Brevet FR2045561A1 — publié le 19710305

La sécurité des véhicules est le facteur preffiier considéré et devant être considéré. Cette invention concerne l'étude d'une amélioration de la tenue de route de tous les véhicules dont le train arrière est composé de deux ou de plusieurs roues, qu'elles soient motrices ou non. Il n'est pas nécessaire d'adjoindre un dispositif supplémen -taire aux systèmes de suspension éxistents. C'est seulement le calage et la disposition angulaire des roues arrières des véhi- - cules, et exclusivement des roues arrières, qui diffèrent des modèles habituels. Cette invention ne concerne pas l'angle de chasse des roues d'un véhicule. Seuls les angles de pincement et dans certains cas de carrossage,ordinairement nuls sont introduits dans la gèomé -trie du train arrière afin d'assurer une plus grande stabilité et directivité du véhicule. DEFINITIONS Dans cette étude il est appelé "angle de convergence", l'angle au sommet formé par les deux plans médiants verticaux engendrant les roues droite et gauche. "L'angle de pincement" est formé par le plan vertical de la roue et un plan vertical longitudinal parrallèle à l'axe médiant du véhicule. ( Dans l'Encyclopédie LARROUSSE, le Pincement est défini ainsi: ( Convergence dans le sehs de la marche des roues avant non ( motrices d'un train avant classique. (Cette disposition assure ( le parallèlisme des roues pendant la marche,sinon elles ( auraient tendance à s'ouvrir. La distance mesurée entre les ( jantes des roues est de 1 à 4 mm. plus petite à l'avant des ( roues qu'à l'arrière. En revanche les trains avant à roues ( motrices doivent présenter une lègère ouverture.) Cette définition définit la technique dans le secteur des véhicules routiers. PRINCIPE. Cette étudie porte essentiellement sur l'angle de pincement. Il est indiqué également dans les cas où l'adjonction de l'angle de carrossage est possible, celui-ci contribuant à l'amélioration de la tenue de route. L'angle de pincement choisi doit permettre une amélioration de stabilité et de directivité sans toutefois être exagèrement elevé afin d'éviter une usure excessive et un échauffement pro -hibitif du pneumatique. Il est conseillé de choisir un angle de pincement du train variant de 5 minutes d'angle à 1 degré, sur chaque ensemble de une ou plusieurs roues Des valeurs d'angles plus faibles ou plus élevées sont possi- -bles mais l'effet de directivité recherché est trcp faible dans le premier cas ou apporte de lourds handicaps à vitesse élevée dans le second. Dans tous les cas le train arrière du véhicule considéré sera affecté d'un angle de convergence dans l'orientation est le sens principal de la marche, ou vers l'avant du véhicule. Normalement les roues seules parcourent les trajets: AC pour la roue 1 (voir Figure n 1) DF pour la roue 2 Les roues i et 2 étant solidaires le parcours en trajectoire rigoureusement rectiligne devient: AB pour la roue 1 DE pour la roue 2 En règle générale les angles de pincement # et # sont égaux et # + # = # (angle de convergence) tes composantes BC et EF sont de meAme module mais de signe contraire; leur action s'annulera. COtte dérive égale mais opposée de chaque ensenible est absor -bée par les pneumatiques. En trajectoire rectiligne: tangente # = tangente # = BC = AB DE BC = AB x tangente # ; EF = DE x tangente # Dans le cas où # et # sont égaux, (les angles de pincement # et # peuventà la limite être différents). BC + EF (en valeur algébrique) = zéro BC + EF (en valeur absolues ~ dérive totale ou glissement de l'ensemble du train arrière sur lui-même. Dans le tableau ci-après est calculé la drive totale ou glissement du train arrière sur lui-même, d'un véhicule ayant deux angles de pincement égaux. La distance parcourue rectiligne choisie est de 1000 mètres la dérive totale est exprimée en mètres linéaires. TABLEAU DE MESSURE Convergence: Pincement : Log. décimal: Dérive par: Dérive # : # = # = #/2 : Tangente #/2: roue : totale : : : (1000 m.) : (1000 m.) 10' : 5' : #,16270 : 1,45 m. : 2.90 m. 20' : 10' : #,46373 : 2,90 m. : 5,80 m. 30' : 15' : #,63982 : 4,36 m. : 8,72 m. 40' : 20' : #,76476 : 5,82 m. : 11,64 m. 1 : 30' : #,94086 : 8,73 m. : 17,46 m. 1 30' : 45' : #,11696 : 13,09m. : 26,18 m. 2 : 1 : #,24192 : 17,45m. : 34,90 m. Il apparâit que le glissement devient vite très important. REGLAGE PRATIQUE La mesure pratique d'un angle de pincement s'effectue par la détermination de la distance prise entre l'avant des jantes des roues et l'arrière. La différence entre ces deux mesures fournit l'indication de l'amplitude du pincement. (voir