-1- [0001] La présente invention concerne la liaison au sol des véhicules[0001] The present invention relates to the ground connection of vehicles
automobiles, en particulier les dispositifs de suspension et de support de roue, plus particulièrement les essieux arrière des véhicules de tourisme (passenger cars). [0002] Le terme "liaison au sol" recouvre tous les éléments et fonctions présents, actifs ou influant dans la relation entre la caisse du véhicule et le sol sur lequel celui-ci se déplace. Font donc partie de la liaison au sol notamment les éléments suivants: pneumatique, roue, roulement de roue, porte-roue, organes de freinage, éléments de suspension (bras, triangles, jambe de force, etc...), ressorts, amortisseurs, articulations, pièces anti-vibratoires, systèmes anti-roulis, anti-blocage, anti-patinage, système de direction, de contrôle de trajectoire. [0003] Les dispositifs de suspension ont deux fonctions principales qui doivent être assurées simultanément à tout moment lors du fonctionnement. L'une de ces fonctions est de suspendre le véhicule, c'est à dire permettre des oscillations sensiblement verticales de chaque roue en fonction de la charge appliquée à cette roue. L'autre fonction de ces dispositifs est de guider la roue c'est à dire contrôler la position angulaire du plan de roue. [0004] On appelle "plan de roue" le plan, lié à la roue, qui est perpendiculaire à l'axe de la roue et qui passe par le centre de l'aire de contact statique au sol lorsque la roue est verticale. Le plan de roue ainsi défini est donc solidaire de l'axe de roue et son orientation varie comme celle de la roue. [0005] La position angulaire du plan de roue par rapport à la caisse du véhicule est définie par deux angles, l'angle de carrossage et l'angle de braquage. L'angle de carrossage d'une roue est l'angle séparant, dans un plan transversal perpendiculaire au sol, le plan de roue du plan médian du véhicule. L'angle de braquage d'une roue est l'angle séparant, dans un plan horizontal parallèle au sol, le plan de roue du plan médian du véhicule. [0006] On appelle "base de roue" le point d'intersection du plan de roue, du plan du sol et du plan vertical contenant l'axe de roue. [0007] Dans le domaine automobile, une grande variété de systèmes de suspension est proposée en particulier pour la suspension des roues arrière. Il est actuellement admis que les essieux appelés multi-bras permettent d'obtenir de bonnes performances en terme de guidage, de suspension et de filtrage des vibrations. Cependant, ces essieux sont relativement complexes et utilisent un grand nombre d'éléments et de points de liaison à la caisse. Dès lors, ils sont encombrants, intrusifs et coûteux, c'est pourquoi ils sont très peu utilisés sur les -2- véhicules de petites ou moyennes dimensions malgré les qualités dynamiques qu'on leur reconnaît. [0008] Un objectif de l'invention est de proposer un essieu arrière qui permette de pallier au moins certains des inconvénients précités. [0009] Cet objectif est atteint par un essieu arrière suspendu pour véhicule comprenant pour chaque roue un bras longitudinal destiné à être articulé par rapport à la caisse du véhicule afin de permettre le débattement de suspension de la roue, ledit essieu comprenant une traverse torsible, chaque extrémité de la traverse étant rigidement liée à un bras longitudinal pour former une partie rigide de l'essieu, les deux parties rigides de l'essieu étant liées entre elles par une partie torsible, ledit essieu comprenant pour chaque roue un porte-roue lié respectivement à chacune des parties rigides, l'essieu étant caractérisé en ce que chaque porte-roue est lié à la partie rigide respective par l'intermédiaire d'un bras avant et d'un bras arrière, l'essieu étant configuré de manière à définir un degré de liberté de braquage de la roue par rapport à la partie rigide autour d'un axe de braquage sensiblement vertical et coupant le sol à l'extérieur et à l'arrière de la base de roue, l'essieu comprenant en outre une butée de pince apte à limiter le mouvement de braquage de la roue vers l'intérieur du véhicule. [0010] De préférence, la butée de pince est sollicitée en traction et consiste de préférence encore en un tirant métallique rigide agissant entre chaque porte-roue et la partie rigide correspondante. [0011] De préférence, l'une au moins des liaisons du tirant comporte un jeu autorisant le mouvement de braquage, la butée de pince agissant au-delà dudit jeu. automobiles, in particular wheel suspension and support devices, more particularly the rear axles of passenger cars. The term "ground connection" covers all the elements and functions present, active or influential in the relationship between the vehicle body and the ground on which it moves. So part of the ground connection includes the following: tire, wheel, wheel bearing, wheel holder, braking components, suspension elements (arms, triangles, strut, etc ...), springs, shock absorbers , joints, anti-vibration parts, anti-roll systems, anti-lock, anti-skid, steering system, trajectory control. The suspension devices have two main functions that must be provided simultaneously at any time during operation. One of these functions is to suspend the vehicle, that is to say allow substantially vertical oscillations of each wheel depending on the load applied to this wheel. The other function of these devices is to guide the wheel, ie to control the angular position of the wheel plane. The term "wheel plane" is the plane, connected to the wheel, which is perpendicular to the axis of the wheel and which passes through the center of the static contact area on the ground when the wheel is vertical. The wheel plane thus defined is therefore integral with the wheel axle and its orientation varies as that of the wheel. The angular position of the wheel plane relative to the vehicle body is defined by two angles, the camber angle and the steering angle. The camber angle of a wheel is the angle separating, in a transverse plane perpendicular to the ground, the wheel plane of the median plane of the vehicle. The steering angle of a wheel is the angle separating, in a horizontal plane parallel to the ground, the plane of the wheel of the median plane of the vehicle. The term "wheel base" is the point of intersection of the wheel plane, the ground plane and the vertical plane containing the wheel axle. In the automotive field, a wide variety of suspension systems is proposed in particular for the suspension of the rear wheels. It is currently accepted that the so-called multi-arm axles make it possible to obtain good performances in terms of guidance, suspension and filtering of vibrations. However, these axles are relatively complex and use a large number of elements and points of connection to the box. Therefore, they are bulky, intrusive and expensive, which is why they are very little used on -2- vehicles of small or medium size despite the dynamic qualities they are recognized. An object of the invention is to provide a rear axle that overcomes at least some of the aforementioned drawbacks. This object is achieved by a suspension rear axle for a vehicle comprising for each wheel a longitudinal arm intended to be articulated with respect to the vehicle body to allow movement of suspension of the wheel, said axle comprising a torsion cross, each end of the cross member being rigidly connected to a longitudinal arm to form a rigid portion of the axle, the two rigid parts of the axle being interconnected by a torsion portion, said axle comprising for each wheel a wheel carrier bound respectively to each of the rigid parts, the axle being characterized in that each wheel carrier is connected to the respective rigid part by means of a front arm and a rear arm, the axle being configured so as to define a degree of freedom of steering of the wheel relative to the rigid portion around a substantially vertical steering axis and cutting the ground outside and at the rear of the wheel base, the axle further comprising a clamp stop capable of limiting the steering movement of the wheel towards the inside of the vehicle. Preferably, the clamp stop is biased in tension and is preferably still a rigid metal tie acting between each wheel carrier and the corresponding rigid portion. Preferably, at least one of the ties of the tie rod comprises a clearance allowing the steering movement, the clamp stop acting beyond said clearance.
] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la butée de pince consiste en un lien flexible agissant entre chaque porte-roue et la partie rigide correspondante. [0013] De préférence, la butée agit à partir d'un seuil de pince, ledit seuil de pince étant inférieur à 2 , de préférence, inférieur à 1 par rapport à la partie rigide correspondante. [0014] De préférence, les bras avant et arrière consistent essentiellement en des lames dont la section est orientée sensiblement verticalement, le degré de liberté de braquage étant permis par la flexion répartie desdites lames. De préférence, les lames sont rectilignes. [0015] De préférence, la longueur de la partie torsible de la traverse est supérieure au tiers de la voie de l'essieu.According to another embodiment of the invention, the clamp stop consists of a flexible link acting between each wheel carrier and the corresponding rigid part. Preferably, the abutment acts from a clip threshold, said clip threshold being less than 2, preferably less than 1 relative to the corresponding rigid portion. Preferably, the front and rear arms consist essentially of blades whose section is oriented substantially vertically, the degree of freedom of steering being permitted by the distributed bending of said blades. Preferably, the blades are rectilinear. Preferably, the length of the torsion portion of the cross member is greater than one third of the way of the axle.
-3- [0016] De préférence, la traverse torsible comprend un premier tube solidaire d'un premier bras longitudinal et un deuxième tube solidaire d'un deuxième bras longitudinal, le premier tube étant au moins partiellement inséré dans le deuxième tube, les deux tubes étant guidés en rotation l'un par rapport à l'autre. De préférence encore, les bras arrière sont liés aux tubes, à proximité de la jonction de la traverse. [0017] De préférence, la longueur transversale du bras arrière est supérieure à 20% de la voie de l'essieu. [0018] De préférence, l'essieu de l'invention est en outre destiné à recevoir un ressort de suspension agissant entre la caisse et le porte-roue. De préférence encore, l'angle séparant dans un plan horizontal l'orientation du bras arrière et la droite joignant la base de roue et le centre de l'appui du ressort sur le porte-roue est inférieur à 25 , de préférence inférieur à 20 , de préférence encore inférieur à 15 . [0019] De préférence, l'essieu comprend en outre un amortisseur de suspension agissant entre la caisse et le porte-roue. [0020] De préférence, l'essieu comprend en outre des moyens de contrôle actif du mouvement de braquage de la roue par rapport à la partie rigide. [0021] De préférence, lorsque le véhicule porte sa charge de référence, l'axe de braquage est incliné vers l'arrière du véhicule d'un angle compris entre 0 et 30 , de préférence entre 0 et 20 , de préférence encore entre 5 et 10 . Preferably, the torsion cross comprises a first tube integral with a first longitudinal arm and a second tube integral with a second longitudinal arm, the first tube being at least partially inserted into the second tube, the two tubes being guided in rotation relative to each other. More preferably, the rear arms are connected to the tubes, near the junction of the cross member. Preferably, the transverse length of the rear arm is greater than 20% of the way of the axle. Preferably, the axle of the invention is further intended to receive a suspension spring acting between the body and the wheel carrier. More preferably, the angle separating in a horizontal plane the orientation of the rear arm and the straight line joining the wheel base and the center of the spring support on the wheel carrier is less than 25, preferably less than 20. more preferably less than 15. Preferably, the axle further comprises a suspension damper acting between the body and the wheel carrier. Preferably, the axle further comprises means for actively controlling the steering movement of the wheel relative to the rigid portion. Preferably, when the vehicle is carrying its reference load, the steering axis is inclined towards the rear of the vehicle by an angle of between 0 and 30, preferably between 0 and 20, more preferably between and 10.
] De préférence, les bras avant sont orientés de manière à former avec la direction longitudinale du véhicule un angle inférieur à 60 , de préférence inférieur à 50 . [0023] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant ledit essieu. [0024] L'invention sera mieux comprise grâce à la description des figures qui représentent respectivement: Figure 1: vue schématique de dessus d'un premier mode de réalisation d'essieu selon l'invention. Figure 2: vue schématique de dessus d'un deuxième mode de réalisation d'un essieu selon l'invention.Preferably, the front arms are oriented so as to form with the longitudinal direction of the vehicle an angle of less than 60, preferably less than 50. The invention also relates to a motor vehicle comprising said axle. The invention will be better understood from the description of the figures which respectively show: Figure 1: schematic view from above of a first embodiment of the axle according to the invention. Figure 2 is a schematic view from above of a second embodiment of an axle according to the invention.
-4- - Figure 3: vue schématique de dessus d'un troisième mode de réalisation d'un essieu selon l'invention. Figure 4: vue schématique de dessus d'une variante du premier mode de réalisation présenté à la figure 1. - Figure 5: vue en perspective d'un exemple d'essieu selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. - Figure 6: vue de dessus de l'exemple de la figure 5. - Figure 7: vue en perspective d'un deuxième exemple d'essieu selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. Figure 3 is a schematic view from above of a third embodiment of an axle according to the invention. Figure 4: schematic top view of a variant of the first embodiment shown in Figure 1. - Figure 5: perspective view of an exemplary axle according to the second embodiment of the invention. - Figure 6: top view of the example of Figure 5. - Figure 7: perspective view of a second example of an axle according to the second embodiment of the invention.
