FR2813240A1 - Jambage de suspension avec compensation du devers - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un jambage de suspension pour un véhicule, qui est articulé d'une part sur la superstructure du véhicule et qui est relié d'autre part à un support de roue (5), dans lequel le jambage de suspension (1) doit encaisser des forces de guidage de roue; et en particulier des forces transversales agissant sur la roue du véhicule exercent des couples de flexion sur le jambage de suspension (1), qui provoquent une modification du dévers de la roue. L'invention est caractérisée en ce qu'en cas d'apparition de forces transversales sur la roue du véhicule, une articulation (7) à action élastique perpendiculairement à la direction de circulation est agencée entre le jambage de suspension (1) et le support de roue (5) pour compenser un dévers.

Description

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L'invention concerne un jambage de suspension pour un véhicule, qui est articulé d'une part sur la superstructure du véhicule et qui est relié d'autre part à un support de roue, dans lequel le jambage de suspension doit encaisser des forces de guidage de roue ; et en particulier des forces transversales agissant sur la roue du véhicule exercent des couples de flexion sur le jambage de suspension, qui provoquent une modification du dévers de la roue.
Dans un jambage de suspension du type McPherson qui est constitué par un amortisseur d'oscillations et par un ressort et qui doit encaisser des forces de guidage de roue, une sollicitation en flexion correspondante à l'état de conduite et donc alternante est exercée sur l'amortisseur d'oscillations à cause des forces exercées par la roue du véhicule sur le jambage de suspension. Pour compenser le couple de flexion exercé par la force d'application au sol de la roue (force normale) sur l'amortisseur d'oscillations, il est connu d'exercer sur l'amortisseur d'oscillations, par un positionnement en oblique correspondant du ressort, un effort qui s'oppose au couple de flexion, comme le montre par exemple le document DE-OS 2 100 338. Cependant, lors d'une conduite en virage, on ne compense pas les forces transversales qui agissent sur le véhicule et qui exercent également une sollicitation en flexion sur l'amortisseur d'oscillations. Ces forces transversales provoquent une modification de l'angle du dévers au niveau de la roue du véhicule à cause des tolérances qui existent entre les pièces, en particulier celles qui existent entre la tige de piston et le guidage de tige de piston et entre le piston et le cylindre, ainsi qu'à cause des élasticités de la tige de piston et du récipient et à cause des élasticités aux points d'articulation du jambage de suspension d'une part sur la carrosserie et d'autre part sur le bras transversal. Cette modification du dévers provoque une modification de l'inclinaison, de sorte que la surface de roulement du pneumatique ne s'applique que par l'arête extérieure sur la route. La conséquence est une usure très inégale du pneumatique et une usure d'autant plus forte, ce qui est désavantageux en particulier dans le cas des pneumatiques larges et coûteux. Pour réduire la modification de l'inclinaison de dévers causée par les forces transversales, on maintient les élasticités mentionnées ci-
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dessus aussi faibles que possible et on réalise les composants de l'amortisseur d'oscillations avec des tolérances plus étroites, ce pourquoi on réalise les pièces sollicitées en flexion de l'amortisseur d'oscillations en matière massive et on doit les fabriquer extrêmement précisément, avec pour conséquence désavantageuse non seulement un renchérissement du jambage de suspension mais également une augmentation non désirée du poids.
L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser un jambage de suspension dans lequel on peut très largement compenser la modification de l'inclinaison de dévers causée par des forces transversales, ou dans lequel ladite modification correspond à une modification souhaitée de l'inclinaison.
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par la disposition décrite dans ce qui suit. Des développements avantageux font également l'objet de la description qui suit.
En cas d'apparition de forces transversales qui agissent par exemple en virage sur la roue du véhicule, on réalise une compensation du dévers pour la roue de véhicule concernée en prévoyant une articulation à action élastique perpendiculairement à la direction de circulation entre le jambage de suspension et le support de roue. Grâce à l'articulation élasto-cinématique, on peut compenser le dévers causé par la force transversale et formé dans les jambages de suspension habituels par les tolérances, par la flexion de la tige de piston et par les élasticités aux points d'articulation sur la carrosserie et sur le bras transversal. Ainsi, aucune modification de l'inclinaison de dévers n'apparaît effectivement, et on assure une usure régulière du pneumatique. L'articulation agissant élastiquement en raison de la force transversale est soumise à l'action d'une force de rappel engendrée par des éléments à ressorts. Après une conduite en virage, cette force de rappel ramène la roue de véhicule dans la position initiale.
