FR3019099A1 - Combine de suspension comportant des rondelles elastiques coniques et une butee en elastomere - Google Patents

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Abstract

Combiné de suspension pour véhicule automobile prévu pour relier deux éléments comme un bras de suspension et la caisse du véhicule, comportant un ressort contenu dans un cylindre (2), et une tige axiale (8) coulissant dans ce cylindre qui comprime le ressort, caractérisé en ce que le ressort comporte un empilage de rondelles élastique coniques (24), qui est disposé en série avec une butée en élastomère (22).

Description

COMBINE DE SUSPENSION COMPORTANT DES RONDELLES ELASTIQUES CONIQUES ET UNE BUTEE EN ELASTOMERE La présente invention concerne un combiné de suspension pour un véhicule automobile, ainsi qu'un train arrière et un véhicule automobile équipés de tels combinés. Les véhicules automobiles comportent généralement des trains roulant équipés sur chaque roue d'un ressort et d'un amortisseur, afin d'assurer la suspension.
Un type de train arrière connu, appelé train à traverse déformable, présenté notamment par le document FR-A1-2888559, comporte un essieu comprenant une forme générale en « H », présentant de chaque côté du véhicule un bras de suspension disposé longitudinalement. L'avant des bras de suspension est relié à la caisse du véhicule par une liaison élastique pouvant pivoter suivant un axe sensiblement transversal, l'arrière de ces bras supportant le moyeu de la roue. La barre centrale du « H » constitue une traverse déformable disposée transversalement, dont chaque extrémité est fixée de manière rigide à l'intérieur des bras de suspension. Cette traverse déformable maintient la géométrie des bras de suspension, tout en assurant par une déformation en torsion la fonction de barre anti-dévers qui limite l'angle de roulis de la caisse. La caisse du véhicule est supportée de chaque côté par un ressort hélicoïdal de suspension dont la base prend appui sur un plateau formant un panier disposé à l'intérieur de chaque bras. Un amortisseur hydraulique télescopique est généralement installé en parallèle du ressort, à l'intérieur ou à côté de ce ressort. Il faut prévoir en plus en parallèle du ressort, entre le bras de suspension et la caisse du véhicule, une butée de fin de course qui assure 30 un arrêt de ce bras lorsque le ressort est proche de sa compression maximum.
Un problème qui se pose avec cette disposition sensiblement verticale du ressort et de l'amortisseur, est qu'ils occupent un volume important sous la caisse du véhicule, notamment en hauteur, en particulier si l'on veut obtenir des caractéristiques de raideur assurant à la fois un confort et une capacité de charge importante de ce véhicule. On peut en variante utiliser un combiné plus compact comprenant le ressort et l'amortisseur disposés sensiblement horizontalement, qui vient au-dessus du bras de suspension ou en avant de ce bras. Dans ce cas on a généralement une course du combiné qui est plus faible, nécessitant un ressort de raideur importante. Par ailleurs un type de ressort de suspension connu, présenté notamment par le document FR-A-1137698, comporte un cylindre fixé au châssis du véhicule, recevant un empilage de rondelles coniques élastiques du type « Belleville ». Cet empilage est comprimé entre un appui du cylindre et une tige axiale coulissante liée au débattement de la roue, de manière à assurer la suspension de cette roue. On peut obtenir une raideur élevée, mais ce type de ressort pose un problème lorsque les rondelles élastiques viennent à plat en fin de course, la raideur de la suspension devenant alors très forte, ce qui peut causer un 20 choc. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un combiné de suspension pour véhicule automobile prévu pour relier deux éléments comme un bras de suspension et 25 la caisse du véhicule, comportant un ressort contenu dans un cylindre, et une tige axiale coulissant dans ce cylindre qui comprime le ressort, caractérisé en ce que le ressort comporte un empilage de rondelles élastique coniques, qui est disposé en série avec une butée en élastomère. Un avantage de ce combiné de suspension est que lorsque les 30 rondelles élastiques arrivent en fin de course dans une position sensiblement à plat, la butée en élastomère apporte encore une possibilité de petite course avec une forte raideur qui permet d'assurer un arrêt progressif de la fin de course du bras de suspension en évitant des chocs. On peut ainsi en particulier disposer sensiblement horizontalement sous la caisse du véhicule un combiné comportant une course réduite et une forte raideur, équipé d'une butée progressive, ce qui permet de limiter son encombrement. Le combiné de suspension selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, les rondelles coniques sont disposées successivement dans un sens opposé. Avantageusement, la tige traversant l'empilage des rondelles travaille en traction pour comprimer ces rondelles. Dans ce cas la butée en élastomère peut être disposée axialement entre un disque de compression fixé à l'extrémité de la tige, et les rondelles coniques. Avantageusement, le combiné de suspension comporte un amortisseur hydraulique interne disposé axialement. L'amortisseur hydraulique peut être disposé dans le perçage central des rondelles coniques. En particulier les rondelles coniques étant comprimées, elles peuvent délivrer une force de rappel supérieure à 1000daN. L'invention a aussi pour objet un train arrière de véhicule automobile comprenant des combinés de suspension comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ce train disposant d'un essieu présentant une traverse déformable dont les extrémités sont fixées de manière rigide à des bras de suspension reliés par un pivot avant à la caisse du véhicule. Avantageusement, le train arrière comporte de chaque côté un combiné de suspension disposé sensiblement horizontalement, dont la tige est fixée 30 au bras de suspension.
