindrique sensiblement verticale comportant l'alésage du pivot, qui est reliée par deux bras de liaison à une partie distante supportant un moyeu de roue, le secteur denté centré sur l'axe du pivot, étant fixé au porte-moyeu entre les bras de liaison. L'actionneur peut comprendre un moteur électrique et un arbre de sortie formant la vis de l'engrenage, une face du moteur venant se fixer sur une face du caisson constituant le support, la vis rentrant dans ce caisson. Avantageusement, l'actionneur comprend un moteur électrique pas-à-pas. Suivant une caractéristique de l'invention, le bras de suspension directeur est relié à l'autre bras de suspension du train arrière, par une traverse flexible maintenant la géométrie de ces bras tout en assurant une déformation en torsion. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un bras de suspension équipé, suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté de ce bras de suspension équipé ; - la figure 3 est une vue en coupe dans un plan transversal III-III du véhicule et suivant l'axe du pivot, de ce bras de suspension équipé ; - la figure 4 est une vue de détail du bras de suspension ; - la figure 5 est une vue de détail du porte-moyeu ; et - la figure 6 est une vue de détail de l'actionneur. Les figures 1 et 2 représentent un bras de suspension arrière 1 comprenant un tube 2 disposé sensiblement longitudinalement, comportant à l'avant une articulation pivotante 4 disposée sensiblement transversalement, de liaison avec la caisse du véhicule non représentée. Le bras de suspension 1 est relié à l'autre bras de suspension du train arrière, par une traverse flexible 6 qui maintient la géométrie de ces bras tout en assurant par une déformation en torsion, une limitation de l'angle de roulis de la caisse. Les bras de suspension 1 supportent la caisse du véhicule par un dispositif de suspension non représenté. Le bras de suspension 1 comporte à l'arrière et sur le dessus, un support 10 réalisé en tôle pliée, qui remonte vers le haut pour former un point de fixation supérieur 22 se trouvant verticalement éloigné d'un point de fixation inférieur 24 réalisé directement sur le tube 2 du bras. Un porte-moyeu 16 comporte un alésage placé entre les deux points de fixation 22, 24, qui est traversé par un axe sensiblement vertical 40 reliant ces deux points de fixation, pour réaliser une liaison 12 pivotante par rapport au bras de suspension 1. Le porte-moyeu 16 reçoit le moyeu supportant une roue arrière 18, il reçoit aussi un dispositif de freinage 20 de cette roue. Le support 10 du pivot 12 reçoit par ailleurs un actionneur 14, qui agit directement sur le porte-moyeu 16 par un engrenage situé entre les fixations supérieur 22 et inférieur 24. Les figures 3 à 6 détaillent les différents composants. Le support 10 soudé au tube 2 du bras de suspension 1, détaillé figure 4, comprend une tôle pliée deux fois dans un plan transversal, pour former un caisson sensiblement parallélépipédique ouvert sur les côtés latéraux. La face supérieure comportant un perçage 26 forme le point de fixation supérieur 22. La figure 3 présente en coupe axiale une vis 40 constituant l'axe du pivot 12, qui traverse successivement en partant du haut, la face supérieure du support 10 par le perçage 26, et un alésage du porte-moyeu 16. La vis 40 vient ensuite se visser dans la fixation inférieure 24 constituée d'un cylindre centré sur cette vis, et soudé sur le tube 2 qu'il traverse de part en part. La vis 40 comprend successivement une partie cylindrique de guidage se terminant vers le bas par un épaulement 42, puis une partie filetée d'un diamètre inférieur. L'épaulement 42 vient lors du serrage de la vis 40 en appui sur la face transversale de la fixation inférieure 24, de manière à garantir une distance entre ces fixations supérieure et inférieure sans déformer le caisson formant le support 10, pour permettre de laisse le porte-moyeu 16 pivoter librement et sans jeu. En variante, on peut interposer entre l'alésage du porte-moyeu 16 et la vis 40, des paliers comprenant par exemple des bagues de glissement ou des roulements, pour assurer un pivotement avec un frottement et une usure réduite. La figure 5 présente le porte-moyeu 16 comprenant une partie cylindrique 64 sensiblement verticale comportant l'alésage du pivot 12, qui est reliée par deux bras supérieur 60 et inférieur 62 fortement nervurés, à une plaque 46 distante, disposée sensiblement perpendiculairement à l'essieu arrière. Cette plaque 46 comporte un alésage de centrage du moyeu de la roue 18, et quatre perçages recevant des vis de fixation de ce moyeu. Dans l'espace situé entre la partie cylindrique 64 et la plaque 46 du porte-moyeu 16, et sensiblement à égale distance des bras de liaison 60, 62, un secteur denté 44 centré sur l'axe du pivot 12, est fixé sur cette partie cylindrique. Le secteur denté 44 est tourné vers la plaque 46 recevant le moyeu. La figure 6 présente l'actionneur 52 comprenant suivant un même axe, un moteur électrique avec un réducteur intégré, et un arbre de sortie formant une vis 54, tourné vers l'arrière. La face arrière 56 de l'ensemble moteur