Brevet FR2097109A1 — publié le 19720303

1- 2097109 La présente invention se rapporte à une suspension à roues indépendantes pour -véhicules, notamment des véhicules automobiles, comportant une jambe élastique formée par un amortisseur entouré par un ressort à boudin, l'amortisseur étant accroché d'un côté 5 sur un support de roue et de l'autre côté sur le châssis du véhicule . De tels dispositifs de guidage rectiligne de roues à suspension indépendante de véhicules automobiles (jambes élastiques) sont connus par exemple d'après le brevet allemand N° 1.430.586 XO e"t le modèle d'utilité allemand N° 1.94-6.970. Du fait de l'application excentrique de la charge de la roue par rapport à l'axe de la jambe élastique, cette jambô est" soumise à un moment de flexion qui a tendance à l'écarter du plan longitudinal central du véhicule. L'excentrement de la force con-15 duit, dans le cas d'une sollicitation purement statique, non seulement à des forces d'appui importantes orientées dans une direction perpendiculaire à l'axe de la jambe élastique et appliquées sur le piston et sur l'organe de guidage de la tige de piston dans le cylinétre de l'amortisseur mais également, par suite de la 20 flexion, à des forces additionnelles qui augmentent la résistance par frottement dans l'élément télescopique. Il résulte de cette augmentation de la résistance par frottement une diminution de la sensibilité de 1' amortisseur qui ne réagit plus à de petits chocs dûs à la surface de roulement. On remédie d'une manière eon-25 nue à cet inconvénient en produisant un moment de flexion opposé et additionnel sur l'extrémité supérieure de 3a tige de piston de l'amortisseur. Suivant le brevet allemand précité U0 1.430.586, le moment de flexion antagoniste est engendré par exemple eh excentrant d'un degré déterminé le ressort à boudin alors que par con-50 tre, dans le modèle d'utilité allemand précité ÎT° 1.946.970, on obtient un effet correspondant par une précontrainte unilatérale La solution décrite dans le brevet allemand U"0 1.430.586 introduit d'une part une dépense de construction importante 35 (agencement particulier des appuis du ressort à boudin excentrés ou inclinés) et d'autre part, elle nécessite une augmentation de l'encombrement du fait de la disposition excentrée ou inclinée du ressort. 71 23962 2" 2097109 l'inconvénient des mesures proposées dans le modèle d'utilité allemand E°l.946.970 consiste en ce que le ressort, par suite de l'incurvation de son axe longitudinal ou de sa sollicitation non-uniforme par les appuis inclinés ne peut pas agir avec toute sa puissance mais a au;contraire tendance à flamber. 5 Ii'invention a pour but de créer, dans une suspension de roue du type précité, un équilibrage des moments de flexion qui remédie aux invonvénients des réalisations connues et qui offre en outre la possibilité de réduire encore l'encombrement nécessaire. Ce problème est résolu suivant l'invention en ce que les par-10 ties des spires du ressort situées vers l'extérieur par rapport au plan vertical passant par l'axe du véhicule présentent un plus grand moment résistant polaire que les parties de spires dirigées vers 1' intérieur. Suivant l'invention, on obtient avantageusement un décala-15 ge de l'axe de transmission de force du ressort à boudin parallèlement à l'axe de l'amortisseur et vers l'extérieur, c'est-à-dire en direction de la roue. L'effet obtenu correspond à celui du brevet allemand If0 1.430.586 sans qu> 'il soit cependant nécessaire de décaler vers l'extérieur le ressort à boudin proprement dit. 20 Oelui-ci peut au contraire être laissé dans sa position concentrique à l'amortisseur, ce qui est favorable du point de vue de la construction et de la sollicitation du ressort, et il est en outre possible de produire, par un dimensionnement correspondant de la section droite des spires du ressort, un moment de flexion anta-25 goniste qui s'oppose au moment produit par.la force exercée par la roue. Par un dimensionnement correspondant de la section droite des spires de ressort, il est possible d'adapter la construction dans la zone du corps de roue de telle sorte que le ressort puis-30 se être par exemple décalé vers l'intérieur (en direction du milieu du véhicule) et puisse, dans le cas d'un pontour de capot très bas, être rapproché latéralement du pneumatique. Pour obtenir une sollicitation uniforme et une durée de service maximale du ressort à boudin suivant l'invention, il est pro-35 posé,suivant une autre «araetéristique de l'invention, que dans les spires du ressort, la section droite de grand moment résistant polaire se transforme graduellement en une section droite d® 71 23962 2097109 petit moment résistant polaire, et inversement. la matière première servant à la fabrication du ressort à boudin peut déjà être formée (par exemple par étirage) de manière à tenir compte du dimensionnement en section droite du profil en-5 roulé ultérieur. Pour des questions de prix, il est cependant a-vantageux que la matière première ou ébauche présente initialement une section constante et que la différence de section soit établie ultérieurement par usinage avec enlèvement de matière ou par formage sans enlèvement de matière. 