Brevet FR2040182A1 — publié le 19710122

La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'améliorer la stabilité d'un véhicule automobile sur route et plus particulièrement dans les virages. in sait en effet, cue la force centrifuge engendrée par la vitesse d'avancement du véhicule dans un virage tend le dese- quilibrer en soulageant les roues intérieures au virage et en surchargeant les roues extérieures, ce qui incline transversale- ment le véhicule en rendant au conducteur difficile sa maîtrise et crée un danger de dérapage d'autant plus important que la vitesse d'avancement du véhicule est plus grande. La cause principale d'aggravation du déséquilibre de la réDar- tition des charges entre les roues extérieures et intérieures au virage, du fait de la composition avec la force horizontale centrifuge, est due à la détente rapide des ressorts des suspensions des roues intérieures et l'élévation consécutive par rapport au sol du centre de gravité du véhicule. Tout changement de direction engendre, en même temps, un mouvement de lacet et de roulis qui nécessitent un amortissement approprié. Une modification de la répartition des charges entre les roues avant et les roues arrières est engendrée gaiement par les efforts longitudinaux, suivant l'axe du véhicule, par es accélérations et décélérations, c'est-à-dire par toute variation de vivesse. En cas de variation brusque, comme par exemple, lors d'un coup de frein, la détente rapide des ressorts de suspension des roues arrière, soulagées d'une part importante de leur charge, provoque un mouvement ascendant du centre de gravité, en dimi- nuant, par son ineitie,- encore davantage l'adhérence, et par con séquent, l'efficacité de freinage sur les roues arrière.Un mouvement cl'oscillation longitudinal, le tangage, est en outre, favorisé par la détente excessive des ressorts de suspension lors des variations du régime de vitesse du véhicule. Ces phénomènes sont surtout très accusés dans les suspensions très souples et @ grands d@battements, telles que,par exemple, celles des voi@@res de tourisme. Four remédier à cet inconvénient, on relie ha@ituellement par paires les moyeux des roues du côté gauche aux moyeux des roues du côté droit du vé@icule, au moyen d'une barre de torsion élastique muni@ eu ceux extrémités de deux b@as, apoelé ensemble barre de stabilisation.Cette barre tend, en ef,et, en solidarisant en quelque sorte et dans la limite de sa force de contrainte élasti- que de torsion, les deux roues ppposces, à imposer à l'une d'elles, le débattement de l'autre, dans le même sens, mais d'amplitude sensiblement atténué, d'où en résulte en effet stabilisateur dans le sens transversal fui attendue aussi les mouvements de roulis Toutefois, la liaison entre les 2 roues subsistant en perma- nence, c'est-à-dire, aussi en ligne droite, un cahot rencontré par l'une d'elles, provocuerait un choc violent et inutile sur l'autre, en rendant la suspension très désagréable, il a été nécessaire d'augmenter sensiblement la flexibilité de la barre et de réduire ainsi la solidarité en interdépendance des deux roues. De ce fait, l'effet stabilisateur se trouve fortement diminue. En outre, les forces agissantes dans le sens axial, qui résultent en particulier des accélérations ou décélérations brusques, comme, par exemple, des coups de freins, et qui sont génératrices des mouvements de tangage ne sont pas du tout affectées par les barras de stabilisation. Le dispositif stabilisateur de la présente invention permet o' obtenir un efIet de stabilisation plus grand et une suspension meilleure, grâce à son action indépendante sur chacune des roues séparément. Il combat aussi bien les mouvements de roulis que de tangage. Il consiste essentiellement dans l'adjonction au ressort principal de la suspension, d'un ressort auxiliaire antagoniste qui neutralise, pour ainsi dire, la poussée du ressort principal dans la partie de sa course, correspondant à son affaissement sous sa charge à vide. On sait, en effet, que la flèche prise par le ressort sous la charge à vide est relativement très importante dans les suspensions à grande flexibilité, comme celles des voitures de tourisme, ou la charge utile transportée par rapport au poids total est souvent négligeable;Le ressort, devant naturellement équilibrer le poids total lui incombant, exerce alors une très forte poussée, lorsque ce poids se trouve fortement, par exemple, diminué dans un virage du fait de la force centrifuge. On conçoit alors aisément, que l'ac ticn du ressort auxiliaire antagoniste, intervenant en ce moment, réduira cette poussée et par conséquent le devers et déséquilibre ul en ffi sul ten. Il atténuera aussi les mouvements de