Brevet FR2201195A1 — publié le 19740426

L'invention concèrne une suspension pour une roue indépendante et plus particulièrement une suspension pour une roue motrice d'un véhicule automobile. L'invention a, d'une façon générale, pour objet une suspension permettant de réaliser l'entratnenenty la direction et la suspension d'une roue de véhicule, de façon que cette roue puisse pivoter dans un plan horizontal et dans un plan vertical. Un autre objet de l'invention est de réaliser un véhicule comprenant un nombre quelconque de roues reliées à des suspensions indépendantes qui pernettent une comnande, une direction et une suspension indépendantes de toutes les roues. Un autre objet enfin de l'invention est une suspension munie d'un bras de levier à ressort capable de supporter une roue dans une position verticale, et dans laquelle la force de rappel du ressort peut être réglée. L'invention vise une suspension prise en elle-marne ou en combinaison avec un véhicule possédant un palier vertical, comprenant un pivot vertical tournant dans le palier préaité, un pivot horizontal dont l'axe s'étend transversalenent à partir du pivot vertical, un bras de levier monté sur le pivot horizontal, ayant une extrémité libre espacée radialement de ce dernier, et pouvant tourner autour de l'axe précité, un axe de roue monté à l'extrémité té libre du bras de levier et susceptible de maintenir une roue dans un plan vertical quand la suspension est montée dans sa po- sition normale de travail, et un système de ressort relié au bras de levier de façon que celui-ci puisse osciller vers le haut et vers le bas autour de l'axe précité sous l'action du système de ressort lorsque la suspension est dans sa position nor malte de travail. On va maintenant décrire à titre d'exemples et en se référant aux dessins annexés deux modes de réalisation de l'invention. La figure t est une vue latérale d'un premier mode de réalisation d'une suspension et de la roue associde, en position normale de travail. Ls figure 2 est une coups par 2-2 de la figure 1. La figure 3 C9t une coupe par 3-3 de la figure 2. La fixe 4 est une coupe partielle par 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une coupe analogue à la figure 2 mais mon tract un second mode de réalisation de l'invention. la figure 6 est une vue à plus grande échelle de la partie supérieure de la suspension représentée sur les figures 2 et 5. Si lton se reporte maintenant aux dessins, on voit que la suspension est montée sur une plaque normalement horizontale 1 qui fait partie du châssis d'un véhicule. Un tube vertical 2 forme un palier pour un pivot tubulaire 3. Le tube 2 est de préférence soudé en 4 à la plaque horizontale 1 et lui est ainsi rigidement fixé. Bien entendu, le tube 2 pourrait être fixé au chasse du véhicule d'une façon différente, par soudage, boulonnage ou moyen analogue, par exemple contre une plaque ou une pièce verticale du châssis. Le tube 2 peut être remplacé par d'autres élé- ment s équivalents susceptibles de supporter un pivot en position verticale. Une poulie 5 est fixée sur l'extrémité supérieure du pivot 3 et tourne avec lui. L'extrémité inférieure du pivot 3 pénètre à travers une ouverture de la paroi supérieure d'un bottier 6 qui délimite une chambre à engrenage 7, et est fixée au bottier 6 par soudure en 8 ou par un moyen analogue, par exemple par boulonnage. Une bague 9 est montée entre l'extrémité inférieure du tube 2 et la surface supérieure du bottier 6 pour contrôler la poussée exacte de la suspension. Si l'on se réfère maintenant particulièrement aux figures 1 à 4, on y oit un manchon 10 fixé par une extrémité contre une paroi latérale du bottier 6 et qui s'étend transversalement et radialement par rapport à cette paroi et au tube vertical ou palier 2. Un pivot tubulaire Il s'étend à l'intérieur du manchon 10 et y est maintenu de façon concentrique et rotative par une paire de paliers de poussée 12. Le pivot 11 possède un rebord extérieur 13 contre lequel est fixé un bras de levier creux constitué par deux plaques complémentaires 14, 15 qui définissent un bottier formant une chambre à engrenage 16; 11 extrémité supérieure de la plaque 14 est fixée contre le rebord 13 de façon que le bras de levier pivote en bloc avec ce rebord. Un ressort de torsion 17 est monté autour du manchon 10, et son extrémité supérieure est fixée par une vis avec un boulon 18 au rebord 13 du pivot 11, tandis que son extrémité inférieure 19 prend appui contre l'un de deux boulons 20 fixés à des prolongements