FR2957324A1 - Steering rear axle for motor vehicle, has control arms with steering actuators that rotate pivot about vertical axis, where actuators are installed inside arms, such that presence of actuators does not affect space between arms - Google Patents
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Abstract
Description
TRAIN ARRIERE DIRECTEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UNE COMMANDE DE DIRECTION DES ROUES. REAR DIRECTION TRAIN FOR MOTOR VEHICLE EQUIPPED WITH STEER DIRECTION CONTROL.
La présente invention concerne un train arrière 5 directeur pour un véhicule automobile équipé d'une commande de direction des roues. De manière classique, un train arrière directeur comporte deux bras oscillants, longitudinaux, dits « bras de suspension », qui portent chacun une roue à une de leurs 10 extrémités et qui sont articulés à leur autre extrémité sur la carrosserie du véhicule, des moyens élastiques et des amortisseurs, qui soutiennent la carrosserie, une traverse transversale anti-devers, qui est élastiquement déformable en torsion et qui est rigidement reliée par ses extrémités 15 aux deux bras de suspension, et un dispositif de commande de la direction des roues arrière en virage afin d'améliorer la stabilité du véhicule. Un train arrière de ce type est connu, par exemple, du document FR 2 855 459, qui décrit un essieu souple arrière 20 pour véhicule automobile dans lequel chaque bras de suspension est relié au pivot de roue adjacent par un actionneur de direction situé sur le bras de suspension correspondant. Toutefois, dans cette architecture de train, 25 l'emplacement des actionneurs de direction, au-dessus des bras de suspension, est un obstacle à l'obtention d'une course angulaire d'amplitude suffisante des roues. Le but de la présente invention est de fournir un train arrière directeur pour un véhicule automobile équipé 30 d'une commande de direction des roues, dont l'architecture laisse disponible l'espace situé entre les bras de suspension pour implanter divers composants, tels que, par exemple, un groupe motopropulseur électrique, des moyens d'échappement, un réservoir annexe, etc. 35 Un autre but de la présente invention est de fournir un tel train arrière, qui soit de conception simple, de fabrication et de montage aisé, et qui soit efficace sur le plan mécanique. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel train arrière, qui soit économique, en particulier en réduisant la masse du train et le nombre de ses composants tout en assumant une fonction directrice relativement complexe. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un train arrière directeur pour véhicule automobile équipé d'une commande de direction des roues, qui comprend une traverse, deux bras de suspension longitudinaux reliés par la traverse, et pour chaque bras de suspension un actionneur de direction, qui est apte à commander la rotation du pivot de roue de la roue correspondante par rapport à un axe sensiblement vertical, et par conséquent le braquage de la roue montée sur le pivot de roue. Dans cette nouvelle architecture, chaque bras de suspension est constitué en deux demi-bras, à savoir un demi-bras avant articulé à la carrosserie du véhicule et un demi-bras arrière relié au pivot de la roue correspondante par l'intermédiaire d'un porte pivot de roue, et l'actionneur de direction du bras sert de liaison entre les deux demi-bras de telle sorte que l'actionneur de direction participe pleinement à la tenue mécanique du train arrière. The present invention relates to a steerable rear axle for a motor vehicle equipped with a steering wheel control. Conventionally, a steered rear axle comprises two longitudinal oscillating arms, called "suspension arms", each carrying a wheel at one of their ends and which are articulated at their other end to the body of the vehicle, elastic means and shock absorbers, which support the bodywork, an anti-roll transverse cross member, which is elastically deformable in torsion and which is rigidly connected by its ends to the two suspension arms, and a device for controlling the direction of the rear wheels when cornering to improve the stability of the vehicle. A rear axle of this type is known, for example, from FR 2,855,459, which discloses a rear axle 20 for a motor vehicle in which each suspension arm is connected to the adjacent wheel pivot by a steering actuator located on the corresponding suspension arm. However, in this train architecture, the location of the steering actuators, above the suspension arms, is an obstacle to obtaining an angular travel of sufficient amplitude of the wheels. The object of the present invention is to provide a steering rear axle for a motor vehicle equipped with wheel steering control, the architecture of which makes available the space between the suspension arms to implement various components, such as for example, an electric power train, exhaust means, an auxiliary tank, etc. Another object of the present invention is to provide such a rear axle which is simple in design, easy to manufacture and assemble, and which is mechanically effective. Finally, it is also an object of the present invention to provide such a rear train, which is economical, in particular by reducing the mass of the train and the number of its components while assuming a relatively complex director function. To achieve these aims, the present invention relates to a steering rear axle for a motor vehicle equipped with a steering wheel, which comprises a cross member, two longitudinal suspension arms connected by the cross member, and for each suspension arm a steering actuator, which is able to control the rotation of the wheel pin of the corresponding wheel relative to a substantially vertical axis, and therefore the steering of the wheel mounted on the wheel pivot. In this new architecture, each suspension arm is constituted by two half-arms, namely a front half-arm hinged to the vehicle body and a rear half-arm connected to the pivot of the corresponding wheel via a wheel pivot door, and the steering actuator of the arm serves as a connection between the two half-arms so that the steering actuator fully participates in the mechanical strength of the rear axle.
Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, chaque demi-bras est constitué par deux parties sensiblement en forme de plaque, à savoir une partie supérieure et une partie inférieure, et en ce que des moyens sont prévus sur l'une et l'autre partie, à leur extrémité tournée vers l'actionneur de direction, pour la fixation de l'actionneur de direction avec les deux demi-bras entre les parties inférieures et les parties supérieures des demi-bras. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, les moyens de fixation entre les deux demi-bras et l'actionneur de direction sont des moyens de fixation par vissage. According to the preferred embodiment of the invention, each half-arm is constituted by two substantially plate-shaped parts, namely an upper part and a lower part, and in that means are provided on the one and the other part, at their end facing the steering actuator, for fixing the steering actuator with the two half-arms between the lower parts and the upper parts of the half-arms. According to the preferred embodiment of the invention also, the fixing means between the two half-arms and the steering actuator are fastening means by screwing.
De préférence, les moyens de fixation comportent des boulons de fixation, des orifices sur la partie supérieure et la partie inférieure de chacun des deux demi-bras pour le passage desdits boulons de fixation, lesdits orifices étant situés au voisinage de l'extrémité tournée vers l'actionneur de direction de la partie supérieure et de la partie inférieure des demi-bras, et des orifices correspondants dans l'actionneur de direction ou dans une pièce solidaire dudit actionneur pour le passage desdits boulons de fixation. De préférence également, les boulons de fixation sont au nombre de quatre, deux boulons assurant la fixation du demi-bras avant sur l'actionneur de direction et deux boulons assurant la fixation du demi-bras arrière sur l'actionneur de direction. Pour chaque demi-bras, les boulons de fixation assurant la fixation du demi-bras sur l'actionneur de direction s'étendent dans un plan sensiblement vertical parallèle à l'axe longitudinal de l'actionneur de direction. Preferably, the fixing means comprise fixing bolts, orifices on the upper part and the lower part of each of the two half-arms for the passage of said fixing bolts, said orifices being situated in the vicinity of the end facing towards the steering actuator of the upper part and the lower part of the half-arms, and corresponding orifices in the steering actuator or in a part integral with said actuator for the passage of said fixing bolts. Also preferably, the fixing bolts are four in number, two bolts ensuring the attachment of the front half-arm on the steering actuator and two bolts for fixing the rear half-arm on the steering actuator. For each half-arm, the fixing bolts securing the half-arm to the steering actuator extend in a substantially vertical plane parallel to the longitudinal axis of the steering actuator.
L'actionneur de direction comporte un corps et une tige déplaçable selon l'axe longitudinal du corps, et la tige est reliée au pivot de roue correspondant par l'intermédiaire d'une biellette de direction de telle sorte que la translation de la tige de l'actionneur permet de faire braquer la roue. La biellette de direction est reliée au pivot de roue par l'intermédiaire d'une articulation à rotule, et est reliée à la tige de l'actionneur par une articulation à rotule, également. The steering actuator comprises a body and a rod displaceable along the longitudinal axis of the body, and the rod is connected to the corresponding wheel pivot via a steering rod so that the translation of the rod of the actuator makes it possible to steer the wheel. The steering link is connected to the wheel pivot via a ball joint, and is connected to the actuator stem by a ball joint, too.