halencement de l'avant vers l'arrière, ou vice-versa, cui résultent normalement des coups de freins ou d'accélérateur. Les caractéristiques et ava@@a@es principaux de la présente invention, r@ssortiront mieux de la @escription qui va suivre et qui se rappo@te à quelques réalis@tions, données à titre d'exemples non limitatifs, étant bien entenau que les formes, nombres et matières employées pour les différents ressorts ou éléments élastiques de su@stit@tion, peuvent varier, suivant les @@soins, sans sortir du cadre de l'invention. Sur le d@ssin annexé, donné à titre d'exemple d'exécution pratique: La figure 1 présente une suspension de roue indépendante, à ressort cldssirue à lames, comportant un ressort hélicoïdal antagoniste, agissant uniquement sur une partie de la course de la roue, notamment dans ses débattements vers le bas La figure 2, montre un côté 'une suspension à ressort héli coidaux de deux roues opposées sur le véhicule, relis entre elles par une barre de stabilisation à torsion, complétée par deux ressorts hélicoïdaux antagonistes, superposées, agiss@nt sur toute la course des débattements de la roue. La figure 3 présente une suspension articulée de deux roues, une avant, l'autre arrière, se trouvant du même côté ou véhicule, ayant chacune un ressort principal hélicoïdal séparé et un ressort hélicoïdal unique antagoniste, commun. La suspension de la figure 1 se compose essentiellement d'un ressort principal 1 à lames pourvu en son milieu de l'essieu 2 qui porte la roue 3, et fixé, par ses extrémités 4 et 5, au longeron ô du châssis. Un ressort hélicoïdal 7, reposant sur une embase 8, solidaire du longeron 6, exerce sur le ressort principal 1, au moyen de la tige 9 et la -cuvette 10 une traction, tendant à comprimer le ressort principal 1, dans le meme sens que la charge du véhicule, mais avec une force un peu moindre que cette charge. Cette suspension fonctionne de la manière suivante: sous sa charge normale, le ressort principal 1 se comprime et prend une flèche telle que le ressort nélicoïdal 7 est presque entièrement détendu et a1 exerce pratiquement auncune action. @u passage sur un cahot, le ressort @rincical se comprime encore @@v@ntage a@ point même où l@ tiqe@@ @onte et perd le contact avec la cuv@tte 1@ du ress@r@ 7 qui n'intervient pas a@ors du tout. Il en est de même en cas @e surcharg@ sur le vénicule. Dans un@ co@rse où la @oue 3 roulerait à l'intérieur du virage, la folce centrifuge tend à réduire la @@@rge sur l'essieu @ ce qui rovoque une détente du ressort -rincipal 1; niais cette détente se trouve très vite limitée par laction antagoniste-du ressort 7 qui s'oppose à ce mouvement. De ce fait, la roue 3 ne peut pas rendre la position qui serait normalement la sienne, et qui est in@iqués en pointillé, ;ais est obligée do prendre une position beaucou; plus proche du châssis, comme indiqué en trait plein. L'inclinaison du vénicule,c'est-à-dire le devers, sera en consé- quence moindre, et le centre de gravité plus bas ce qui perrnettra une meilleure @aîtrise et qui diminuera le risque de dérapage. Ainsi,le ressort 7 exercera t 'il un effet stabilisateur sur la @@@- pension et contribuera à la sécurité de conduite du véhicule. il réduit en même temps le balancement du véhicule vers l'avant ou vers l'arrière en cas de coups de frein ou d'accélérateur. La variante ae suspension de la figure 2, comporte un ressort principal 11 du type hélicoïdal qui prend appui sur l'essieu 12, portant la roue 13, par une embase 14. Une bride 15, solidaire du châssis 16, transmet la charge de ce dernier à l'extrémité supérieure du ressort 11. Un ressort 17 surmonté d'un autre ressort 17', beaucoup plus faible, et s'appuyant sur une embase 18, fixée au chassis 16, exerce sur le ressort principal 17 une traction, leaide d'une tige 19 et d'une rondelle 20. Une barre de torsion 21, munie de 2 bras 22 et 2 tringles 23 et pouvant tourner dans les 2 paliers 24 fixés au châssis 16, relie de façon élastique, entre elles, la paire de 2 roues 13 se trouvant des côtés opposés du véhicule, c'est-à-dire, l'une du côté gauche et l'autre du coté droit. Le fonctionnement de cette suspension est assez semblable à celui de la fig. 1. Toutefois, les passages sur des cahots, ainsi que les surcharges ne provoquent plus de rupture de contact entre la tige 19 et le ressort 17, ce qui pourrait, dans certains cas, avoir l'inconvénient de créer des bruIts désagréables. En effet, le ressort 17', fait en fil plat et présentant une force négligeable, vient comploter l'action du ressort 17 beaucoup plus fort dans la zône des debattements vers le haut, au delà de la position d'équilibre sous charge normale, où il pourrait être plus avanta cieux