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SUSPENSION DE ROUE ARRIERE PERFECTIONNEE POUR
AUTOMOBILES
Cette invention a trait aux automobiles et a particulière- ment pour objet des perfectionnements apportés aux suspensions de roue arrière du type dans lequel il existe deux demi-essieux qui portent chacun une roue motrice et peuvent chacun effectuer un mouvement angulaire indépendant dans un plan vertical par rapport à un arbre moteur commun monté longitudinalement.
D'une façon générale, le principe consistant a monter chacune des roues arrière d'une automobile à l'extrémité ex- terne d'un demi-essieu creux pouvant osoiller librement dans' un plan vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal d'une boite de différentiel fixée au châssis de la voiture était dé- jà connu, Toutefois, dans des dispositions antérieures de ce genre, il était usuel de relier rigidement chaque demi-essieu
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au ressort à lames fixé au châssis de la voiture sur le coté correspondant, de sorte que les mouvements oscillants des demi-essieux donnaient naissance à des forces dirigées trans- versalement qui s'exerçaient sur les ressorts et tendaient à les déformer latéralement. Ces forces gênaient à leur tour le - libre jeu des ressorts et diminuaient ainsi la douceur de marche de la voiture.
En fait, dans les cas extrêmes, de chocs brusques et intenses, la force transversale exercée par un demi-essieu sur le ressort y relié pouvait provoquer la rupture des pièces ou d'autres détériorations de la construc- tion de la voiture, ou, au moins, une perte totale de la flexibilité du système lorsqu'une certaine limite de déforma-' tion se trouvait atteinte.
L'objet principal de l'invention est de réaliser les avantages qui découlent de l'application d'une suspension pen dulaire du genre spécifié tout en assurant le libre jeu des ressorts de suspension et la douceur de marche qui en résulte de la voiture.
L'invention a en outre pour objet, une suspension pendu- laire destinée aux roues motrices arrière d'une automobile, cette suspension étant perfectionnée de telle sorte, que, en permettant à chaque emi-essieu d'effectuer ses mouvements oscillants verticaux d'une façon entièrement libre, et sans contrainte, il devient possible d'enrayer efficacement la tendance au dérapage qui se produit lorsque la voiture effec- tue des virages à des vitesses relativement élevées.
D'autres bute et avantages de l'invention seront mis en évidence au cours de la description détaillée qui suit d'un mode de réàlisation représenté à titre d'exemple, dans le dessin annexé dans lequel: FIg.I est une vue en élévation fragmentaire, en regardant de l'arrière et avec coupe verticale partielle, d'une sus- pension de roue motrice établie suivant l'invention.
Fig.2 en est la vue en plan.
Fig.3 est une coupetransversale du palier à pivot assujetti
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au ressort elliptique.
Fig.4 est une coupe transversale fragmentaire représentant m autre façon de relier le demi-essieu au ressort.
Fig.5 est une vue de côté fragmentaire avec ooupe verticale partielle de cette variante.
Fig. 6 est une vue de côté fragmentaire avec coupe verticale partielle représentant un autre mode de réalisation de l'invention.
Fig.7 est une coupe transversale fragmentaire de fig.6
L'avantage -principal qui découle du type de suspension auquel se rapporte l'invention est que, étant donné que cha- que roue peut osciller verticalement indépendamment de l'au- tre lorsqu'elle passe sur un obstaale de la route, le choc qui en résulte se trouve transmis au châssis de la voiture, sous une forme très atténuée.
Un autre avantage,réside dans le fait que la boîte du différentiel, laquelle boîte est fixée dans ce cas au châssis du véhicule au lieu de faire partie d'un pont arrière du type ordinaire assujetti à ce cadre uniquement, à l'aide des res- sorts de suspension, constitue un point de réaction fixe qui résiste à la tendance de la carrosserie à osciller vers l'ex- térieur sous l'action de la force centrifuge qui se développe lorsque la voiture effectue un virage.
En raison de la présente construction, la réaction du sol sur les roues est transmise au châssis et à la carrosserie de la voiture non seulement par les ressorts de suspension, mais aussi par les demi-essieux, qui se comportant à la façon d'or- ganes rigides intercalés entre les roues et le cadre travail- lent respectivement à la oompression et à la tension, Cette liaison axiale virtuellement rigide entre les roues et la car- rosserie contribue à enrayer lès le début les effets de la for ce centrifuge et diminue par conséquent notablement la tendan- oe de la voiture à déraper.