10 Pour résoudre le problème suivant l'invention consistant à obtenir un moment résistant plus grand à l'extérieur qu'à l'intérieur, il est proposé, suivant une caractéristique avantageuse de" l'invention, que la section droite des spires du ressort soit plus grande à l'extérieur qu'à l'intérieur et en outre que les 15sections droites des spires du ressort aient un profil circulaire. Le ressort peut alors être fabriqué à partir d'un rond du commerce qui constitue un demi-produit. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la condition fondamentale précitée peut également être satisfaite lors-20 Le ressort à boudin peut être adapté en construction et en disposition aux particularités existantes. Du fait qu'on peut éviter suivant l'invention un décalage du ressort à boudin ou une 30 sollicitation unilatérale de ce dernier (cf. brevet allemand ÎT° 1.430.586 ou modèle d'utilité 1.946.970), on peut par exemple faire en sorte que le ressort à boudin entoure relativement étroitement l'amortisseur et que son point d'accrochage sur le cylindre d'amortisseur soit situé à peu près au milieu de sa lon-35 gueur. Ce mode de réalisation convient par exemple pour des voitures particulières présentant un contour de capot extrêmement bas dans la zone voisine de 1' essieu avant. En réduisant le diamètre du ressort, on diminue l'encombrement et le ressort peut par con- 71 23962 4* 2097109 • séquent s'appuyer sur la roue encore plus vers le bas et en avant, sans que l'angle d'inclinaison du pivot ait à être augmenté excessivement pour des raisons de construction. Dans ce sens, il peut également être avantageux que le res-5 sort à boudin ait d'une manière connue un profil conique diminuant de section vers le bas. Il est évidemment également possible en cas de besoin de tenir compte additionnellement des mesures proposées dans les documents connus précités. v D'autres avantages et caractéristiques de l'invention se-10 ront mis en évidence dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la Fig. 1 représente un mode de réalisation suivant l'invention d'un dispositif de guidage d'une roue de véhicule à suspension indépendante ; 15 - la Fig. 2 montre la partie supérieure d'une variante de la suspension de roue indépendante de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 représente à échelle agrandie quelques spires des ressorts à boudin des Fig. 1 et 2 ; - la Fig. 4 représente une variante des spires .du-ressort 20 de la Fig. 3 ; - la Fig. 5 montre une possibilité d'agencement de la section droite des spires du ressort. Sur les Fig. 1 et 2, on a désigné par 10 une roue de véhicule automobile, par 11 une fusée, par 12 un bras transversal 25 et par 13, 13a une jambe élastique, la jambe élastique 13, 13a se compose d'un amortisseur hydraulique 14, 15, 16 entouré par un ressort à boudin 18, 18 a s'appuyant sans pouvoir tourner par 1'intermédiaire d'une coupelle 17, 17 a sur le cylindre 16 de l'amortisseur de manière à constituer un ensemble composite 50 ressort-amortisseur. Par l'intermédiaire d'une seconde coupelle 19, 19 a, le ressort à boudin 18, 18 a s'appuie à rotation sur un disque de pression axiale 20 recouvert par exemple de matière plastique et relié à la tige de piston 14. La tige de piston 14 est reliée élastiquement et de façon articulée au châssis 21, 35 21 a du véhicule, par un élément en caoutchouc 22. A son extrémité inférieure, le cylindre d'amortisseur 16 et par conséquent la jambe élastique sont fixés sur la fusée 11 qui est elle-même reliée ]ac l'intermédiaire d'une articulation 23 au bras transversal 71 23962 5' 2097109 12 articulé (au point.25) sur le châssis 24 du véhicule. Comme le montrent notamment les Fig. 3 et 4, les spires du ressort comportent sur leur longa«Br des sections droites différentes qui augmentent ou diminuent périodiquement et à intervalle 5 constant entre un minimum 26 et un maximum 27 - et inversement, les spires du ressort présentent par conséquent dans les zones de section droite maximale 27 un plus grand moment résistant polaire que dans ]es zones de section droite minimale 26. Dans la condition d1 enroulement et de montage du ressort à boudin 18, 18 a, 10 les sections droites maximales 27-considérées. par rapport au plan vertical longitudinal central du véhicule désigné par 28 et représenté en traits mixtes sur la Fig. 1 - sont situées à l'exté-" rieur alors que par contre les sections droites minimales 26 sont dirigées en correspondance Ters l'intérieur. 