de la paroi du bottier 6. L'extrémité 19 du ressort 17 peut simplement buter contre l'extrémité d'un boulon 20 coalnee le montre la figure 3, ou bien être enroulée autour de l'extrémité du boulon. Il doit être bien entendu que l'ensemble constitué par une roue et son bras de levier porteur doit pouvoir être placé aussi bien à la gauche qui la droite d'un véhicule; l'extrémité 19 du ressort de torsion 17 bute alors de façon correspondante contre l'un ou l'autre des deux boulons 20, et, dans chacune de ces positions, sollicite le bras de levier. Un axe 21 muni d'une bride 22 peut tourner, grâce à deux paliers 23, sur l'extrémité inférieure libre du bras de levier constitué par les plaques 14 et 15. Un moyeu 24 portant une jante est fixé sur la bride 22, et un pneumatique 25 est monté sur cette jante. Une transmission aboutissant à l'axe 21 comprend un arbre 26 placé axialement à à. l'intérieur du pivot 3 et supporté par des paliers 27 fixés à l'intérieur du pivot aux extrémités opposées de celui-ci. Un pignon conique 28 est calé sur l'extrémité inférieure de l'arbre 26. Un axe 29 est porté axialement à l'intérieur du pivot 11 par des paliers 30 fixés aux extrémités opposées de l'axe 29. Un pignon conique 31 est calé sur une extr6- mité de 11 axe 29, s'étend dans la chambre 7 et y engrène avec le pignon 28. Une roue dentée 32 est calée sur l'extrémité extérieure de l'axe 29 et s'étend dans la chambre 16 du bras de levier. Une roue dentée 33 est calée sur l'axe 21 et est en prise avec la roue 32, de sorte que la rotation de l'arbre 26 met en rotation l'axe 21 et la roue qu ' il porte. En fonctionnenent normal, quand la roue dentée 33 tourne et que le pneumatique ?5 vient en contact avec un trou ou une bosse, la'différence de vitesse angulaire qui en résulte exerce une force sur la transmission comprenant l'arbre vertical 26 et contrarie la force d' entraSneraent exercée sur l'arbre 26. Pour réduire l'action de cette différence de vitesse sur la transmission, l'arbre vertical 26 est entrané par l'intermédiaire d'une poulie 34 montée élastiquerient et librement sur l'extrémité supérieure de 11 arbre 26. ITn ressort de torsion 35 est enroulé autour de l'arbre 26. ne extrémité 36 du ressort 35 est fixée à la poulie 34, et l'autre extrémité 37 du ressort 35 est fixée à un disque de butde 38 maintenu luimeame contre ltextrérnite de l'arbre 26 par un vis 39 et une clavette 40 ou par un autre moyen équivalent appro )rlé. On voit que, quand une vitesse angulaire différentielle est transmise à l'arbre 26, la force produite est transmise par le disque 38 au ressort 35 qui l'absorbe au moins partiellement. Par suite, aucun effort ou seulement une faible force n'est transmis a la poulie motrice 34 en cas de rebondissement de la roue. Le second mode de réalisation représenté sur la figure 5, s'applique à une roue jumelée qui possède tous les éléménts du premier mode de réalisation, avec quelques différences que l'on va maintenant décrire. La chambre à engrenage est constituée par un boîtier 6' de forme générale carrée ou rectangulaire, Un axe transversal 29' traverse le pivot 11 de part et d'autre du bot- tier 6'. Le pneumatique 25' situé à l'extrémité gauche de la roue jumelée est supporté, entratné et dirigé par un mécanisme simi laire à celui qui a été décrit avec référence à la figure 2, et qui n1 est donc ni représenté ni décrit en détail. On notera que chaque roue est supportée individuellement et peut rebondir pour un meilleur fonctionnement. Des boulons 20' s'étendent le long de la surface inférieure du bottier 6', entre des prolongements de celui-ci dirigés vers le bas, et constituent des butées pour l'extrémité 19 de chaque ressort de torsion 17. Dans les deux modes de réalisation de l'invention, une plaque 41 est maintenue à une certaine distance du bottier 6 ou 6' et délimite un espace dans lequel l'extrémité 19 de chaque ressort 17 peut se déplacer. On se rend facilement compte que la direction est assurée par la rotation de la poulie 5 fixée sur le pivot tubulaire 3 et qui provoque la rotation de ce dernier autour de son axe longitudinal. Le bottier 6 ou 6' fixé au pivot 3 tourne avec ce dernier et fait pivoter le pivot 11, le bras de levier 14,15 et la roue dans un plan horizontal autour de l'axe longitudinal du pivot 3. Comme expliqué précédemment, les ressorts de torsion 17 réalisent un amortissement indépendant de chaque roue associée dans un plan vertical. Les deux butées constituées par les boulons 20 ou 20' permettent le positionnëment