La r.-sistanoe au dérapage augmente en outre graduellement en raison du fait que les demi-essieux portant les roues mo-
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trices ont la possibilité d'osciller dans un plan vertical. En fait, lorsque la voiture décrit une courbe, la force centri- fuge a pour effet que le poids du cadre et de la carrosserie fait pression contre les ressorts externex, qui sont ainsi comprimés et provoquent le déplacement angulaire vertical du demi-essieu correspondant vers la partie inférieure du châs- sis.
Cette variation de l'alignement vertical du demi-essieu provoque une variation correspondante de l'alignement verti- cal de la roue portée par ce demi-essieu, et cette roue, qui est normalement inopinée vers l'intérieur de sa partie supé- rieure à sa partie inférieure, vient graduellement occuper une position verticale et, à mesure que la compression des ressorts augmente, dépasse même ce point et s'incline vers l'extérieur de sa partie supérieure à sa partie inférieure.
Comme la résistance de frottement exercée par le sol sur la roue augmente à mesure que l'inclinaison de la roue par rapport au sol varie de la manière susindjquée, il est évi- dent que la résistance opposée au dérapage par la roue exter- ne sera d'autant plus grande que la vitesse de la voiture se- ra plus grande et provoquera l'application d'une force cen- trifuge plus grande.
Il a été expliqué précédemment que la force centrifuge qui se développe pendant que la voiture décrit une courbe contraint le châssis à faire pression sur les ressorts de suspension externes ; inversement, cette force a pour effet que les ressorts internes se trouvent en partie soulagés du poids du châssis et de la carrosserie, de sorte qu'ils élevai légèrement le côté interne du cadre par rapport aux roues si- tuées de ce côté et que le point auquel le demi-essieu creux interne est assemblé de façon pivotante avec la boîte de dif- férentiel s'élève aussi dans une certaine mesure, ce qui ahan ge l'inclinaison du demi-essieu en ce sens que l'angle qutil fait avec le sol augmente,
Cette vatiation d'inclinaison a elle-même pour eff et
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d'incliner la roue montée à l'extrémité dudit demi-essieu dans une meure plus grande vers l'intérieur, de sorte que la roue interne se déplace elle-même angulairement par rap- port à un plan vertical dans une direction qui tend à augmer ter la résistance opposée par le sol au dérapage. Dans le ca de la roue interne de même que dans le cas de la roue exterr par conséquent, la résistance opposée au dérapage est d'auta plus grande que le virage est effectué à une vitesse plus grande.
Toutefois, il est évident, que ces avantages ne seraien pas réalisés si les demi-essieux étaient reliés rigidement aux ressorts de suspension et si ceux-ci étaient à leur tour reliés rigidement au châssis dans le sens transversal, étant donné que les déplacements angulaires verticaux des demi- essieux soumettraient nécessairement les ressorts à des ef- forts latéraux qui tendraient à déformer, des ressorts jus- qu'au point où. ils cesseraient de "jouer" ou fléchir libre- ment, le système entier devenant virtuellement un système ri- gide ne permettant plus d'autres déplacements angulaires du demi-essieu.
La disposition suivant l'invention est telle que les déplacements angulaires verticaux des demi-essieux peuvent avoir lieu librement dans une mesure quelconque sans provo- quer d'efforts latéraux dans les ressorts de suspension ou soumettre ceux-ci à des déformations latérales, de sorte que les avantages d'une suspension pivotante individuelle pour chaque roue peuvent être entièrement réalisés.
Dans les figs, I, 2 et 3 du dessin, 1 désigne un demi- essieu creux portant à son extrémité externe le moyeu rotatif 2 de la roue motrice, l'extrémité interne du demi-essieu é- tant assemblée de façon pivotante avec la boite 6 du différen tiel, d'une manière propre à permettre à ce demi-essieu creux de se mouvoir angulairement par rapport à ladite boite, dans un plan vertical.
