FR2568521A1

FR2568521A1 - Suspension d'essieu pour vehicules automobiles, notamment des voitures de tourisme

Info

Publication number: FR2568521A1
Application number: FR8511559A
Authority: FR
Inventors: Friedrich Hoffmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1985-07-29
Publication date: 1986-02-07
Also published as: FR2568521B1; GB8519246D0; GB2162474A; GB2162474B; IT1182790B; IT8548409A0; JPS6141607A; DE3428160C1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE SUSPENSION D'ESSIEU POUR VEHICULES AUTOMOBILES. DANS LA SUSPENSION, L'AXE DE PIVOTEMENT 42 EST DECALE EN HAUTEUR PAR RAPPORT A L'AXE DE ROUE 41, ET LE PIVOTEMENT DE L'AXE DE ROUE 41 AUTOUR DE L'AXE DE PIVOTEMENT 42 EST CONTROLE, EN VUE D'OBTENIR UNE SUSPENSION EN OBLIQUE EFFICACE, PAR L'INTERMEDIAIRE DE DEUX BRAS DE GUIDAGE 62, 64 SEPARES L'UN DE L'AUTRE, ARTICULES SUR LE CHASSIS, ET QUI SONT DISPOSES SYMETRIQUEMENT PAR RAPPORT AU PLAN MEDIAN LONGITUDINAL DU VEHICULE D-D ET INCLINES L'UN PAR RAPPORT A L'AUTRE EN DIRECTION DE L'ESSIEU RIGIDE 10 DE TELLE SORTE QUE LEURS DROITES DE JONCTION D'ARTICULATIONS 72, 74 SE COUPENT DANS LE PLAN MEDIAN LONGITUDINAL DE VEHICULE D-D SUR UNE HORIZONTALE PLACEE EN DESSOUS DE L'AXE DE ROUE 41. APPLICATION AUX VOITURES DE TOURISME.

Description

La présente invention concerne une suspension d'essieu pour véhicules

automobiles, notamment des voitures de tourisme, comportant un essieu rigide, qui est soutenu par l'intermédiaire de ressorts n'exerçant pas d'action de guidage et qui est guidé par l'intermédiaire de biellettes latérales de guidage, qui peuvent pivoter par rapport au corps d'essieu et qui définissent pour l'arbre de roue un axe de pivotement autour duquel l'axe de roue peut &tre déplacé lors de mouvement de montée de la suspension en vue d'obtenir une

suspension en oblique efficace.

Une suspension d'essieu de ce type est déjà connue

( brevet US 2 226 047, figure 5).

Cette suspension d'essieu offre l'avantage d'une suspension en oblique efficace, par le fait que les roues, grâce à un décalage latéral de l'axe deroue par rapport à une droite de jonction des points d'articulation de biellettes placés du côté de l'essieu rigide, peuvent se déplacer vers le haut vers l'arrière dans le cas de mouvements de montée de

la suspension autour d'un axe de pivotement orienté parallèle-

ment à l'axe de roue.

Le mouvement de montée de l'axe de roue se produit ainsi dans la direction d'un choc produit sur une roue par le franchissement d'une inégalité de la route, ce qu'on

doit s'efforcer d'obtenir avec des suspensions d'essieux.

Un inconvénient de cette suspension d'essieu connue consiste en ce que son centre momentané de rotation

( pôle flottant) est situé bien au-dessus de l'axe de roue.

Cela est imputable au fait que les forces latérales sont absorbées par les biellettes articulées sur les supports de

roues au-dessus du corps d'essieu rigide.

Cette position du centre momentané a pour résulat que les points d'appui de roues sont décalés. dans le cas de mouvements alternés de la suspension, fortement dans une

direction perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule.

Cela a pour conséquence que les roues se dépla-

çant sur une route glacée peuvent facilement prendre des

orientations latérales ou bien se mettre à patiner.