de la roue en avant ou en arrière du pivot tubulaire 29 ou 29'. L'entratnement de chaque roue est produit par la rotation de la poulie 34, qui tord le ressort 35 associé, de préférence sans dépasser sa limite d*élasticité, de façon à transmettre la force motrice à l'arbre 26 par l'intermédiaire du ressort 35 tout en conservant une élasticité suffisante de ce dernier pour absorber la force induite mentionnée précédemment. I1 est clair que les suspensions suivant l'inventionpeuvent être montés sous un véhicule de fanon que ce dernier soit supporté par un certain nombre de roues qui peuvent castre indépendamment dirigées, suspendues et entratnées, ce véhicule constituant un véhicule tous terrains, On notera que pour positionner la transmission des roues à l'intérieur du système de suspension, le pivot 2, le pivot 10 et le bras de levier 14,15 doivent être creux et communiquer les uns avec les autres.En outre, en raison du fait que les roues sont des roues motrices, elles doivent hêtre disposées dans un pfan/Rd- calé horizontalement par rapport au pivot vertical et au dispositif annexé, à savoir les pièces 1 et 2; en outre, l'axe transversal du pivot 10 et, par suite, de l'axe 29, coupe l'axe vertical du pivot 3. En dépit de ce décalage, la roue unique des figures 1 à 4 peut être montée à la gauche ou à la droite du véhicule, la roue ee trouvant constarnent à l'extérieur du pivot 3 et en arrière de ce pivot. Ainsi, suivant que la suspension est montée à gauche ou à droite du véhicule, le bras de levier 14,15 tourne en sens opposé par rapport à la verticale passant par le pivot 3. Le bras de levier 14,15 peut donc tourner dans les deux sens autour de l'axe transversal, et les ressorts 17 peuvent agir dans les deux sens de rotation pour solliciter le bras de levier dans l'une quelconque de ses deux positions normales. Dans ces deux positions normales, la ligne joignant l'axe de la roue au pivot transversal est inclinée d'un côté quelconque du pivot vertical. REVENDICATI()NS 1. Suspension utilisable en association avec un palier fixé à un véhicule et déterninant un axe de pivotement vertical, caractérisée en ce quelle comprend un pivot vertical qui tourne dans le palier précité autour de l'axe précité, un pivot horizontal porté par l'extrémité inférieure du pivot vertical et dont l'axe s'éloigne de ce pivot transversalement à l'axe de pivotement vertical précité, ce dernier coupant l'axe de pivotement du pivot horizontal, un bras de levier monté sur le pivot horizontal, pouvant tourner autour de l'axe transversal précité et possédant une extrémité libre espacée radialement de ce pivot, un axe de roue monté sur l'extrémité libre du bras de levier et capable de maintenir une roue dans un plan vertical quand la suspension est montée dans sa position normale de travail, et un système de ressort relié au bras de levier et à l'ensemble des pivots précités de façon que ce bras de levier puisse tourner autour de l'axe transversal précité contre l'action du système de ressort quand la suspension est maintenue dans sa position normale de travail. 2. Suspension suivant la revendication 1,caractérisée en ce que le pivot vertical, le pivot horizontal et le bras de levier sont creux et communiquent les uns avec les autres, et qu'une transmission s'étend à travers les pivots et le bras de levier et est reliée à une extrémité i l'axe de la roue, tandis qu'un raccord de transmission est prévu à l'autre extrémité de cette transmission pour l'entratner avec l'axe précité de la roue. 3. Suspension suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'au pivot vertical est fixée uns commande de direction qui le fait pivoter autour de l'axe vertical précité dans le palier vertical précité. 4. Suspension suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le pivot horizontal s'étend latéralement de part et d'autre du pivot vertical, que le bras de levier précité est monté sur ce pivot horizontal d'un conté du pivot vertical, qu'un se- cond bras de levier est monté du c8té opposé du pivot vertical, possède une extrémité libre placée à une certaine distance radiale du pivot horizontal et peut tourner autour de l'axe transver sal précité, et qu'un second axe de roue est monté sur l'extr6- mité libre du second bras de levier et maintient une roue dans un plan vertical quand la suspension est montée dans sa position normale de travail. 