FR2560559A1 - Suspension a roues independantes et a differentiel suspendu pour vehicule a moteur - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE SUSPENSION A ROUES INDEPENDANTES. ELLE SE RAPPORTE A UNE SUSPENSION MONTEE SUR UN ORGANE TRANSVERSAL DE SUPPORT 22 ET AYANT UN DIFFERENTIEL 62 QUI PEUT PIVOTER AVEC LE DISPOSITIF TRANSVERSAL DE SUPPORT AUTOUR D'UN AXE TRANSVERSAL DE PIVOTEMENT 30. DEUX BRAS 90 RELIENT LES ROUES 80 AU DISPOSITIF TRANSVERSAL DE SUPPORT. LE DIFFERENTIEL ET LES ROUES PEUVENT PIVOTER AUTOUR D'AXES D'OSCILLATION 124, AINSI QUE AUTOUR DE L'AXE TRANSVERSAL 30 DE PIVOTEMENT, PAR RAPPORT AU CHASSIS. APPLICATION AUX SUSPENSIONS DES VEHICULES A MOTEUR.
Description
La présente invention concerne une suspension à roues indépendantes
destinée à un véhicule à moteur, dans laquelle un différentiel peut se déplacer par rapport
à la structure du véhicule.
On a déjà proposé le montage d'un différentiel sur la structure d'un véhicule de manière que le mouvement angulaire du différentiel par rapport au véhicule soit possible. Ainsi, le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 2 968 357 décrit le pivotement d'un différentiel sur des arbres tourillonnants transversaux dépassant de rails latéraux d'un châssis de véhicule afin que l'abaissement de l'extrémité arrière du véhicule soit réduite en cours
d'accélération et que l'isolement du bruit soit facilité.
La disposition décrite comporte une structure de butée
destinée à limiter le déplacement angulaire du différen-
tiel, sauf lors d'une accélération dépassant une valeur prédéterminée. L'invention concerne une nouvelle suspension
dans laquelle un différentiel peut se déplacer par pivo-
tement par rapport à un véhicule, autour d'un axe de pivotement qui est transversal au véhicule et d'un second axe qui est un axe de sortie du différentiel qui est sensiblement parallèle à l'axe de pivotement et en est distant. Plus précisément, l'invention concerne une suspension à roues indépendantes destinée à une paire d'ensembles distants latéralement et comportant au moins une roue qui peut tourner autour d'un axe de rotation de roue, dans un véhicule ayant une structure de châssis,
le véhicule ayant aussi un moteur qui est destiné à appli-
quer un couple moteur autour d'un axe de sortie du moteur, la suspension comprenant: un dispositif transversal de support raccordé à la structure du châssis afin qu'il puisse pivoter autour d'un axe transversal de pivotement,
un différentiel monté sur le dispositif trans-
versal de support et destiné à pivoter avec celui-ci autour de l'axe transversal de pivotement, le différentiel ayant une entrée destinée à recevoir le couple moteur autour d'un axe d'entrée et à rediriger ce couple moteur vers une sortie, autour d'un axe de sortie du différentiel qui est sensiblement parallèle à l'axe transversal de pivotement, et
une paire de bras reliant chacun l'un des en-
sembles à roue au dispositif transversal de support, chaque bras ayant une extrémité proche de la roue, couplée à l'ensemble à roue, et une paire de tronçons distants de support articulés sur le dispositif transversal de
support afin qu'ils déterminent un axe oscillant sensi-
blement perpendiculaire à l'axe de roue,
si bien qu'un premier mouvement relatif s'effec-
tue autour de l'axe oscillant entre le différentiel et chaque ensemble à roue, et un second mouvement relatif s'effectue autour de l'axe transversal de pivotement entre la stucture du châssis et à la fois le différentiel
et les ensembles à roue.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion seront mieux compris à la lecture de la description
qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'unI partie d'un véhicule ayant une suspension à roues indépendantes selon l'invention; la figure 2 est une élévation de l'arrière de la suspension de la figure 1 dans laquelle un organe
transversal de support a basculé vers l'arrière afin que cer-
tains éléments soient représentés en perspective;
la figure 3 est une élévation latérale schéma-
tique de la suspension; la figure 4 est une perspective, avec des parties arrachées, de la suspension; et la figure 5 est une coupe d'un joint homocinétique du type à déplacement axial utilisé pour l'accouplement du moteur et de l'arbre de propulsion dans la suspension
selon l'invention.
