Brevet FR2120167A1 — publié le 19720811

C1 i 2120167 La présente invention se rapporte à une suspension élastique d'essieu pour véhicules automobiles, dans laquelle l'essieu est fixé â deux ressorts oscillants disposés de part et d'autre du milieu du véhicule et composés chacun d'au 5 moins deux lames de ressort. La suspensions est destinée en première ligne à des essieux à ressorts pneumatiques. Les ossieux peuvent être des essieux moteurs ou aussi des essieux tirés. En outre, on peut envisager l'emploi dans des groupes de couronnes de direction, des groupes de lisoirs et des 10 groupes de leviers de commande de fusées. L'invention a pour objectif une suspension légère de l'essieu avec de faibles masses non suspendues. Les ressorts oscillants longitudinaux doivent exercer des fonctions • de stabilisateurs. Même en cas de rupture d'une lame du ressort 15 oscillant, le véhicule doit encore pouvoir se déplacer pour qu'il puisse atteindre un garage de réparation. Dans le cas de la suspension d'essieu susmentionnée, il y a lieu d'établir la distinction entre le cas d'un débattement égal des deux roues portées par l'essieu, selon une 20 translation parallèle de l'essieu et le cas d'un débattement différent de chaque côté. Une paire de lames de ressort solidarisée sur une partie de sa longueur avec l'essieu et formant un ressort oscillant exécute,en cas de débattement égal des deux roues, uniquement un mouvement de rotation autour 25 du point d'articulation du ressort oscillant. La force de rappel du ressort est produite essentiellement par le système de suspension proprement dit, dans le présent cas, donc par une suspension pneumatique. Dans ce cas, le ressort oscillant est sollicité exclusivement ou en majeure partie 30 à la traction. La situation est différente dans le cas d'un débattement inégal des deux roues. L'extrémité d'un paquet de lames de ressort solidarisées avec l'essieu est orientée sensiblement tangentiellement à l'essieu, et à chaque écart vertical entre 35 l'essieu et le châssis correspond un angle déterminé entre l'horizontale et la direction longitudinale du ressort oscillant dans la région de l'essieu. Après un débattement inégal des deux roues de l'essieu, chaque groupe de lames de ressort 71 47701 2120167 constituant un ressort oscillant à la tendance de former l'angle susmentionné, conformément à la course élastique de son côté. Etant donné que les angles qui s'établiraient librement sont différents de part en d'autre en raison du débatte-5 ment inégal, les ressorts oscillants exercent un moment de torsion sur l'essieu, mais l'essieu est normalement plus rigide que les ressorts oscillants, de telle sorte que les deux ressorts oscillants doivent céder. Il se produit donc en complément à la distribution 'statique normale des moments de 10 flexion, telle qu'elle est donnée par les distances entre l'essieu et le ressort pneumatique et l'articulation de pivotement, dans chaque levier oscillant, un moment de flexion, lequel oriente les deux ressorts oscillants, dans la région de l'essieu, dans la même direction par rapport à l'horizontale. 15 Le débattement inégal exerce en outre l'action supplémentaire résidant dans le fait que les lames de ressort doivent également participer à l'inclinaison de l'essieu, de telle sorte qu' elles subiraient:unetorsion dans le sens longitudinal si elles ne pouvaient s'y soustraire au niveau de leur articulation. 20 On essaie de dominer les problèmes technique dont il a été question plus haut par le fait que l'on évite une transmission du moment de torsion au niveau de l'articulation du ressort oscillant,donc par le fait que Ife ressort oscillant est monté de manière libre en ce qui concerne les sollicitations de 25 torsion. Pour l'absorption et le rappel des courses élastiques inégales, on a prévu des stabilisateurs particuliers. Si l'on articule le ressort oscillant de manière telle que l'articulation reprend des fortes torsions, il est nécessaire d'adopter un ressort oscillant. très robuste, ce qui en règle générale 30 porte préjudice aux caractéristiques élastiques des lames de ressort. Si l'on utilise une lame de ressort laminée en forme de parabole, on bénéficie du comportement élastique caractéristique d'un tel ressort en ce sens que l'extrémité affaiblie ou mince du ressort est située du côté du point d'articulation. 