et réducteur constitue un plan comprenant quatre perçages de fixation, qui s'ajustent sur des perçages correspondant de la face avant du caisson formant le support 10, pour assurer la fixation de l'actionneur 52. La vis 54 tournée vers l'arrière de l'actionneur 52, rentre dans le caisson du support 10 par un perçage de ce support, et engrène par un système roue et vis sans fin, avec le secteur denté 44 du porte-moyeu 16. Ce système de réducteur à roue et vis sans fin a pour avantage d'être irréversible, un effort de pivotement du pivot 12 venant de la roue arrière 18, n'étant pas transmis à l'actionneur 52. Un calculateur tenant compte notamment de la demande du conducteur pilotant le volant de direction, et de la vitesse du véhicule, commande simultanément les deux actionneurs 52 de chaque roue arrière 18, pour appliquer une rotation sur les vis 54 et générer un braquage indépendant de chaque roue arrière 18. On peut de cette manière optimiser le braquage de chaque roue arrière 18, ce qui ne peut pas être fait dans le cas d'un actionneur unique de commande simultané du braquage de ces deux roues. Avantageusement, le moteur électrique de l'actionneur 52 est un moteur pas-à-pas qui peut effectuer avec précision des petits angles de rotation. On notera que le caisson du support 10 est un élément simple à mettre en oeuvre, permettant de réaliser facilement un pivot 12 comportant une forte rigidité grâce aux points de fixation supérieur 22 et inférieur 24 espacés, ce qui est important pour assurer une bonne tenue de route du véhicule. Le montage de l'engrenage se trouvant guidé dans le caisson, est aussi rigide. L'ensemble est compact, notamment la transmission de la commande de braquage par engrenage est complètement intégrée dans le caisson du support 10. De plus, le coût de cet ensemble est réduit, le pivot 12 ne nécessitant pas de système de guidage complexe comme dans la cas d'un porte-moyeu monté en porte à faux sur le bras de suspension. Le pivot 12 du bras de suspension selon l'invention, permet en particulier de réaliser facilement un braquage de +1- 5° sur chaque roue arrière 18. REVENDICATIONS1 û Bras de suspension arrière directeur en particulier pour véhicule automobile, comportant un porte-moyeu (16) relié au bras par un pivot de direction (12), et un actionneur de braquage (52) de ce pivot, caractérisé en ce que l'actionneur de braquage entraîne le pivot par un engrenage du type roue et vis sans fin, comportant un secteur denté (44) centré sur le pivot de direction. 2 û Bras de suspension directeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pivot de direction (12) comporte un montage en chape comprenant fixés sur le bras de suspension (1), un point de fixation supérieur (22) éloigné d'un point de fixation inférieur (24), ces points de fixation étant reliés par un axe (40) traversant le porte-moyeu (16). 3 û Bras de suspension directeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le point de fixation supérieur (22) est intégré dans un support (10) formant un caisson fixé sur le dessus de ce bras de suspension (1). 4 û Bras de suspension directeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support (10) comprend une tôle pliée pour former un caisson sensiblement parallélépipédique, la face supérieure comportant un perçage (26) formant le point de fixation supérieur (22). 5 û Bras de suspension directeur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une vis (40) constituant l'axe du pivot (12), traverse successivement en partant du haut, une partie supérieure du support (10) et un alésage du porte-moyeu (16), pour venir se visser dans le point de fixation inférieur (24). 6 û Bras de suspension directeur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la vis (40) comprend successivement une partie cylindrique de guidage se terminant vers le bas par un épaulement (42), puis une partie filetée d'un diamètre inférieur, l'épaulement venant lors du serrage de la vis en appui sur une face transversale du point de fixation inférieur (24).7 û Bras de suspension directeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-moyeu (16) comprend une partie cylindrique (64) sensiblement verticale comportant l'alésage du pivot (12), qui est reliée par deux bras de liaison (60, 62) à une partie distante (46) supportant un moyeu de roue (18), le secteur denté (44) centré sur l'axe du pivot, étant fixé au porte-moyeu entre les bras de liaison. 8 û Bras de suspension directeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (52) comprend un moteur électrique et un arbre de sortie formant la vis (54) de l'engrenage, une face (56) du moteur venant se fixer sur une face du caisson constituant le support (10), la vis rentrant dans ce caisson. 9 û Bras de suspension directeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur (52) comprend un moteur électrique pas-à-pas. 10 û Bras de suspension directeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est relié à l'autre bras de suspension du train arrière, par une traverse flexible (6) maintenant la géométrie de ces bras (1) tout en assurant une déformation en torsion.