Selon un mode de réalisation, l'articulation élastique est formée par un quadrilatère articulé agissant uniquement perpendiculairement à la
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direction de conduite, car l'articulation doit être réalisée de manière à agir rigidement en direction de conduite. Cette rigidité du quadrilatère articulé en direction de conduite est engendrée par au moins un organe de liaison aussi large que possible qui est agencé entre le jambage de suspension et le support de roue.
Selon d'autres aspects de l'invention, un organe du quadrilatère articulé, côté récipient, comprend deux points d'articulation reliés fermement au récipient du jambage de suspension, tandis que les deux autres points d'articulation sont agencés sur un organe solidaire du support de roue. Pour que seule une modification, dépendante de la force transversale, de l'inclinaison de dévers puisse apparaître, l'organe côté récipient est réalisé plus long que l'organe côté support de roue, conformément à l'invention.
Dans ce cas, il est avantageux que l'organe côté récipient soit agencé de manière à s'étendre approximativement perpendiculairement à l'axe du récipient et que l'organe côté support de roue soit agencé de manière à s'étendre approximativement parallèlement à l'axe de roue.
La force de rappel qui s'oppose à la modification de l'inclinaison de dévers dépendante de la force transversale est engendrée par des éléments à ressorts qui agissent entre le récipient et le support de roue et qui sont formés par exemple par des ressorts de flexion serrés, par des supports élastiques, par des articulations à ressorts ou par des éléments à ressorts similaires connus. Ainsi, les articulations à effet ressort peuvent être formées par des éléments en caoutchouc qui sont serrés ou vulcanisés entre des manchons d'articulation rigides. De plus, la force de rappel peut être engendrée du moins partiellement par une articulation élastique agencée entre le récipient et le bras transversal. Les ressorts de flexion peuvent également être réalisés en tant qu'organes de liaison entre l'organe côté récipient et l'organe côté support de roue.
On obtient un mode de réalisation de structure simple et que l'on monte sans problème lorsque l'articulation à action élastique forme une unité
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structurelle qui est reliée d'une part au récipient et d'autre part au support de roue. Avantageusement, cette unité structurelle est reliée de façon non détachable au récipient, par exemple par une liaison soudée, tandis qu'une liaison détachable est établie avec le support de roue. De préférence, la liaison de l'articulation élastique s'effectue à un emplacement le plus rigide possible du jambage de suspension, donc au niveau du fond du récipient.
L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant aux modes de réalisation illustrés dans les dessins. Les figures montrent figure 1, une vue de l'articulation agissant élastiquement agencée entre un jambage de suspension et un support de roue ; figure 2, une illustration schématique d'un jambage de suspension selon l'état de la technique ; figure 3, une illustration schématique à l'égard d'une force transversale agissant sur l'articulation élastique selon la figure 1 ; figure 4, un mode de réalisation de l'articulation élastique ; figure 5, un autre mode de réalisation d'une articulation élastique au moyen de ressorts de flexion ; et figure 6, un agencement modifié du mode de réalisation montré dans la figure 5 pour traction avant.
Le jambage de suspension 1 montré dans la figure 1 du type de construction de McPherson est constitué par un amortisseur d'oscillations et par un ressort de véhicule 35 présentant la ligne d'action 33. L'amortisseur d'oscillations comprend l'axe 31 et il possède un récipient 3 qui est relié au support de roue 5 au moyen d'une articulation élastique 7. Une tige de piston qui est montée par un élément en caoutchouc élastique sur la superstructure non illustrée du véhicule est guidée de façon étanche dans le récipient 3. De plus, le récipient 3 est relié via une rotule 29 à un bras transversal 9 agencé sur le train de roulement. L'articulation élastique 7 est constituée par un quadrilatère articulé 11 qui comprend un organe 13 côté récipient solidaire du récipient 3 et un organe 15 côté support de roue qui est fixé
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sur le support de roue 5. Les deux organes 13 et 15 sont reliés l'un à l'autre par les organes de liaison 17 et 19, l'organe 15 côté support de roue étant réalisé plus court que l'organe 13 côté récipient. De cette manière, un premier point d'articulation 21 côté récipient est relié au point d'articulation 25 côté support de roue via l'organe de liaison 17, tandis qu'un second point d'articulation 23 côté récipient attaque le point d'articulation 27 côté support de roue par l'organe de liaison 19. Etant donné que les points d'articulation 25 et 27 côté support de roue sont agencés à une distance sensiblement plus faible que les points d'articulation 21 et 23 côté récipient, une déviation du quadrilatère articulé 11 dans la plage élastique est possible uniquement si aucun jeu de montage n'existe aux points d'articulation 21, 23, 25 et 27. L'articulation élastique 7 devient efficace en particulier lorsqu'une force transversale Q agit sur la roue 37 du véhicule, et on doit assurer qu'un ou plusieurs éléments à ressorts 39, qui peuvent être formés par les articulations élastiques 21, 23, 25, 27 et/ou 29, par des supports élastiques, par des ressorts de flexion ou par d'autres ressorts connus, ramènent le quadrilatère articulé dans la position initiale quand la force transversale n'agit plus.