L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile disposant de combinés assurant la suspension, comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un combiné selon l'invention, qui est comprimé ; - la figure 2 est une vue de ce combiné qui est détendu ; - la figure 3 donne un exemple de courbe caractéristique d'un combiné selon l'invention ; et - la figure 4 est une vue de côté d'un train arrière, comportant pour chaque bras de suspension un combiné de ce type. Les figures 1 et 2 présentent un combiné de suspension 40 comportant un cylindre extérieur étanche 2, disposant d'une cloison transversale supérieure recevant une fixation présentant un perçage transversal 4 formant un pivot, de manière à permettre une fixation sur un élément de la caisse du véhicule. L'extrémité inférieure du cylindre 2 comporte une cloison transversale 20 inférieure 6 présentant un perçage laissant passer une tige axiale 8 traversant un moyen d'étanchéité 10. L'extrémité inférieure de la tige 8 comporte une coupelle 12 équipée d'une fixation mobile, présentant de la même manière un perçage transversal, de manière à permettre une fixation sur un élément de 25 suspension d'un des trains roulant du véhicule. Un disque de compression 20 fixé à l'extrémité supérieure de la tige 8, prend appui sur une butée élastique 22 de forme cylindrique disposée en-dessous, réalisée en élastomère, qui est centrée à l'intérieur du cylindre extérieur 2.
La butée élastique 22 transmet la force appliquée par le disque de compression 20 à un empilage de rondelles Belleville 24 centrées par leur diamètre extérieur qui est sensiblement ajusté dans le cylindre 2. Les rondelles Belleville 24 sont disposées successivement dans un sens opposé, de manière à ce qu'elles appuient entre elles alternativement sur le même diamètre extérieur ou intérieur. Dans ce cas la compression des différentes rondelles 24 étant identique, on obtient une légère diminution équivalente de leur diamètre intérieur ainsi qu'une légère augmentation équivalente de leur diamètre extérieur, ce qui évite des frottements entre ces rondelles pendant leurs compressions. La dernière rondelle Belleville 24 prend appui sur la cloison transversale inférieure 6 qui se trouve à la base du cylindre 2. De cette manière une traction appliquée par la suspension sur la fixation mobile 12 de la tige 8, comprime avec une même force la butée élastique 22 ainsi que l'empilage des rondelles Belleville 24, qui constituent le ressort de suspension. Le perçage intérieur de la butée élastique 22 ainsi que de l'empilage des rondelles Belleville 24, dégage un passage suffisamment important pour permettre l'implantation d'un amortisseur hydraulique axial comportant un piston coulissant 26 équipé de clapets qui freinent le passage du fluide d'une chambre à l'autre de manière adaptée suivant le sens de circulation. Le cylindre étanche 2 est rempli d'un fluide assurant à la fois la lubrification des différents frottements intérieurs, le refroidissement au niveau de ces frottements pour éviter des échauffements, ainsi que le fonctionnement de l'amortisseur hydraulique axial.
En particulier on peut disposer vingt-quatre paires de rondelles Belleville 24 comportant un diamètre extérieur d'environ 80mm, un diamètre intérieur d'environ 55mm, une épaisseur de tôle de 3mm, et une hauteur à vide de 5mm. Grâce aux rondelles Belleville 24 associées à la butée élastique, la force de rappel du combiné selon l'invention 40 peut être importante, supérieure à 1000daN.