Figure 8: vue partielle en perspective d'un troisième exemple d'essieu selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. - Figure 9: vue en perspective d'un quatrième exemple d'essieu selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. - Figure 10: vue en plan de la partie gauche de l'essieu de la figure 9. - Figure 11 : vue en perspective des détails de la butée de pince de l'essieu de la figure 9. Figure 12 : vue similaire à la figure 10 montrant des dispositions géométriques préférées. - Figure 13 : vue en plan de dessus d'un mode de réalisation alternatif de l'essieu de la figure 2. - Figure 14 : vue en plan de dessus d'un autre mode de réalisation alternatif de l'essieu selon l'invention. [0025] Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes numéros de références. Leur description n'est donc pas reprise systématiquement. [0026] A la figure 1, on a représenté schématiquement en vue de dessus un premier mode de réalisation d'un essieu arrière selon l'invention. Le sol est parallèle au plan du dessin et l'avant du véhicule est en haut de la figure. L'essieu étant sensiblement symétrique, sa description est basée principalement sur la partie gauche de celui-ci. [0027] L'essieu comprend pour chaque roue un bras longitudinal 5 destiné à être articulé par rapport à la caisse du véhicule (non représenté) par l'intermédiaire d'une articulation d'axe AS de manière à permettre le débattement de suspension de la roue 2. Une traverse torsible 10 relie les deux bras longitudinaux 5 et 5'. Chaque extrémité 11, 11' de la traverse est rigidement Figure 8 is a partial perspective view of a third example of an axle according to the second embodiment of the invention. - Figure 9: perspective view of a fourth example of an axle according to the second embodiment of the invention. - Figure 10: plan view of the left side of the axle of Figure 9. - Figure 11: perspective view of the details of the pinch stopper of the axle of Figure 9. Figure 12: similar view to the Figure 10 showing preferred geometric arrangements. 13: top plan view of an alternative embodiment of the axle of FIG. 2. FIG. 14: plan view from above of another alternative embodiment of the axle according to the invention . In the different figures, identical or similar elements bear the same reference numbers. Their description is therefore not systematically repeated. In Figure 1, there is shown schematically in top view of a first embodiment of a rear axle according to the invention. The ground is parallel to the plane of the drawing and the front of the vehicle is at the top of the figure. The axle being substantially symmetrical, its description is based mainly on the left part of it. The axle comprises for each wheel a longitudinal arm 5 intended to be articulated with respect to the vehicle body (not shown) via a hinge axis AS to allow the travel of suspension of the wheel 2. A torsion beam 10 connects the two longitudinal arms 5 and 5 '. Each end 11, 11 'of the cross member is rigidly
-5- liée au bras longitudinal correspondant (on utilise également le terme encastrée ). L'ensemble comprenant le bras longitudinal 5 et l'extrémité rigide 11 de la traverse constitue une partie rigide 12. Cette partie rigide est liée à l'autre partie rigide 12' de l'essieu par l'intermédiaire d'une partie torsible 13 de la traverse afin d'autoriser un débattement différent des deux roues de l'essieu. La traverse participe de manière prépondérante au guidage des plans de roues, en particulier en ce qui concerne le carrossage. De plus, la traverse apporte à l'essieu une raideur anti-roulis. Cette raideur anti-roulis est fonction surtout de la rigidité torsionnelle de la partie torsible de la traverse. Une caractéristique importante de la traverse est également sa longueur torsible Lt . [0028] L'axe de roue AR est lié au porte-roue 3. Le porte-roue est articulé par rapport à la partie rigide 12 par l'intermédiaire d'un bras avant 7 et d'un bras arrière 9. Les liaisons constituent des pivots 14 sensiblement verticaux. Les bras avant 7 et arrière 9 et leurs liaisons sont configurés de manière à permettre un degré de liberté de braquage du porte-roue 3 (et donc de la roue 2) par rapport à la partie rigide 12 autour d'un axe de braquage AB sensiblement vertical, situé à l'extérieur du plan de roue PR et en arrière de l'axe de roue AR. Sur cette vue de dessus, la base de roue BR apparaît à l'intersection du plan médian PR de la roue et de l'axe de roue AR. L'intersection de l'axe de braquage AB avec le sol se situe à une distance dx en arrière de la base de roue et à une distance dy à l'extérieur de la base de roue. Pour un véhicule de tourisme compact, des distances dx et dy de l'ordre de 100 mm donnent des résultats satisfaisants. [0029] Les pivots 14 peuvent être réalisés de différentes manières, par exemple à l'aide de paliers lisses, de roulements à billes, à rouleaux ou à aiguilles ou d'articulations élastomériques. Les pivots peuvent également être basés sur la flexion d'un profil plat comme on le verra plus loin. En fonction des angles de rotations et des sollicitations prévus, on pourra choisir d'utiliser la technique la mieux adaptée pour chaque liaison. [0030] On appelle généralement voie de l'essieu la distance (V) séparant les deux plans de roue au niveau du sol. De manière connue en soi, afin de garantir une durabilité satisfaisante pour un poids raisonnable, la longueur torsible Lt pour ce type de traverse torsible est de préférence supérieure au tiers de la voie de l'essieu, de préférence encore supérieure à la moitié. [0031] On visualise bien sur cette figure un principe de l'invention selon lequel d'une part le débattement de suspension de chaque roue est donné par l'oscillation du bras -5- related to the corresponding longitudinal arm (we also use the term embedded). The assembly comprising the longitudinal arm 5 and the rigid end 11 of the cross member constitutes a rigid portion 12. This rigid portion is connected to the other rigid portion 12 'of the axle by means of a torsion portion 13 the crossbar to allow a different travel of the two wheels of the axle. The crosspiece participates predominantly in guiding the wheel planes, particularly with regard to the camber. In addition, the crossbar brings to the axle anti-roll stiffness. This anti-roll stiffness is mainly a function of the torsional rigidity of the torsion part of the cross member. An important feature of the crossmember is also its twistable length Lt. The wheel axle AR is connected to the wheel carrier 3. The wheel carrier is articulated relative to the rigid portion 12 via a front arm 