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Perfectionnements apportés à la construction de véhicules automobiles
La présente invention se rapporte aux véhicules automobiles et plus spécialement aux mécanismes de commande pour véhicules automobiles.
Un objet de la présente invention consiste à établir un mécanisme moteur et de commande combiné pour un véhicule automo- 'bile, qui peut être assemblé d'avance et être installé dans le véhicule comme une unité ou un bloc, en simplifiant ainsi l'as- semblage et en réduisant le coût de fabrication. L'invention envisage également la combinaison du système de suspension des
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roues avec le mécanisme moteur et de commande, de façon à for- mer un ensemble unique complet.
Un autre objet de l'invention consiste à établir une unité préfabriquée motrice et de suspension pour un véhicule automobile, qui comprend, en un seul assemblage compact, le moteur, l'embraya- ge, la transmission, l'arbre de commande, le différentiel, les essieux, joints universels, assemblages de roues, et les sys- tèmes de suspension des roues et les ressorts.
Dans une forme de réalisation de l'invention, ce but est atteint par la prévision d'une boîte d'essieu s'étendant trans- versalement sous le carter du moteur, et faisant de préférence partie de celui-ci, en combinaison avec un groupe de transmis- sion partant d'une extrémité du moteur et relié, par un arbre primaire supporté dans le carter de transmission, à un groupe différentiel logé dans la boîte d'essieu. Les roues routières sont supportées par des bras de suspension montés à pivotement sur la boîte d'essieu, et les roues sont commandées par des essieux s'étendant du différentiel aux roues.
Des barres de torsion suspendent élastiquement les roues et sont reliées au carter de transmission et aux bras de suspension pour compléter le bloc unitaire moteur et de suspension et pour assurer la sus- pension indépendante de chaque roue motrice.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un méca- nisme moteur et de commande combiné du type décrit ci-dessus, qui peut être appliqué aussi bien à un véhicule à traction avant et moteur à l'avant, qu'à un véhicule a moteur arrière et à roues arrière motrices.
Dans les dessins annexés:
Fig. 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, de l'ensemble moteur et de commande selon l'invention,
Fig.2 est une vue fragmentaire en coupe transversale, sensiblement suivant le plan indiqué par la ligne 2-2 en Fig. 1.
Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale, sensiblement
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suivant le plan indiqué par la ligne 3-3 'en Fig. 1.
Fig. 4 est une vue en coupe transversale, sensiblement suivant le plan indiqué par la ligne 4-4 en Fig. 3.
Bien que la présente invention soit aussi bien applicable aux véhicules à moteur arrière et roues arrière motrices qu'aux véhicules à moteur avant et roues avant motrices, elle est il- lustrée aux dessins annexés dans son application à un véhicule à traction avant et moteur à l'avant.
Les dessins montrent un moteur à combustion interne compor- tant le bloc-cylindres usuel 11, la culasse 12 et le carter 13.
Le moteur est monté sur le châssis du véhicule au moyen d'une seule monture de moteur antérieure et une paire de montures de moteur postérieures, espacées transversalement et situées sur les faces opposées du carter. 'La monture antérieure du moteur comprend une console 14 fixée à la face frontale du carter 13, une console 16 reliée à la traverse avant 17 du châssis, 'et des blocs de caoutchouc 18 attachés aux consoles 14 et 16.
Chacune des montures postérieures du moteur comprend une console 19, montrée le plus clairement en Fig. 2, qui est boulonnée à une bride prévue sur le côté du carter 13 et s'étendant vers l'exté- rieur depuis celui-ci. Chaque console 19 présente la forme d'un U renversé, ce qui lui confère une grande solidité, et supporte une monture en caoutchouc 21 du type à cisaillement, qui est relié, à son tour, au longeron 22 du châssis.
