FR3025747A1 - Systeme de barre anti-devers actif comprenant deux demi-barres de torsion - Google Patents

Abstract

Système de barre anti-devers actif comprenant une partie centrale de torsion, comportant à chaque extrémité des liaisons prévues pour être reliées à la suspension du véhicule afin d'appliquer un couple de torsion sur cette partie centrale, caractérisé en ce que la partie centrale est formée de deux demi-barres de torsion (12a, 12b) reliées entre elles par un dispositif de couplage (20) comprenant une transformation du mouvement relatif de rotation entre ces demi-barres, en un mouvement qui est appliqué à un ressort de rappel réglable (50).

Description

1 SYSTEME DE BARRE ANTI-DEVERS ACTIF COMPRENANT DEUX DEMI- BARRES DE TORSION La présente invention concerne un système de barre anti-devers actif 5 pour un train roulant d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel système. Les véhicules automobiles comportent généralement sur chaque train avant et arrière, une barre anti-devers comprenant une partie centrale transversale formant une barre de torsion dont les extrémités sont 10 maintenues par deux paliers fixés à la caisse du véhicule, qui se prolonge de chaque côté par une partie coudée dont l'extrémité est reliée à un élément de la suspension. De cette manière quand le débattement de la suspension entre les deux côtés du train du véhicule est différent, la barre de torsion est soumise à une 15 déformation élastique générant un couple de torsion qui tend à rappeler ces deux suspensions dans une position similaire. On réalise ainsi une fonction anti-devers qui limite les inclinaisons de la caisse du véhicule, notamment dans les virages. La barre anti-devers améliore le confort ainsi que la tenue de route du véhicule.

20 Un type de système de barre anti-devers actif connu, présenté notamment par le document US-A1-20080258412, comporte une partie transversale coupée en deux au milieu formant deux demi-barres de torsion recevant entre elles un système pneumatique ajoutant un décalage angulaire entre ces demi-barres dans un sens ou dans l'autre. De cette manière avec 25 ce décalage angulaire on applique un effort qui tend à redresser l'inclinaison du véhicule. Cependant ce type de système de barre anti-devers actif ne modifie pas la raideur de la barre anti-devers. On notera que le réglage de la raideur de la barre anti-devers est 30 intéressant, notamment pour améliorer le comportement du véhicule et le ressenti du conducteur par un meilleur équilibre et un meilleur dynamisme.

3025747 2 Ce type de réglage permet en particulier d'augmenter le confort du véhicule en ligne droite, en abaissant la raideur de la barre anti-devers. Un autre type de système de barre anti-devers actif connu, présenté notamment par le document DE-A1-102010041404, comporte deux demi- barres de torsion reliées entre elles et à la caisse du véhicule par des éléments de couplage qui peuvent coulisser transversalement, afin d'obtenir des longueurs utiles de torsion variables donnant des raideurs ajustables. Toutefois ce système est complexe à réaliser. De plus comprenant des éléments de couplage qui coulissent transversalement sur les demi-barres 10 de torsion suivant une grande course, il comporte un encombrement important. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un système de barre anti-devers actif 15 comprenant une partie centrale de torsion, comportant à chaque extrémité des liaisons prévues pour être reliées à la suspension du véhicule afin d'appliquer un couple de torsion sur cette partie centrale, caractérisé en ce que la partie centrale est formée de deux demi-barres de torsion reliées entre elles par un dispositif de couplage comprenant une transformation du 20 mouvement relatif de rotation entre ces demi-barres, en un mouvement qui est appliqué à un ressort de rappel réglable. Un avantage de ce système de barre anti-devers actif est que l'on peut réaliser de manière simple le réglage de la force du ressort de rappel, par exemple par un coulissement axial de son appui, ce ressort donnant grâce à 25 la transformation du mouvement une force de rappel ajustable des demi- barres entre elles, procurant une raideur variable de la barre anti-devers. De plus le dispositif de couplage se déplaçant axialement pas ou peu, peut former un ensemble compact occupant un espace limité au centre de la barre anti-devers.