7 and a rear arm 9. The links constitute pivots 14 substantially vertical. The front arms 7 and rear 9 and their connections are configured to allow a degree of freedom of steering of the wheel carrier 3 (and therefore the wheel 2) relative to the rigid portion 12 about an axis of rotation AB substantially vertical, located outside the wheel plane PR and behind the wheel axis AR. In this view from above, the wheel base BR appears at the intersection of the median plane PR of the wheel and the wheel axle AR. The intersection of the AB steering axis with the ground is at a distance dx behind the wheel base and at a distance dy outside the wheel base. For a compact passenger vehicle, distances dx and dy of the order of 100 mm give satisfactory results. The pivots 14 can be made in different ways, for example using plain bearings, ball bearings, roller or needle or elastomeric joints. The pivots can also be based on the bending of a flat profile as will be seen later. Depending on the rotational angles and the expected loads, one can choose to use the technique best suited for each connection. Generally called axle track distance (V) separating the two wheel planes at ground level. In a manner known per se, in order to guarantee a satisfactory durability for a reasonable weight, the torsional length Lt for this type of torso is preferably greater than one-third of the axle way, more preferably greater than half. This figure shows a principle of the invention according to which on the one hand the suspension travel of each wheel is given by the oscillation of the arm
-6- longitudinal correspondant et d'autre part les mouvements relatifs des bras avant et arrière permettent des mouvements essentiellement de braquage de la roue par rapport au bras longitudinal correspondant. [0032] Afin d'adapter les mouvements de braquage aux efforts exercés par le sol sur la roue, l'essieu peut comprendre un moyen élastique procurant une raideur s'opposant au mouvement de braquage. L'essieu selon l'invention peut ainsi fonctionner de manière purement passive en fonction par exemple des efforts de freinage et des efforts transversaux au cours d'un virage. Le moyen élastique peut être intégré aux liaisons pivot ou à certaines d'entre elles seulement. Pour un fonctionnement purement passif, des raideurs de pivot de l'ordre de 100 N.m par degré peuvent être nécessaires pour obtenir un comportement satisfaisant. Naturellement, ce rappel élastique du braquage par les pivots peut être exercé (de manière égale ou non) par tous les pivots de l'essieu ou par un nombre limité d'entre eux. [0033] Selon un principe de l'invention, une butée de pince 25 limite le mouvement de braquage dans le sens de la pince. Sur l'exemple de la figure 1, un jeu j correspond à la valeur de pince maximale autorisée pour cet essieu. Grâce à cette fonction de butée de pince, on parvient à éviter des braquages et donc des déformations inutiles, voire inacceptables dans des situations particulières comme des chocs latéraux (par exemple un choc trottoir ). [0034] L'exemple de butée de pince représenté ici utilise la compression, de nombreux types de butée de pince sont envisageables comme on le verra par la suite. [0035] L'essieu peut également comporter des moyens de contrôle actif du braquage. Cette possibilité est représentée schématiquement sur la partie droite de l'essieu de la figure 1 sous la forme d'un vérin 15. Les moyens de contrôle actif du braquage peuvent en pratique prendre toute forme permettant leur commande en fonctions de paramètres de roulage du véhicule. En cas de contrôle actif, le rappel élastique du braquage par un moyen élastique peut être réduit ou supprimé. De même, les distances dy et dx peuvent être réduites par rapport à un essieu dont le fonctionnement est purement passif. La fonction de butée de pince peut être intégrée aux moyens de contrôle actif. [0036] Le moyen de contrôle actif peut être commandé en fonction de divers paramètres de roulage du véhicule (par exemple vitesse, accélération longitudinale ou transversale, effort de freinage, position du volant, vitesse de rotation du volant, couple exercé sur le volant, roulis, vitesse de roulis, accélération de roulis, lacet, vitesse de lacet, -6- corresponding longitudinal and secondly the relative movements of the front and rear arms allow movements essentially steering the wheel relative to the corresponding longitudinal arm. In order to adapt the steering movements to the forces exerted by the ground on the wheel, the axle may comprise an elastic means providing a stiffness opposing the steering movement. The axle according to the invention can thus operate in a purely passive manner as a function, for example, of braking forces and transverse forces during a turn. The resilient means may be integrated with the pivot links or only some of them. For purely passive operation, pivot stiffness of the order of 100 Nm per degree may be necessary to obtain a satisfactory behavior. Naturally, this elastic return of steering by the pivots can be exerted (equally or not) by all the pivots of the axle or by a limited number of them. According to a principle of the invention, a clamp stop 25 limits the steering movement in the direction of the clamp. In the example of Figure 1, a game j corresponds to the maximum clamp value allowed for this axle. Thanks to this function of clamp stopper, it manages to avoid robbery and therefore unnecessary deformations, or even unacceptable in special situations such as side impacts (for example a sidewalk). The example of clamp stop shown here uses compression, many types of clamp stop are possible as will be seen later. The axle may also comprise active steering control means. This possibility is shown diagrammatically on the right side of the axle of FIG. 1 in the form of a cylinder 15. The active steering control means can in practice take any form allowing their control as a function of vehicle running parameters. . In the case of active control, the elastic return of the steering by elastic means can be reduced or eliminated. Similarly, the distances dy and dx can be reduced compared to an axle whose operation is purely passive. The clamp stop function can be integrated with the active control means. The active control means can be controlled according to various rolling parameters of the vehicle (eg speed, longitudinal or transverse acceleration, braking force, steering wheel position, speed of rotation of the steering wheel, torque exerted on the steering wheel, roll, roll speed, roll acceleration, yaw, yaw rate,