Une boîte de transmission 23 est boulonnée à l'extrémité postérieure du moteur et contient une transmission qui, dans le cas de l'exemple illustré, comprend un accouplement à fluide 24 et un système d'engrenages planétaires multiples 26. La trans- mission illustrée a simplement été choisie à titre d'exemple, puisque la'construction de la transmission ne fait pas partie de l'invention et peut être d'un type approprié quelconque. Un arbre de sortie 27 s'étend vers l'arrière de la transmission et
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est monté à rotation dans des paliers 28 et 29 portés respecti- vement par la boîte de transmission 23 et par le couvercle ar- rière 31 de la boîte de transmission.
Une roue conique 32 est clavetée sur l'arbre 27 et engrène avec une roue conique 33 clavetée sur l'extrémité postérieure de l'arbre de commande 34. Ce dernier porte, en un point inter- médiaire, un pignon 35 d'entraînement d'un indicateur de vitesse, et est monté à rotation, à son extrémité postérieure da.ns des paliers 36 portés par la boîte de transmission, et à son extrémi- té antérieure dans des paliers 37 supportés dans la boîte d'es- sieu 38. Il convient de noter que l'arbre de commande 34, ainsi que les roues coniques 32 et 33, sont complètement enfermés dans la boîte de transmission et sont donc à l'abri de la poussière et des destructions.
La boîte d'essieu 38 forme une partie intégrante du carter 13 du moteur et s'étend généralement transversalement sous la partie postérieure du moteur. Comme montré spécialement en Figs. 2 et 3, les extrémités opposées de la boîte d'essieu 38 sont fermées par des couvercles ou plaques 39 qui y sont fixées par des boulons 41. Des paliers 42 sont supportés par les cou- vercles 39 de la boîte d'essieu et supportent à rotation un boî- tier de différentiel comportant des parties 43 et 44 qui sont assemblées par des boulons 46.
Une roue conique 47 est formée sur la périphérie de la partie 44 du boîtier de différentiel et fait corps avec celle-ci, cette roue se trouvant en engrènement avec la roue conique 48 portée par l'extrémité antérieure de l'arbre de commande 34.
Le boîtier de différentiel contient un différentiel compre- nant des pignons 49, des engrenages latéraux 51 engrenant avec les pignons 49, et des joints universels à vitesse constante 52 qui relient les engrenages latéraux 51 aux arbres d'essieu 53.
Ces derniers s'étendent vers l'extérieur à travers de ouvertures
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prévues dans les couvercles 39 de la boîte d'essieu, ces ouver- tures étant fermées par des écrans 54 formés aux extrémités inté- rieures des tubes d'essieu 56.
Dans le cas envisagé, les roues avant 57 sont illustrées comme étant suspendues indépendamment à la boîte d'essieu au moyen d'un mécanisme de suspension du type à parallélogramme, bien qu'on comprendra que d'autres genres de suspension des roues peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Etant donné que le système de suspension est identique pour les deux roues avant, seul celui de la roue gauche sera décrit en détails.
La roue avant 57 est montée de la façon habituelle sur un moyeu de roue 58 monté à cannelures sur un axe 59 de roue avant, qui est, à son tour, monté à rotation dans des paliers 61 sup- portés dans le moyeu 62 de la fusée à.pivot de direction 63.
Celle-ci est pourvue de chevilles supérieure 64 et inférieure 65, qui sont supportées à rotation dans la tête de direction 66.
Une bielle de direction appropriée 67 est clavetée à l'extrémité inférieure saillante de la cheville inférieure 65 et est reliée à une timonerie de direction usuelle (non illustrée).
L'extrémité inférieure de la tête de direction 66 supporte un arbre 68, dont les extrémités opposées sont reliées à pivo- tement aux extrémités extérieures d'une paire de bras de suspen- sion inférieurs 69, espacés en direction longitudinale. Lès bras de suspension inférieurs 69 sont reliés à picotement, par leurs extrémités intérieures, à un arbre 73 porté par la boîte d'essieu 38. L'arbre 73 est situé dans l'axe longitudinal du véhicule et forme également une monture pour les extrémités in- térieures des bras de suspension inférieurs 74 au côté opposé du véhicule.