L'invention a en conséquence pour but de créer

une suspension d'essieu du type défini dans le premier paragra-

phe et qui soit remrarquable par une tenue de route latérale bien améliorée lors du passage des roues sur une surface verglacée. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que l'axe de pivotement est décalé en hauteur par rapport à l'axe de roueet en ce que le pivotement de l'axe de roue autour de l'axe de pivotement est contrôlé, en vue d'obtenir une suspension en oblique efficace, par l'intermédiaire de deux bras de guidage séparés l'un de l'autre, articulés sur le châssis et qui sont disposés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal du véhicule et inclinés l'un par rapport à l'autre en direction de l'essieu rigide de telle sorte que leurs droites de jonction d'articulations se coupent dans le plan médian longitudinal de véhicule sur une

horizontale placée en dessous de l'axe de roue.

Dans le cas de cette suspension d'essieu pouvant fonctionner comme une suspension inclinée, le centre momentané se trouve en dessous de l'axe de roue, du fait mue le point d'intersection, placé pour la détermination de ce centre dans le plan médian longitudinal du véhicule, des droites de jonction passant par les points d'appui des deux bras de guidage est situé dans un plan placé en dessous de l'axe de roue. Avec un tel décalage du centre momentané vers le bas, on obtient l'avantage que les trajectoires de la route> le long desquelles les points d'appui de roues se déplacent lors de mouvements alternés de descente et de montée de la suspension, ont un profil plus pentu, avec pour conséquence que les déplacements des points d'appui de roues par rapport à la route perpendiculairement à la direction longitudinale du véhicule sont diminués. Cela permet d'obtenir l'amélioration envisagée de la tenue de route, notamment une meilleure adhérence des roues sur des surfaces verglacées dans une

direction latérale.

Selon une autre particularité de l'invention, les bras de guidage sont disposés, en considérant la direction longitudinale du véhicule, en avant de l'essieu rigide, sont

articulés du côté du châssis au-dessus de leur point d'articu-

lation placé du côté de l'essieu rigide, et convergent en direction de l'essieu rigide; cela permet d'obtenir, de façon élastocinématique et sous l'action d'une force latérale,

un léger effet de sousvirage désiré.

Selon encore une autre particularité avantageuse de l'invention, les droites de liaison d'articulation des bras de guidage se coupent en position de construction sur la surface d'appui de roue; il est ainsi possible d'obtenir le plus petit décalage latéral des roues sur les

surfaces verglacées.

Une autre amélioration de la tenue de route grâce à l'invention est obtenue par le fait que l'axe de pivotement est guidé par l'intermédiaire des biellettes de guidage dans un plan vertical ( guidage rectiligne), car alors l'axe de pivotement du corps d'essieu est guidé, lors de mouvements de montée et descente de suspension, dans un plan vertical orienté perpendiculairement à la direction longitudinale du véhicule et ainsi le corps de l'essieu rigide n'exécute aucun mouvement de déviation lors de mouvements

alternés de montée et de descente de suspension.

Le guidage rectiligne de l'axe de pivotement du corps d'essieu rigide peut à cet égard être assuré au

moyen d'ensembles de biellettes agencés différemment.

On peut prévoir des guides rectilignes qui, dans une zone de l'essieu rigide qui est proche de la roue, sont articulés simplement sur celui-ci au moyen d'une bieIlette. Il est également possible d'assurer le guidage rectiligne par une

tringlerie de Watt.

La suspension d'essieu conforme à l'invention est appropriée pour un essieu rigide, qui comporte des roues motrices ou non motrices. Elle peut également être utilisée comme suspension pour un essieu avantou bien comme suspension

pour un essieu avec roues directrices.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip-

tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective, en oblique à partir du haut, de la suspension d'essieu conforme à l'invention, agencée ici comme une suspension d'essieu arrière pour voiture

de tourisme, -

la figure 2 est une vue latérale de la suspension d'essieu arrière dans la position de construction, cette figure montrant également les positions prises par ses composants servant de guidage lors d'un mouvement de descente et de montée de la suspension; la figure 3 est une vue d'arrière de l'essieu rigide de la suspension d'ssieu arrière mettant en évidence une première disposition possible des deux biellettes, déterminant la position du centre momentané, d'un dispositif de guidage, les autres biellettes de guidage d'essieu n'étant pas représentées sur le dessin, la figure 4 est une vue en plan de l'essieu rigide avec l'agencement de biellettes de la figure 3, la figure 5 est une vue en plan d'un essieu rigide mettant en évidence un second agencement possible des deux biellettes du

dispositif de guidage, auquel cas également on n'a pas repré-

senté les autres biellettes de guidage d'essieu, et la figure 6 est une vue latérale de l'essieu rigide de la

figure 5.