La traverse peut avantageusement être une traverse déformable. La présente invention a également pour objet un véhicule automobile équipé d'une commande de direction des roues, qui comporte un train arrière directeur conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, un demi-train arrière de véhicule automobile équipé d'une commande de direction des roues, selon la présente invention, et - la figure 2 est une vue en perspective, agrandie, éclatée, des composants du bras de suspension et de l'actionneur de direction du demi-train arrière de la figure 1. En référence aux dessins des figures 1 et 2, on a représenté un train arrière directeur de véhicule automobile. Sur ces figures, seule la partie droite du train arrière - ou train arrière droit - est représentée, l'autre partie étant symétrique par rapport à un plan sensiblement vertical, médian de la traverse 1 du train et perpendiculaire à celle-ci. Les axes X, Y et Z représentent respectivement les directions transversale, longitudinale et verticale du véhicule. Le train arrière comprend deux bras de suspension, de référence générale 2, oscillants, qui s'étendent sensiblement selon la direction longitudinale Y du véhicule. Chaque bras de suspension 2 est relié, de manière classique, par son extrémité dirigée vers l'arrière du véhicule à un pivot de roue 3 par l'intermédiaire d'un porte pivot de roue 23, tandis que l'autre extrémité du bras de suspension 2, dirigée vers l'avant du véhicule, est articulée, de manière classique également, à la carrosserie du véhicule (non représentée). De manière classique également, le pivot de roue 3 est monté sur le porte pivot 23 par l'intermédiaire de deux cales élastiques, inférieure et supérieure, référencées collectivement 3B. La référence 3A désigne le roulement de roue, solidaire du pivot de roue 3. La traverse 1, qui s'étend selon la direction transversale X du véhicule, est avantageusement une traverse élastiquement déformable et est rigidement reliée par ses extrémités 1A aux bras de suspension 2. Chaque bras de suspension 2 comporte un actionneur de direction 4, qui dépend de la commande de direction du train avant pilotée par le conducteur et qui réalise, suivant des lois de commande prédéterminées, le braquage des roues arrière en déplaçant suivant un axe transversal une biellette de direction 7 disposée transversalement. L'actionneur de direction 4 comprend un corps principal 41 et une tige 42 s'étendant sensiblement perpendiculairement au bras de suspension 2 et déplaçable axialement par rapport au corps 41 selon l'axe désigné « xx' ». La tige 42 (voir plus particulièrement la figure 2) peut être déplacée au moyen d'un moteur électrique, ou bien par un dispositif hydraulique. L'extrémité libre de la tige 42 est reliée à une extrémité de la biellette de direction 7 par l'intermédiaire d'une rotule 8. L'autre extrémité de la biellette 7 commande la rotation du pivot de roue 3 par l'intermédiaire d'une autre rotule, référencée 9. The crossmember may advantageously be a deformable cross member. The present invention also relates to a motor vehicle equipped with a wheel direction control, which comprises a steering rear train consistent with that described above in outline. Other objects, advantages and characteristics of the invention will appear in the following description of a preferred embodiment, not limiting the object and scope of the present patent application, accompanied by drawings in which: FIG. 1 is a schematic representation of a rear half-axle of a motor vehicle equipped with a wheel steering control according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged, exploded perspective view of the components of the suspension arm and the steering actuator of the half-rear axle of Figure 1. Referring to the drawings of Figures 1 and 2, there is shown a rear axle director of a motor vehicle. In these figures, only the right part of the rear axle - or right rear axle - is shown, the other part being symmetrical with respect to a substantially vertical plane, median of the crossbar 1 of the train and perpendicular thereto. The X, Y and Z axes respectively represent the transverse, longitudinal and vertical directions of the vehicle. The rear axle comprises two suspension arms, of general reference 2, oscillating, which extend substantially in the longitudinal direction Y of the vehicle. Each suspension arm 2 is connected, in a conventional manner, by its end facing the rear of the vehicle to a wheel pivot 3 via a wheel pivot door 23, while the other end of the arm suspension 2, directed towards the front of the vehicle, is articulated, also conventionally, to the vehicle body (not shown). Also conventionally, the wheel pivot 3 is mounted on the pivot door 23 by means of two elastic shims, lower and upper, collectively referenced 3B. The reference 3A designates the wheel bearing, integral with the wheel pivot 3. The cross member 1, which extends in the transverse direction X of the vehicle, is advantageously an elastically deformable cross member and is rigidly connected by its ends 1A to the suspension arms 2. Each suspension arm 2 comprises a steering actuator 4, which depends on the steering control of the front axle controlled by the driver and which performs, according to predetermined control laws, the steering of the rear wheels by moving along a transverse axis a steering rod 7 arranged transversely. The steering actuator 4 comprises a main body 41 and a rod 42 extending substantially perpendicularly to the suspension arm 2 and axially movable relative to the body 41 along the axis designated "xx '". The rod 42 (see more particularly Figure 2) can be moved by means of an electric motor, or by a hydraulic device. The free end of the rod 42 is connected to one end of the steering rod 7 via a ball 8. The other end of the rod 7 controls the rotation of the wheel pivot 3 via another ball, referenced 9.