Figure n 2) En règle générale la distance D1 sera inférieure à la dis -tance D 2. Si l'on suppose un véhicule ayant une voie de 1 mètre 50 centimètres et des comportant des roues avec les jantes de diamètre 400 millimètres, il est possible de déterminer l'écart existant entre la partie avant des deux jantes dans le cas d'un ensemble à deux roues arrières, et la partie arrière de ces même jantes. Cette distance sera égale au produit: 2 x Diamètre de la jante x sinus # (ou plus #). soit 2 x 400 x sinus # (en millimètres). voir tableau ci-après: TABLEAU DE MESURE Pincement :Log. décimal :Ecart entre :Ecart entre # = # = : # jante x :Avant et Arrière : Avant et Arrière : sinus # : 1 roue : 2 roues 5' : #,76476 : 0,56 mm. : 1,2 mm. 10' : #,06579 : 1,16 mm. : 2,3 mm. 15' : #,024188 : 1,74 mm. : 3,5 mm. 20' : #,036682 : 2,32 mm. : 4,6 mm. 30' : #,54292 : 3,49 mm. : 7 mm. 45' : #,71902 : 5,23 mm. : 10,5 mm. Exemple: voie 1,50 mètre ; jantes # 400 mm. pincement original de rattrapage de jeu: 2 mm. pincement de sécurité avec #=#=15': 3,5 mm. largeur de la jante = 100 mm Distance Avant entre les deux jantes: 1500 - 100 - (#####) = 1397,25 millimètres Distance Arrière entre les deux jantes: 1500 - 100 + (#####) = 1402,75 millimètres MONTAGE Ce système de réglage peut être appliqué indifféremment à tous les types de véhicules, quel que soit le mode de suspension et de transmission utilisés. Dans le cas particulier où les axes de fusées sont situés dans un plan horizontal, c'est-à-dire avec un angle de carrossage nul, avec un angle de rattrapage de jeu nul, l'angle au sommet engendré par le prolongement de leurs axes est égal au supplément de l'an -gle de convergence, tel qu'il est défini au début de cette étude. Exemple: angle de convergence = 30' angle au sommet = 179 30' Dans le cas général l'angle au sommet est égal à la somme vectorielle instantanée des angles en présence, ramenée dans le plan horizontal. Cas de l'essieu rigide Les demi-arbres de commande sont à l'origine, rigoureusement dans le même axe transversal La difficulté est effacée par l'adjonction --de deux cardas k Figure ne 3 ) -- par l'apport de 4 engrenages dont la conicité égale l'angle de pincement i Figure no t ) -- par la présence de planétaires spéciaux présentant un alésage cannelé en leur axe ( la denture se présente dans ce cas avec une double conicitê,afin de permettre la présence de l'angle de pincement ) ( Figure n 5 6 Cas de la suspension indépendante Il suffit que montage le final présente l'angle de pincement désiré.L'angle est introduit sur un ou plusieurs dus constitue -ants de la suspension, quel qu'en soit le type, (jambe de pousée bras tiré, Mac Pershon, pont de Dion, ressort hélicoïdal, ressort à lames, barre de torsion, suspension élastique à air ou hydrau -lique, etc ...). Etude d'une variation de l'angle de pincement Cette étude considère le cas particulier d'une suspensin avec jambe de poussée ou bras tiré.Une extrémité de la jambe ue poussée constitue l'axe de rotation et est solidaire de la car -rosserie ou du chassis. L'autre extrémité porte la fusée co- -nique qui maintiegt le roulement et l'ensemble de la roue. L'angle de pincement existant sur le montage présente une variation lors du mouvement de la jambe de poussée autour de son axe, ce mouvement constituant le dêbattement de la suspension considérée. Dans le cas exposé la variation est égale pour deux positions symétriques de la jambe de poussée de part et d'autre du plan horizontal. Cette variation qui est une diminution de l'angle de pince -ment est inférieure à 15 r pour une utilisation courante. ( Figures no à , 7 et 8 ) Soit à la longeur utile de la jambe de poussée b la longueur de la fusée conique jusqu'au plan médiant de la roue # l'angle de pincement, la jambe de poussée étant. dans un plan horizontal # l'angle de débattement considéré x la distance du centre de gravité dt la roue au point correspondant si l'angle de pince ment est nul, la voie du véhicule restant constante y la valeur ramenée dans le plan horizontal C l'angle de carrossage induit considéré com -me nul pour les valeurs courantes de D On a :: y = x. cosinus # x = b. sinus # d'où (1) y = b. sinus #. cosinus # d'autre part si P " est l'angle de pincement utile cest à dire la composante de l'angle de pincement P dans un plan horizontal ( 2 ) y = b . sinus P . G cosinus C En égalisant 1 et 2 sinus #. cosinus # = sinus #'. cosinus # sinus #, sinus#. cosinus # cosinus C Pour les faibles valeurs de l'angle de débattement #, l'angle de carrossage induit # peut être considéré comme