Sur la figure 1, on a désigné par 10 dans son ensemble un essieu rigide, dont le corps 12, par exemple de forme tubulaire, porte à chacune de ses extrémités un tourillon

d'essieu 18 pour le montage de roues 14, 16 du véhicule.

Sur le corps d'essieu 12, il est prévu au-dessus d'un plan horizontal coupant l'axe de roue 41, c'est-à-dire à sa partie périphérique supérieure et dans une zone proche des roues, des paires respectives de goussets porteurs 20, 22; entre les deux goussets de chaque paire est maintenu un pivot supportant de façon tournante un bras oscillant 24 d'une tringlerie de Watt 26, 28. Ces pivots 30 sont par conséquent également placés au-dessus d'un plan horizontal passant par

l'axe de roue 41.

Les goussets d'appui 20, 22 sont orientés dans cet exemple de réalisation, en considérant le sens d'avancement du véhicule, par exemple en oblique vers l'avant et vers le haut de façon que la partie inférieure des bras oscillants 24 montés à la même distance d'espacement radial par rapport à

l'axe de roue 41 se trouve en avant du corps d'essieu 12.

Les biellettes de guidage 32 et 34 des tringle- ries de Watt 26 et 28, qui sont articulées dans la zone de l'extrémité supérieure et de l'extrémité inférieure des bras oscillants 24, s'étendent, dans la position de construction, essentiellement dans une direction horizontale et sont

orientées parallèlement à l'axe central longitudinal du véhi-

cule. Elles sont articulées en 36 et 38 sur le châssis 40 du véhicule. Elles peuvent naturellement, dans le cadre des

particularités de construction, être disposées dans la posi-

tion de construction également dans le plan horizontal et en outre en oblique parrapport au plan médian longitudinal du véhicule, en ayant à peu près une forme de toit ou de V et en étant symétriques par rapport à celui-ci, car également dans

ce cas on est assuré d'un guidage rectiligne exact.

Les pivots 30 disposés excentriquement par rapport à l'axe de roue 41 définissent un axe de pivotement 42 orienté parallèlement à l'axe de roue 41 et autour duquel peut osciller le corps d'essieu 12. On reviendra encore sur ce point dans la suite. L'axe horizontal de pivotement 42 est ainsi placé en avant d'un plan transversal a-a du véhicule, orienté verticalement et passant par le centre de roue, et il s'étend perpendiculairement au plan longitudinal

de véhicule ( figure 2).

En tenant compte du fait que les biellettes supérieures de guidage 32 des tringleries de Watt 26, 28 coupent le corps d'essieu 12, un réglage approximativement

verti,-cal des bras oscillants 24 dans la position de construc-

tion semble le plus avantageux dans des conditions marginales déterminées. Dans le cas de mouvements de montée et de descente du corps d'essieu 12 qui se produisent du même côté, d'un seul côté ou en alternance, les deux tringleries de Watt 26, 28 assurent un soutien de l'essieu rigide 10 s'appuyant sur le châssis du véhicule au moyen de ressorts n'exerçant pas une

action de guidage et effectuent un guidage de l'axe de pivote-

ment 42, défini par les pivots des bras oscillants 30, dans un plan vertical b-b, de sorte que le corps d'essieu 12, avec de tels mouvements, ne peut effectuer aucun mouvement propre de

S déviation.