On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent un véhicule à moteur qui a une carrosserie
montée sur une structure 12 formant châssis, compre-
nant un châssis 14 ayant deux longerons 16 et 18 espacés latéralement. Le terme "châssis" utilisé dans le présent
mémoire s'applique notamment à un véhicule de type mono-
coque dans lequel certains éléments du châssis sont incor-
porés à la carrosserie du véhicule et en font partie.
Un organe transversal 22 de support fixé à une tige trans-
versale 24 de support est fixé de manière articulée entre les longerons 16 et 18, par un accouplement pivotant comprenant un alésage 20 formé dans chaque longeron, les parties externes 26 et 28 de la tige 24 se logeant
dans les alésages 20 afin qu'un axe transversal sensi-
blement horizontal 30 de pivotement soit établi.
L'organe transversal 32 de support a une partie avant 32 qui comporte deux flasques externes 34 et 36, dépassant vers l'avant et séparés d'une partie centrale 38 dirigée vers l'avant par deux brganes en U 40 et 42 laissant du jeu pour le chassis. Ces organes 40 et 42 en U ont une longueur et une largeur suffisantes pour qu'ils dégagent les côtés et les extrémités des longerons 16 et 18, lorsqu'ils pivotent autour de l'axe tranversal 30 de pivotement. Des manchons annulaires élastiques 48 et 50 sont montés près des parties avant 44 et 46 des flasques 34 et 36 et sont fixés coaxialement aux extrémités externes 26 et 28 de la tige, et ils sont maintenus par exemple par des écrous et des boulons (non représentés) sur les parties avant 44 et 46 des flasques. Les côtés internes 52 et 54 des manchons 48 et 50 sont destinés à
être en appui contre des rondelles de butée 56 et 58 sépa-
rant les longerons 16 et 18 des manchons 48 et 50.
Une surface 60 de montage d'un différentiel 62 est fixée, par exemple par des boulons, à une partie 59 dirigée vers l'arrière de l'organe transversal 22 de
support, le différentiel ayant un axe 64 d'entrée sensi-
blement parailèle à l'axe de l'arbre longitudinal de transmission 132 du véhicule et un axe 66 de sortie de
différentiel qui lui est sensiblement perpendiculaire.
Des sorties latérales 68 et 70 du différentiel 62 sont couplées à des ensembles respectifs 80 à roue ayant chacun une roue 82 qui peut tourner autour d'un axe de roue 84 et placée au contact d'une surface d'entraînement 85, par des arbres menants ayant un joint universel interne
72 couplé à un joint universel externe 74 par un arbre 76.
L'axe de l'arbre menant 76 recoupe l'axe de sortie 66 du différentiel 62 sur un axe 86 d'articulation du joint
interne et recoupe l'axe 84 de roue sur un axe d'articula-
tion du joint externe.
L'organe transversal 32 de support est raccordé
à chaque ensemble 80 à roue par un bras oscillant respec-
tif 90 ayant une partie 92 dirigée vers l'arrière et fixée par exemple par des boulons 94, à un flasque 96 qui porte un moyeu 98 si bien que l'ensemble 80 à roue
peut tourner autour de l'axe 84 de roue.
Chaque bras oscillant 90 comporte en outre une partie 100 de support ayant deux organes distants 102 et 104 formant pivot à l'extrémité d'une équerre 106 fixée à la partie '100 du bras oscillant 90 par des boulons 108. Les organes pivotants 102 et 104 relient une paire de montants espacés 110 et 112 de pivotement, fixés par des boulons 114 afin qu'ils dépassent au-dessus de la
face supérieure de l'organe transversal 22 de support.
