Brevet FR3028807A1 — publié le 20160527

DISPOSITIF DE SUSPENSION POUR VEHICULE AUTOMOBILE APTE A TRANSMETTRE LE COUPLE MOTEUR L'invention concerne les dispositifs de suspension pour véhicules automobiles ainsi que la transmission du couple moteur aux roues des véhicules automobiles. Les dispositifs de suspension peuvent prendre plusieurs formes. Les suspensions sont généralement composées d'un élément élastique et d'un élément de dissipation, tel qu'un amortisseur. Elles permettent d'absorber les chocs liés aux irrégularités de la chaussée en autorisant des mouvements relatifs des roues par rapport au châssis. Le groupe motopropulseur étant fermement lié au châssis, ces mouvements dynamiques induisent notamment une rotation de l'arbre de transmission issu de la boîte de vitesse. Cette rotation génère des efforts importants dans les éléments de la transmission et éventuellement porte atteinte au fonctionnement de la transmission. Les organes dédiés à la transmission du couple moteur nécessitent donc une attention particulière lors de leur conception car ils sont soumis à de nombreux efforts et se doivent d'être d'une grande fiabilité. Afin de protéger les éléments de la transmission, on connait des articulations spécifiques permettant de coupler en rotation deux arbres non alignés telles que les joints homocinétiques ou joints de Cardan. Cependant, ce type de liaison articulée possède généralement un angle de fonctionnement limité. La valeur de cet angle dépend de la géométrie de l'articulation. Il est possible de développer des géométries possédant une grande plage de fonctionnement angulaire. Cependant, de telles articulations sont coûteuses. De plus, elles ne permettent pas d'absorber les chocs liés au mouvement relatif des roues par rapport au châssis. L'invention porte donc sur un dispositif de suspension d'un véhicule automobile ne présentant pas ces inconvénients. Dans un mode de réalisation, un dispositif de suspension pour véhicule automobile est équipé d'un amortisseur comprenant un corps 3028807 2 d'amortisseur et une tige capable de coulisser dans le corps d'amortisseur. L'amortisseur est monté entre le châssis du véhicule et une roue de sorte que la transmission du couple moteur à la roue se fait par l'intermédiaire de la tige de l'amortisseur. 5 Un tel dispositif permet un gain de place dans le compartiment moteur en assumant en même temps les fonctions d'amortissement des chocs liés à l'irrégularité de la chaussée sur laquelle se déplace le véhicule et de transmission du couple. Avantageusement, la tige de l'amortisseur est creuse et sert de 10 logement pour un premier arbre creux. Le corps d'amortisseur est solidaire d'un deuxième arbre, le deuxième arbre étant apte à coulisser dans le premier arbre creux. Cet arrangement est particulièrement avantageux car en plus d'amortir les irrégularités de la route, il permet de transmettre le 15 couple indépendamment de la position relative de la roue par rapport au châssis, sans soumettre l'arbre de transmission à des moments de rotation trop importants. Le coulissement du deuxième arbre dans le premier permet ainsi d'adapter la transmission selon la position de la roue entrainée par rapport à l'arbre de transmission. Ce coulissement 20 est effectué dans une direction sensiblement verticale, les mouvements induits par une chaussée déformée étant orientés principalement dans cette direction. Le premier et le deuxième arbre sont de préférence couplés en rotation de façon à transmettre le couple moteur à la roue de manière 25 efficace. Avantageusement, des billes sont disposées à l'interface entre le premier arbre et le deuxième arbre. Ces billes permettent de faciliter le glissement d'un arbre dans l'autre et participent à l'accouplement des deux arbres. 