Brevet FR2985687A1 — publié le 20130719

SYSTÈME ANTI-DEVERS POUR VEHICULE AUTOMOBILE, COMPORTANT DES AMORTISSEURS La présente invention concerne un système anti-devers pour train roulant de véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système. Les véhicules automobiles peuvent comporter sur le train avant ou arrière, une barre anti-dévers disposée transversalement dont chaque extrémité est reliée à un bras de suspension lié à la roue, afin de subir une torsion suivant l'axe de cette barre, en fonction de l'enfoncement de la suspension de la roue se trouvant de ce côté. La différence de débattement entre les deux roues d'un même train génère un couple de torsion appliqué aux extrémités de la barre anti-devers, qui agit comme un ressort exerçant un couple de rappel des suspensions vers une position similaire des deux côtés. On réalise ainsi notamment une réduction de l'inclinaison latérale du véhicule, appelée aussi roulis, pour assurer le confort et la tenue de route. Toutefois de nombreux organes sont situés près des trains roulants. Ce type de barre anti-devers traversant le véhicule, comporte certaines formes imposées par des impératifs mécaniques, qui peuvent être difficiles à placer dans le véhicule. De plus la raideur de ces barres anti-devers est définie par leur géométrie, il faut changer de type de barre pour modifier cette raideur. Un autre type de système anti-devers, présenté notamment par les 25 documents FR-1173715 ou US-A-5794966, comporte pour chaque roue du train roulant un vérin hydraulique actionné par le débattement de la suspension de cette roue, la chambre basse de chaque vérin communiquant avec la chambre haute de l'autre vérin par un circuit hydraulique. Une chambre de compression comprenant un ressort, peut être disposée sur 30 chacun des circuits hydrauliques. On obtient ainsi par le croisement des circuits, dans le cas d'une différence de débattement entre les deux roues, une compression du ressort de la chambre de compression, exerçant une force de rappel qui tend à équilibrer les positions de ces roues. De plus pour le système présenté par le document US-A-5794966, une vanne pilotée peut être disposée entre les deux canalisations pour permettre ou limiter les échanges entre les deux circuits, ce qui autorise ou freine le mouvement de roulis du véhicule. Pour le système présenté par le document FR-1173715, un vérin peut être disposé entre les deux circuits, comprenant deux chambres reliées chacune à un des circuits. Une action mécanique sur la tige du vérin déplace le liquide d'un circuit vers l'autre, ce qui modifie l'angle de roulis du véhicule. Toutefois un problème qui se pose est qu'il faut disposer pour chaque roue en parallèle à ce vérin hydraulique, un amortisseur freinant les oscillations de la suspension, qui est généralement du type hydraulique. Cet amortisseur nécessite un emplacement complémentaire qui peut être difficile à trouver sur un train roulant. De plus la réalisation de deux composants séparés, représente un coût plus important. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système anti-devers comportant pour chaque roue d'un train roulant d'un véhicule automobile, un vérin hydraulique antidevers comprenant un piston coulissant dans un tube, qui est actionné par le débattement de la suspension de cette roue, la chambre basse de chaque vérin communiquant avec la chambre haute de l'autre vérin par un circuit hydraulique comportant une chambre de compression comprenant un moyen élastique de mise sous pression du liquide, caractérisé en ce que chaque vérin anti-devers comporte un amortisseur hydraulique qui est disposé coaxialement. Un avantage du système anti-devers selon l'invention, est que l'amortisseur et le vérin disposés coaxialement peuvent former un ensemble compact, nécessitant une seul fixation à chaque extrémité pour assurer les deux fonctions. Ils peuvent aussi bénéficier d'éléments en commun, comme une tige de poussée et un corps extérieur, ce qui donne un ensemble plus économique. Le système anti-devers selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. En particulier, chaque chambre de compression peut comporter disposés en série sur le circuit hydraulique, un premier piston, le moyen élastique, et un deuxième piston. Le moyen élastique des chambres de compression peut comporter un ressort. Le moyen élastique des chambres de compression peut aussi comporter un gaz sous pression. Selon un mode de réalisation, la canalisation reliée à la chambre basse des vérins anti-devers, traverse axialement la chambre haute, puis le piston de ces vérins. En particulier, chaque canalisation reliée à la chambre basse d'un vérin anti-devers, peut rentrer dans la tige de ce vérin qui est creuse. Avantageusement, chaque amortisseur comporte un cylindre entourant le tube du vérin anti-devers, contenant une chambre d'amortissement basse et une chambre d'amortissement haute. Avantageusement, le cylindre est fixé à la tige du vérin anti-devers, et un piston externe de l'amortisseur séparant les chambres d'amortissement, est fixé au tube du vérin anti-devers. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'un système anti-devers qui comporte l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, 2 9 856 8 7 4 donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un système anti-devers selon l'invention, comportant des vérins hydrauliques présentés en coupe axiale, les 5 suspensions étant dans une position médiane ; - la figure 2 est un schéma de ce système anti-devers, qui fonctionne dans un mode en pompage ; et - la figure 3 est un schéma de ce système anti-devers, qui fonctionne dans un mode en roulis. 10 La figure 1 présente un système anti-devers 1 comportant un amortisseur gauche 2 et un amortisseur droit 4, disposés sur un train roulant non représenté d'un véhicule automobile. Chaque amortisseur 2, 4 comporte une tige 6 comprenant à son extrémité inférieure un anneau de fixation 8 sur un bras de la suspension de 15 la roue concernée, et un cylindre 10 dont l'extrémité inférieure fermée se trouve fixée entre l'anneau et la tige. Un piston externe 12 coulisse avec une étanchéité dynamique dans le cylindre 10. Le piston externe 12 est fixé à la base d'un tube 18 comprenant une extrémité supérieure qui sort en dehors du cylindre 10, avec une 20 étanchéité dynamique permettant un coulissement de ce cylindre par rapport au tube. L'extrémité supérieure du tube 18 sortant en dehors du cylindre 10, est liée à la caisse du véhicule. Un capot 20 fixé en haut du tube 18 recouvre la partie supérieure du cylindre 10, pour protéger ce tube de la poussière quand 25 il coulisse vers le haut et sort du cylindre. En variante les liaisons avec la suspension et la caisse du véhicule, pourraient être inversées. On obtient ainsi un amortisseur hydraulique comprenant une chambre d'amortissement basse 14 et une chambre d'amortissement haute 16, 30 séparées par le piston externe 12, qui impose lors de mouvements relatifs entre le bras de suspension lié à la tige 6, et la caisse du véhicule liée au tube 18, un transfert de liquide entre ces deux chambres d'amortissement. Le transfert du liquide entre les deux chambres d'amortissement 14, 16 peut être freiné par tous moyens connus, notamment par des clapets qui fonctionnent différemment entre la compression et la détente, pour obtenir des lois d'amortissement de la suspension assurant le confort et la tenue de route. La tige 6 rentre dans le piston externe 12 avec une étanchéité dynamique, son extrémité supérieure recevant un piston interne 30 qui coulisse avec une étanchéité dynamique dans le tube 18. Le piston interne 30 sépare une chambre anti-devers basse 32, d'une chambre anti-devers haute 34. Deux circuits hydrauliques séparés, relient les deux vérins anti-devers droit et gauche. Pour un premier circuit, une canalisation de chambre anti-devers basse 36 disposée suivant l'axe de l'amortisseur 2, 4, rentre dans le tube 18 par le haut, puis traverse le piston interne 30 avec une étanchéité dynamique, et débouche assez bas dans la tige 6 qui est creuse, de manière à ce que son extrémité inférieure reste constamment dans la chambre anti-devers basse 32 lors des coulissements de cette tige. La canalisation de chambre anti-devers basse 36 de l'amortisseur gauche 2, conduit le liquide de la chambre anti-devers basse 32 de cet amortisseur, au volume supérieur d'une première chambre de compression 40 cylindrique, comprenant successivement en partant du haut, un piston supérieur 42, un ressort hélicoïdal de compression 44, un piston inférieur 46, puis un volume inférieur. Le volume inférieur de la première chambre de compression 40, est relié par une canalisation de chambre anti-devers haute 38, au sommet de la chambre anti-devers haute 34 de l'amortisseur droit 4. Le ressort 44 exerce une force permanente sur les pistons 42, 46 pour tendre à les écarter, ce qui maintient une pression sur le liquide. En variante un gaz sous pression, ou une combinaison d'un ressort et du gaz, pourrait appliquer une force permanente sur ces pistons. De la même manière pour le deuxième circuit, la canalisation de