L'extrémité supérieure de la tête de direction 66 est reliée à pivotement, par un arbre 75, à l'extrémité extérieure d'un bras de suspension supérieur 76 en forme de U renversé, dont l'extré- mité intérieure est reliée à pivotement à une paire de supports 77
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s'étendant vers l'extérieur depuis le couvercle 39 de la boîte d'essieu. Dans la construction considérée, la liaison pivotante entre les supports 77 et le bras de suspension supérieur comprend l'extrémité antérieure d'une barre de torsion 78 qui est montée à rotation dans les supports 77 et est montée à cannelures, en 79, sur l'extrémité intérieure du bras de suspension supérieur 76.
Le mouvement longitudinal du bras par rapport à la barre de torsion cannelée est empêchée au moyen d'une broche conique 80.
La barre de torsion s'étend longitudinalement vers l'arrière depuis le bras de suspension supérieur et, à'son extrémité posté- rieure, elle est ancrée à un joug 81 qui est boulonné à l'extré- mité postérieure du carter de transmission, au moyen de boulons 82. Le joug 81 est pourvu, de part et d'autre du carter de transmission, d'un bossage 83 (Fig. 4) qui présente un forage 84 dans lequel est montéeà rotation la partie en forme de manchon 85 d'un organe d'ancrage qui est monté à cannelures sur l'extrémité postérieure de la barre de torsion. L'organe d'ancrage est pour- vu d'une bride transversale 86 s'étendant vers l'extérieur depuis la partie en forme de manchon 85, cette bride étant pourvue d'ouvertures 87 disposées en regard de fentes arquées 88 formées dans le joug 81.
Des boulons de verrouillage 89 traversent les ouvertures 87 et les fentes 88 et, lorsqu'ils sont bloqués, ils serrent l'organe d'ancrage et l'extrémité postérieure de la barre de torsion contre le joug. Les fentes 88 permettent le réglage angulaire de l'extrémité postérieure de la. barre de torsion, pour ajuster la hauteur de suspension de véhicule.
Les arbres d'essieu 53 s'étendent vers l'extérieur depuis la boîte d'essieu, entre les bras de suspension supérieurs 76 et inférieurs 69 et, à leurs extrémités extérieures, ils sont reliés à l'axe de roue 59 au moyen des joints universels à vitesse cons- tante 91. Un écran de poussière 92 est prévu entre chaque fusée à pivot de direction 63 et le tube d'essieu 56 adjacent, pour
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enfermer le joint universel 91 et pour permettre le mouvement angulaire aussi bien que le mouvement axial.
Un amortisseur de chocs à action directe 93 est agencé entre chacune des consoles 19 et une entretoise 94 s'étendant entre les bras de suspension inférieurs antérieur et postérieur 69.
Il résulte de ce qui précède que tout le groupe moteur, le mécanisme de commande, et la suspension de roue forme un ensemble. unique qui peut être assemblé d'avance et être installé en bloc sur le châssis du véhicule. Après cet assemblage préalable, il est seulement nécessaire de relier le moteur au châssis au moyen des montures antérieure et postérieures du moteur. Le remplace- ment et l'entretien sont également simplifiés, puisque l'assem- blage entier' peut être aisément enlevé du'véhicule en opérant de la même façon..
En outre, il convient de noter que l'ensemble complet forme une unité compacte n'occupant qu'un minimum d'es- pace en direction longitudinale, permettant ainsi plus de sou- plesse dans l'agencement du compartiment à passagers du véhicule, puisqu'il n'y a ni arbre moteur, ni essieu arrière, s'étendant sous la carrosserie et gênant l'agencement le plus favorable de celle-ci.