nul, soit cosinus # i 1 d'où sinus #' = sinus #. cosinus # Par suite de cette simplification P , aura en fait une valeur pratique supérieure à la valeur déterminée dans le tableau. Logarithme sinus #' = logarithme sinus # + logarithme cosinus # Il apparat- dans le tableau suivant que la variation relative de l'angle de pincement atteint 13,33 % de sa valeur originelle lors du mouvement du bras de levier appelé aussi jambe de pous -sée. Il est conseillé de positionner la jambe de poussée d; part et d'autre du plan horizontal aTin de réduire la variation de l'angle de pincement utile P TABLEAU DES VALEURS DE L'ANCLE DE PINCEMENT #' og. sinus #: Débattement: log. cos. #: log. sin. #: Pincement #=15' : # : : : Utile # @,63982 : 0 : 0,0 : 3,63982 : 15' = : 10 : 1,99335 : 3,63317 : 14' 50" = : 15 : 1,98494 : 3,62376 : 14' 30" = : 20 : 1,97299 : 3,61281 : 14' = : 25 : 1,95728 : 3,59710 : 13' 35" = : 30 : 1,93753 : 3,57735 : 13' : : : : Pour les valeurs courantes de #' la variation est très faible en valeur absolue. ANGLE DE CARROSSAGE contribuant à l'amélioration de la tenue de route. Cette étude ne protege pas l'introduction de l'angle de carros -sage dans la géométrie des suspensions indépendantes clasiques qui peuvent présenter dans l'épure de leur débattement fonction -nel un faible angle de carrossage. Néanmoins les systèmes de suspension à barre de torsion et à bras tiré evec ressort ou système hydraulique ou pneumatique sont assujétis à cette étude. Le cas de l'essieu rigide est particulier, la présence d'or -ganes adjoints pour l'introduction de l'angle ue pincement, permettra, par une rotation de 90 , simultanèment l'introduction de l'angle de carrossage. Cet angle de carrossage a une amplitude aussi élévée que l'on veut dans le cas de cardans adjoints au différentiel, l'amplitude est plus réduite dans le cas d'un alésage cannelé ou de l'adjonc- tion de quatres pignons coniques. Cas de l'essieu brisé La configuration particulière de ce type de suspension dont le ébattement est autorisé par la variation de l'angle de carros sage permet seulement l'introduction de l'angle de pincement. L'angle est imposé au montage AVANTAGES ~~ La tenue de route cet nettement améliorée -- La vitesse de décrochage est reculée à un niveau plus élevé aussi block sur est sec que sur route mouillée -- La directivité au freinage est accrue, tant dans le cas du freinage progressif, ou dans le cas du freinage brutal, le freinage dit en ligne droite est garanti -- La prix de revient est nul pour l'application sur suspensions indépendantes, inférieur à 70 Frunes (1969) pour l'appli -cation sur essieu rigide -- Le montage simultané d'un angle de pincement et d'un angle de carrossage négatif engendre une usure régulière du pneu -matique -- Le pneu assymétrique existant sur le marché est recomandé Par sa substance cette découverte assure une haute sécurité de tous les véhicules routiers, l'aisance et le confort pour son utilisateur. R E V E N D I C A T I 0 N S 1- Dispositif de montage introduisant un angle de pincement de sécurité dans les géométries de suspension arrière des véhicules routiers, caractérisé par le fait que la distance av-nt prise à l'intérieur des jantes est inférieure d'une valeur égale de 4 à 14 millimètres que la distance arrière prise dans le plan horizontal au point diamétralement opposé, la distance est proportionnelle àu diamètre de la jante. 2- Disp-ositif introduisant un angle de carrossage dans la géométrie d'un train arrière dit à essieu rigide caractérisé par les mêmes organes Que pour l'introduction d'un angle de pincement dans une suspension de mCme type soit- 2 cardans - 4 pignons de faible conicité - des demi-arbres présentant un cannelage mâle à leur extrémité intérieure, et des planétaires de différentiel présentant des cannelages femelle avec conicité autorisant une variation angulaire. 3- Dispositif introduisant un angle de carrossage dans la géométrie d'un train arrière à suspension indépendante avec barre de torsion et bras tiré caractérisé par l'apparition d'un angle variant de 1 à 102 introduit au montage 4- Dispositif- introduisant un angle de carrossage dans la géométrie d'un train arrière à suspension indépendante avec bras tiré ou jambe de poussée et suspension par ressort hélicoïdal même caractéristique que la revendication no 3 5- Dispositif introduisant un angle de carrossage dans la géométrie d'un train arrière à suspension indépendante avec bras tiré ou jambe de poussée et suspension par système élastique hydraulique ou pneumatique même caractéristique que la revendication ne 3