Une tige 118 d'articulation est fixée dans un trou axial
116 de chaque montant 110, 112, par des vis d'arrêt.
Chaque tige de pivotement 118 a des parties d'extrémités externes 120 et 122 qui tourillonnent dans les organes 102 et 104 de pivotement. Les montants 110 et 112 sont disposés sur l'organe transversal 22 de support, par rapport à l'axe transversal 30 de pivotement, de manière qu'un axe de pivotement ou oscillant 124 soit établi avec un décalage latéral par rapport à l'axe d'entrée 64 du différentiel et à l'axe 132 de l'arbre de propulsion, et passe pratiquement par l'axe 86 d'articulation du joint interne. En outre, la hauteur de chaque montant 110 et 112 de pivotement est choisi afin que l'axe oscillant 124 soit établi comme passant aussi par le joint universel interne 72, à l'axe 86 d'articulation du joint interne de celui-ci. Lorsque l'axe oscillant 124 est ainsi établi par le joint universel interne 72, un mouvement relatif est permis entre l'ensemble 80 à roue et le différentiel
62 autour de l'axe oscillant 124 alors qu'un autre mou-
vement relatif est aussi permis autour de l'axe trans-
versal 30 de pivotement, entre le châssis 14 du véhicule et le différentiel 62. En outre, lors du déplacement du châssis 14 du véhicule en direction verticale par rapport à la surface 85 d'entraînement, un troisième mouvement relatif existe autour de l'axe de sortie du différentiel 66, entre le châssis 14 et chacun des organes supporté par celui-ci et comprenant l'organe transversal de support 22, le différentiel 62 et les bras oscillant 90. L'entrée 63 du différentiel est couplée par un arbre de propulsion 130 ayant un axe 132 a un moteur 134 ayant une sortie 136 destinée à appliquer un couple moteur autour d'un axe 138 de sortie. L'arbre moteur a une extrémité 140 tournée vers le différentiel, fixée à une entrée 63 du différentiel afin que l'axe 64 d'entrée du différentiel soit coaxial à l'axe 132 de l'arbre moteur. L'arbre 130 a aussi une extrémité 142, tournée vers le moteur et couplée par un joint universel à rapport constant de vitesse 144 à la sortie 136 du moteur afin que l'axe 132 de l'arbre moteur et l'axe 138 de sortie du moteur soient articulés. Le joint universel 144 est du type connu à déplacement axial. L'articulation de l'axe 132 de l'arbre moteur et de l'axe 138 de sortie du moteur est permise au niveau du différentiel 62 par un déplacement angulaire relatif correspondant autour de l'axe transversal 30 de pivotement et de l'axe de roue 84. L'arbre moteur 130 peut aussi avoir un joint universel homocinétique fixé axialement à une première extrémité et un joint homocinétique de type mobile en
translation à une autre extrémité.
Des dispositifs de limitation de déplacement, destinés à limiter les déplacements relatifs précités,
sous forme d'un ensemble 152 à ressort spiralé et à amortis-
seur, couplent le chassis 14 du véhicule à un point conve- nable de résistance, par exemple l'ensemble à roue 80, les bras oscillants 90, l'organe transversal de support 22 ou même le différentiel 62. Plus précisément, un organe vertical 152 de support, dirigé vers l'arrière, ayant un flasque 154 dépassant vers l'extérieur, est fixé, par exemple par des boulons 156, à chacun des longerons 16 et 18. Chaque ensemble 150 à ressort et amortisseur comprend un amortisseur 160 qui agit suivant un axe 162 incliné vers l'intérieur et qui est entouré par un ressort hélicoidal 164 agissant entre un capuchon 166 de retenue de la partie supérieure du ressort et un capuchon 168
de retenue de la partie inférieure du ressort. La périphé-
rie du capuchon 166 de retenue est fixée par une vis d'arrêt 170, à un emplacement prédéterminé, à la surface cylindrique externe d'un organe femelle d'amortisseur ayant un moyeu de montage qui dépasse par une ouverture formée dans le capuchon 166 de retenue. Le moyeu de montage a un alésage permettant le tourillonnement sur un axe de pivotement d'amortisseur, monté sur le flasque 154 dirigé vers l'extérieur et faisant partie de l'organe vertical 152 de support. La tige de l'amortisseur est
montée élastiquement, par exemple sur une rondelle élas-
tique 176. Un organe mâle d'amortisseur de l'ensemble à ressort et amortisseur passe par une ouverture du capuchon inférieur 168 de retenue et aboutit à un étrier 169 qui a une ouverture 192 qui le traverse et qui a une surface interne partiellement sphérique 196
destinée à être au contact d'un joint à rotule 198 dépas-
sant d'une surface cylindrique 200, au niveau du moyeu de
la roue.