Un jambage de suspension du type McPherson selon l'état de la technique est illustré dans la figure 2 sous l'action d'une accélération transversale Q d'environ 1 g. La suspension de véhicule 35 est serrée entre une coupelle de ressort reliée au récipient 3 et une coupelle de ressort agencée au niveau de l'articulation en caoutchouc élastique 41, et elle possède une ligne d'action 33 qui s'étend en oblique par rapport à l'axe 31 de l'amortisseur d'oscillations. Le récipient 3 du jambage de suspension 1 est relié rigidement au support de roue 5, de sorte que l'accélération transversale Q exercée sur la roue 37 du véhicule provoque une modification de l'inclinaison de dévers Ay, comme ceci est montré de façon fortement exagérée par la position illustrée en tirets de la roue du véhicule. Cette modification de l'inclinaison de dévers en raison de l'accélération transversale supposée 1 g résulte de l'affaissement dans l'articulation supérieure en caoutchouc élastique 41, ce pourquoi un déport Vo d'environ 4 mm se produit, un déport VU d'environ 3 mm se produit dans les articulations inférieures du bras transversal 9 et en particulier dans l'articulation en caoutchouc élastique
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43, et la flexion de la tige de piston et du récipient 3 produit, pour une longueur active du jambage de suspension d'environ 400 mm, un déport VK d'environ 3 mm. Sous l'action de l'accélération transversale de 1 g, l'axe 31 de l'amortisseur d'oscillations prend ainsi la position montrée en tirets et illustrée de façon exagérée. En correspondance, pour l'accélération transversale supposée, on doit s'attendre à un déport total de ZG=Vo+VK+VU=lOmm, dont résulte une modification de l'inclinaison de dévers de Ay ;:z 1,4 .
La figure 3 montre schématiquement la compensation de la modification de l'inclinaison de dévers sous l'action de l'accélération transversale 1g sur le jambage de suspension avec une articulation élastique 7 réalisée sous la forme d'un quadrilatère articulé 11, en correspondance du mode de réalisation selon la figure 1. De l'amortisseur d'oscillations on n'a illustré que l'axe 31, l'organe 13 côté récipient étant relié fermement au récipient de l'amortisseur d'oscillations approximativement perpendiculairement à l'axe 31. Dans l'exemple de réalisation montré dans cette figure, l'organe 13 côté récipient et les organes de liaison 17 et 19 présentent la même longueur. L'organe 15 solidaire du support de roue présente cependant seulement la moitié de la longueur des organes 13, 17 et 19. Sous l'action de l'accélération transversale Q exercée sur la roue 37 du véhicule s'effectue une déviation élastique du quadrilatère articulé 11, et un déport V d'environ 1 mm pour une force transversale correspondante FQ @ 400 kg se produit. Le mouvement des organes de liaison 17 et 19 autour de leurs points d'articulation 21 et 23 correspond ici à un angle a = 1 . L'angle duquel se modifie le support de roue 5 est (3 z 1 . Dans ce mode de réalisation, la modification de l'inclinaison du dévers qui est de Ay = 1,4 est compensée à 70 % dans le jambage de suspension McPherson selon la figure 2.
Dans cet exemple, l'influence de la force normale est < 2 %. On peut obtenir une compensation complète de la modification de l'inclinaison de dévers ou bien une autre allure exigée au moyen de l'articulation
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élastique conforme à l'invention en modifiant la force de rappel et/ou la cinématique.