La tige 42 de l'actionneur 4 peut être déplacée vers l'intérieur ou vers l'extérieur du véhicule suivant les flèches FI et FE, respectivement. Ces déplacements entraînent la rotation du pivot de roue 3, par conséquent le braquage de la roue correspondante. The rod 42 of the actuator 4 can be moved inwards or outwards of the vehicle according to the arrows FI and FE, respectively. These displacements cause rotation of the wheel pivot 3, therefore the steering of the corresponding wheel.
Du fait de la symétrie du train arrière, on ne décrit dans la suite du texte que sa partie droite, la partie gauche du train comportant les mêmes éléments assemblés de la même manière. Selon le principe de la présente invention, le bras de suspension 2 est constitué en deux demi-bras 21 et 22, à savoir un demi-bras avant 21 articulé à la carrosserie du véhicule et un demi-bras arrière 22 rigidement relié, par soudage par exemple, au porte pivot 23 de la roue correspondant. L'actionneur de direction 4 sert de liaison entre les deux demi-bras 21 et 22 de telle sorte qu'il participe pleinement à la tenue mécanique du train arrière. Because of the symmetry of the rear train, it is described in the following text only its right part, the left part of the train comprising the same elements assembled in the same way. According to the principle of the present invention, the suspension arm 2 is constituted by two half-arms 21 and 22, namely a front half-arm 21 hinged to the vehicle body and a rear half-arm 22 rigidly connected, by welding for example, the pivot door 23 of the corresponding wheel. The steering actuator 4 serves as a link between the two half-arms 21 and 22 so that it fully participates in the mechanical strength of the rear axle.
Chaque demi-bras 21, 22 est constitué par deux parties sensiblement en forme de plaque, à savoir une partie supérieure 21A, respectivement 22A, et une partie inférieure 21B, respectivement 22B. Des moyens sont prévus sur l'une et l'autre partie, à leur extrémité tournée vers l'actionneur de direction 4, pour la fixation de l'actionneur de direction 4 avec les deux demi-bras 21 et 22 entre les parties inférieures 21B, 22B et les parties supérieures 21A, 22A des demi-bras 21 et 22. Each half-arm 21, 22 is constituted by two substantially plate-shaped parts, namely an upper portion 21A, respectively 22A, and a lower portion 21B, respectively 22B. Means are provided on both sides, at their end facing the steering actuator 4, for fixing the steering actuator 4 with the two half-arms 21 and 22 between the lower parts 21B , 22B and the upper parts 21A, 22A of the half-arms 21 and 22.
Ces moyens de fixation entre les demi-bras 21, 22 et l'actionneur de direction 4 sont des moyens de fixation par vissage. Ils comportent des boulons de fixation 10, 11, 12 et 13 et des orifices pour le passage desdits boulons dans les demi-bras 21, 22 et l'actionneur de direction 4. Ces orifices comprennent les orifices 10A, 11A de la partie supérieure 21A du demi-bras 21, les orifices 10B, 11B de la partie inférieure 21B du demi-bras 21, les orifices 12A, 13A de la partie supérieure 22A du demi-bras 22, les orifices 12B, 13B de la partie inférieure 22B du demi-bras 22, et les orifices correspondants 10C, 11C, 12C, 13C qui traversent le corps de l'actionneur de direction 4 ou bien une pièce solidaire dudit actionneur. Les orifices 10A, 10B, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B sont situés au voisinage des extrémités en regard des demi-25 bras 21, 22. Deux boulons de fixation 10, 11 assurent la fixation du demi-bras avant 21 sur l'actionneur de direction 4 et deux boulons de fixation 12, 13 assurent la fixation du demi-bras arrière 22 sur l'actionneur de direction 4. 30 Pour chaque demi-bras 21, respectivement 22, les boulons 10 et 11, respectivement 12 et 13, assurant la fixation dudit demi-bras sur l'actionneur de direction 4, s'étendent dans un plan sensiblement vertical parallèle à l'axe longitudinal « xx' » de l'actionneur de direction 4. 