35 En raison des fortes sollicitations de torsion en cet endroit, on ne pourrait dès lors utiliser un ressort parabolique pour transmettre les forces de guidage latérales de cette articulation sur l'essieu. 71 47701 3 2120167 L'invention permet de supprimer les inconvénients susmentionnés et d'autres inconvénients encore. L'invention se rapporte donc à une suspension élastique d'essieux pour des véhicules automobiles, de préférence pour 5 des véhicules à suspension pneumatique, dans laquelle l'essieu est fixé à deux ressorts oscillants longitudinaux, composés chacun d'au moins deux lames de ressort et situés de part et d'autre du plan médian longitudinal du véhicule ; la suspension suivant l'invention est caractérisée par le fait 10 qu'une des lames de ressort présente un moment de résistance constant sur toute sa longueur active et est articulée sur le châssis au moyen d'une articulation à- charnière avec un axe d'articulation perpendiculaire au plan médian longitudinal du véhicule, tandis que la deuxième lame de ressort est un ressort 15 parabolique avec un moment de résistance qui diminue en direction de l'articulation â charnière, lame parabolique qui dans la région de l'articulation du ressort oscillant est montée de manière telle qu'elle y est en mesure de transmettre des forces verticales et des forces transversales à l'axe longitudinal du 20 véhicule,tandis qu"'ellê se soustrait,grâce à un jeu approprié,aux forces de torsion agissant en direction longitudinale du ressort oscillant. A leurs extrémités situées au voisinage de l'essieu, des lames de ressort sont solidarisées avec l'essieu, - de telle sorte 25 qu'une torsion autour de l'axe géométrique de l'essieu conduit à une sollicitation de flexion des lames de ressort. La lame de ressort qui a un moment de résistance constant sur toute la longueur présente, dans le cas le plus simple, une section transversale constante sur cette longueur. Cette lame de ressort, 30 appelée pour plus de simplicité lame de ressort "traditionnelle", comprend du côté de l'articulation, un axe d'articulation avec un rouleau de ressort, de telle sorte que ces deux éléments forment une articulation à charnière. La lame de ressort traditionnelle peut, dès lors, transmettre- outre des. forces de trac-35 tion et de flexion, essentiellement des forces de guidage latérales sur l'essieu. En ce qui concerne les fcrces de flexion prenant naissance lors de l'action élastique, cette lame de ressort est toutefois, dans une large mesure, soulagée par le 71 47701 4 2120167 ressort parabolique, qui, quant à lui , ne transmet pas de moment de torsion ou seulement des moments de torsion très réduits, dans l'articulation du ressort oscillant.Par ressort parabolique, on entend en général une lame de ressort dont 5 l'épaisseur et dès lors la section transversale, dans le sens de la longueur de ressort, varie comme line fonction parabolique. L'essieu peut être disposé au-dessus ou au-dessous de la combinaison de lames de ressort, Notamment pour des essieux 10 moteurs, l'invention prévoit que la lame de ressort traditionnelle est prolongée au-delà de l'essieu, et son extrémité est guidée ou suspendue dans un guidage permettant une course longitudinale ou dans un ©trier à liberté de mouvement longitudinale. D'autres caractéristiques de l'invention sont mentionnées 15 ci-dessous avec référence à -des exemples de réalisation représentés aii dessin annexé, dans lequel La Fig. 1 est une vue en élévation latérale en partie en coupe d'une unité d'essieu tire. La Fig. 2 est une vue -correspondant en substance à celle 20 de la Fig. 1 d'une unité d'essieu moteur. La Fig. 3 est une vue de détail, en élévation latérale, d'une combinaison de lames de ressort. Sur le châssis 10 est vissé un support 12, recevant de part et d'autre de la médiane longitudinale du véhicule un axe 25 d'articulation 14 monté perpendiculairement au plan médian longitudinal du véhicule. Sur chacun de ces deux axes est, conformément