3025747 3 Le système de barre anti-devers actif selon l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la transformation du mouvement relatif de rotation 5 entre les demi-barres en un mouvement appliqué au ressort de rappel réglable, est faite par des filetages recevant des écrous comportant un fonctionnement réversible entre le couple appliqué sur un de ces éléments et les forces axiales correspondantes sur l'autre élément. Avantageusement, chaque demi-barre comporte un filetage axial 10 engagé sur un écrou. En particulier, un des écrous peut être fixe par rapport au carter du dispositif de couplage, l'autre écrou coulissant axialement dans ce carter en comprimant le ressort de rappel. Avantageusement, le ressort de rappel réglable est disposé de manière 15 concentrique sur l'axe des demi-barres. Selon un mode de réalisation, le ressort de rappel réglable comporte un empilage de rondelles Belleville. Avantageusement, le moyen de réglage du ressort de rappel comporte un écrou de réglage axial sur lequel prend appui ce ressort.

20 Dans ce cas, la rotation de l'écrou de réglage peut être faite par une vis sans fin commandée par un actionneur. Avantageusement, l'écrou de réglage appui sur le ressort de rappel réglable par une butée à billes. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un 25 train roulant équipé d'un système de barre anti-dévers actif comportant 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 : 30 - la figure 1 est une vue d'un train avant de véhicule automobile comportant un système de barre anti-devers actif selon l'invention ; 3025747 4 - la figure 2 est une vue d'un train arrière de véhicule automobile comportant ce même système de barre anti-devers actif ; - la figure 3 est une vue en coupe axiale du dispositif de couplage de ce système de barre anti-devers actif ; 5 - les figures 4a et 4b présentent le réglage de la raideur de la barre anti- devers, disposé dans ses deux positions d'extrémité ; et - les figures 5 à 7 sont des vues du dispositif de couplage pour des fonctionnements respectivement en compression égale des deux suspensions, en compression de la suspension gauche pour un virage à droite, et en compression de la suspension droite pour un virage à gauche. La figure 1 présente un train avant de véhicule automobile comportant un berceau 2 fixé sous la caisse du véhicule, supportant une direction 8 transmettant le mouvement aux roues par des biellettes latérales 10, et un système de barre anti-devers actif. Une transmission 4 reliée à un moteur thermique non représenté, entraîne les roues avant du véhicule par des arbres de roue 6. Le système de barre anti-devers actif comporte une barre anti-dévers comprenant deux demi-barres de torsion 12 dont les extrémités intérieures sont reliées entre elles par un dispositif de couplage 20. Ces deux demi- barres 12 forment une partie centrale transversale maintenue sur le berceau 2 par deux paliers 18. Chaque demi-barre de torsion 12 se prolonge vers l'extérieur par une partie coudée 14 se terminant par une biellette 16 comportant à chaque extrémité une rotule, qui est liée à un élément de la suspension du train 25 avant. Les suspensions de chaque roue appliquent ainsi lors de leurs débattements une rotation sur l'extrémité extérieure de la demi-barre de torsion 12 correspondante, ces demi-barres subissant une torsion sous l'effet du couple transmis. La rotation résultante des deux extrémités intérieures 30 des demi-barres de torsion 12, est alors appliquée au dispositif de couplage 20.