L'ensemble 150 précité à ressort et amortisseur
est disposé de manière que l'axe de la tige 180 de pivo-
tement de l'amortisseur se trouve, en plan, transversa-
lement entre l'axe oscillant 124 et l'axe 88 d'articulation du joint externe. Le moyeu 174 de montage de l'amortisseur
pivote autour de la tige 180 de pivotement de l'amortis-
seur dans un plan qui passe sensiblement par l'axe trans- versal 30 de pivotement. Le joint à rotule 198 est disposé transversalement de manière que l'étrier 169 soit articulé autour d'un axe contenu dans un plan qui contient aussi - l'axe 88 d'articulation du joint externe. Le joint à rotule 198 est disposé par rapport à l'axe 84 de la roue et espacé de l'axe transversal 30 de pivotement de manière qu'il applique un couple agissant sur l'extrémité du bras oscillant tournée vers la roue, si bien que son déplacement par rapport au châssis 14 du véhicule, vers l'avant et autour de l'axe transversal 30 de pivotement, soit limité, et aifin que le déplacement du bras oscillant
, vers le bas et vers l'extérieur autour de l'axe d'oscil-
lation 124, soit aussi limité.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (13)
1. Suspension. à roues indépendantes destinée à une paire d'ensembles à roue, distants latéralement, chaque ensemble ayant une roue destinée à tourner autour d'un axe de rotation de roue, dans un véhicule ayant une structure formant châssis et un moteur ayant une sortie destinée à appliquer un couple d'entraînement autour d'un axe de sortie du moteur, ladite suspension
étant caractérisée en ce qu'elle comprend: -
un dispositif transversal de support (22) rac-
cordé à la structure (14) du châssis afin qu'il puisse pivoter autour d'un axe transversal (30) de pivotement, un différentiel (62) monté sur le dispositif transversal de support et destiné à pivoter avec celui-ci
autour de l'axe transversal (30) de pivotement, le diffé-
rentiel ayant une entrée destinée à recevoir le couple moteur autour d'un axe d'entrée et à le rediriger vers une sortie, autour d'un axe de sortie de différentiel qui est sensiblement parallèle à l'axe transversal de pivotement, et une paire de bras (90) reliant chacun l'un des ensembles (80) à roue au dispositif transversal de
support, chaque bras ayant une extrémité couplée à l'en-
semble à roue et une paire de tronçons espacés de support articulés sur le dispositif transversal de support afin qu'ils établissent un axe d'oscillation (124) qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe de roue, si bien qu'un premier mouvement relatif est possible autour de l'axe d'oscillation (124) entre le différentiel et chaque ensemble à roue, alors qu'un second mouvement relatif est possible autour de l'axe transversal (30) de pivotement entre la structure formant châssis et
à la fois le différentiel et les ensembles à roue.
2. Suspension selon la revendication 1, caracté-
risée en ce que l'axe d'oscillation (124) est sensiblement
parallèle à l'axe d'entrée du différentiel (64).