35 Le montage du bras de suspension s'effectue en plaçant l'actionneur de direction 4 entre les parties supérieures 21A, 22A et les parties inférieures 21B, 22B des demi-bras, et en positionnant les orifices 10A, 10B, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B des parties de demi-bras en alignement sur les orifices traversant correspondants 10C, 11C, 12C et 13C du corps de l'actionneur de direction de manière à permettre l'insertion des boulons de fixation 10 à 13 au travers des demi-bras et de l'actionneur avant le verrouillage de ce dernier sur les demi-bras par vissage des écrous sur les tiges filetées des boulons de fixation. La présente invention, qui consiste essentiellement à intégrer les actionneurs de direction 4 à l'intérieur des bras de suspension 2, présente l'avantage de laisser plus d'espace disponible dans la zone qui entoure les bras de suspension de façon à permettre l'implantation d'autres composants. These fixing means between the half-arms 21, 22 and the steering actuator 4 are fastening means by screwing. They comprise fixing bolts 10, 11, 12 and 13 and orifices for the passage of said bolts in the half-arms 21, 22 and the steering actuator 4. These orifices comprise the orifices 10A, 11A of the upper part 21A of the half-arm 21, the orifices 10B, 11B of the lower part 21B of the half-arm 21, the orifices 12A, 13A of the upper part 22A of the half-arm 22, the orifices 12B, 13B of the lower part 22B of the half -bras 22, and the corresponding orifices 10C, 11C, 12C, 13C which pass through the body of the steering actuator 4 or a part integral with said actuator. The orifices 10A, 10B, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A, 13B are situated in the vicinity of the opposite ends of the half-arms 21, 22. Two fixing bolts 10, 11 secure the front half-arm 21 on the steering actuator 4 and two fixing bolts 12, 13 ensure the attachment of the rear half-arm 22 to the steering actuator 4. For each half-arm 21, respectively 22, the bolts 10 and 11, respectively 12 and 13, fixing said half-arm to the steering actuator 4, extend in a substantially vertical plane parallel to the longitudinal axis "xx '" of the steering actuator 4. 35 The mounting of the arm suspension is effected by placing the steering actuator 4 between the upper parts 21A, 22A and the lower parts 21B, 22B of the half-arms, and positioning the orifices 10A, 10B, 11A, 11B, 12A, 12B, 13A , 13B half-arm portions in alignment with corresponding through holes 10C, 11C, 12C and 13C of the body of the steering actuator so as to allow the insertion of the fixing bolts 10 to 13 through the half-arms and the actuator before locking the latter on the half-arms by screwing the nuts on the threaded rods fixing bolts. The present invention, which consists essentially of integrating the steering actuators 4 inside the suspension arms 2, has the advantage of leaving more space available in the area surrounding the suspension arms so as to allow the implementation of other components.
L'architecture de train arrière directeur décrite ci-dessus présente d'autres avantages, parmi lesquels les avantages suivants . - les actionneurs de direction, qui servent de liaison entre les demi-bras de suspension, jouent un rôle principal 20 dans la tenue mécanique du train arrière, - les actionneurs de direction participant eux-mêmes à la tenue mécanique des bras de suspension, ils permettent un gain de masse sur le train arrière, - les actionneurs de direction sont protégés des 25 agressions extérieures, telles que les chocs, les gravillonnages, etc. - les bras de suspension étant réalisés en deux parties, les opérations d'emboutissage sont plus simples, par conséquent la fabrication du train est facilitée.The steering rear axle architecture described above has other advantages, among which the following advantages. - The steering actuators, which act as a link between the half-suspension arms, play a major role in the mechanical strength of the rear axle, - the steering actuators themselves participating in the mechanical strength of the suspension arms, they allow a mass gain on the rear axle, - the steering actuators are protected from external aggression, such as shocks, gravelings, etc. - The suspension arms being made in two parts, stamping operations are simpler, therefore the manufacture of the train is facilitated.
30 De plus, cette architecture est économique, parce qu'elle est simple, avec un nombre réduit de composants mécaniques. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à 35 titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. In addition, this architecture is economical because it is simple, with a reduced number of mechanical components. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described and shown above by way of example; other embodiments may be devised by those skilled in the art without departing from the scope and scope of the present invention.
Claims (10)
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