On réalise ainsi un combiné compact, intégrant à la fois le ressort de suspension et l'amortisseur hydraulique qui sont protégés à l'intérieur du cylindre 2, notamment contre la corrosion et la projection de gravillons. On notera qu'en cas de casse d'un élément du ressort, il n'y a pas de risque de perdre des morceaux sur la voie de circulation. La compacité du combiné et sa forte raideur permettent des nouvelles dispositions dans le véhicule, qui ne sont pas possibles avec les solutions connues. La figure 3 présente pour ce type de combiné, en fonction de la course C de la tige 8 exprimée en millimètre sur l'axe horizontal, la force de rappel du ressort F exprimée en Newton. On obtient une course sensiblement linéaire de forte raideur, avec une force de 10 000 Newton pour un débattement d'environ 30mm, et qui atteint une force de 16 000 Newton pour un débattement d'environ 50mm.
La figure 4 présente un essieu arrière comprenant de chaque côté un bras de suspension 30 disposé longitudinalement, ces bras étant reliés par une traverse déformable 32 dont les extrémités sont soudées sur le côté intérieur des bras. Le côté avant de l'essieu est indiqué par la flèche notée « AV ».
L'extrémité arrière de chaque bras de suspension 30 comporte sur le dessus une platine 34 de fixation du moyeu de la roue arrière. Chaque bras de suspension 30 est fixé à la caisse du véhicule 36, par une articulation élastique disposant d'un axe sensiblement transversal 38. Un combiné de suspension 40 suivant l'invention est disposé horizontalement, la fixation 4 de son cylindre 2 étant fixée sur la caisse du véhicule, juste en arrière d'une tôle délimitant le volume arrière dédié aux pieds des passagers 42. La fixation mobile de la tige 12 est fixée au bras de suspension 30, en peu en dessous de l'axe d'articulation 38 de ce bras. De cette manière l'enfoncement de la suspension entraîne une traction sur la tige 8 du combiné 40 avec un bras de levier réduit.
On notera que pour un même débattement du bras de suspension 30, la course de la tige 8 du combiné de suspension 40 est nettement réduite par rapport à celle d'un ressort de suspension prenant de manière connue appui à l'arrière de ce bras, à cause du bras de levier qui est court. Le combiné de suspension compact présentant une forte raideur, permet en occupant un faible volume, un grand débattement de la suspension. De plus le bras de suspension 30 est simplifié et allégé, son coût est réduit. Il ne nécessite pas de butée d'attaque extérieure pour la fin de course. En variante on peut disposer de chaque côté du train arrière plusieurs combinés agissant en parallèle pour additionner les raideurs de leurs ressorts, en particulier pour les véhicules les plus chargés.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1 - Combiné de suspension pour véhicule automobile prévu pour relier deux éléments comme un bras de suspension (30) et la caisse du véhicule (36), comportant un ressort contenu dans un cylindre (2), et une tige axiale (8) coulissant dans ce cylindre qui comprime le ressort, caractérisé en ce que le ressort comporte un empilage de rondelles élastique coniques (24), qui est disposé en série avec une butée en élastomère (22).
  2. 2 - Combiné de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que les rondelles coniques (24) sont disposées successivement dans un sens opposé.
  3. 3 - Combiné de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige (8) traversant l'empilage des rondelles (24), travaille en traction pour comprimer ces rondelles. 15
  4. 4 - Combiné de suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce que la butée en élastomère (22) est disposée axialement entre un disque de compression (20) fixé à l'extrémité de la tige (8), et les rondelles coniques (24).
  5. 5 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un amortisseur hydraulique interne disposé axialement.
  6. 6 - Combiné de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'amortisseur hydraulique est disposé dans le perçage central des rondelles coniques (24). 25
  7. 7 - Combiné de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rondelles coniques (24) étant comprimées, elles délivrent une force de rappel supérieure à 1000daN.
  8. 8 - Train arrière de véhicule automobile comprenant des combinés de suspension (40) réalisés selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que qu'il dispose d'un essieu présentant une traverse déformable (32) dont les extrémités sont fixées de manière rigide àdes bras de suspension (30) reliés par un pivot avant (38) à la caisse du véhicule.
  9. 9 - Train arrière selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte de chaque côté un combiné de suspension (40) disposé 5 sensiblement horizontalement, dont la tige (8) est fixée au bras de suspension (30).
  10. 10 - Véhicule automobile disposant de combinés de suspension (40), caractérisé en ce que ces combinés sont réalisés suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7. 10
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