Brevet FR3023217A1 — publié le 20160108

COMBINE DE SUSPENSION COMPORTANT DES RONDELLES ELASTIQUES CONIQUES ET UN AMORTISSEUR HYDRAULIQUE La présente invention concerne un combiné de suspension pour un véhicule automobile, ainsi qu'un train arrière et un véhicule automobile équipés de tels combinés. Les véhicules automobiles comportent généralement des trains roulant équipés sur chaque roue d'un ressort et d'un amortisseur, afin d'assurer la suspension. Un type de train arrière connu, appelé train à traverse déformable, présenté notamment par le document FR-A1-2888559, comporte un essieu comprenant une forme générale en « H », présentant de chaque côté du véhicule un bras de suspension disposé longitudinalement. L'avant des bras de suspension est relié à la caisse du véhicule par une liaison élastique pouvant pivoter suivant un axe sensiblement transversal, l'arrière de ces bras supportant le moyeu de la roue. La barre centrale du « H » constitue une traverse déformable disposée transversalement, dont chaque extrémité est fixée de manière rigide à l'intérieur des bras de suspension. Cette traverse déformable maintient la géométrie des bras de suspension, tout en assurant par une déformation en torsion la fonction de barre anti-dévers qui limite l'angle de roulis de la caisse. La caisse du véhicule est supportée de chaque côté par un ressort hélicoïdal de suspension dont la base prend appui sur un plateau formant un panier disposé à l'intérieur de chaque bras. Un amortisseur hydraulique télescopique est généralement installé en parallèle du ressort, à l'intérieur ou à côté de ce ressort. Il faut prévoir de plus en parallèle du ressort, entre le bras de suspension et la caisse du véhicule, une butée de fin de course qui assure 30 un arrêt de ce bras lorsque le ressort est proche de sa compression maximum. Un problème qui se pose avec cette disposition sensiblement verticale du ressort et de l'amortisseur, est qu'ils occupent un volume important sous la caisse du véhicule, notamment en hauteur, en particulier si l'on veut obtenir des caractéristiques de raideur assurant à la fois un confort et une capacité de charge importante de ce véhicule. On peut en variante utiliser un combiné plus compact comprenant le ressort et l'amortisseur disposés sensiblement horizontalement, qui vient au-dessus du bras de suspension ou en avant de ce bras. Dans ce cas on a généralement une course du combiné qui est plus faible, nécessitant un ressort de raideur importante. Par ailleurs un type de système de ressort de suspension connu, présenté notamment par le document FR-A-1137698, comporte un cylindre fixé au châssis du véhicule, contenant un empilage de rondelles coniques élastiques du type « Belleville ». Cet empilage est comprimé entre un appui du cylindre et une tige axiale coulissante liée au débattement de la roue, de manière à assurer la suspension de cette roue. On peut obtenir avec ce type de système de ressort une raideur élevée, cependant le passage de la tige axiale dans le ressort complique l'installation des amortisseurs et des butées de fin de course dans ce système. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un combiné de suspension pour véhicule automobile travaillant en traction, comportant une première partie cylindrique contenant un ressort qui est comprimé entre un appui axial de cette partie, et un appui axial opposé lié à une deuxième partie coulissante, caractérisé en ce que chaque partie comporte une série de bras longitudinaux intercalés entre eux, qui entourent le ressort comportant un empilage de rondelles élastiques coniques, chaque série de bras se terminant par un des appuis axiaux, et en ce qu'un amortisseur hydraulique est disposé à l'intérieur de ce ressort, dans l'axe du combiné. Un avantage de ce combiné de suspension est que les bras longitudinaux permettent d'enserrer les rondelles élastiques en exerçant une compression de ces rondelles quand une traction est appliquée sur le combiné, ce qui dégage le volume axial intérieur de ce combiné, et permet d'y loger l'amortisseur hydraulique ne comportant pas de tige traversante. On obtient ainsi un combiné compact présentant une forte raideur donnée par les rondelles Belleville, qui comporte de manière intégrée une butée de fin de course formée par l'amortisseur, Le combiné de suspension selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, chaque bras se termine par un crochet tourné vers l'intérieur, chaque série de crochets d'une même partie disposés dans un même plan transversal, constituant un appui. Avantageusement, une butée élastique est disposée en série avec l'empilage de rondelles élastiques. Avantageusement, le combiné de suspension comporte un capot extérieur étanche. Avantageusement, les rondelles élastiques sont disposées 20 successivement dans un sens opposé. En particulier, les rondelles élastiques peuvent comporter un dimensionnement de manière à délivrer étant entièrement comprimées, une force de rappel supérieure à 1000daN. Avantageusement, les rondelles élastiques sont centrées à l'intérieur 25 des bras. Avantageusement, l'amortisseur hydraulique comporte des passages du fluide formant des restrictions qui se ferment progressivement en fonction de la course. L'invention a aussi pour objet un train arrière de véhicule automobile 30 équipé d'une traverse déformable dont les extrémités sont fixées de manière rigide à des bras de suspension, comportant de chaque côté un combiné de suspension comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, qui est disposé sensiblement horizontalement. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant de combinés de suspension comprenant 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 donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'un combiné de suspension selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma en coupe axiale de ce combiné de suspension; - la figure 3 est un schéma en coupe axiale de ce combiné de suspension qui est en extension ; - la figure 4 est un graphique présentant la force développée par ce combiné en fonction de la course ; et - la figure 5 est une vue de côté d'un train arrière, comportant pour chaque bras de suspension un combiné de ce type. Les figures 1 et 2 présentent un combiné de suspension 2 disposé suivant un axe principal, comportant du côté appelé par convention supérieur, une partie supérieure 4 présentant sur le dessus une patte verticale 6 disposant d'un perçage transversal formant un pivot de fixation sur un élément de la suspension. La partie supérieure 4 coulisse axialement par rapport à une partie inférieure 20 comportant en bas d'un tube 26 un anneau cylindrique transversal 22 recevant par l'intermédiaire d'un silentbloc en caoutchouc, un tube 24 pour la fixation par un pivot sur l'autre élément de la suspension. La partie supérieure 4 comporte quatre bras longitudinaux supérieurs 8 dirigés vers le bas, comprenant à leurs extrémités inférieures un crochet tourné vers l'intérieur, qui présentent entre eux des rainures longitudinales 30 10. 302 32 1 7 5 De la même manière la partie inférieure 20 comporte quatre bras longitudinaux inférieurs 28 dirigés vers le haut, comprenant à leurs extrémités supérieures un crochet tourné vers l'intérieur 30, qui sont ajustés dans les rainures longitudinales 10. 5 L'intérieur des deux séries de bras 8, 28 des deux parties 4, 20, forme un espace cylindrique interne entièrement dégagé. Les quatre crochets 30 des bras inférieurs 28 disposés dans un même plan, constituent un appui pressant sur une butée élastique circulaire 40, réalisée en élastomère, prenant elle-même appui sur un empilage de 10 rondelles coniques élastiques du type Belleville 42 formant le ressort de suspension, qui a sa base appuyée sur les quatre crochets 82 des bras supérieurs 8 disposés dans un même plan, formant un deuxième appui. La butée élastique 40 ainsi que les rondelles Belleville 42 sont ajustées dans l'espace cylindrique interne, et guidées dans les différents bras 4, 28 15 afin d'assurer leurs centrages. Les rondelles Belleville 42 sont disposées successivement dans un sens opposé, de manière à ce qu'elles appuient entre elles alternativement sur le même diamètre extérieur ou intérieur. Dans ce cas la compression des différentes rondelles 42 étant identique, on obtient une légère diminution 20 équivalente de leur diamètre intérieur ainsi qu'une légère augmentation équivalente de leur diamètre extérieur, ce qui évite des frottements entre ces rondelles pendant leurs compressions. Le perçage intérieur de la butée élastique 40 et de l'empilage des rondelles Belleville 42, dégage un passage intérieur entièrement libre, sans 25 tige le traversant, permettant l'implantation d'un amortisseur hydraulique axial formant une butée de fin de course. L'amortisseur hydraulique comporte un tube plongeur 44 lié à la partie inférieure 20, qui coulisse axialement dans un tube interne 46, une bague d'étanchéité 58 fixée en bas de ce tube plongeur étant ajustée dans ce tube 30 interne. Le tube interne 46 comportant une série de perçages transversaux 48, est ajusté dans un tube externe 50 comprenant lui aussi une série de perçages transversaux 52, qui a sa base fixée à un plateau transversal 80 maintenu par les crochets 82 des bras supérieurs 8. Un opérateur peut faire tourner le tube 46 interne par rapport au tube externe 50, de manière à obtenir dans une position un alignement des différents perçages 48, 52 de ces deux tubes, donnant une section maximum de passage entre le volume intérieur 54 et le volume extérieur 56, et à progressivement réduire cette section de passage en désalignant les deux séries de perçages pour atteindre une section minimum. Une extension du combiné 2 présentée figure 3, provoque une compression des rondelles Belleville 42, et une descente du tube plongeur 44 dans le tube intérieur 46, avec une réduction du volume intérieur 54. Le fluide est alors chassé au travers des perçages 48, 52, avec un freinage du mouvement de l'amortisseur dépendant de la section de passage. On notera que le tube plongeur 44 descendant dans l'amortisseur, sa bague d'étanchéité 58 descend aussi dans le tube interne 46, et ferme de plus en plus de perçages 48 de ce tube ce qui augmente la force de freinage hydraulique de l'amortisseur. On obtient ainsi une butée de fin de course comportant une raideur de plus en plus forte à la fin, qui arrête la course du bras de suspension en évitant un choc. En particulier on peut disposer vingt-quatre paires de rondelles Belleville 42 comportant un diamètre extérieur d'environ 80mm, un diamètre