-7- accélération de lacet, efforts sur les roues y compris la charge verticale, type de conduite ou comportement souhaité par le conducteur). [0037] Le vérin 15 peut également être un simple amortisseur télescopique, c'est à dire un moyen de contrôle passif des mouvements de braquage naturels de chaque porte- roue. Il peut également intégrer la fonction de butée de pince dans ce cas. [0038] A la figure 2, on a représenté un mode de réalisation avantageux de l'invention dans lequel la traverse torsible 10 utilise les principes décrits dans les brevets EP 0904211, EP 1265763, la demande internationale W002/22384 ou la demande française déposée le 15 décembre 2005 par les demanderesses sous le numéro FR 05/12766. Ce type de traverse utilise principalement deux tubes coaxiaux. Un premier tube (le tube gauche sur cet exemple) comprend un partie 18 dont la section est réduite par rapport à celle du deuxième tube afin de permettre d'introduire cette partie réduite du premier tube dans le deuxième tube (le tube droit sur cet exemple). Les deux tubes peuvent par exemple être guidés l'un par rapport à l'autre par des manchons élastiques 20 et 22. Les déformations de torsion de la traverse occasionnées par le roulis de la caisse sont donc absorbées par la liaison élastique entre les deux tubes. La partie torsible de la traverse est donc ici située à l'intérieur de la partie rigide (ici la partie rigide de droite 12'). De ce fait, dans le cadre de la présente invention, les parties rigides 12 et 12' peuvent s'étendre pratiquement jusqu'à la jonction 24 des deux demi-traverses 16 et 16'. Dans ce mode de réalisation, il est alors possible (et cela peut être particulièrement intéressant) de donner une grande longueur (lar) aux bras arrières 9 et 9' en les articulant sur les demi-traverses à proximité de la jonction 24. Une conséquence de cette plus grande longueur des bras arrière peut être une plus grande stabilité de la position de l'axe de braquage AB. [0039] La figure 3 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la traverse torsible 10 utilise les principes décrits dans la demande de brevet FR 2840561. Ce type de traverse utilise deux tubes coaxiaux 16 et 16'. A la jonction 24 des tubes, la tension d'une barre 28 maintient un roulement à billes 26 sous pression afin d'assurer le guidage coaxial des demi-traverses 16 et 16'. La barre 28 travaille également en torsion afin d'offrir une résistance aux rotations relatives des tubes, c'est à dire à la torsion de la traverse 10. Les parties rigides 12 et 12' s'étendent donc ici aussi jusqu'à la jonction des deux demi-traverses puisque la partie torsible de la traverse est placée à l'intérieur des tubes. -7- yaw acceleration, wheel forces including vertical load, type of driving or driver desired behavior). The cylinder 15 may also be a simple telescopic damper, ie a means of passive control of the natural steering movements of each wheel carrier. It can also integrate the clip stop function in this case. In Figure 2, there is shown an advantageous embodiment of the invention in which the torsion cross member 10 uses the principles described in EP 0904211, EP 1265763, the international application W002 / 22384 or the French application filed December 15, 2005 by the plaintiffs under number FR 05/12766. This type of sleeper uses mainly two coaxial tubes. A first tube (the left tube in this example) comprises a portion 18 whose section is reduced relative to that of the second tube to allow to introduce this reduced portion of the first tube into the second tube (the right tube in this example ). The two tubes can for example be guided relative to each other by elastic sleeves 20 and 22. The torsional deformations of the crossbar caused by the rolling of the body are absorbed by the elastic connection between the two tubes. . The torsional part of the crossbar is here located inside the rigid part (here the rigid part of the right side 12 '). Therefore, in the context of the present invention, the rigid portions 12 and 12 'can extend substantially to the junction 24 of the two half-cross members 16 and 16'. In this embodiment, it is then possible (and this may be particularly advantageous) to give a great length (lar) to the rear arms 9 and 9 'by articulating them on the half-rails near the junction 24. A consequence of this greater length of the rear arms can be a greater stability of the position of the AB steering axis. Figure 3 shows another embodiment of the invention in which the cross member 10 uses the principles described in patent application FR 2840561. This type of cross member uses two coaxial tubes 16 and 16 '. At the junction 24 of the tubes, the tension of a bar 28 maintains a ball bearing 26 under pressure to ensure the coaxial guidance of the half-cross members 16 and 16 '. The bar 28 also works in torsion so as to offer resistance to the relative rotations of the tubes, that is to say to the torsion of the crosspiece 10. The rigid parts 12 and 12 'therefore extend here as far as the joint of the two half-sleepers since the torsion portion of the crossbar is placed inside the tubes.
-8- [0040] La figure 4 représente schématiquement un mode de réalisation particulier de l'invention combinant une traverse torsible 10 similaire à celle de la figure 1 et des longueurs de bras arrières (lar) comparables à celles des figures 2 et 3. Pour ce faire les parties rigides 12 et 12' sont prolongées par des pièces de déport 30 et 30'. Ainsi, la longueur des bras arrières 9 et 9' n'est plus limitée par la longueur transversale réduite des parties rigides, les parties rigides de longueur réduite étant typiques d'une traverse torsible monobloc. [0041] Sur cette figure, on a représenté une butée de pince 35 (respectivement 35') utilisant un lien flexible comme un câble métallique ou textile (par exemple en fibre aramide). Ce lien flexible, disposé ici entre le porte-roue et la partie rigide correspondante, se tend lorsque le seuil de pince est atteint et empêche tout mouvement de braquage au-delà de ce seuil. [0042] Les figures 5 à 8 montrent des exemples de réalisation d'essieux selon l'invention. Ces exemples sont basés sur l'utilisation d'une traverse torsible à deux tubes coaxiaux et guidés en rotation l'un dans l'autre comme décrite par exemple plus haut à la figure 2. Naturellement, comme on vient de le voir, d'autres types de traverses torsible peuvent être utilisés. Sur les figures 5 à 8, les butées de pince ne sont pas représentées. [0043] L'essieu des figures 5 et 6 utilise des bras avant et arrière en tôle d'acier par exemple emboutie. Le pivot 141 du bras avant 7 sur le bras longitudinal 5 est réalisé par la