5. Suspension suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le raccord de transmission comprend un organe tournant monté sur la transmission et un dispositif élastique reliant cet organe tournant à la transmission de façon qu'une rotation exercée sur la transmission par la rotation du bras de levier soit amortie par le dispositif précité. 6. Suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pivot horizontal possède une extrémité extérieure écartée du pivot vertical, que le bras de levier est monté sur cette extrémité extérieure et s'étend radialement par rapport à elle, et que le système de ressort est constitué par un ressort de torsion enroulé autour du pivot horizontal et venant en prise par une extrémité avec le pivot vertical et par son autre extrémité avec le bras de levier, de sorte que dans sa position normale de travail, l'extrémité libre du bras de levier est sollicitée vers le bas. 7. Suspension suivant l'ensemble des revendications 2 et 5, caractérisée en ce que le pivot vertical et le pivot horizontal sont tubulaires, et que la transmission comprend un premier arbre qui s'étend à l'intérieur du pivot vertical, à l'extrémité supérieure duquel est monté l'organe tournant et à l'extréhitd inférieure duquel est fixé un pignon conique, un second arbre qui s'étend à l'intérieur du pivot horizontal, à une première extré- mité duquel dst fixé un pignon conique en prise avec le pignon calé sur l'extrémité inférieure du premier arbre, et à la seconde extrémité duquel est fixée une roue dentée en prise avec une roue dentée fixés sur l'axe de roue précité de manière que la rotation de organe tournant faese tourner cet axe de roue, l'ensemble pignons-roues dentées étant placé dans le bras de levier creux. 8. Suspension suivant ltensemhSe des revensications 5 et 7, caractérisée en ce que le dispositif élastique est un ressort de torsion dont une extrémité est fixée à l'organe tournant et dont l'autre extrémité est fixée à l'extrémité supérieure du premier arbre. 9. Suspension suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le pivot vertical, le pivot horizontal et les deux bras de levier sont creux et communiquent les uns avec les autres,et comprenant en outre des transmissions qui s'étendent à l'inté rieur du pivot vertical, du pivot horizontal et des bras de levier, sont reliées par une extrémité aux axes de roues et dont l'autre extrémité possède un raccord de transmission pour entraîner ces transmissions et les axes des roues associées. 10. Suspension suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le pivot vertical possède deux butées dirigées l'une vers l'autre pour l'extrémité précitée du ressort de torsion, de sorte que le bras de levier peut Qtre placé d'un cté ou de l'autre de l*axe transversal et que l'extrémité précitée vient en prise avec l'autre de ces butées, si bien que le bras de levier est sollicité vers le bas par le ressort quel que soit le côté ou est placé le bras de levier. 11. Véhicule sur roues, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis, un palier tubulaire vertical fixé sur ce châssis, un premier pivot capable de tourner à l'intérieur de ce palier, un second pivot portd par l'extrémité inférieure du premier et s'étendant horizontalement et latéralement par rapport à lui, un bras de levier monté sur le second pivot de façon à tourner dans un plan vertical décalé horizontalement par rapport au palier précité, et ayant une extrémité libre située à une certaine distance de ce palier, un axe de roue monté sur l'extrémité libre du bras de levier, une roue montée sur cet axe dans un plan vertical quand la suspension est dans sa position normale de tra vflil, et un système de ressort relié au bras de levier et à l'ensemble du premier et du second paliers, de sorte que le bras de levier peut tourner autour du second pivot contre l'action du système de ressort quand la suspension se trouve dans sa position normale de travail. 12. Véhicule suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le premier et le second pivots sont creux et communiquent l'un avec l'autre, et comprenant en outre deux arbres moteurs capablee de tourner respectivement dans le premier et dans le second pivot, des engrenages reliant ces arbres l'un à l'autre et à ltaxe de roue précité pour entraîner ce dernier et la roue qui y est montée, un raccord de transmission, et une liaison motrice reliant ce raccord et l'arbre moteur monté dans le premier pivot et permettant la rotation de l'arbre moteur mentionné en dernier lieu par rapport au raccord de transmission pendant le mouvement de rotation du bras de levier autour du second pivot.