15 Par suite de l'agencement décrit plus haut du ressort à bou din 18, 18 a par rapport à l'are longitudinal 29 de l'amortisseur 14, 15, 16 son axe d'application de force 30* 30a est décalé vers l'extérieur parallèlement à l'axe d'amortisseur 29. Le ressort à boudin 18, 18 a produit par conséquent un moment de flexion agis-20 sant sur la tige de piston 14 de l'amortisseur et s'opposant pour l'annuler, au moment de flexion produit par la charge de roue statique ou dynamique (flèche32) transmise par la surface d'appui 31. Alors que, dans les modes de réalisation représentés sur les Fig. 1 à 4, les moments résistants polaires de valeurs diffé-25 rentes pour le décalage de l'axe de transmission de la force du ressort à boudin par rapport à son axe géométrique sont produits par des sections droites de spires de ressort de différentes grosseurs et de formes identiques (forme circulaire), il est également possible d'obtenir le môme effet en donnant aux sections droites 30 des formes différentes. La section aplatie représentée sur la Fig. 5 est produite jar exemple à partir de la section droite maximale 27 par un usinage correspondant et elle n'est inférieure à cette section que d'une faible valeur. Elle présente cependant un moment résistant polaire bien plus faible que la dite section 35 et elle peut être utilisée, de même que la section droite minimale 26, à l'intérieur du.ressort. Le mode de réalisation de la Fig.2 correspond sensiblement à celui de la Fig..1. La seule différence concerne le contour 71 23962 6* 2 0 °7109 -Le carrooe.fîric 33- «lui est très surbaissé. Cot :a action, ;ui est principalement utilisée pour des voitures j.-v-.'~ioul^ièrea .vu de touricac, comporte un ressort à boudin 18 a d'un diamètre relativonant faible s'appuyant sur une coupelle inférieure 17 a 5 -jurcaiasée de façon correspondante. COPY 71 23962 I 2097109 REYZITD ICA" I ? 173 1 ) Dispositif de suspension à roue indépendante pour véhicule, notamment pour véhicule automobile, comportant une jambe 5 élastique se composant d'un amortisseur entouré par un ressort à boudin, l'amortisseur s'accrochant d'un côté sur un support de roue et de l'autre côté sur le châssis du véhicule, caractérisé en ce que les parties (27) des spires de ressort (18, 18a) situées vers l'extérieur par rapport au plan vertical longitudinal central (2C) du véhicule présentent un plus grand moment résistant polaire que les parties de spires (26) dirigées vers l'intérieur. 2 ) Dispositif de suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans les spire du ressort (18, 18 a), on passe graduellement d'une section de grand moment résistant polai- * 15 re (27) à une section de petit moment résistant polaire (26) et inversement. 3 ) Dispositif de suspension suivant l'une quelcoaaue des revendications 1 eu 2, caractérisé en ce que la matière premièrë ' à utiliser pour fabriquer le ressort présente initialement une section 20 droite constante en ce que la différence entre les secrion droite constante et en ce que la différence entre les sections droites est établie ultérieurement par usinage ou for—âge avec ou sans enlèvement de matière. 4 ) Dispositif de suspension suivant 1''une quelconque des re-25 vendications làj,caractérisé en ce que la section droite des spires du ressort (18, 18a) est plus grande à l'extérieur (27) qu'à l'intérieur (26) du ressort. 5 ) Dispositif de suspension suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les sections droites (27, 25) des spires de 30 ressort 18, 18 a) ont une forxe circulaire. 6 ) Dispositif de suspension suivant l'une quëLccrrue des rs'.enf.-cations 1 à 3, caractérisé en ce eue la section irci.e des spires du ressort présente uni forme différente à 1'extérieur (27) ex k l'intérieur (26) . (Fig.5). 35 7 ) Dispositif de suspension suivant la revendication ca ractérisé en ce que les spires de ressort ont à l'extérieur du ressort une section droite circulaire (27) et à l'intérieur une section droite ovale ou aplatie (Fig-.5). GOP^ 71 23962 '8 2097109 S* ) Dispositif de suspension stiivant l'une quelconque des revendications 5 ou 7, caractérisée en ce qu'on utilise comme matière première une barre de section droite circulaire constante . 9 ) Dispositif de suspension suivant l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que le ressort à boudin (l8 a_) entoure relativement étroitement 1'amortisseuF (l4, 15, 16) et en ce que son point d'accrochage 17 a_ sur le cylindre d'amortisseur (l6) est situé à peu prés au milieu de la longueur de ce dernier. 10 )Dispositif de suspension suivant l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que le ressort à boudin a, d'une manière connue, un profil conique dont la section décroit vers le bas. II ) Dispositif de suspension suivant l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce que 1'axe1 géométrique du ressort est décalé par rapport à l'axe de l'amortisseur (29) dans la direction du plan vertical longitudinal central (28) du véhicule. 12') Dispositif de suspension suivant l'une quelconque des revendications I à 11, caractérisé en ce que le ressort à boudin est enroulé de manière que son axe longitudinal géométrique soit incurvé d'une manière connue et en outre en ce que le ressort à boudin est monté entre des coupelles parallèles (17, 17 a, I9,I9a ) iy ) Dispositif de suspension suivant l'une quelconque des revendications I à 12, caractérisé en ce que le ressort à boudin (18, l8 a) est enroulé autour d'un axe rectiligne et s'appuie d'une manière connue contre deux coupelles Inclinées l'une par rapport à 1'autre . COPY