de ne pas faire intervenir l'action antagoniste du ressort 17. Dans les virages, le ressort 17' étant complètement applati, le ressort 17, empêche, comme dans l'exemple précédent, une déten t excessive au ressort principal 11, ce qui diminue le devers, en maintenant le centre de gravite plus bas vers le sol.La barre de torsion 22, pourrait venir compléter un peu l'action stabilisarrice du ressort 17, en atténuant l'affaissement de la suspension extérieure au virage, sous l'effet de la charge accrue qui résulte de l'action de la force centrifuge. @ux coups brusques de freinage ou d'accélérations, engendrant des forces d'inertie modifiant ia répartition des charges sur les rcues, les ressorts 17 qui s'o, posent aux détentes exacarées des ressorts principaux 11 exercent également une action stabilisatrice. Dans la solution proposée de la figure 3, la suspension présentée et colle d'un côté complet d'un véhicule, soit par exemple celui du côté gauche, étant donné que dans les virages ce sont toujours les deux roues du même coté du véhicule qui sont intéressées simultanément par les forces centrifuges engendres. La roue avant 25, comme la roue arrière 25', tournent respectivement sur les moyeux 26 et 26', portés par 2 bras 27 et 27' articulés sur 2 axes 28 et 28' solidaires du châssis 29. Deux ressorts principaux 30 et 30', prenant appui sur les 2 fonds 31 et 31' d'un carter cylindrique 32, solidaire du chassis 29, tirent à l'aide des tringles 33, 33' et cuvettes 34 et 34', sur les axes 35 et 35' fixés sur les bras 27 et 27'. Un ressort 36, logé à l'intérieur des 2 cuvettes 34 et 34' exerce une action antagoniste simultanément sur les 2 ressorts principaux 30 et 30', tendant ainsi à rapprocher le châssis 29 du sol.Le ressort 36 peut être dimensionné do façon à pouvoir agir sur la totalité de la somme des courses des ressorts 30 et 30' ou sur une partie seulement de ces courses; Dans ce dernier cas, il pourrait être aussi complété par un ou deux ressorts superposés plus faibles, comme présenté sur la figure 2. Le fonctionnement de cette suspension est assez semblable à ceux déjà décrits précédemrnent. La différence essentielle réside dans le fait, qu'un seul ressort 36, agissant à la fois sur les deux roues qui se trouvent à l'intérieur du virago, empêche la détente excessive des ressorts principaux 30 et 30' de la suspension et @aintient ainsi le centre de @ravité du véhicule entier plus pas ce qui diminue le devers et @ar là le risque de déra@@- ge. Il est bien entendu que les emplacements des ressorts auxiliaires antagonistes peuvent être différents, à l'intérieur ou à l'extérieur de la suspension; ils peuv@nt @@ir directement ou par organes de transmission intermédiaire@, sans sortir du cadre de l'invention. V @ Z f-J D IL G T C G t' S 10) Dispositif stabiiisat--ur de suspension pour véhicules automobiles, colportant en association avec le ressort principal de suspension un ressort, ou élément élastique antagoniste, de force plus faible, et des oraanes de liaison appropriés pour permettre au dit ressort auxiliaire de s'opposer à la détente excessive du ressort principal, quand la charge incombant à ce dernier vient à dininuer, par suite d'un déséquilibre engendré par une force centrifuge, d'accélération ou de décélération, et de réduire par ce moyen les amplitudes des mouvements de devers, de roulis et tangage, en stabilisant ainsi mieux le véhicule en marche. 20) Suivant un mode de réalisation, le ressort auxiliaire du type hélicoïdal, coopère avec le ressort principal de suspension à lames, seulement à partir d'une certain*ourse de détente, sans intervenir dans les débattements de compression vers le haut à partir de la position d'équiLibre. 30) Dispositif stabilisateur conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort auxiliaire se compose de deux parties superposées: un ressort faible qui participe aux débattements vers le haut du ressort principal de la suspension, en freinant sa détente de façon négligeable et un ressort auxiliaire plus fort qui n'intervient pratiquement qu'après l'écrasement du ressort plus faible, principalement d-ans la zOne des débattements en dessous de la position d'équilibre de la suspension. 40) Le dispositif stabilisateur peut-être associé dans son action aux barres de stabilisations par torsion,déjà connues. 5 ) Suivant un autre mode de réalisation, le dispositif stabilisateur peut-être réalisé de manière à intéresser simultanément les deux roues du même côté du véhicule. 6 ) Le dispositif stabilisateur, conforme à la revendica ticn 1, peut agir directement sur lfessieu correspondant de la roue, par un système de bras articulés, ou tout autre mode de transmission d'efforts.