30 Préférentiellement, le premier arbre creux et le deuxième arbre sont pourvus de cannelures, ces cannelures formant ensemble des logements pour les billes constituant ainsi un roulement axial linéaire. Les billes logées entre les cannelures des deux arbres permettent à la fois de coupler en rotation les deux arbres et 3028807 3 d'autoriser un coulissement des deux arbres l'un dans l'autre. Il existe d'autres possibilités pour lier cinématiquement les deux arbres tout en autorisant un glissement relatif entre eux. On peut par exemple utiliser un système de clavette. Le deuxième arbre portant une clavette et le 5 premier arbre étant muni d'une rainure apte à laisser coulisser la clavette. Dans une variante, on peut également utiliser uniquement des cannelures rangées en engrenage glissant, sur les deux arbres. L'utilisation d'une combinaison de cannelures et de billes est, cependant, plus robuste, le couple étant transmis par une pluralité de 10 billes et non pas par une clavette unique. De plus, la présence de ces billes est également utile pour rendre plus aisé le coulissement des arbres entre eux. Préférentiellement, le premier arbre et le deuxième arbre sont montés rotatifs respectivement dans la tige et dans le corps 15 d' amortisseur. Un tel montage permet de transmettre le couple moteur sans que l'amortisseur soit entrainé en rotation. Cela est judicieux car une rotation de l'amortisseur induirait des mouvements du fluide dans l'amortisseur ce qui peut amener à un mauvais fonctionnement de ce 20 dernier. Dans un mode de réalisation, un ressort est monté entre le châssis et le corps d'amortisseur. Un bloc élastique déformable peut également être monté entre le châssis et le ressort. Ce bloc permet notamment d'absorber les oscillations à hautes fréquences de 25 l'amortisseur. Avantageusement, le dispositif de suspension comprend en outre une butée tournante placée entre une coupelle supérieure d'appui du ressort de l'amortisseur et le bloc élastique. Cette butée a pour fonction de permettre la rotation de la roue 30 par rapport au châssis, ce qui est nécessaire lors de virages. Dans un mode de réalisation, le couple moteur est transmis au premier arbre creux au moyen d'un engrenage à renvoi d'angle. Le renvoi d'angle est notamment un renvoi d'angle à environ 90°. Un tel agencement permet de positionner l'arbre de 3028807 4 transmission dans une position sensiblement horizontale et le dispositif de suspension dans une position sensiblement verticale. Le positionnement sensiblement vertical du dispositif de suspension est judicieux, car les mouvements de la roue induits par les 5 anfractuosités de la chaussé sont essentiellement verticaux. Préférentiellement, un engrenage à renvoi d'angle est monté entre la tige de l'amortisseur et l'axe de la roue. Avantageusement, le dispositif comporte un bras liant l'amortisseur à la roue du véhicule automobile. 10 Ce bras permet d'assurer un positionnement précis du deuxième arbre par rapport à l'arbre portant la roue du véhicule. Un maintien en position des deux arbres assure une transmission efficace du couple. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtrons à l'examen de la description détaillée d'un mode de 15 réalisation de l'invention, nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un plan du dispositif de suspension selon un mode de réalisation - la figure 2 représente un détail du dispositif de suspension 20 selon un mode de réalisation. - la figure 3 représente une coupe d'un détail du dispositif. La figure 1 représente le dispositif de suspension 1. Ce dispositif 1 permet de transmettre le couple produit par un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile, non représenté, à un arbre 2 25 portant une roue non représentée du véhicule par l'intermédiaire d'un amortisseur 3. Le couple moteur, éventuellement réduit par une boîte de vitesses non représentée, est transmis à un arbre de transmission 4 pourvu d'un pignon denté 5. Ce pignon denté 5 engrène à 90° avec un pignon denté 6. Le pignon denté 6 est monté sur un arbre creux 7. Cet 30 arbre 7 sert d'alésage pour un deuxième arbre 8 muni d'un pignon denté 9. L'arbre 