On a désigné par 44 dans son ensemble un disposi-

tif de guidage qui remplit plusieurs fonctions. A l'aide de

ce dispositif, le corps d'essieu 12 est déplacé par pivote-

ment, dans le cas d'un mouvement de descente de suspension d'un côté ou bien des deux côtés autour de l'axe horizontal de pivotement 42 des figures 1 et 2, de telle sorte qu'une droite de jonction 43 reliant l'axe de roue 41 avec l'axe de pivotement 42 a tendance à être décalée en direction d'une position horizontale. Ainsi un mouvement de montée de la suspension de l'essieu rigide 10 dans la direction d'un choc agissant sur une ou bien sur les deux roues 14, 16 établit ce

qu'on appelle une suspension en oblique efficace. Le disposi-

tif de guidage 44 est placé, en considérant la direction lon-

gitudinaledu véhicule, par exemple en avant de l'essieu rigide lOet il assure en outre le guidage latéral de l'essieu rigide 10. Grâce à la suspension et au guidage du corps d'essieu 12 au moyen des tringleries de Watt 26 et 28 et également grâce à l'incorporation du dispositif de guidage 44, on est assuré que l'essieu rigide 10 ne puisse exécuter aucun mouvement propre de déviation provoqué cinématiquement, également dans le cas d'une suspension en oblique désirée o l'axe de roue 41 du corps d'essieu 12 doit se déplacer par exemple essentiellement le long d'une courbe c de profil

plat indiquée sur la figure 2.

A cet égard, la position inclinée, visible sur la figure 2, du dispositif de guidage 44 a entre autres pour effet, comme cela a déjà été précisé cidessus, que pendant des mouvements de montée et de descente de la suspension et lors du mouvement résultant de l'axe de pivotement 42, défini par les pivots 30, dans le plan vertical b-b, les points d'articulation 48 du dispositif de guidage 44 sur le corps d'essieu 12 se déplacent le long d'un trajet circulaire 58 concentrique à l'axe de pivotement 56, d'o il en résulte un pivotement du corps d'essieu 12 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de l'axe de pivotement 42 orienté parallèlement à son axe longitudinal ou à l'axe de roue 41, lors de mouvements de montée de la suspension. Le corps d'essieu 12 est ainsi déplacé par pivotement, dans le sens opposé à la direction d'avancement du véhicule qui est matérialisée par une flèche sur la figure 2, ou bien vers l'arrière et vers le haut, auquel cas, sous l'effet des mouvements mutuellement superposés de l'axe de

pivotement 42 dans le plan vertical b-b et des points d'arti-

culation 48 le long du trajet circulaire 58, l'axe de roue 41 du corps d'essieu 12 est décalé parallèlement à lui-même dans l'espace, lors de mouvements de montée et de descente de la suspension s'effectuant d'un seul côté ou également du même côté, sensiblement le long de la courbe c ( figure 2), et

par conséquent en vue en plan jusque dans une position perpen-

diculaire au plan médian longitudinal d-d du véhicule.

Les pivots 30 des bras oscillants 24 doivent être disposés sur le corps d'essieu 12 de telle sorte que d'une part les biellettes de guidage 32, 34 des tringleries de Watt 26, 28 absorbent les moments agissant sur le corps d'essieu 12 lors d'une accélération ou d'un freinage/et que d'autre part le dispositif de guidage 44 permette le mouvement

de pivotement, nécessaire pour une suspension en oblique dési-

rée, du corps d'essieu 12 autour de l'axe de pivotement 42.

Les pivots 30 ne peuvent, pour cette raison, pas être placés dans un plan horizontal passant par l'axe de roue 41. Le dispositif de guidage 44 détermine en outre la position du centre momentané de l'essieu rigide 10. A cet effet, le dispositif de guidage 44 comporte deux bras de guidage 62, 64 articulés sur le corps d'essieu 12 en dessous de l'axe de

roue 41 en étant espacés symétriquement du plan médian longi-

tudinal d-d du véhicule, lesdits bras divergeant en direction de leurs paliers 66, 68 placés du côté du châssis et situés avantageusement audessus d'un plan horizontal passant par

l'axe de roue 41.