à l'invention, articulé vin ressort oscillant formé par le les lames de ressort 16 et 18. Le ressort oscillant est relié d'une manière rigide au corps d'essieu tabulaire portant les 30 roues du véhicule. En outre, il est relié rigidement, au ressort oscillant et à l'essieu tubulaire,un bras de support 22 orienté à partir de l'essieu: tubulaire dans le sens cpposé au sens d'avancement du véhicule, bras de support qui forme le support inférieur d'un ressort pneumatique sur 1*extrémité 35 supérieure duquel s'appuie le châssis 10. Tous les éléeents sus-mentionnés3 à l'exception du châssis et de l'essieu tubulaire, sont prévus en double •exeiEplaire, c " -e st -à-dire ©m tm exeMplaïre «de part et d'autre de l'axe li3n.^Ltxiâ±nal œdiaBL âaa ^Mcule. 71 47701 5 2120167 Les bras de support peuvent être reliés par un pont commun, qui contient les soufflets des ressorts pneumatiques. La lame de ressort 16 est une lame de ressort traditionnelle, ce qui veut dire qu'elle a une section transversale con-5 stante sur toute sa longueur. Son extrémité articulée a la forme d'un rouleau de ressort 26 (voir le dessin), qui entoure sans jeu .ou sans jeu sensible une douille cylindrique 28, laquelle entoure également sans jeu l'axe de ressort 14 autour duquel peut tourner la douille avec le rouleau de ressort. La 10 lame du ressort 16 entoure l'axe sur toute sa largeur, qui a une valeur telle que l'articulation 26,28,14 fait fonction d'articulation à charnière, qui est également en mesure de transmettre des forces de guidage latérales entre l'essieu tubulaire et le châssis. 15 La deuxième lame de ressort 18 constituant le ressort oscillant a la formé, d'un ressort parabolique, parce que ce type de ressort, en raison de ses caractéristiques, est particulièrement adapté à servir de ressort pour un véhicule automobile. Son moment résistant et son moment d'inertie augmentent 20 à partir du point d'articulation en 14 vers le point de fixation sur l'essieu tubulaire. Le point le plus faible est donc situé à proximité de l'articulation à charnière 14,28,26. L'extrémité la plus faible 30 du ressort parabolique entoure le rouleau de ressort 26 de manière telle que le ressort parabolique, pour un 25 même dêbattement de l'essieu des deux cotés du véhicule, ne doit pas transmettre de forces de traction. Lorsque l'essieu tubulaire, par suite d'un débattement inégal, au lieu d'occuper une position perpendiculaire au plan longitudinal médian du véhicule, vient occuper une position inclinée par rapport à ce plan, 30 le ressort oscillant 16,18 plie et se tord et le centre du rouleau 30 du ressort parabolique se déplace par rapport au centre du rouleau 26 de la lame de ressort traditionnelle. Pour permettre cette course, le rouleau de ressort 30 est, comme représenté, de forme elliptique ou ovale, de telle sorte que dans 35 le sens longitudinal du véhicule, il subsiste un jeu vers l'avant et vers l'arrière à l'égard du rouleav. de ressort 26. Le jeu est désigné par a et b. En outre il existe également 71 47701 6 2120167 en direction verticale entre les deux rouleaux de ressort, donc en direction du petit axe de l'ellipse formée par le rouleau du ressort parabolique, un faible jeu ayant une valeur telle que le ressort parabolique ne doit pas transmettre de force de torsion 5 par ce rouleau de ressort, ou ne doit transmettre des forces de torsion qui ne présentent, aucun danger pour ce ressort. L'extrémité articulée, faible ou mince, du ressort parabolique n'est donc pas sollicitée à la torsion. Ce jeu vertical est désigné par c. 10 Entre les lames de ressort 16 et 18 est serrée une cou che intermédiaire 32. A l'extrémité de serrage, les deux lames de de ressort 16 18 sont fixées l'une à l'autre par un boulon 3^ qui les traverse toutes deux, boulon qui est vissé dans une plaque d'ajustage 36 présentant un trou oblong, plaque qui, à 15 son tour, après l'ajustage, est soudée sur l'essieu tubulaire 20. Les trous oblongs dans les éléments intermédiaires servent donc à l'ajustage du ressort oscillant par rapport à l'essieu tubulaire. Le dispositif pour l'assemblage de l'essieu tubulaire, du bras de support et du ressort oscillant