Brevet FR2384166A1 — publié le 19781013

La présente invention est relative à un ressort de commande de déplacement qui présente la forme d'un ressort hélicoïdal, dont la courbe caractéristique de fonctionnement est non linéaire et qui est destiné en particulier aux voitures de course. Des ressorts de tous types sont actuellement encore principalement réalisés en acier à ressort qui répond généralement aux exigences que l'on en attend. Lorsque l'on utilise des ressorts hélicoidaux en tant que ressorts de commande de déplacement, la courbe caractéristique de fonctionnement est généralement déterminée de telle manière que pour obtenir un bon confort et une sécurité satisfaisante sur route, l'essentiel de la masse de la voiture oscille à la même fréquence propre de carrosserie, pour toutes les modifications de charge. La condition d'une fréquence propre de carrosserie constante est remplie avec une courbe caractéristique de fonctionnement progressive. Lorsque l'on utilise un ressort hélicordal super-progressif, la courbe caractéristique de fonctionnement progressive du ressort est obtenue par enroulement d'une baguette cônique pour constituer un ressort. Malgré l'utilisation d'un ressort hélicoïdal à courbe caractéristique de fonctionnement super-progressive, il subsiste encore dans le cas de la construction des voitures de course, le besoin d'améliorer la tenue de route aux grandes vitesses, et de réduire le poids de la masse du ressort en utilisant un ressort de commande de déplacement qui permet d'atteindre une fréquence propre constante pour tous les changements de charge. La présente invention a en conséquence pour but de pourvoir à, un ressort de commande de déplacement de forme hélicoldale, qui présente une courbe caractéristique de fonctionnement non linéaire, qui possède une fréquence propre très élevée, afin d'améliorer la tenue de route des voitures de course, et de réduire de façon notable la masse du ressort Ce but est atteint conformément à 1 ' invention, en réalisant le ressort de commande de déplacement en alliage de titane. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le ressort de commande de déplacement est réalisé en alliage de titane dont la teneur en titane est d'au moins 85 % en poids. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'ob jet de l'invention, le ressort de commande de déplacement est réalisé en un alliage de titane qui contient en outre de l'aluminium et du vanadium. Selon encore un autre mode de réalisation préféré de l'objet de l'invention, le ressort de commande de déplacement est réalisé en alliage de titane qui contient en outre du molybdène et de l'étain. Du fait de l'utilisation d'alliage de titane comme matériau pour la réalisation d'un ressort de commande de depla- cement de forme hélicoPdale, à courbe caractéristique de fonctionnement non-linéaire, ce ressort de commande de déplacement conforme à l'invention présente par rapport aux ressorts de commande de déplacement connus antérieurement, l'avantage extraordinaire d'éviter qu'il n'apparaisse des excitations supplémen-. tares aux grandes vitesses de la voiture ou en cas de trépidations du moteur, car la fréquence propre du ressort de commande de déplacement conforme à l'invention est pratiquement deux fois plus élevée que celle d'un ressort de commande de déplacement en acier. Le ressort de commande de déplacement conforme à l'invention a pour autre avantage d'être d'un poids sensiblement plus faible que celui d'un ressort de commande de déplacement en acier, comparable, soumis à des efforts identiques. La tenue de route de la voiture de course est sensiblement améliorée et l'on obtient une réduction de poids notable. Pour montrer et faire comprendre le progrès considEra- ble que représente le ressort de commande de déplacement conforme à l'invention par rapport aux ressorts connus antérieurement, l'on trouvera ci-après un tableau comparatif qui met en évidence de nombreuses caractéristiques importantes d'un ressort de commande de déplacement réalisé dans l'acier à ressort de la meilleure qualité, conformément à l'état de l'art, ainsi que d'un ressort de commande de déplacement en alliage de titane conforme à la présente invention. TABLEAU Ressort de commande Ressort de commande de déplacement en de déplacement en al acier à ressort de la liage de titane con meilleure qualité forme à la présente (Etat de la technique) invention Fréquence propre (1/min) 8,4 Tkh 103 15,7 Tkh 103 avec t =tension de - . - de levée k h k h Poids spécifique (g/cm3) 7,85 4,5 Module d'élastici té au cisaillement 8,000 4,000 G (kp/mm2) Il ressort clairement de ce tableau que le ressort de commande de déplacement conforme à la présente invention présente une fréquence propre qui est pratiquement le double de celle du ressort de commande de déplacement connu dans l'état de la technique ; en