Cette structure permet de déterminer la position du centre momentané en dessous de l'essieu rigide 10. On obtient ainsi une bonne tenue de route des roues 14, 16 qui sont empêchées de déraper latéralement ( patinage) sur des

surfaces verglacées.

On obtient alors une marche en ligne droite

optimale sur des surfaces verglacées lorsque le centre momen-

tané est situé dans le plan d'appui des roues car dans ce cas, la trajectoire des points d'appui des roues a le profil

le plus pentu possible.

Le dispositif de guidage 44 peut être placé, en considérant la direction longitudinale du véhicule, aussi bien en arrière de l'essieu rigide et alors, dans ce cas, le point d'articulation, placé du côté du châssis, des bras de guidage est disposé en dessous de leur point d'articulation placé du côté de l'essieu rigide et les bras de guidage

divergent en direction de l'essieu rigide.

A l'aide des figures 3 à 6, on va montrer dans la

suite quelles possibilités avantageuses de montage sont offer-

tes avec un tel agencement du dispositif de guidage 44 en ce

qui concerne ses bras de guidage 62 et 64.

Les caractéristiques de l'essieu rigide, comme le pincement, le carrossage, un faible décalage latéral des points d'appui de roues, un équilibre au démarrage, un équilibre au freinage, un contrôle des forces latérales ainsi que la position du centre momentané sont également conservées dans une large mesure également lorsque la position des bras de guidage 62 et 64 du dispositif de guidage 44 par rapport à l'essieu rigide 10 est modifiée, par exemple conformément aux figures 3 et 4, selon une autre particularité de l'invention comme cela

va être expliqué dans la suite.

La modification de position des bras de guidage 62 et 64 doit être effectuée à cet égard dans une direction

latérale symétriquement par rapport au plan médian longitudi-

nal d-d du véhicule, comme le montrent les droits 72 et 74 de liaison d'articulations qui partent en forme de rayons du

pôle 70. Cela signifie que les bras de guidage 62 et 64 doi-

vent être décalés, dans un çan transversal e-e du véhicule qui est parallèle à l'axe de roue 41 et par rapport au plan médian longitudinal dd du véhicule, de distances égales dans des directions mutuellement opposées, ce décalage devant être effectué dans un plan défini par les centres des paliers

de pivotement 66 et 68 et par le pôle 70.

Pour toute disposition possible des bras, il faut ainsi disposer les paliers de biellettes placés du côté du châssis et du côté de l'essieu à la même distance f ou g de l'axe de roue 41 et également la même distance h ou i de la surface d'appui de roue 76. En correspondance, selon cette proposition, la représentation en vue latérale du dispositif de guidage 60 n'est pas modifiée dans n'importe

quelle disposition possible des bras.

Les avantages particuliers d'une suspension d'essieu conforme aux figures 3 et 4 consistent en ce que les

bras de guidage 62 et 64 peuvent être montés sur l'infrastruc-

ture d'une carrosserie en fonction de ce qui est permis par les conditions existantes d'encombrement. En outre, dans le cas o le centre momentané est placé dans le plan d'appui des roues, on peut obtenir des déplacements très petits, et approximativement symétriques, des points d'appui de roues 78, 80 par rapport à la route dans une direction latérale des roues et dans le cas d'un mouvement alternatif de la suspension,ce qui permet de garantir dans une large mesure

une marche en ligne droite sur des surfaces verglacées.

En outre, du fait que le pôle 70 des bras de guidage 62, 64 est placé en arrière de l'essieu, il est possible d'obtenir un léger effet de sousvirage, qui est souhaitable du point de

vue élasto-cinématique, lors de l'action d'une force latérale.

Les figures 5 et 6 mettent en évidence une autre possibilité d'agencement des bras du dispositif de guidage 44

de la figure 1, qui peut être égakment avantageusement appli-

qué notamment dans des conditions limitées d'encombrement et

qui procure en outre les mêmes avantages que ceux décrits ci-

dessus.