est représenté au 20 dessin. Deux étriers en U 38 sont placés sur l'essieu tubulaire 20 de manière telle qu'entre leurs branches vient se placer la combinaison de lames de ressort 18,16. Les extrémités de ces étriers en U passent par des forures 40,42 dans le bras de support 22, et par des écrous 46,48 posés extérieurement 25 sur le bras de support, le bras de support, le ressort oscillant et l'essieu tubulaire sont solidement assemblés. Dans cette disposition, les forces de traction, les forces de guidage latéral et les forces de torsion sont reprises par la lame de ressort traditionnelle, tandis que le ressort para-30 bolique participe exclusivement, ou presque exclusivement, à la seule absorption de forces de flexion, grâce à la caractéristique de flexion avantageuse qui lui est propre. En cas de rupture d'un des ressorts, l'autre est encore suffisant pour permettre au véhicule de se déplacer jusqu'à un garage, de réparation. 35 Outre la couche intermédiaire 32, il est prévu une autre couche intermédiaire 50 entre le bras de support 22 et le _ ressort parabolique. Les deux couches intermédiaires 32 et 50 sont en polyamide. 71 47701 7 2120167 Dans la forme de réalisation représentée à la Fig. 2, destinée en particulier aux essieux moteurs, la lame de ressort traditionnelle est prolongée au-delà de la verticale 52 passant par . l'essieu jusque dans la région du ressort pneumatique 24. Son 5 extrémité est guidée.en 5^ avec le maintien d'un jeu vertical et d'une possibilité de dilatation en direction longitudinale. Cela peut être réalisé par une suspension à articulation en ciseaux ou plus simplement par des joues d'un guidage appliqué latéralement contre la lame de ressort. Dans cette forme de 10 réalisation, l'arbre 56 du véhicule et dès lors l'essieu tubulaire 20, est disposé au-dessous du ressort oscillant 16, 18.. Dans ce cas, comme cela est habituel ou nécessaire pour des essieux moteurs, le ressor^ oscillant couvre une plus grande longueur et est,pour cette raison, étayé sur une partie de sa 15 longueur, à partir du serrage rigide. Cela a lieu d'une manière simple par un prolongement du bras du support qui ici porte le chiffre de référence 58, vers l'avant (élément 60). La suspension pneumatique de l'essieu moteur, décrite ci-dessus, permet également d'équiper d'une suspension 20 pneumatique les véhicules qui à l'origine avaient été conçus pour une suspension à lames de ressort. De ce fait, les caractéristiques de suspension sont améliorées, et il est possible d'exécuter des opérations de montée et de descente en vue du changement des superstructures. Le ressort' parabolique est donc 25 étayé sur la moitié de sa longueur, ce qui en facilite le dimensionnement. Le ressort parabolique sert en première ligne à stabiliser le véhicule autour d'un axe longitudinal, par exemple en cas de trajet dans les virages. Le travail de suspension élastique est assuré en majeure partie par les ressorts pneumati-30 ques. En cas de doute, toutes les caractéristiques ici décrites et/ou représentées sont à considérer comme essentielles pour l'invention, individuellement ou en combinaison judicieuse quelconque. La protection est demandée pour tout ce qui est, objectivement, susceptible de protection. ' -*«• COPY 71 47701 8 2120167 REVKHDI CATION S 1. Suspension d'essieu pour véhicule automobile, 5 caractérisée par le fait que l'une des lames de ressort (16) a un moment de résistance constant sur toute sa langueur efficace et est articulée sur le châssis (10) au moyen dtme articulation à charnière (14,26) avec un axe d'articulation perpendiculaire au plan médian longitudinal du véhicule, tandis qu'une 10 deuxième lame de ressort est un ressort parabolique (18) avec un moment de résistance qui diminue en direction de l'articulation à charnière (14,26), ressort parabolique qui, dans la région de l'articulation (14,26) du ressort oscillant.est monté de manière telle qu'il y est en mesure de transmettre des 15 forces verticales mais qu'il se soustrait, de préférence grâce à un jeu approprié à son point de palier, aux forces -de torsion agissant en direction longitudinale du ressort oscillant. 