flexion d'une zone limitée de la tôle. Le bras avant est lié au porte-roue 3 par une paire d'articulations élastomériques disposées de manière à définir un axe de pivot 142. De même, le pivot 144 du bras arrière 9 sur la demi-traverse 16 est réalisé par la flexion d'une zone limitée de la tôle du bras. La liaison du bras arrière au porte-roue utilise une paire d'articulations élastomériques disposées de manière à définir un axe de pivot 143. [0044] Des nervures sont embouties dans la tôle des bras 7 et 9 de manière à assurer la rigidité nécessaire aux bras en dehors des zones destinées à fléchir. On comprend que les zones flexibles permettent de réaliser le pivot nécessaire mais également d'intégrer le moyen élastique apte à opposer une raideur au mouvement de braquage et donc utile au contrôle comme décrit plus haut. Les articulations élastomériques peuvent également apporter une telle raideur. [0045] L'exemple de la figure 7 est similaire à celui des figures 5 et 6. Cependant, cet essieu diffère du précédent en que tous les pivots des bras avant et arrière sont réalisés par la flexion locale de la tôle des bras. La rigidité des bras est renforcée par l'utilisation d'un profil FIG. 4 schematically represents a particular embodiment of the invention combining a torsion beam 10 similar to that of FIG. 1 and rear arm lengths (lar) comparable to those of FIGS. 2 and 3. To do this, the rigid parts 12 and 12 'are extended by offset parts 30 and 30'. Thus, the length of the rear arms 9 and 9 'is no longer limited by the reduced transverse length of the rigid parts, the rigid parts of reduced length being typical of a single-piece torsion beam. In this figure, there is shown a clamp stop 35 (respectively 35 ') using a flexible link such as a metal cable or textile (eg aramid fiber). This flexible link, arranged here between the wheel carrier and the corresponding rigid part, is stretched when the clamp threshold is reached and prevents any steering movement beyond this threshold. Figures 5 to 8 show embodiments of axles according to the invention. These examples are based on the use of a torsion crossbar with two coaxial tubes and guided in rotation in one another as described for example above in Figure 2. Of course, as we have just seen, other types of twisted sleepers may be used. In Figures 5 to 8, the clamp stops are not shown. The axle of Figures 5 and 6 uses front and rear arms made of sheet steel for example stamped. The pivot 141 of the front arm 7 on the longitudinal arm 5 is formed by the bending of a limited area of the sheet. The front arm is connected to the wheel carrier 3 by a pair of elastomeric hinges arranged so as to define a pivot axis 142. Likewise, the pivot 144 of the rear arm 9 on the half-cross member 16 is formed by the flexion d a limited area of the arm plate. The connection of the rear arm to the wheel carrier uses a pair of elastomeric joints arranged so as to define a pivot axis 143. Ribs are stamped in the sheet metal of the arms 7 and 9 so as to provide the necessary rigidity for the arm outside areas to flex. It is understood that the flexible zones make it possible to achieve the necessary pivot but also to integrate the elastic means adapted to oppose a stiffness to the steering movement and therefore useful for control as described above. Elastomeric joints can also bring such stiffness. The example of Figure 7 is similar to that of Figures 5 and 6. However, this axle differs from the previous one in that all the pivots of the front and rear arms are made by the local bending of the arm of the plate. The rigidity of the arms is reinforced by the use of a profile
-9- comportant, en plus des nervures embouties, des parties latérales relevées 34. Le porte-roue 3 comporte ici un support 36 destiné à recevoir l'extrémité d'un ressort hélicoïdal de suspension (non représenté). Le bras arrière 9 est conformé de manière à permettre le passage et les mouvements d'un tel ressort. Le support 36 peut également recevoir l'oeil inférieur d'un amortisseur télescopique de suspension. [0046] Naturellement, le ressort de suspension peut être de tout autre type, par exemple pneumatique, élastomérique ou à lame flexible. [0047] Les différents éléments de cette variante (traverse, bras, porte-roues) peuvent être tous assemblés par soudage. Un intérêt d'un tel essieu est bien sûr un nombre de pièces et un coût de revient industriel réduit. [0048] La figure 8 montre un essieu similaire à celui de la figure 7 à la différence près que le bras avant 38 a ici un profil tubulaire et qu'il est articulé en ses deux extrémités par l'intermédiaire de paliers élastomériques. [0049] Les figures 9 à 12 montrent un autre mode de réalisation de l'essieu de l'invention dans lequel les bras avant 71 et arrière 91 sont des lames flexibles. Le degré de liberté de braquage du porte-roue est autorisé par la flexion des lames mais à la différence des exemples précédents, la flexion est ici répartie sur l'ensemble de la longueur des bras et non limitée à des zones précises. L'amplitude de braquage visée est de l'ordre de quelques degrés tout au plus (notons que ceci est également valable pour tous les autres modes de réalisation de l'invention), de sorte que la définition cinématique exposée plus haut sur la base de pivots localisés demeure tout à fait valable dans le cas de lames à flexion répartie. [0050] La section des lames est orientée sensiblement verticalement, les lames étant de préférence rectilignes. Comme on peut l'apercevoir à la figure 9, la section des lames peut évoluer le long du bras afin d'homogénéiser le niveau de contrainte du matériau tout en réduisant la masse de l'essieu. [0051] Les lames peuvent être par exemple des lames composites ou des lames métalliques. L'essieu représenté ici utilise des lames métalliques, ce qui permet un assemblage par soudage des différents éléments et donc une fabrication particulièrement économique. On voit ainsi que la tôle qui constitue le bras avant 71 se prolonge au-delà de sa liaison avec la demi-traverse 16 pour constituer le bras longitudinal 5 en association avec un -9- comprising, in addition to the stamped ribs, the raised side portions 34. The wheel holder 3 here comprises a support 36 for receiving the end of a helical suspension spring (not shown). The rear arm 9 is shaped to allow the passage and movements of such a spring. The support 36 can also receive the lower eye of a telescopic suspension damper. Naturally, the suspension spring can be of any other type, for example pneumatic, elastomeric or flexible blade. The various elements of this variant (crossbar, arm, wheel