intérieur d'environ 55mm, une épaisseur de tôle de 3mm, et une hauteur à vide de 5mm. Grâce aux rondelles Belleville 24 associées à la butée élastique, la force de rappel du combiné selon l'invention 40 peut être importante, supérieure à 1000daN. En ajoutant un capot extérieur sur le combiné 2, non représenté, on réalise ainsi un combiné compact, intégrant à la fois le ressort de suspension et l'amortisseur hydraulique qui sont protégés à l'intérieur, notamment contre la corrosion et la projection de gravillons. On notera qu'en cas de casse d'un élément intérieur, il n'y a pas de risque de perdre des morceaux sur la voie de circulation. La compacité du combiné et sa forte raideur permettent des nouvelles dispositions dans le véhicule, qui ne sont pas possibles avec les solutions connues. La figure 4 présente pour ce type de combiné, en fonction de la course C exprimée en millimètre sur l'axe horizontal, la force de rappel du ressort F exprimée en Newton. On obtient une course sensiblement linéaire de forte raideur, avec une force de 10 000 Newton pour un débattement d'environ 30mm, et qui atteint une force de 16 000 Newton pour un débattement d'environ 50mm. La figure 5 présente un essieu arrière comprenant de chaque côté un bras de suspension 60 disposé longitudinalement, ces bras étant reliés par une traverse déformable 62 dont les extrémités sont soudées sur le côté intérieur des bras. Le côté avant de l'essieu est indiqué par la flèche notée « AV ». L'extrémité arrière de chaque bras de suspension 60 comporte sur le 20 dessus une platine 64 de fixation du moyeu de la roue arrière. Chaque bras de suspension 60 est fixé à la caisse du véhicule 66, par une articulation élastique disposant d'un axe sensiblement transversal 68. Un combiné de suspension suivant l'invention 2 est disposé horizontalement, la fixation supérieure 6 étant fixée à la caisse du véhicule, 25 juste en arrière d'une tôle délimitant le volume arrière dédié aux pieds des passagers 70. La fixation inférieure 22 est fixée au bras de suspension 60, en peu en dessous de l'axe d'articulation 68 de ce bras. De cette manière l'enfoncement de la suspension entraîne une traction sur le combiné 2 avec 30 un bras de levier réduit. On notera que pour un même débattement du bras de suspension 60, la course du combiné de suspension 2 est nettement réduite par rapport à celle d'un ressort de suspension prenant de manière connue appui à l'arrière, à cause du bras de levier qui est court. Le combiné de suspension compact 2 présentant une forte raideur, permet en occupant un faible volume, un grand débattement de la suspension. De plus le bras de suspension 60 est simplifié et allégé, son coût est réduit. Il ne nécessite pas de butée d'attaque extérieure pour la fin de course. En variante on peut disposer de chaque côté du train arrière plusieurs combinés agissant en parallèle pour additionner les raideurs de leurs ressorts, en particulier pour les véhicules les plus chargés. REVENDICATIONS1 - Combiné de suspension pour véhicule automobile travaillant en traction, comportant une première partie cylindrique (4) contenant un ressort (42) qui est comprimé entre un appui axial de cette partie (82), et un appui axial opposé (30) lié à une deuxième partie coulissante (20), caractérisé en ce que chaque partie (4, 20) comporte une série de bras longitudinaux (8, 28) intercalés entre eux, qui entourent le ressort comportant un empilage de rondelles élastiques coniques (42), chaque série de bras se terminant par un des appuis axiaux (30, 82), et en ce qu'un amortisseur hydraulique est disposé à l'intérieur de ce ressort, dans l'axe du combiné. 2 - Combiné de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce chaque bras (8, 28) se termine par un crochet tourné vers l'intérieur (30, 82), chaque série de crochets d'une même partie disposés dans un même plan transversal, constituant un appui. 3 - Combiné de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que qu'une butée élastique (40) est disposée en série avec l'empilage de rondelles élastiques (42). 4 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capot extérieur étanche. 5 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rondelles élastiques (42) sont disposées successivement dans un sens opposé. 6 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rondelles élastiques (42) comportent un dimensionnement de manière à délivrer étant entièrement comprimées, une force de rappel supérieure à 1000daN. 7 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rondelles élastiques (42) sont centrées à l'intérieur des bras (4, 28). 8 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur hydraulique comporte des passages du fluide (48, 52) formant des restrictions qui se ferment progressivement en fonction de la course. 9 - Train arrière de véhicule automobile équipé d'une traverse déformable (62) dont les extrémités sont fixées de manière rigide à des bras de suspension (60), caractérisé en ce qu'il comporte de chaque côté un combiné de suspension (2) réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui est disposé sensiblement horizontalement. 10 - Véhicule automobile disposant de combinés de suspension (2), caractérisé en ce que ces combinés sont réalisés suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.