Brevet FR2957304A1 — publié le 20110916

SUSPENSION DE ROUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET SUPPORT SUPERIEUR DE SUSPENSION DE ROUE ASSOCIE [01] L'invention concerne une suspension de roue pour véhicule automobile ainsi que le support supérieur de suspension associé. [02] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, dans le domaine des suspensions hydro-pneumatique de type Mac Pherson. Toutefois elle peut s'appliquer à tout type de suspension autre qu'hydropneumatique. [3] Une suspension comprend essentiellement un triangle inférieur de io suspension et une jambe de force dont le cylindre est relié au triangle de suspension par un pivot et la tige est reliée à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'une articulation. [4] Dans l'application à une suspension hydro-pneumatique, la tige de la jambe de force est creuse et communique avec une sphère de suspension 15 correspondante. [5] La tige de la jambe de force est solidaire d'un piston pouvant coulisser dans le cylindre et jouant le rôle d'un palier inférieur tandis que la partie supérieure du cylindre entourant la tige joue le rôle de palier supérieur. [6] Quand la suspension est sollicitée, la tige subit au niveau de sa 20 liaison articulée avec la caisse des efforts transversaux ou radiaux qui se traduisent par des efforts transversaux de réaction opposés au niveau des paliers inférieur et supérieur de la jambe de force. Ces efforts sont source de frottements de la tige dans le cylindre de la jambe de force, et sont préjudiciables au confort du véhicule, en particulier pour une suspension de 25 grande flexibilité comme cela est le cas pour une suspension hydropneumatique. [7] Pour résoudre ces problèmes, on connaît un système décrit dans le document FR-2887183-A1 dans lequel l'articulation de la tige à la caisse est assurée à l'aide de deux cylindres concentriques en caoutchouc. La 30 direction de l'effort de réaction de la caisse appliqué au centre de l'articulation passe par le centre du palier supérieur de la jambe de force, afin d'annuler l'effort appliqué sur le palier inférieur de la jambe de force. [08] Toutefois, un tel système ne permet pas de placer un volume de caoutchouc à l'endroit de l'articulation qui soit suffisant pour réaliser un filtrage vibratoire satisfaisant tout en respectant le décalage nécessaire (de l'ordre de 20 à 30mm) entre la tige et le centre de l'articulation élastique. En effet, à cause des contraintes de dimensions de l'articulation, il est difficile d'installer une articulation à cylindres concentriques contenant un volume suffisant de caoutchouc en parallèle de la tige. io [09] L'invention permet de répondre à ce besoin de filtrage vibratoire tout en garantissant le décalage fonctionnel nécessaire. [10] A cet effet, dans l'invention, l'articulation entre la tige et la caisse du véhicule est réalisée par un ensemble d'éléments élastiques situés autour de la tige d'amortisseur. Ces éléments élastiques, de préférence en 15 caoutchouc, sont positionnés de manière symétrique par rapport à un plan décalé par rapport à l'axe de la tige. [11] Ainsi l'articulation selon l'invention présente des éléments élastiques positionnés de chaque côté de la tige de manière à englober la tige, ce qui permet d'utiliser une quantité de caoutchouc plus importante que 20 dans l'articulation connue à cylindres concentriques. On réalise donc ainsi un filtrage vibratoire de meilleure qualité. [12] Par ailleurs, un aspect intéressant de l'invention et indépendant du positionnement des éléments élastiques autour de la tige consiste en l'utilisation d'un système de pince original qui permet de solidariser la tige 25 d'amortisseur à l'ensemble portant la sphère de suspension. Dans le cas d'une suspension de type hydro-pneumatique, ce système de pince permet d'assurer le passage de l'huile tout en limitant l'encombrement en hauteur de l'articulation de la suspension. [13] L'invention concerne donc une suspension de roue pour véhicule 30 automobile comportant : - un triangle inférieur de suspension, - une jambe de force ayant un cylindre relié à sa partie inférieure au triangle par l'intermédiaire d'un pivot de roue, et une tige reliée à la caisse du véhicule, et - un support supérieur de suspension assurant une articulation de la tige par