Cette disposition compacte est rendue possible par le fait que la boîte d'essieu, qui s'étend transversalement, est placée sous le carter du moteur, et par le fait que le différen- tiel est relié au bloc de transmission au moyen de l'arbre de commande court et incliné. @ .D'autres avantages sont obtenus en montant le système com- plet de suspension des roues sur la boîte d'essieu, de sorte que le système de suspension et les roues deviennent une partie du bloc moteur et de commande complet, préparé d'avance. Bien qu'il puisse être adapté à divers types constructifs de châssis, le bloc préassemblé selon la présente invention convient spéciale- ment pour être appliqué aux véhicules du type à carrosserie soli-
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daire du châssis.
Il convient également de noter que le dit bloc peut tout aussi bien être appliqué à un véhicule à traction arrière et moteur à l'arrière. En pareil cas, il serait seule- ment nécessaire d'omettre les éléments d'orientation des roues.
L'ensemble complet pourrait alors être monté en alignement avec les roues arrière, soit dans la position montrée aux dessins, soit en retournant le bloc entier.
Le type de suspension à parallélogramme des roues, en com- binaison avec les barres de torsion s'étendant longitudinalement, assure la réalisation d'un système de suspension compact et sim- ple, garantissant de bonnes caractéristiques de roulage. Les qualités de roulage sont également améliorées par la réduction du poids non suspendu, réalisée par la construction selon l'in- vention.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à la cons- truction décrite et illustrée, mais que diverses modifications peuvent y être apportées sans se départir de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS.
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1. Un assemblage en bloc du moteur, de la transmission, du différentiel et du mécanisme de commande pour transmettre de la puissance à des roues routières disposées de part et d'autre du dit moteur, et comprenant des moyens de suspension indépen- dante pour les dites roues, et des moyens pour monter le dit assemblage en bloc sur le châssis d'un véhicule automobile.
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Improvements in the construction of motor vehicles
The present invention relates to motor vehicles and more especially to control mechanisms for motor vehicles.
An object of the present invention is to provide a combined driving and control mechanism for a motor vehicle, which can be pre-assembled and installed in the vehicle as a unit or a block, thereby simplifying the assembly. - assembly and reducing the cost of manufacture. The invention also contemplates the combination of the suspension system of
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wheels with the driving and control mechanism, so as to form a complete single unit.
Another object of the invention is to establish a prefabricated drive and suspension unit for a motor vehicle, which comprises, in a single compact assembly, the engine, the clutch, the transmission, the control shaft, the differential, axles, universal joints, wheel assemblies, and wheel suspension systems and springs.
In one embodiment of the invention, this object is achieved by providing an axle box extending transversely below the motor housing, and preferably forming part thereof, in combination with a motor housing. transmission group starting from one end of the engine and connected, by a primary shaft supported in the transmission case, to a differential group housed in the axle box. The road wheels are supported by suspension arms pivotally mounted on the axle box, and the wheels are driven by axles extending from the differential to the wheels.
Torsion bars resiliently suspend the wheels and are connected to the transmission case and suspension arms to complete the engine and suspension unit block and to provide independent suspension of each drive wheel.
Another object of the invention is to provide a combined motor and control mechanism of the type described above, which can be applied both to a front-wheel drive vehicle and a front-engined vehicle, and to a vehicle. has rear engine and rear wheel drive.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a side elevational view, partially in section, of the motor and control assembly according to the invention,
Fig. 2 is a fragmentary cross-sectional view taken substantially along the plane indicated by line 2-2 in Fig. 1.
Fig. 3 is a view in longitudinal section, substantially
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following the plane indicated by line 3-3 'in Fig. 1.
Fig. 4 is a cross-sectional view, taken substantially along the plane indicated by line 4-4 in FIG. 3.
Although the present invention is equally applicable to vehicles with rear engine and rear-wheel drive and to vehicles with front-wheel drive and front-wheel drive, it is illustrated in the accompanying drawings in its application to a vehicle with front-drive and rear-wheel drive. the front.