3. Suspension selon l'une des revendications 1
et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un arbre moteur (130) ayant un axe (132) et reliant l'entrée (64) du différentiel à la sortie (136) du moteur, l'arbre
moteur ayant un joint universel (14) permettant l'articula-
tion de l'axe de l'arbre moteur et soit de l'axe de sortie
du moteur, soit de l'axe d'entrée du différentiel.
4. Suspension selon la revendication 3, caracté-
risée en ce que l'axe d'oscillation (124) est sensiblement
parallèle à l'axe de l'arbre moteur.
5. Suspension selon l'une des revendications
3 et 4, caractérisée en ce que l'axe articulé sur l'axe
de l'arbre moteur et l'axe de sortie du moteur, et l'arti-
culation est permise par déplacement du différentiel (62) autour de l'axe transversal de pivotement (30) ou de
l'axe de roue (84) ou de ces deux axes.
6. Suspension selon l'une quelconque des revendi-
cations 3 à 5, caractérisée en ce que le joint universel (144) est un joint homocinétique du type à déplacement axial.
7. Suspension selon l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisée en ce qu'un arbre menant raccorde la sortie (66) du différentiel à l'ensemble respectif à roue (80), si bien qu'un troisième mouvement relatif est possible autour de l'axe de roue (84), entre la surface d'entraînement et au moins l'un des éléments choisi parmi le dispositif de support du véhicule, le dispositif transversal de support (22) et le différentiel (62).
8. Suspension selon la revendication 7, caracté-
risée en ce que l'arbre menant comporte un joint universel
disposé sur l'axe d'oscillation (124).
9. Suspension selon l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif destiné à s'opposer au déplacement et couplant la structure du châssis (12) à au moins une paire d'éléments choisie parmi la paire de bras (90) et la paire d'ensembles à roue (80), ce dispositif étant destiné à s'opposer à au moins un mouvement relatif choisi
parmi le premier et le second mouvement relatif. -
10. Suspension selon les revendications 7 et 9
prises ensemble, caractérisée en ce que le dispositif s'opposant au déplacement est en outre destiné à s'opposer
au troisième déplacement relatif.
11. Suspension à roues indépendantes destinée à un ensemble à roue de véhicule ayant un châssis et un dispositif de support du châssis afin qu'il puisse se déplacer par rapport à une surface d'entraînement, caractérisée en ce qu'elle comprend: un dispositif transversal de support (22) supporté par le dispositif de support du véhicule afin qu'il puisse présenter un mouvement angulaire autour d'un premier axe transversal (30), un dispositif de transmission d'énergie ayant un axe de sortie couplé à l'ensemble à roue, et un accouplement destiné à coupler en rotation le dispositif transversal de support (22) et le dispositif
de transmission d'énergie afin qu'il permette leur dépla-
cement autour d'un second axe indépendant du premier
axe transversal.
12. Suspension selon la revendication 11, caracté-
risée en ce que le second axe est choisi parmi l'axe de sortie (66) du différentiel et l'axe d'oscillation (124) qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe de
sortie du différentiel.
13. Suspension à roues indépendantes destinée à un véhicule ayant un ensemble de transmission d'énergie et destiné à transmettre un couple d'un moteur à une
roue menante de véhicule par l'intermédiaire d'un diffé-
rentiel, la roue étant au contact d'une surface d'entrai-
nement, la suspension étant caractérisée en ce qu'elle comprend: un dispositif transversal de support (22) monté sur le véhicule afin que ce dispositif transversal de support puisse se déplacer par rapport au véhicule, le dispositif transversal de support ayant un premier axe de rotation, un second axe de rotation distant du premier axe de rotation, en position prédéterminée, afin qu'il coopère avec ce premier axe, et un dispositif de montage du différentiel (62) sur le dispositif transversal de support (22) et autour du second axe de rotation de manière que le différentiel pivote autour du premier axe de rotation et du second axe de rotation lorsque le véhicule se déplace par rapport
à la surface d'entraînement.
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