carrier) can all be assembled by welding. An interest of such an axle is of course a number of parts and a reduced industrial cost. Figure 8 shows an axle similar to that of Figure 7 with the difference that the front arm 38 here has a tubular profile and is articulated at both ends by means of elastomeric bearings. Figures 9 to 12 show another embodiment of the axle of the invention wherein the front 71 and rear arms 91 are flexible blades. The degree of freedom of steering of the wheel carrier is allowed by the bending of the blades but unlike the previous examples, the bending is here distributed over the entire length of the arms and not limited to specific areas. The aimed steering range is of the order of a few degrees at most (note that this is also valid for all other embodiments of the invention), so that the kinematic definition explained above on the basis of localized pivots remains entirely valid in the case of distributed bending blades. The section of the blades is oriented substantially vertically, the blades being preferably rectilinear. As can be seen in Figure 9, the section of the blades can move along the arm to homogenize the stress level of the material while reducing the mass of the axle. The blades may be for example composite blades or metal blades. The axle shown here uses metal blades, which allows welding assembly of the various elements and therefore a particularly economical manufacturing. It is thus seen that the sheet which constitutes the front arm 71 extends beyond its connection with the half-crosspiece 16 to constitute the longitudinal arm 5 in association with a
-10- raidisseur 51. De même, la tôle du bras arrière 91 constitue une partie de l'ensemble porteroue-appui de ressort. [0052] Cet essieu utilise un mode de réalisation préféré de la butée de pince selon l'invention. La butée de pince est ici sollicitée en traction, son fonctionnement est plus précisément illustré sur le détail donné à la figure 11. Un tirant 45 dont une extrémité est liée à la demi-traverse 16 et l'autre extrémité porte une tête 47 vient s'appuyer sur un appui 46 solidaire du porte-roue, plus précisément ici solidaire de l'appui de ressort 36. Ce tirant a donc l'allure générale d'un clou dont la tête ne prend appui qu'après l'écrasement d'un jeu j' correspondant au seuil de pince choisi. Le contact entre la tête 47 et l'appui 46 peut être rigide ou amorti par l'interposition d'un élément souple comme un tampon de caoutchouc. [0053] A la figure 12, on représenté un aspect préféré de l'invention selon lequel l'orientation du bras arrière 91 dans le plan horizontal est de préférence proche de l'orientation de la droite D joignant la base de roue BR et le centre de l'appui de ressort 36. L'angle [3 entre ces deux directions est de préférence inférieur à 25 , de préférence encore inférieur à 20 et de préférence encore 15 . Cette caractéristique n'est bien sûr pas limitée à ce mode de réalisation mais au contraire transposable à tous les modes de réalisation de l'invention. [0054] A la figure 13, on a représenté une variante de l'invention dans laquelle la traverse torsible 10 diffère de celle représentée à la figure 2 en ce que les demi-traverses 16 et 16' sont guidées l'une par rapport à l'autre par deux paliers glissants 40 et 42. Une barre de torsion 43, disposée à l'intérieur de la traverse et dont chaque extrémité est solidaire d'une partie rigide (12, respectivement 12'), assure à la fois le maintien transversal relatif des demi-traverses 16 et la raideur anti-roulis. Un avantage de cette conception de la traverse est un assemblage simple et rapide, donc très économique. [0055] La figure 14 montre un autre mode de réalisation de l'invention utilisant comme sur les figures 1 et 4 une traverse torsible 10 conventionnelle, par exemple un profilé métallique ouvert ou fermé. Les bras longitudinaux 5 se prolongent sous la forme de cornes 54 au-delà de leur liaison par soudage à la traverse. Les cornes jouent le rôles des pièce de déport 30 et 30' de la figure 4 et reçoivent à leur extrémité l'ancrage des bras arrières 91. Le reste de l'essieu est ici similaire à celui des figures 9 à 12, y compris en ce qui concerne la butée de pince 45.. In the same way, the plate of the rear arm 91 constitutes a part of the assembly porter-spring support. This axle uses a preferred embodiment of the clamp stopper according to the invention. The clamp abutment is here urged in traction, its operation is more precisely illustrated in the detail given in FIG. 11. A tie rod 45 whose one end is connected to the half-crosspiece 16 and the other end bears a head 47 press a support 46 secured to the wheel carrier, more specifically here secured to the spring support 36. This pullant therefore has the general appearance of a nail whose head is supported only after the crushing of a game j 'corresponding to the chosen clip threshold. The contact between the head 47 and the support 46 may be rigid or cushioned by the interposition of a flexible element such as a rubber pad. In Figure 12, there is shown a preferred aspect of the invention according to which the orientation of the rear arm 91 in the horizontal plane is preferably close to the orientation of the straight line D joining the wheel base BR and the center of the spring support 36. The angle [3 between these two directions is preferably less than 25, more preferably less than 20 and more preferably 15. This characteristic is of course not limited to this embodiment but on the contrary transposable to all embodiments of the invention. In Figure 13, there is shown a variant of the invention in which the torsion cross member 10 differs from that shown in Figure 2 in that the half-cross members 16 and 16 'are guided relative to the other by two sliding bearings 40 and 42. A torsion bar 43, disposed inside the crosspiece and each end of which is secured to a rigid portion (12, respectively 12 '), ensures both the maintenance transverse relative of the half-cross members 16 and the anti-roll stiffness. An advantage of this design of the cross is a simple and fast assembly, so very economical. FIG. 14 shows another embodiment of the invention using, as in FIGS. 1 and 4, a conventional torsion beam 10, for example an open or closed metal profile. The longitudinal arms 5 extend in the form of horns 54 beyond their connection by welding to the crossbar. The horns play the role of the offset part 30 and 30 'of Figure 4 and receive at their end the anchoring of the rear arms 91. The rest of the axle is here similar to that of Figures 9 to 12, including Regarding the clamp stop 45 ..