8 est pourvu de cannelures 8a disposées sur sa face extérieure et l'arbre 7 est pourvu de cannelures 7a disposées sur sa face intérieure. Des billes 10 sont placées entre les cannelures 7a et les cannelures 8a. Ainsi, l'arbre 7 entrainé en rotation par l'arbre de 3028807 5 transmission 4 entraine lui-même l'arbre 8 par l'intermédiaire des billes 10. De manière simultanée, l'arbre 8 peut coulisser dans l'arbre 7 en roulant sur les billes 10. Le pignon denté 9 engrène avec un pignon denté 2a porté par 5 l'arbre 2 entrainant la roue. Le mécanisme d'amortisseur 3 comprend un corps d'amortisseur 11 et d'une tige 12. La tige 12 est agencée dans le corps 11 de sorte à créer deux chambres 13 et 14. La tige 12 présente un piston 12a pourvu de soupapes 15 séparant les deux chambres 13 et 14. Les soupapes 15 sont par exemple réalisées par des 10 clinquants maintenus en position normalement fermée et pouvant s'ouvrir sous l'effet d'une augmentation de la pression des soupapes 15, permettent le passage du fluide contenu dans le corps de l'amortisseur 11 d'une chambre à l'autre. L'amortisseur 3 comprend également un réservoir de fluide 13a, capable de communiquer avec la 15 chambre 13 par des restrictions 15a. Un ressort hélicoïdal 16 est disposé entre une paire de coupelles de ressort 17a et 17b. La coupelle 17a est solidaire du châssis du véhicule, tandis que la coupelle 17b est solidaire du corps d'amortisseur 11. Un bloc filtrant 18 est en outre monté sur la partie 20 supérieure de l'amortisseur entre la coupelle supérieure 17a et le châssis du véhicule. Ce bloc 18 a pour fonction l'absorption des oscillations à hautes fréquences liées aux mouvements du dispositif de suspension et l'absorption de chocs. Les arbres 7 et 8 assurant la transmission du couple moteur 25 sont montés en rotation dans l'amortisseur au moyen de deux paliers à roulement 19 et 20 représentées sur la figure à titre d'exemple sous la forme de roulements à billes. Le premier palier 19 est monté entre l'arbre 7 et la tige 12. Le deuxième palier 20 est monté entre l'arbre 8 et le corps d'amortisseur 11. Une butée 21 est agencée entre la 30 coupelle 17a et le bloc filtrant 18. Cette butée 21 permet l'amortisseur 3 de tourner solidairement à la roue lors de virages du véhicule, la butée 21 peut également être appelée butée tournante. L'amortisseur 3 est maintenu fixe par rapport à la roue grâce à un bras 22. Le bras 22 est fixé d'une part sur le dispositif 23 de montage 3028807 6 de la roue et d'autre part sur une bague 24 fixée au corps d'amortisseur 11. Deux paliers à roulements 25 et 26 sont montés entre le dispositif de montage de la roue 23 et l'arbre 2, permettant la rotation 5 de ce dernier. Le dispositif de suspension 1 décrit permet de lier cinématiquement l'arbre 4 de transmission et l'arbre 2 entraînant la roue quelles que soient les anfractuosités de la chaussée. En effet, les irrégularités de la chaussée induisent des mouvements relatifs de la 10 roue par rapport au châssis du véhicule automobile. Le moteur du véhicule étant solidaire du châssis, ce mouvement se répercute sur le dispositif de transmission. Dans ce mode de réalisation, le coulissement de l'arbre 8 dans l'arbre 7, permet de faire varier la distance entre l'arbre 2 entraînant 15 la roue et l'arbre 4 de transmission du couple moteur sans altérer la qualité de la transmission. Lors du coulissement des arbres 7 et 8, la tige 12 de l'amortisseur coulisse également à l'intérieur du corps 11, forçant le fluide à passer de la chambre 13 qui contient la tige 12 vers la chambre 14. Ce faisant, l'amortisseur 3 dissipe l'énergie liée aux 20 mouvements brusques de la roue par rapport au châssis. Le ressort 16 se comprime également lors d'un mouvement de compression de l'amortisseur. Le ressort 16 permet aussi de garantir la précontrainte nécessaire pour assurer un fonctionnement optimal de l'amortisseur. Dans la figure 2, on a représenté un détail du dispositif de 25 transmission