Un autre mode de réalisation du quadrilatère 11 est illustré schématiquement dans la figure 4. L'organe 13 côté récipient est fixé, c'est-à-dire soudé, sur le récipient 3 de l'amortisseur d'oscillations, tandis que l'organe 15 côté support de roue est vissé sur le support de roue 5. Dans ce cas, tous les points d'articulation 21, 23, 25 et 27 qui établissent la liaison des organes individuels 13, 15, 17 et 19 sont réalisés sous forme de ressorts de flexion, ces points d'articulation formant la force de rappel.
Dans les figures 5 et 6, les organes de liaison 17 et 19 sont formés par des ressorts de flexion, et il s'est avéré que l'articulation élastique entre le récipient 3 et le support de roue 5 peut être utilisée pour les roues directrices avec traction arrière, comme le montre la figure 5, et également pour traction avant, comme ceci correspond à la construction selon la figure 6.
Dans tous les modes de réalisation montrés pour la compensation du dévers, on exploite l'élasticité de l'articulation, qui est générée et formée par les composants eux-mêmes et/ou par des éléments à ressorts. Ainsi, la grandeur de la compensation est déterminée par l'élasticité de l'ensemble de l'agencement et par l'angle de roulis, car au moyen de l'articulation conforme à l'invention s'effectue également une compensation du roulis.
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Claims (14)

Revendications
1. Jambage de suspension pour un véhicule, qui est articulé d'une part sur la superstructure du véhicule et qui est relié d'autre part à un support de roue (5), dans lequel le jambage de suspension (1) doit encaisser des forces de guidage de roue, et en particulier les forces transversales agissant sur la roue du véhicule exercent des couples de flexion sur le jambage de suspension (1), qui provoquent une modification du dévers de la roue, caractérisé en ce qu'en cas d'apparition de forces transversales sur la roue du véhicule, une articulation (7) à action élastique perpendiculairement à 1a direction de circulation est agencée entre le jambage de suspension (1) et le support de roue (5) pour compenser un dévers.
2. Jambage de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation (7) agissant élastiquement en cas d'une force transversale est soumise à l'action d'une force de rappel engendrée par des éléments à ressorts (39).
3. Jambage de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'articulation élastique (7) est formée par un quadrilatère articulé (11) agissant uniquement perpendiculairement à la direction de conduite.
4. Jambage de suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rigidité du quadrilatère articulé (11), laquelle agit en direction de conduite, est conférée par au moins un organe de liaison large (17 et/ou 19) qui est agencé entre le jambage de suspension (1) et le support de roue (5).
5. Jambage de suspension selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'un organe (13) du quadrilatère articulé (11), côté récipient, est formé par deux points d'articulation (21, 23) fixés sur un récipient (3) du jambage de suspension (1), et en ce que les deux
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autres points d'articulation (25, 27) sont agencés sur un organe (15) côté support de roue.
6. Jambage de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe (13) côté récipient est réalisé plus long que l'organe (15) côté support de roue.
7. Jambage de suspension selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe (13) côté récipient est agencé de manière à s'étendre approximativement perpendiculairement à l'axe du récipient (3), et l'organe (15) côté support de roue est agencé de manière à s'étendre approximativement parallèlement à l'axe de roue.
8. Jambage de suspension selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que les éléments à ressorts (39) sont agencés entre le récipient (3) et le support de roue (5).
9. Jambage de suspension selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments à ressorts (39) sont formés par des ressorts de flexion serrés entre le récipient (3) et le support de roue (5).
10. Jambage de suspension selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendication 5 à 7, caractérisé en ce que les éléments à ressorts (39) sont formés par des articulations élastiques souples agencées aux points d'articulation (25, 27 et/ou 21, 23).
11. Jambage de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la force de rappel est engendrée par une articulation élastique (29) agencée entre le récipient (3) et un bras transversal (9).
12. Jambage de suspension selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'articulation (7) à action élastique forme une
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unité structurelle qui est reliée d'une part au récipient (3) et d'autre part au support de roue (5).
13. Jambage de suspension selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'articulation (7) à action élastique est reliée de façon non détachable au récipient (3), tandis qu'une liaison détachable est établie sur le support de roue (5).
14. Jambage de suspension selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 ou 12, caractérisé en ce que l'articulation (7) à action élastique est agencée à un emplacement rigide du récipient (3).
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