-11- [0056] Les différentes figures montrent des articulations à axes horizontaux (AS) du bras longitudinal par rapport à la caisse. D'autres orientations sont bien sûr applicables, des articulations à axes verticaux peuvent en particulier faciliter l'assemblage industriel de l'essieu sur la caisse. De plus, l'axe de ces articulations est représenté incliné par rapport à la direction transversal du véhicule comme cela est connu en soi dans le but de créer un effet de braquage des bras longitudinaux. Cependant, l'invention permettant le braquage des roues indépendamment du braquage des bras longitudinaux, un effet de braquage des bras longitudinaux n'est donc pas forcément nécessaire et des articulations non inclinées peuvent être préférées en terme de confort. De préférence, l'axe de la traverse (AT sur les figures) est décalé vers l'arrière de l'essieu par rapport aux articulations des bras longitudinaux à la caisse comme cela est représenté mais ceci n'est pas essentiel à l'invention. [0057] L'invention permet la réalisation d'essieux peu complexes et dont les performances élastocinématiques sont tout à fait intéressantes. Par exemple, on a pu obtenir selon l'invention, une variation de pince sous effort longitudinal (freinage) supérieure à 0.05 degré par kiloNewton ( /kN), une variation de pince sous effort transversal supérieure à 0.1 /kN et une variation de carrossage sous effort transversal inférieure à 0.5 /kN. [0058] Comme on l'a déjà dit, l'amplitude de braquage visée est de l'ordre de quelques degrés tout au plus. Le seuil de pince peut par exemple être fixé à moins de 2 de pince, de préférence encore à moins de 1 de braquage du plan de roue par rapport à la partie rigide correspondante, c'est-à-dire hors déformation ou mouvement global de l'essieu par rapport à la caisse du véhicule. [0059] De manière générale dans le métier de la liaison au sol, on parle de pince lorsque le plan de roue est orienté vers l'intérieur du véhicule et on parle d'ouverture lorsque le plan de roue est orienté vers l'extérieur du véhicule. La butée de pince de l'essieu de l'invention ne concerne donc que les mouvements de braquage vers l'intérieur du véhicule. Naturellement, on peut également prévoir une butée d'ouverture. [0060] Les mouvements de braquage dont il est question dans la présente demande s'entendent par rapport aux réglages statiques, c'est à dire par rapport à la position des plans de roue lorsque le véhicule est statique et porte sa charge de référence, c'est àdire lorsqu'il est en ordre de marche (réservoir plein) et emporte 2 passagers assis aux places avant. En effet, pour différentes raisons, les constructeurs automobiles adoptent souvent des réglages statiques non-neutres comme par exemple une pince statique de l'ordre de 0.2 et un contre- -12- carrossage de l'ordre de 1 à 1.5 . L'essieu selon l'invention peut permettre de s'affranchir en totalité ou en partie de ces réglages statiques, ce qui permet de réduire l'usure de pneumatiques et la résistance au roulement. Quoi qu'il en soit, c'est bien par rapport aux réglages statiques (qu'ils soient neutres ou pas) que l'essieu de l'invention permet des mouvements de braquage intéressants. [0061] Selon l'invention, l'axe de braquage AB est sensiblement vertical. En pratique, son orientation varie avec le débattement de suspension, c'est à dire avec les oscillations des bras longitudinaux de l'essieu. Lorsque le véhicule porte sa charge de référence, l'axe de braquage AB est de préférence incliné vers l'arrière du véhicule, par exemple d'un angle compris entre 0 et 30 , de préférence encore entre 0 et 20 , de préférence encore entre 5 et 10 . De cette manière, les efforts transversaux peuvent provoquer en outre des variations de carrossage intéressantes. Lorsque l'on dit que l'axe est incliné vers l'arrière, cela signifie par exemple que pour une roue gauche vue de l'extérieur du véhicule, l'axe AB est incliné de l'angle indiqué dans le sens horaire par rapport à la verticale. [0062] Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, les bras avant (référence 7, 7', 71 et 71' sur les figures) sont orientés de manière à former un angle a inférieur à 60 , de préférence encore inférieur à 50 avec la direction longitudinale du véhicule. Cette caractéristique préférée n'est représentée qu'aux figures 2, 12 et 13 mais elle concerne bien entendu l'ensemble des modes de réalisation de l'invention. [0063] Les différentes figures montrent quelques exemples d'essieux selon l'invention afin d'illustrer la variété des types de traverses, des types de bras, de liaisons ou de butées de pince possibles. L'homme du métier comprend qu'un très grand nombre d'autres combinaisons ou de variantes supplémentaires permettent bien sûr de mettre en oeuvre l'invention. The various figures show joints with horizontal axes (AS) of the longitudinal arm relative to the body. Other orientations are of course applicable, articulations with vertical axes can in particular facilitate the industrial assembly of the axle on the body. In addition, the axis of these joints is shown inclined relative to the transverse direction of the vehicle as is known per se for the purpose of creating a steering effect of the longitudinal arms. However, the invention allows the steering of the wheels independently of the steering of the longitudinal arms, a steering effect of the longitudinal arms is not necessarily necessary and non-inclined joints can be preferred in terms of comfort. Preferably, the axis of the cross member (AT in the figures) is offset towards the rear of the axle relative to the joints of the longitudinal arms to the body as shown but this is not essential to the invention . The invention allows the realization of axles little complex and whose elastocinematic performance is quite interesting. For example, it has been possible to obtain, according to the invention, a plier variation under longitudinal force (braking) greater than 0.05 degree per kiloNewton (/ kN), a transverse force plier variation greater than 0.1 / kN and a camber variation. under transverse force less than 0.5 / kN. As has already been said, the target steering range is of the order of a few degrees at most. The clamping threshold may for example be set at less than 2 clamp, more preferably at less than 1 turning of the wheel plane relative to the corresponding rigid part, that is to say excluding deformation or overall movement of the axle relative to the vehicle body. Generally in the business of the ground connection, it is called clamp when the wheel plane is oriented towards the inside of the vehicle and we speak of opening when the wheel plane is oriented outward of the vehicle. vehicle. The pinch stopper of the axle of the invention therefore only concerns the steering movements towards the inside of the vehicle. Naturally, it is also possible to provide an opening stop. The steering movements referred to in the present application are in relation to the static adjustments, that is to say with respect to the position of the wheel planes when the vehicle is static and carries its reference load, that is to say when it is in running order (full tank) and carries 2 passengers sitting in the front seats. Indeed, for various reasons, the car manufacturers often adopt non-neutral static settings such as a static clamp of the order of 0.2 and a counter-camber of the order of 1 to 1.5. The axle according to the invention can overcome all or part of these static adjustments, which reduces tire wear and rolling resistance. Anyway, it is good compared to the static settings (whether neutral or not) that the axle of the invention allows interesting steering movements. According to the invention, the steering axis AB is substantially vertical. In practice, its orientation varies with the travel of suspension, that is to say with the oscillations of the longitudinal arms of the axle. When the vehicle is carrying its reference load, the steering axis AB is preferably inclined toward the rear of the vehicle, for example at an angle of between 0 and 30, more preferably between 0 and 20, more preferably between 5 and 10. In this way, the transverse forces can also cause interesting camber variations. When it is said that the axis is inclined towards the rear, this means for example that for a left wheel seen from the outside of the vehicle, the axis AB is inclined by the indicated angle in the clockwise direction relative to vertically. According to another preferred characteristic of the invention, the front arms (reference 7, 7 ', 71 and 71' in the figures) are oriented so as to form an angle α less than 60, more preferably less than 50. with the longitudinal direction of the vehicle. This preferred feature is shown in Figures 2, 12 and 13 but it relates of course all the embodiments of the invention. The various figures show some examples of axles according to the invention to illustrate the variety of types of sleepers, types of arms, connections or possible clamp stops. Those skilled in the art understand that a very large number of other combinations or additional variants allow of course to implement the invention.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | Effective date:20150227 |