3025747 5 La figure 2 présente un train arrière comportant une traverse 30 fixée à la caisse du véhicule, recevant à ses extrémités des éléments de suspension 32 maintenant les moyeux supportant les roues arrière 34. Une ligne d'échappement 38 comporte un silencieux arrière 36 disposé en arrière de la 5 traverse 30. Le système de barre anti-devers actif comporte de la même manière deux demi-barres de torsion 12 reliées entre elles par le dispositif de couplage 20, et maintenues par deux paliers 18 fixés à la traverse 30. La figure 3 présente le dispositif de couplage 20 comportant un carter 10 40 fixé à la caisse du véhicule de manière à permettre une petite rotation autour de l'axe des demi-barres de torsion 12a, 12b, et une petite translation axiale suivant une course réduite. Le carter 40 guide les demi-barres de torsion 12a, 12b, une rondelle de calage 42 formant un calage axial entre leurs extrémités intérieures, 15 disposant de chaque côté d'un téton engagé dans un alésage de ces extrémités afin d'assurer leur alignement. Chaque extrémité des demi-barres de torsion 12a, 12b comporte un filetage extérieur recevant un écrou, l'écrou gauche 44 de la demi-barre de torsion gauche 12b étant fixé dans le carter 40, l'écrou droit 46 de la demi- 20 barre de torsion droite 12a comportant des cannelures axiales extérieures lui assurant un blocage en rotation permettant de coulisser par rapport à ce carter. Les filetages d'extrémité des demi-barres de torsion 12a, 12b ont un sens inversé l'un par rapport à l'autre. L'angle de ces filetages est important, par exemple de l'ordre de 45°, de manière à obtenir un fonctionnement réversible entre la force axiale appliquée sur les écrous 44, 46, et le couple correspondant appliqué sur le filetage des demi-barres de torsion 12a, 12b. L'écrou droit 46 est dans cette position de repos en appui du côté gauche sur la rondelle de calage 42, et du côté droit par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui 48, sur un empilage de rondelles Belleville 50 montées de 3025747 6 manière concentrique sur l'axe, deux par deux en opposition pour former un ressort axial. Les rondelles Belleville 50 prennent à leur tour appui du côté droit par une butée axiale à billes 52, sur un écrou de réglage 58 comprenant un 5 filetage engagé dans un filetage correspondant du carter 40, comportant une couronne dentée 54 entraînée en rotation par une vis sans fin 56 commandée par un actionneur. La butée à billes 52 permet une libre rotation de l'écrou de réglage 58, sans obtenir de frottement sur les rondelles Belleville 50 malgré la charge axiale.

10 La figure 4a présente la rotation de la vis sans fin 56 dans un sens, qui entraîne en rotation l'écrou de réglage 58 afin de le décaler axialement dans sa position d'extrémité gauche, et la figure 4b présente la rotation de cette vis sans fin dans l'autre sens, qui entraîne en rotation l'écrou de réglage afin de le décaler dans sa position d'extrémité droite.

15 Par le déplacement axial de l'écrou de réglage 58, on établit une précontrainte plus ou moins importante sur le ressort axial formé par les rondelles Belleville 50. La figure 5 présente le fonctionnement du dispositif de couplage 20 pour une rotation identique des deux demi-barres de torsion 12a, 12b, lors 20 d'un enfoncement équivalent des deux suspensions du même train, par exemple sur le passage d'un dos d'âne. On a alors une un entraînement en rotation autour de l'axe suivant un même angle de l'ensemble du dispositif de couplage 20 avec son boîtier 40. Le système de barre anti-devers n'intervient pas dans ce cas.

25 La figure 6 présente le fonctionnement du dispositif de couplage 20 pour une compression de la suspension gauche, par exemple dans un virage à droite, avec une rotation de la demi-barre de torsion gauche 12b. On a alors par le filetage de la demi-barre de torsion gauche 12b un entraînement en translation vers la gauche de l'écrou gauche 44 et du boîtier 30 40 qui lui est lié, indiqué par la flèche F1, alors que l'écrou droit 46 ne bouge pas, ce qui comprime le ressort axial des rondelles Belleville 50.