rapport à la caisse du véhicule, caractérisée en ce que l'articulation du support est formée par une pluralité d'éléments élastiques disposés autour de la tige, ces éléments élastiques étant disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie décalé par rapport à l'axe de la tige. io [014] Selon une réalisation, la tige pouvant coulisser dans le cylindre en étant guidé en partie supérieure du cylindre par un palier supérieur, l'agencement des éléments élastiques autour de la tige est tel que la direction de l'effort de réaction de la caisse appliqué au centre de l'articulation passe par le centre du palier supérieur de la jambe de force de 15 la suspension, le centre de l'articulation étant défini par le centre de gravité des éléments élastiques. [015] Selon une réalisation, l'articulation de la tige par rapport à la caisse est formée par : - une armature intérieure solidaire de la tige comportant un fond et une paroi 20 latérale située autour de la tige, et - une armature extérieure solidaire de la caisse du véhicule ayant une paroi latérale située autour de l'armature intérieure, - les parois latérales de l'armature intérieure et de l'armature extérieure étant positionnées en regard l'une de l'autre, 25 - les éléments élastiques étant disposés entre les parois latérales de l'armature intérieure et de l'armature extérieure. [16] Selon une réalisation, les éléments élastiques prennent la forme d'éléments en caoutchouc de forme générale parallélépipédique. [17] Selon une réalisation, les parois latérales des armatures et les 30 plans suivant lesquels s'étendent les éléments élastiques sont inclinés d'un angle de quelques degrés par rapport à l'axe de la tige. [18] Selon une réalisation, il comporte en outre une pince formant support de tige destinée à serrer la tige, cette pince étant reliée solidairement à l'armature intérieure. [19] Selon une réalisation, la pince est munie d'une ouverture traversante autorisant le passage de la tige, cette pince étant formée par deux parties délimitant chacune une portion du passage de la tige, - ces parties étant reliées à leurs extrémités par deux zones charnières, - ces parties étant séparées entre elles par un jeu de serrage qui s'étend entre les deux zones charnières, io - une vis positionnée dans une ouverture ménagée dans les parties de la pince transversalement à la direction de la tige assurant le serrage des deux parties autour de la tige. [020] L'invention concerne également une suspension hydropneumatique comportant une suspension selon l'invention, caractérisée 15 en ce que la tige est creuse définissant un canal de passage de liquide, et en ce qu'elle comporte en outre un raccord de bloc pneumatique destiné à être fixé à une sphère de suspension par l'intermédiaire d'une zone de fixation, ce raccord comportant : - un canal traversant ayant une de ses extrémités communiquant avec le 20 canal de la tige creuse et une autre extrémité débouchant du côté de la sphère de suspension, - une bride par laquelle le raccord est fixé à l'armature intérieure, et - un évidement ménagé dans la bride, le canal de la tige creuse étant destiné à déboucher à l'intérieur de cet évidement formant une extrémité du canal. 25 [021] Selon une réalisation, l'armature intérieure, la bride et la pince solidaire de la tige creuse sont solidarisés ensemble à l'aide de moyens de fixation, le dos de l'armature intérieure étant pris en sandwich entre la bride et la partie supérieure de la pince. [022] L'invention concerne en outre un support pour suspension de 30 véhicule automobile assurant une liaison entre une tige d'une jambe de force par rapport à la caisse d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'articulation de la tige par rapport à la caisse du véhicule est formée par une pluralité d'éléments élastiques disposés autour de la tige, ces éléments élastiques étant disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie décalé par rapport à l'axe de la tige. [23] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [24] Figure 1 : une représentation schématique d'une suspension selon l'invention reliée à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un support supérieur selon l'invention ; io [025] Figure 2 : une vue en coupe selon le plan de coupe A-A de la Figure 4 du support supérieur selon