2. Suspension d'essieu selon la revendication 1, caractérisé par le fait que de chaque côté du véhicule, il est prévu 20 une seule lame de ressort (16) ayant un moment de résistance constant sur toute sa longueur (lame de ressort traditionnelle). 3- Suspension d'essieu selon la revendication 1, caracté risée par le fait que de chaque côté du véhicule, il est prévu un seul ressort parabolique (18). 25 4. Suspension d'essieu selon la revendication 1, carac térisée par le fait que de chaque côté du véhicule, il est prévu une seule lame de ressort traditionnelle (16) et un seul ressort parabolique (18). 5. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des reven-30 dications de 1 à 4, caractérisée par le fait que la lame de ressort traditionnelle (16) a une section transversale constante sur toute sa longueur. 6. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisée par le fait que la lame de res- 35 sort traditionnelle (16) entoure, dans l'articulation à charnière (14,26), un axe de charnière (14) au moyen d'un rouleau de 71 47701 9 2120167 ressort (26),ët que l'extrémité (30) du ressort parabolique (18) est recourbé autour de ce rouleau de ressort. 7. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisée par le fait que la lame de ressort 5 traditionnelle (16) (lame de ressort à moment de résistance constant sur toute sa longueur) est disposée au-dessus du ressort parabolique (18). 8. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de 1 à Tj caractérisée par le fait que l'extrémité (30) 10 du ressort parabolique (18) recourbée autour du rouleau (26) de la lame dé ressort (16) entoure ce rouleau de ressort avec un jeu vertical (c). 9- Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de là 8, caractérisée par le fait que l'extrémité 15 (30) du ressort parabolique entoure le rouleau de ressort (26) avec un jeu (a,b) dans la direction longitudinale du véhicule. 10. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de. 1 à 9j caractérisée par le fait que la lame de ressort (16) et le ressort parabolique (18) sont serrés rigide- 20 ment sur l'essieu (20). 11. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de 1 à 10, caractérisée par le fait- qu'elle est combinée avec un ressort pneumatique (24). 12. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des 25 revendications de là 11, caractérisée par le fait que l'essieu (20), la lame de ressort (16), le ressort parabolique (18) et un bras de support (22, 58) recevant les extrémités côté essieu des ressorts pneumatiques (24) sont assemblés par serrage. 13. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des reven- 30 dications de 1 à 12, caractérisée par le fait que la combinaison des lames de ressort (16,18) est située au-dessous de l'essieu (20). 14. Suspension d'essieu selcai l'une quelconque des revendications de 1 à 12, caractérisée par le fait que la combinaison 35 des lames de ressort (16,18) est disposée au-dessus de l'essieu (20). 71 47701 ■10 2120167 15- Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de 1 à 14, caractérisée par le fait que le bras de support (58,60) est en porte-à-faux vers l'avant et étaie la combinaison des lames de ressort (16,18) sur une partie de Ç sa longueur. 16. Suspension d'essieu selon la revendication 15, caractérisée par le fait que la combinaison des lames de ressort (16,18) est étayée sur la moitié de la distance entre l'essieu (20) et l'articulation à charnière (14,20). 17. Suspension d'essieu selon l'une quelconque des revendications de 1 à 16, caractérisée par le fait que la lame de ressort traditionnelle (16) est, au-delà de son point d'assembla ge par serrage avec l'essieu (20),prolongée vers l'arrière et est, à proximité de son extrémité postérieure, guidée de jÇ manière telle qu'elle garde sa liberté de mouvement longitudinal mais qu'elle est toutefois empêchée d'exécuter un mouvement latéral. 18. Suspension d'essieu selon la revendication 17, carac térisêe par le fait, que la lame de ressort traditionnelle est, %P par son extrémité postérieure ou à proximité de son extrémité postérieure, accrochée dans une jumelle (54) à mobilité longitudinale, par exemple une jumelle à ciseaux.