3025747 7 Il résulte de cette compression du ressort axial des rondelles Belleville 50, par l'intermédiaire des deux écrous 44, 46 et de leurs filetages pouvant fonctionner de manière réversible, une force de rappel de plus en plus grande des deux demi-barres de torsion 12a, 12b pour les remettre dans leur 5 alignement de départ l'une par rapport à l'autre. On notera que la force de rappel donnée par le ressort axial des rondelles Belleville 50, s'ajoute au couple résultant de la torsion des demi-barres de torsion 12a, 12b. En prévoyant le niveau de précontrainte du ressort axial des rondelles 10 Belleville 50, par la position de l'écrou de réglage 58 réglée par la vis sans fin 56, on obtient une force de rappel entre les demi-barres de torsion 12a, 12b qui est ajustable. On peut en particulier avec un calculateur électronique ajuster en continu cette force de rappel en fonction des conditions de circulation et de 15 conduite enregistrées par des capteurs disposés dans le véhicule, et par le choix du conducteur qui demande différents modes de roulage, comme un mode confort ou un mode sport. La figure 7 présente le fonctionnement du dispositif de couplage 20 pour une compression de la suspension droite, par exemple dans un virage à 20 gauche, avec une rotation de la demi-barre de torsion droite 12a. On a alors d'une manière symétrique par le filetage de la demi-barre de torsion droite 12a un entraînement en translation vers la droite de l'écrou droit 46, et de l'appui gauche du ressort axial des rondelles Belleville 50, indiqué par la flèche F2, alors que le boîtier 40 ne bouge pas, ce qui 25 comprime ce ressort. Il résulte de cette compression du ressort axial des rondelles Belleville 50, par l'intermédiaire des deux écrous 44, 46 et de leurs filetages réversibles, une force de rappel de plus en plus grande des deux demi-barres de torsion 12a, 12b pour les remettre dans leur alignement de départ.

30 On obtient ainsi de manière efficace une fonction de barre anti-dévers comportant une raideur ajustable en continu. Cet ajustement permet 3025747 8 d'améliorer le ressenti du conducteur et des passagers, avec notamment un meilleur confort en ligne droite en donnant une raideur plus faible à la barre anti-dévers. Les études et les calculs réalisés sur ce système de barre anti-dévers 5 actif ont montré que la puissance consommée pour le contrôle de ce système est inférieure à celle des systèmes connus, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie du véhicule et les émissions de gaz polluants. De plus ce système est compact et sa masse est réduite, l'intégration dans l'environnement du train avant ou arrière est facilitée.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. - Système de barre anti-devers actif comprenant une partie centrale de torsion, comportant à chaque extrémité des liaisons (14) prévues pour être reliées à la suspension du véhicule (32) afin d'appliquer un couple de torsion sur cette partie centrale, caractérisé en ce que la partie centrale est formée de deux demi-barres de torsion (12a, 12b) reliées entre elles par un dispositif de couplage (20) comprenant une transformation du mouvement relatif de rotation entre ces demi-barres, en un mouvement qui est appliqué à un ressort de rappel réglable (50).
2. 2. - Système de barre anti-devers selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transformation du mouvement relatif de rotation entre les demi-barres (12a, 12b) en un mouvement appliqué au ressort de rappel réglable (50), est faite par des filetages recevant des écrous (44, 46) comportant un fonctionnement réversible entre le couple appliqué sur un de ces éléments et les forces axiales correspondantes sur l'autre élément.
3. 3. - Système de barre anti-devers selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque demi-barre (12a, 12b) comporte un filetage axial engagé sur un écrou (44, 46).
4. 4. - Système de barre anti-devers selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un des écrous (44) est fixe par rapport au carter (40) du dispositif de couplage (20), l'autre écrou (46) coulissant axialement dans ce carter en comprimant le ressort de rappel (50).
5. 5. - Système de barre anti-devers selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort de rappel réglable (50) est disposé de manière concentrique sur l'axe des demi-barres (12a, 12b).
6. 6 - Système de barre anti-devers selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort de rappel réglable (50) comporte un empilage de 30 rondelles Belleville (50). 3025747 10
7. 7 - Système de barre anti-devers selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de réglage du ressort de rappel (50) comporte un écrou de réglage axial (58) sur lequel prend appui ce ressort.
8. 8 - Système de barre anti-devers selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rotation de l'écrou de réglage (58) est faite par une vis sans fin (56) commandée par un actionneur.
9. 9 - Système de barre anti-devers selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'écrou de réglage (58) appui sur le ressort de rappel réglable (50) par une butée à billes (52).
10. 10 - Véhicule automobile comprenant un train roulant équipé d'un système de barre anti-dévers actif, caractérisé en ce que ce système est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.