chambre anti-devers basse 36 de l'amortisseur droit 4, conduit le liquide de la chambre anti-devers basse 32 de cet amortisseur, au volume supérieur d'une deuxième chambre de compression 50 qui est identique à la première chambre de compression 40. Le volume inférieur de la deuxième chambre de compression 50, est relié par une canalisation de chambre anti-devers haute 38, au sommet de la chambre anti-devers haute 34 de l'amortisseur gauche 2. On obtient ainsi un croisement des canalisations des deux circuits hydrauliques, qui relient entre elles avec une chambre de compression 40, 50 interposée, les chambres anti-devers opposées des deux amortisseurs 2, 4. Pour la figure 1 la suspension est des deux côtés du train roulant dans une position médiane, la base des anneaux de fixation 8 étant au niveau 0. Les volumes supérieurs et inférieurs des chambres de compression 40, 50 sont égaux, les pistons 42, 46 et le ressort 44 étant au milieu de chacune de ces chambres. Les pressions dans les deux circuits sont identiques. On notera que la qualification supérieure ou inférieure des chambres fait référence aux figures annexées, elle est indépendante de la position des vérins dans le véhicule. Ils peuvent par exemple être disposés à plat, ou inversés. Le fonctionnement du système anti-devers 1 est le suivant. La figure 2 présente les deux suspensions qui ont remonté d'une distance égale +D, en comprimant les suspensions du train roulant dans un mode appelé pompage. Les volumes des chambres anti-devers hautes 34 ont diminué et ceux des chambres basses 32 ont augmenté d'une manière sensiblement équivalente, ce qui a repoussé l'ensemble des deux pistons 42, 46 et du ressort 44 des deux chambres de compression 40, 50 vers le haut, sans comprimer ces ressorts. Quand les deux roues du train roulant remontent en même temps, on a alors en plus de l'amortissement procuré par les amortisseurs 2, 4, un transfert de liquide pour chacun des circuits, de la chambre anti-devers haute 34 d'un amortisseur à la chambre anti-devers basse 32 de l'autre amortisseur. Les volumes déplacés par les pistons internes 30 des chambres antidevers, étant assez proches avec une remontée identique des roues, on obtient sensiblement une compensation des volumes des deux chambres anti-devers reliées entre elles. Le système anti-devers 1 ne s'oppose pas à un mouvement identique des deux roues en mode pompage. Il peut y avoir un léger écart des volumes déplacés, venant d'une petite différence des sections des chambres anti-devers haute 34 et basse 32, due au diamètre de la tige 6 qui rentre dans cette chambre basse. Cet écart est compensé par une légère compression ou détente du ressort 44 des chambres de compression 40, 50. La figure 3 présente la suspension gauche qui a remonté d'une distance +D par rapport au niveau 0, et la suspension droite qui a descendu d'une distance -D, les roues étant en opposition dans un mode appelé roulis. On a de la même manière en plus de l'amortissement des amortisseurs 2, 4, une diminution du volume des chambres anti-devers du circuit comprenant la deuxième chambre de compression 50, et une augmentation du volume des chambres anti-devers du circuit comprenant la première chambre de compression 40. On a alors pour compenser ces variations de volume des circuits, une détente du ressort 44 de la première chambre de compression 40, qui écarte les deux pistons 42, 46 l'un de l'autre, et une compression de ce ressort de la deuxième chambre de compression 50, qui rapproche ces deux pistons l'un de l'autre. La compression du ressort 44 de la deuxième chambre de compression 50, génère une force élevée exerçant une pression sur le liquide, qui tend à ramener par les vérins anti-devers l'équilibre des positions des roues. La fonction anti-dévers est ainsi assurée. D'une manière générale, le dispositif anti-devers selon l'invention donne beaucoup de facilités pour ajuster la raideur souhaitée de la force de rappel des suspensions en cas de roulis du véhicule, par exemple en modifiant uniquement le tarage des ressorts de compression 44. Dans le cas de chambres de compression 40, 50 comprenant un gaz sous pression, il est alors très facile de faire varier cette pression de gaz pour ajuster la raideur de rappel du système anti-devers. Le développement de nouveaux véhicules est plus rapide, et moins coûteux. De plus le système anti-devers s'intègre facilement dans le véhicule, la liaison entre les côtés droit et gauche du train roulant se faisant par des canalisations, qui peuvent facilement prendre des cheminements variés.