l'invention [26] Figure 3 : une vue en coupe selon le plan de coupe D-D de la Figure 2 du support supérieur selon l'invention [27] Figure 4 : une vue de dessus du support supérieur de suspension 15 selon l'invention ; [28] Figure 5 : une vue en coupe selon le plan de coupe E-E de la Figure 4 du support supérieur selon l'invention [29] Figure 6 : une vue en coupe selon le plan de coupe B-B de la Figure 4 du support supérieur selon l'invention 20 [030] Figure 7 : une vue en coupe selon le plan de coupe C-C de la Figure 4 du support supérieur selon l'invention. [31] Les éléments identiques conservent les mêmes références d'une Figure à l'autre. [32] La Figure 1 montre une suspension 1 de type Mac Pherson 25 comportant un triangle 2 inférieur de suspension dont seul le bras 3 est représenté. Cette suspension 1 comporte également une jambe 5 de force ayant un cylindre 6 relié à sa partie inférieure au triangle 2 par l'intermédiaire d'un pivot 7 de roue 8, et une tige 9 reliée à la caisse 11 du véhicule. Cette tige 9 est creuse, définissant un canal pour le passage d'un liquide, et communique avec une sphère de suspension (non représentée). [033] La tige 9 peut coulisser dans le cylindre 6 de la jambe de force en étant guidée en partie supérieure du cylindre par un palier supérieur 12. La tige 9 est solidaire d'un piston 13 monté coulissant dans le cylindre 6 et jouant le rôle d'un palier inférieur. L'effet d'amortissement est obtenu lorsque le piston 13, muni d'ouvertures 13.1, se déplace à l'intérieur du liquide contenu dans le cylindre 6, ce liquide ayant tendance à freiner le déplacement du piston 13 à l'intérieur du cylindre. io [034] Comme montré plus précisément sur la Figure 2, un support supérieur 15 assure un rôle d'articulation entre la tige 9 et la caisse 11 du véhicule. [35] A cet effet, ce support 15 comporte une pince 17 munie d'une ouverture 18 traversante autorisant le passage de la tige 9. Cette pince 17 15 est formée par deux parties 17.1, 17.2 délimitant chacune une portion du passage de la tige 9. Ces parties 17.1, 17.2 sont reliées entre elles à leurs extrémités par deux zones charnières 21.1, 21.2. Ces parties 17.1, 17.2 sont séparées entre elles par un jeu 23 de serrage. Ce jeu 23 de serrage est constitué par un évidement de la pince 17 dans la zone qui s'étend entre les 20 zones charnières 21.1, 21.2 (une partie de cet évidement est caché par la vis 24 sur la Figure 2). [36] Pour rendre solidaire la pince 17 de la tige 9, on utilise une vis 24 introduite dans une ouverture ménagée transversalement à la direction de la tige 9. En serrant un écrou 26 situé à l'extrémité filetée de la vis 24, on 25 applique un effort de serrage F transversal à la direction de la tige 9, ce qui a pour effet de rapprocher les deux parties 17.1, 17.2 l'une de l'autre en réduisant le jeu 23 de serrage, et en conséquence les dimensions de l'ouverture 18, ce qui permet de solidariser la tige 9 à la pince 17. [37] Par ailleurs, la suspension 1 comporte un raccord 28 (Fig. 4) de 30 bloc pneumatique destiné à être raccordé à la sphère de suspension par l'intermédiaire d'une zone de fixation 27. Ce raccord 28 a pour rôle de mettre en relation le canal de la tige 9 creuse avec la sphère de suspension. A cet effet, le raccord 28 comporte un canal 29 traversant ayant une de ses extrémités 29.1 débouchant dans le canal de la tige 9 creuse et une autre extrémité 29.2 débouchant du côté de la sphère de suspension. [38] En outre, le raccord 28 comporte une bride 30 permettant de le fixer à l'armature intérieure 32. La tige 9 débouche à l'intérieur d'un évidement 31 ménagé dans la bride 30, cet évidement 31 formant l'extrémité du canal 29.1 débouchant du côté de la tige 9. [39] Le support supérieur 15 comporte également une armature intérieure 32 en forme de cuvette ayant un fond 32.1 sensiblement plat et io une paroi latérale 32.2 qui entoure la tige 9. Vue en coupe sur la Figure 3, la paroi latérale 32.2 présente une forme générale rectangulaire mais elle pourrait en variante présenter toute autre forme, comme par exemple une forme carrée ou ovale. Cette armature intérieure 32 est munie d'une ouverture 34 traversante destinée à laisser passer la tige 9. 