outre, les ressorts de commande de déplacement correspondants connus dans l'Art antérieur, sont pratiquement deux fois plus lourds que les ressorts de commande de déplacement conformes à la présente invention, et le module d'élasticité au cisaillement d'un ressort de commande de déplacement conforme à l'invention est égal à la moitié de la valeur du module d'élasticité au cisaillement des ressorts de commande deplacement conformes à l'état de la technique. Ces trois caractéristiques numériques des ressorts de commande de dépla- cement conformes à l'invention comparées à celles d'un ressort de commande de déplacement correspondant en acier à ressort de la meilleure qualité, conforme à l'état de la technique, mettent en évidence en particulier que,pour une tension de levée identique du ressort de commande de déplacement, l'on peut obtenir une fréquence propre double et un poids qui est de moitié pour le ressort de commande de déplacement conforme à l'invention. L'une des applications essentielles de l'objet de l'invention est représentée par le fait que le ressort héli cotidal conforme à l'invention peut entre utilisé en tant que ressort de soupape, en particulier dans les moteurs à combustion interne de voitures de course. En effet, dans toutes les commandes de soupape qui fonctionnent avec des ressorts hélicoldaux en acier comme ressorts de soupape, dans les moteurs à combustion interne, l'on rencontre le problème des oscillations du ressort des que les vitesses atteignent un certain niveau. I1 peut se produire,lors- que l'on utilise des ressorts de soupape en acier à ressort, des oscillations indésirables des ressorts de soupape, dues à la fréquence propre des ressorts de soupape. Aux grandes vitesses, par exemple dans la construction de moteurs de course, l'on ne parvient que rarement à établir la fréquence propre des ressorts de telle manière qu'elle ne soit excitée par aucune harmonique du déplacement de la soupape. En réalisant les ressorts de soupape de forme hélicoi- dale, destinés plus particulièrement aux moteurs à combustion interne pour les voitures de course qui roulent à grande vitesse, en alliage de titane, conformément à la présente invention, on a pu leur conférer une fréquence propre très élevée. Ces ressorts de soupape présentent les avantages qui ont été énoncés plus haut et il s'ensuit de ces avantages que du fait de la plus grande légèreté des masses déplacées dans la soupape, les forces dues à ces masses, qui apparaissent dans la soupape, sont considérablement réduites. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore-d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un ressort de commande de déplacement conforme à l'invention ; - la figure 2 met en évidence la non-linéarité de la courbe caractéristique de fonctionnement du ressort de commande de déplacement conforme à l'invention - les figures 3, 4 et 5 montrent la forme instantanée d'un res sort de commande de déplacement de forme hélicoldale conforme à l'invention, aux points correspondants de la courbe carac téristique de fonctionnement de la figure 2, et - la figure 6 représente le ressort conforme à l'invention dans son application en tant que ressort de soupape. I1 doit être bien entendu toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. La noc-linéarité de la courbe caractéristique de fonctionnement du ressort de commande de déplacement conforme à la présente invention ressort très nettement de la description qui précède,ainsi-que des dessins annexés. I1 résulte de la description qui précède que, quels que soient les modes de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient un ressort de véhicule à moteur utilisable en tant que ressort de commande de déplacement et en tant que ressort de soupape, qui présente par rapport aux ressorts de véhicule à moteur antérieurement connus, des avantages importants dont certains ont été mentionnés dans ce qui précède, et dont d'autres avantages ressortiront de l'utilisation dudit ressort de véhicule à moteur. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent autre décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVEND ICAT IONS 1. Ressort de véhicule à moteur utilisable en tant que ressort de commande de déplacement et en tant que ressort de soupape, caractérisé en ce qu'il est réalisé en alliage de titane. 2. Ressort de véhicule automobile selon la Revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé en un alliage de titane dont la teneur en titane est d'au moins 85 % en poids. 3. Ressort de vehicule à moteur selon la Revendication 2, caractérisé en ce que cet alliage de titane contient en outre de l'aluminium et du vanadium. 4. Ressort-de véhicule à moteur selon l'une quelconque des Revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que cet alliage de titane contient en outre du molybdène et de l'étain.