The drawings show an internal combustion engine comprising the conventional cylinder block 11, cylinder head 12 and crankcase 13.
The engine is mounted to the vehicle frame by means of a single anterior engine mount and a pair of transversely spaced posterior engine mounts located on opposing sides of the crankcase. The front engine mount includes a bracket 14 attached to the front face of the housing 13, a bracket 16 connected to the front cross member 17 of the frame, and rubber blocks 18 attached to the brackets 14 and 16.
Each of the rear engine mounts includes a bracket 19, most clearly shown in FIG. 2, which is bolted to a flange provided on the side of housing 13 and extending outwardly from it. Each bracket 19 has the shape of an inverted U, which gives it great strength, and supports a shear type rubber mount 21, which is connected, in turn, to the frame member 22 of the frame.
A transmission box 23 is bolted to the rear end of the engine and contains a transmission which, in the case of the illustrated example, includes a fluid coupling 24 and a multiple planetary gear system 26. The illustrated transmission has been chosen merely as an example, since the construction of the transmission is not part of the invention and may be of any suitable type. An output shaft 27 extends towards the rear of the transmission and
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is rotatably mounted in bearings 28 and 29 carried respectively by the gearbox 23 and by the rear cover 31 of the gearbox.
A bevel wheel 32 is keyed on the shaft 27 and meshes with a bevel wheel 33 keyed on the rear end of the control shaft 34. The latter carries, at an intermediate point, a drive pinion 35. 'a speedometer, and is rotatably mounted at its rear end in bearings 36 carried by the gearbox, and at its front end in bearings 37 supported in the axle box 38 It should be noted that the drive shaft 34, as well as the bevel gears 32 and 33, are completely enclosed in the gearbox and therefore are protected from dust and destruction.
The axle box 38 forms an integral part of the housing 13 of the engine and extends generally transversely under the rear part of the engine. As shown especially in Figs. 2 and 3, the opposite ends of the axle box 38 are closed by covers or plates 39 which are fixed thereto by bolts 41. Bearings 42 are supported by the covers 39 of the axle box and support rotating a differential case comprising parts 43 and 44 which are assembled by bolts 46.
A bevel wheel 47 is formed on the periphery of the part 44 of the differential housing and is integral therewith, this wheel being in mesh with the bevel wheel 48 carried by the front end of the control shaft 34.
The differential case contains a differential comprising pinions 49, side gears 51 meshing with pinions 49, and constant speed universal joints 52 which connect side gears 51 to axle shafts 53.
These extend outward through openings
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provided in the covers 39 of the axle box, these openings being closed by screens 54 formed at the inner ends of the axle tubes 56.
In the case considered, the front wheels 57 are illustrated as being independently suspended from the axle box by means of a parallelogram type suspension mechanism, although it will be understood that other kinds of wheel suspension may be required. used without departing from the scope of the invention. Since the suspension system is the same for both front wheels, only that of the left wheel will be described in detail.
The front wheel 57 is mounted in the usual manner on a wheel hub 58 mounted with splines on a front wheel axle 59, which is, in turn, mounted for rotation in bearings 61 supported in the hub 62 of the wheel. steering knuckle 63.
This is provided with upper 64 and lower 65 pegs, which are rotatably supported in the steering head 66.
A suitable steering link rod 67 is keyed to the protruding lower end of the lower pin 65 and is connected to a conventional steering linkage (not shown).
The lower end of the steering head 66 supports a shaft 68, the opposite ends of which are pivotally connected to the outer ends of a pair of lower suspension arms 69, spaced longitudinally. The lower suspension arms 69 are tingled, by their inner ends, to a shaft 73 carried by the axle box 38. The shaft 73 is located in the longitudinal axis of the vehicle and also forms a mount for the ends. lower suspension arms 74 to the opposite side of the vehicle.