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Dans la pratique, Il n 111: )II' ,Q'16' r /1 h 1 nr, (' " 1 \ Il /1 1 1 1 III'" l' /1
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semblage pivotant entre les pièces 1 et 6 sous forme d'un joint sphérique dont fait partie un serment sphérique ± d'une seule pièce avec l'extrémité interne du demi-essieu I, Ce segment sphé rique 3 se loge entre un segment sphérique interne 4 et un seg- ment sphérique externe 5 faisant tous deux partie intégrante de la boite du différentiel 6. Cette botte 6 est fixé à une tra- verse 7 faisant partie du châssis de la voiture.
En un point voisin de l'extrémité interne du moyeu 2 de la roue, le demi-essieu 1 est supporté par un palier 9, fixé lui-même à la partie médiane du ressort elliptique 10. Ce res- sort est dirigé longitudinalement et est relié au longeron du cadre à l'aide d'un pivot transversal II, à son extrémité avant, et par l'intermédiaire d'un organe de tension 12, à son extré- mité arrière.
Le moyeu 2 de la roue est relié rigidement, de la manière usuelle, à un arbre 13 tournant dans le demi-essieu creux 1, l'extrémité interne de cet arbre étant reliée à l'arbre de com- mande que renferme la boîte du différentiel 6 par un joint à cardan 14. Des roulements à billes 15 et 16 sont prévus entre la surface interne du moyeu 2 et la surface externe du demi-es- sieu creux I, de la manière usuelle,
Le demi-essieu,creux est monté dans le palier 9 d'une ma- nière telle qu'il puisse effectuer par rapport à ce palier des mouvements coulissants suivant son axe et des mouvements angu- laires dans un plan vertical passant par l'axe du demi-essieu, ce plan étant, bien entendu, perpendiculaire à l'axe longitudi- nal du châssis de la voiture.
Lorsque les ressorts de suspen- sion sont dirigés longitudinalement, comme dans l'exemple repré sente, le plan d'oscillation du demi-essieu est évidemment lui- même perpendiculaire au plan vertical du ressort.
En ce qui conoerne la présente invention, on remarquera toutefois qu'il n'est pas strictement nécessaire que le ressort @ de suspension lui-même soit placé parallèlement à l'axe longi- tudinal du châssis, pourvu quel'assemblage pivotant et coulis- sant prévu entre ce ressort et le. demi-essieu correspondant
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soittel qu'il permette au demi-essieu d'effectuer des mouve- ments oscillants dans un plan vertical sensiblement perpendi oulaire à l'axe longitudinal de la voiture.
Le palier 9 est par conséquent établi sous forme d'une botte ouverte comportant de préférence des parois verticales avant et arrière planes et parallèles et des parois supérieu' re et inférieure établies sous forme de segments de cylindre dont l'axe coupe l'axe de l'arbre 13 et lui est perpendicu- laire.
La partie 8 du demi-essieu creux qui passe à travers le palier 9 reçoit de préférence une forme carrée ou rectan- gulaire en section, comme représenté clairement dans la fig.
3, la largeur de cette section étant équivalente à la distan ce entre les parois avant et arrière du ;palier 9 et s'y a- daptant à frottement doux. Entre les surfaces supérieure et inférieure planes de la partie 8 et les surfaces supérieure et inférieure cylindriques segmentaires du palier 9 sont intercalées des cales ou secteurs 18 qui, conjointement avec la partie 8, constituent le noyau dé l'assemblage pivotant longitudinal prévu entre le demi-essieu et le palier 9, tout en permettant et guidant les déplacements axiaux de la- dite partie 8 par rapport à ce palier.
On voit que cette construction empêche positivement le demi-essieu de tourner autour de son axe propre comme il pourrait le faire lorsque sa liaison avec la boîte du diffé- rentiel est constituée par un joint sphérique comme représen- té, tandis que le fait que le demi-essieu et le palier peu- vent coulisser axialement l'un par rapport à l'autre permet au demi-essieu d'effectuer des mouvements angulaires verti- caux par rapport au point d'assemblage pivotant avec la boî. te du différentiel sans soumettre le ressort de suspension à des efforts ou des déformations.
On voit en outre que l'as semblage pivotant longitudinal ainsi constitué entre le de- mi-essieu et le palier 9 permet à son tour au demi-essieu de pivoter librement dans un plan vertical par rapport à
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l'ensemble du palier et du ressort, en même temps qu'il cou- lisse axialement dans son palier.