15 [040] Comme montré plus précisément sur les Figures 4 et 5, la pince 17, l'armature intérieure 32 et la bride 30 sont reliées solidairement ensemble, par exemple à l'aide de vis 33. Le fond 32.1 de l'armature 32 est alors pris en sandwich entre la bride 30 et la partie supérieure de la pince 17. [41] Par ailleurs, le support supérieur 15 comporte une armature 20 extérieure 35 solidaire de la caisse. A cet effet, l'armature 35 est reliée à la caisse par exemple au moyen d'une platine 35.2 et de vis (non représentées). Pour relier la suspension à la caisse 11, le capot 36 peut aussi servir d'appui de butée de suspension. [42] Cette armature extérieure 35 comporte une paroi latérale 35.1 25 raccordée à la platine 35.2 qui délimite une ouverture dans la platine 35.2. Cette paroi latérale 35.1, vue en coupe, présente la même forme que la paroi latérale 32.2 de l'armature intérieure 32. La paroi 35.1 de l'armature extérieure présente néanmoins des dimensions supérieures à celles de la paroi 32.2 de l'armature intérieure, de manière que la paroi 35.1 de 30 l'armature extérieure puisse entourer la paroi 32.2 de l'armature intérieure. L'armature 35 peut être fermée vers le bas à l'aide d'un capot 36 protecteur fixé aux extrémités de la platine 35.2 par soudage par exemple afin d'assurer la protection du support de suspension 15. [43] En outre, la paroi 32.2 de l'armature intérieure 32 se situe en regard de la paroi 35.1 de l'armature extérieure 35. Des éléments élastiques 37.1-37.4, de préférence de forme générale parallélépipédique, sont disposés autour de la tige 9 entre la paroi 32.2 de l'armature intérieure 32 et la paroi 35.1 de l'armature extérieure 35. [44] En référence à la Figure 2, ces éléments élastiques 37.1-37.4 sont disposés symétriquement par rapport à un plan P de symétrie décalé par io rapport à l'axe 9.1 de la tige 9. Dans un exemple, le décalage D entre l'axe 9.1 et le plan P est de l'ordre de 28mm. [45] De préférence, les faces des parois latérales 32.2, 35.1 et les plans suivant lesquels s'étendent les éléments élastiques 37.1-37.4 sont légèrement inclinés d'un angle a de quelques degrés par rapport à l'axe 9.1 15 de la tige 9. [46] Les éléments élastiques 37.1-37.4 positionnés entre les parois peuvent prendre la forme d'éléments en caoutchouc pleins ou feuilletés. Dans le cas d'éléments feuilletés, les éléments élastiques 37.1-37.4 sont formés par exemple de deux éléments 40, 41 en caoutchouc prenant en 20 sandwich un feuillet métallique 42 (voir Figure 3). [47] Ainsi l'ensemble (solidaire de la tige 9) formé par la pince 17, l'armature intérieure 32, et le raccord 28 de bloc pneumatique est mobile par rapport à l'ensemble (solidaire de la caisse du véhicule) formé par l'armature extérieure 35 et le capot 36 de protection. Cette mobilité est assurée grâce à 25 l'articulation formée par les éléments élastiques 37.1-37.4 installés entre ces deux ensembles. [48] L'effort de réaction Fr de la caisse passe par le centre C (Fig. 1) de l'articulation défini par le centre de gravité des éléments élastiques 37.1-37.4 utilisés. De préférence, pour annuler l'effort sur le palier inférieur formé par le 30 piston 13, la direction D de l'effort de réaction Fr de la caisse appliqué au centre C passe par le centre du palier supérieur 12 de la jambe de force 5. [049] Alternativement, on utilise un nombre quelconque d'éléments élastiques 37 (moins ou plus de 4) pour réaliser l'articulation entre la tige 9 et la caisse du véhicule. Le centre de gravité de ces éléments élastiques est alors décalé par rapport à la tige 9. REVENDICATIONS1. Suspension (1) de roue pour véhicule automobile comportant : - un triangle inférieur (2) de suspension, - une jambe (5) de force ayant un cylindre (6) relié à sa partie inférieure au triangle (2) par l'intermédiaire d'un pivot (7) de roue (8), et une tige (9) reliée à la caisse (11) du véhicule, et - un support supérieur (15) de suspension assurant une articulation de la tige (9) par rapport à la caisse du véhicule, io caractérisée en ce que l'articulation du support (15) est formée par une pluralité d'éléments élastiques (37.1-37.4) disposés autour de la tige (9), ces éléments élastiques (37.1-37.4) étant disposés symétriquement par rapport à un plan (P) de symétrie décalé par rapport à l'axe (9.1) de la tige. 15 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que - la tige (9) pouvant coulisser dans le cylindre (6) en étant guidé en partie supérieure du cylindre par un palier supérieur (12), - l'agencement des éléments élastiques (37.1-37.4) autour de la tige (9) est tel que la direction (D) de l'effort de réaction (Fr) de la caisse appliqué 20 au centre (C) de l'articulation passe par le centre du palier supérieur (12) de la jambe de force (5) de la suspension, le centre (C) de l'articulation étant défini par le centre de gravité des éléments élastiques (37.1-37.4). 3. Suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que 25 l'articulation de la tige (9) par rapport à la caisse est formée par : - une armature intérieure (32) solidaire de la tige (9) comportant un fond (32.1) et une paroi (32.2) latérale située autour de la tige (9), et - une armature extérieure (35) solidaire de la caisse du véhicule ayant une paroi latérale (35.1) située autour de l'armature intérieure (32), 30 - les parois latérales (32.2, 35.1) de l'armature intérieure (32) et de l'armature extérieure (35) étant positionnées en regard l'une de l'autre, - les éléments élastiques (37.1-37.4) étant disposés entre les parois latérales de l'armature intérieure (32) et de l'armature extérieure (35). 4. Suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments élastiques (37.1-37.4) prennent la forme d'éléments en caoutchouc de forme générale parallélépipédique. 5. Suspension selon la revendication 3, caractérisée en ce que les parois latérales (32.2, 35.1) des armatures (32, 35) et les plans suivant lesquels s'étendent les éléments élastiques (37.1-37.4) sont inclinés d'un angle (a) de quelques degrés par rapport à l'axe de la tige (9). io 6. Suspension selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'il comporte en outre une pince (17) formant support de tige destinée à serrer la tige (9), cette pince (17) étant reliée solidairement à l'armature intérieure (32). 15 7. Suspension selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pince (17) est munie d'une ouverture (18) traversante autorisant le passage de la tige (9), cette pince (17) étant formée par deux parties (17.1, 17.2) délimitant chacune une portion du passage de la tige (9), - ces parties (17.1, 17.2) étant reliées à leurs extrémités par deux 20 zones charnières (21.1, 21.2), - ces parties (17.1, 17.2) étant séparées entre elles par un jeu (23) de serrage qui s'étend entre les deux zones charnières (21.1, 21.2), - une vis (24) positionnée dans une ouverture ménagée dans les parties (17.1, 17.2) de la pince transversalement à la direction de la tige (9) 25 assurant le serrage des deux parties (17.1, 17.2) autour de la tige (9). 8. Suspension hydropneumatique comportant une suspension selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la tige est creuse définissant un canal de passage de liquide, et en ce qu'elle comporte en 30 outre un raccord (28) de bloc pneumatique destiné à être fixé à une sphère de suspension par l'intermédiaire d'une zone de fixation (27), ce raccord (28) comportant : - un canal (29) traversant ayant une de ses extrémités communiquant avec le canal de la tige creuse (9) et une autre extrémité débouchant du côté 35 de la sphère de suspension,- une bride (30) par laquelle le raccord (28) est fixé à l'armature intérieure (32), et - un évidement (31) ménagé dans la bride (30), le canal de la tige creuse (9) étant destiné à déboucher à l'intérieur de cet évidement (31) 5 formant une extrémité du canal (29). 9. Suspension hydropneumatique selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'armature intérieure (32), la bride (30) et la pince (17) solidaire de la tige creuse (9) sont solidarisés ensemble à l'aide de moyens io de fixation (33), le dos de l'armature (32) intérieure étant pris en sandwich entre la bride (30) et la partie supérieure de la pince (17). 10. Support (15) pour suspension de véhicule automobile assurant une liaison entre une tige (9) d'une jambe de force (5) par rapport à la caisse 15 d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'articulation de la tige (9) par rapport à la caisse du véhicule est formée par une pluralité d'éléments élastiques (37.1-37.4) disposés autour de la tige (9), ces éléments élastiques (37.1-37.4) étant disposés symétriquement par rapport à un plan (P) de symétrie décalé par rapport à l'axe de la tige (9).