selon un mode de réalisation de l'invention. Les éléments communs à la figure 1 et à la figure 2 portent les mêmes références. Sur la figure 2, les billes 10 sont aisément visibles. Elles sont disposées à l'interface entre l'arbre creux 7 et l'arbre 8, à intervalles réguliers. Grâce au roulement de ces billes 10, les arbres 8 et 7 30 peuvent coulisser librement l'un dans l'autre et tout en étant couplés en rotation. Dans la figure 3, on a représenté une coupe du dispositif 1. Les éléments communs à la figure 1 et à la figure 3 portent les mêmes 3028807 7 références. Cette figure permet de voir l'agencement des billes 10 entre les arbres 7 et 8. Un tel dispositif de suspension 1 permet d'amortir les chocs liés à l'irrégularité de la chaussée de manière similaire à un 5 amortisseur traditionnel. En outre, de par l'agencement des arbres 7 et 8 au sein même de l'amortisseur 3, ce dispositif de suspension 1 est apte à transmettre le couple moteur à la roue. Ces deux fonctions distinctes étant assumées par le même dispositif 1, on obtient un gain de place dans le compartiment moteur. En outre, les efforts en flexion 10 sur l'arbre de transmission et sur la boîte de vitesses sont diminués, la transmission formée par l'arbre 7, l'arbre 8 et les billes 10 changeant de longueur en fonction de la compression de l'amortisseur. Il est important de noter que le dispositif de suspension décrit dans la description détaillée est monté dans un véhicule possédant une 15 transmission transversale, c'est-à-dire un véhicule automobile dont l'arbre de transmission est sensiblement parallèle à l'axe de rotation des roues. Cependant le dispositif selon l'invention peut également équiper un moteur à transmission longitudinale, c'est-à-dire un véhicule automobile dont l'axe de l'arbre de transmission est 20 sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation des roues. REVENDICATIONS1. Dispositif de suspension pour véhicule automobile avec amortisseur, comprenant un corps d'amortisseur (11) et une tige (12) capable de coulisser dans le corps, l'amortisseur étant monté entre le châssis du véhicule et une roue, caractérisé en ce que la transmission du couple moteur à la roue se fait par l'intermédiaire de la tige (12) de l'amortisseur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la tige (12) de l'amortisseur est creuse, servant de logement pour un premier arbre (7) creux et le corps d'amortisseur est solidaire d'un deuxième arbre (8), le deuxième arbre étant apte à coulisser dans le premier arbre creux. 3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel le premier (7) et le deuxième arbre (8) sont couplés en rotation. 4, Dispositif selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel des billes (10) sont placées à l'interface entre le premier arbre (7) creux et le deuxième arbre (8). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le premier arbre (7) creux et le deuxième arbre (8) sont pourvus de cannelures (7a, 8a), ces cannelures formant ensemble des logements pour les billes (10). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel le premier arbre (7) et le deuxième arbre (8) sont montes rotatifs respectivement dans la tige (12) et dans le corps d'amortisseur (11). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un ressort (16) monté entre le corps d'amortisseur et le châssis du véhicule et un bloc élastique (18) déformable monté entre le châssis et le ressort. 8. Dispositif selon la revendication 7, comprenant en outre une butée (21) placée entre une coupelle supérieure (17a) d'appui du ressort de l'amortisseur et le bloc élastique (18). 3028807 9 9. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, dans lequel le couple moteur est transmis au premier arbre creux (7) au moyen d'un engrenage à renvoi d'angle. 10. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 9, dans lequel 5 un engrenage à renvoi d'angle est monté entre la tige (12) de l'amortisseur et l'axe de la roue.