Bien que la partie 8 du demi-essieu ait reçu une section carré afin d'empêcher les déplacements angulaires du demi-es- sieu autour de son axe propre, il est évident, qu'on pourrait si on le désire, adopter tout autre profil ou construction assurant le même résultat. Toutefois. dans le cas où le lemi- essieu serait relié à la boîte du différentiel par un pivot horizontal au lieu de l'être par un joint sphérique, les mouvements de rotation du demi-essieu autour de son axe pro- pre seraient déjà empêchés par ce mode d'attache,ainsi qu'il est évident.
Le joint sphérique 3,4, 5 du type dans lequel l'organe mobile est logé entre deux pièces fixes et protégé par ces pièces empêche efficacement la pénétration des poussières et matières étrangères dans la boîte du différentiel et l'on ob- tient une protection absolue en prévoyant en outre une gaine pare-poussières 17 recouvrant la partie exposée du joint com- me représenté dans la fig.I. D'une manière similaire, les deux extrémités ouvertes du palier 9 sont protégées contre l'action des poussières, de la boue, eto...
par des gaines pare-poussières 17', 172, comme représentée
Dans la pratique, il est préférable que le point auquel chaque demi-essieu est assemblé de façon pivotante avec la botte du différentiel soit espacé latéralement de la ligne axiale de cette boîte, qui coïncide bien entendu avec l'axe de l'arbre de co mande principal, comme représenté, mais il serait possible de monter les demi-essieux par rapport à la boîte du différentiel de façon que le mouvement angulaire qu'ils effectuent dans le plan vertical ait lieu autour de l'axe de l'arbre de commande principal.
La disposition représentée procure les deux avantages suivants : (I) Il devient possible d'employer un différentiel du type compact ordinaire dans la boîte à différentiel;
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(2) L'amplitude des déplacements angulaires verticaux de demi-essieux autour de leurs axes de pivotement se trouve au mentée pour une déformation donnée des ressorts, de sorte qu l'effet anti-dérapant est proportionnellement plus prononcé, pour les raisons précédemment indiquées.
On remarquera que l'application de ressorts de suspensic elliptiques dirigés longitudinalement et le fait de fixer le palier se rapportant à chaque demi-essieu direotement au res- sor correspondant oréent une disposition grâce à laquelle la poussée des demi-essieux se trouve transmise au châssis direo tement par les ressorts elliptiques, sans l'intermédiaire d'a@ oun autre élément. On voit, en outre que le fait de placer le palier directement autour du ressort rend possible de surbais- ser la carrosserie de la voiture, ce qui constitue un avanta- ge sur les types de châssis dans lesquels les ressorts de sus- pension reposent sur les essieux.
Dans la variante des figs. 4et 5, les demi-essieux pouvait oscller sans soumettre les ressorts des efforts latéraux en raison de l'application d'une liaison articulée entre chaque demiessieu et le ressort correspondant. Dans ces figures, 19 désigne un des demi-essieux, 20 un ressort semilelliptique assujetti en 21 aux longerons 22 et 23, 23' deux maillons arti- culés descendant du demi-essieu et reliant celui-ci à une oon- sole 24 fixée au ressort par des boulons à U 25.
Un autre mode de réalisation de l'invention est représen- té dans les figs. 6 et 7 dans lesquelles 26 désigne un des demi-essieux et 27 le ressort auquel une console 28 est fixée par des boulons à U 29, cette console étant assemblée de fa- çon pivotante avec le demi-essieu par des pivots longitudinaux horizontaux 30, 30'. Dans le cas présent , les déplacements latéraux de l'assemblage pivotant 30-30' qui résultent des oscillations du demi-essieu sont absorbés par le ressort lui- même; à cet effet. le ressort est relié au longeron 31,à cha- oune de ses extrémités, par un joint à pivot longitudinal com- prenant une console 32 fixée audessus du oadre et un bras
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d'attaché 33 pivotant sur la console 32 autour d'un axe lon- gitudinal 34.
A l'extrémité arrière (non représenté) ou à la fois à l'extrémité arrière et à l'extrémité avant, le ressort peut être relié au bras d'attache 33 à l'aide d'un maillon articulé, de la manière usuelle.
Il ressort de ce qui précède que les divers buts de l'invention sont réalisés par l'application d'un dispositif extrêmement simple qui permet l'application des ressers el- liptiques usuels dirigés longitudinalemnt, bien que des res- sorts d'un type différent puissent être appliqués si on le désire.