The upper end of the steering head 66 is pivotally connected, by a shaft 75, to the outer end of an inverted U-shaped upper suspension arm 76, the inner end of which is pivotably connected. to a pair of brackets 77
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extending outwardly from the cover 39 of the axle box. In the construction under consideration, the pivoting connection between the supports 77 and the upper suspension arm comprises the front end of a torsion bar 78 which is rotatably mounted in the supports 77 and is mounted with splines, at 79, on the 'inner end of upper suspension arm 76.
Longitudinal movement of the arm relative to the splined torsion bar is prevented by means of a taper pin 80.
The torsion bar extends longitudinally rearward from the upper suspension arm and at its rear end is anchored to a yoke 81 which is bolted to the rear end of the transmission case, by means of bolts 82. The yoke 81 is provided, on either side of the transmission casing, with a boss 83 (Fig. 4) which has a bore 84 in which the sleeve-shaped part 85 is rotatably mounted. an anchoring member which is mounted with splines on the rear end of the torsion bar. The anchoring member is provided with a transverse flange 86 extending outwardly from the sleeve-shaped portion 85, this flange being provided with openings 87 disposed opposite arcuate slits 88 formed in the sleeve. yoke 81.
Locking bolts 89 pass through openings 87 and slots 88 and, when locked, clamp the anchor and the posterior end of the torsion bar against the yoke. The slots 88 allow the angular adjustment of the posterior end of the. torsion bar, to adjust the height of vehicle suspension.
Axle shafts 53 extend outwardly from the axle box, between upper 76 and lower 69 suspension arms and at their outer ends are connected to wheel axle 59 by means of constant speed universal joints 91. A dust screen 92 is provided between each steering knuckle 63 and the adjacent axle tube 56 to
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enclose the universal joint 91 and to allow angular movement as well as axial movement.
A direct-acting shock absorber 93 is arranged between each of the consoles 19 and a spacer 94 extending between the lower anterior and posterior suspension arms 69.
It follows from the above that the entire motor group, the control mechanism, and the wheel suspension form a whole. unique that can be assembled in advance and be installed as a block on the vehicle frame. After this preliminary assembly, it is only necessary to connect the engine to the frame by means of the anterior and posterior mounts of the engine. Replacement and maintenance are also simplified, since the entire assembly can be easily removed from the vehicle in the same manner.
In addition, it should be noted that the complete assembly forms a compact unit occupying only a minimum of space in the longitudinal direction, thus allowing more flexibility in the arrangement of the passenger compartment of the vehicle, since there is neither driving shaft nor rear axle, extending under the bodywork and hindering the most favorable arrangement thereof.
This compact arrangement is made possible by the fact that the axle box, which extends transversely, is placed under the motor housing, and by the fact that the differential is connected to the transmission block by means of the short, inclined drive shaft. @. Further advantages are obtained by mounting the complete wheel suspension system on the axle box, so that the suspension system and the wheels become part of the complete engine and control unit, prepared from advanced. Although it can be adapted to various constructive types of chassis, the pre-assembled block according to the present invention is particularly suitable for application to vehicles of the solid body type.
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of the frame.
It should also be noted that said block can just as easily be applied to a rear wheel drive vehicle with a rear engine. In such a case, it would only be necessary to omit the orientation elements of the wheels.
The complete assembly could then be mounted in alignment with the rear wheels, either in the position shown in the drawings or by turning the entire block over.
The parallelogram type of suspension of the wheels, in combination with the torsion bars extending longitudinally, ensures the realization of a compact and simple suspension system, guaranteeing good driving characteristics. The rolling qualities are also improved by the reduction in unsprung weight achieved by the construction according to the invention.
It goes without saying that the invention is not limited to the construction described and illustrated, but that various modifications can be made thereto without departing from the spirit of the invention.
CLAIMS.
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1. A block assembly of the engine, transmission, differential and control mechanism for transmitting power to road wheels arranged on either side of said engine, and comprising independent suspension means for said wheels, and means for mounting said block assembly on the chassis of a motor vehicle.
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