Conformément à cet agencement, les bras de guida-

ge 62 et 64 sont articulés, dans n'importe quelle disposition possible par rapport à l'essieu rigide 10, sur son corps d'essieu 12,à chaque fois au même endroit en dessous de l'axe

de roue 41 ( cf. figure 5).

Dans la vue en plan et la vue en élévation latérale, il est par contre possible, pour conserver de façon approximativement invariante le pincement, le carrossage, le décalage latéral des points d'appui des roues et la hauteur du centre momentané, de disposer les bras de guidage de telle sorte que ceux-ci soient orientés, à partir de leur zone d'articulation sur l'essieu rigide 10, vers l'extérieur en forme de rayons en direction de leur palier 66, 68 opposé

à l'essieu rigide 10.

Dans ce cas, malgré une disposition modifiée des bras de guidage, la vue en élévation d'arrière du dispositif de guidage 44 est conservée. De toute manière, l'équilibre au démarrage, l'équilibre au freinage et le contrôle des forces latérales subissent de légères modifications. Cela est basé sur le fait que, pour les différentes dispositions possibles des bras de guidage, comme le montre la figure 5, leur pôle 70 est décalé en correspondance, le long du plan médian longitudinal d-d du véhicule, en direction de l'arrière du véhicule alors que, avec la disposition des bras conforme aux figures 3 et 4, ce pôle reste dans une position constante

dans le plan médian. longitudinal d-d du véhicule.

Avec les dispositions de bras conformes aux fi-

gures 3 à 6 et qui peuvent être mises en pratique dans le cas d'un agencement du dispositif de guidage 44 tel que celui de la figure 1, il est alors possible d'obtenir, en relation avec un essieu rigide, des propriétés cinématiques d'essieu qui

n'ont pu être obtenues jusqu'à maintenant qu'avec des suspen-

sions de roues indépendantes d'une haute technicité. La figure 6 représente à cet égard une variante de disposition des biellettes de guidage 32, 34 par rapport à la représentation

de la figure 1.

Claims

REVENDICATIONS

1. Suspension d'essieu pour véhicules automobiles, notamment des voitures de tourisme, comportant un essieu rigide, qui est soutenu par l'intermédiaire de ressorts n'exerçant pas d'action de guidage et qui est guidé par l'inter-

médiaire de biellettes latérales de guidage, qui peuvent pivo-

ter par rapport au corps d'essieu et qui définissent pour l'arbre de roue un axe de pivotement autour duquel l'axe de roue peut être déplacé lors de mouvement de montée de la suspension en vue d'obtenir une suspension en oblique efficace, caractérisée en ce que l'axe de pivotement (42) est décalé en hauteur par rapport à l'axe de roue (41) et en-ce que le pivotement de l'axe de roue (41) autour de l'axe de pivotement (42) est contrôlé, en vue d'obtenir une suspension en oblique efficace, par l'intermédiaire de deux bras de guidage (62, 64) séparés l'un de l'autre, articulés sur le châssis et qui sont disposés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal du véhicule (d-d) et inclinés l'un par rapport à l'autre en direction de l'essieu rigide (10) de telle sorte que leurs droites de jonction d'articulations (72, 74) se coupent dans le plan médian longitudinal de véhicule (d-d) sur une horizontale

placée en dessous de l'axe de roue (41).

2. Suspension d'essieu selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bras de guidage (62 et 64) sont disposés, en considérant la direction longitudinale du véhicule, en avant de l'essieu rigide (10), sont articulés du côté du châssis au-dessus de leur point d'articulation placé du côté de l'essieu rigide et convergent en direction de l'essieu

rigide (10).

3. Suspension d'essieu selon une des revendications

1 ou 2, caractérisée en ce que les droites de liaison d'arti-

culation (72, 74) des bras de guidage (62 et 64) se coupent en position de construction sur la surface d'appui de

roue (76).

4. Suspension d'essieu selon une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'axe de pivote-

ment (42) est guidé par l'intermédiaire des biellettes de

guidage (32, 34) dans un plan vertical (b-b) ( guidage recti-

ligne).