Brevet FR2442731A1 — publié le 19800627

La présente invention concerne les suspensions de véhicule qui comprennent un bras de support de roue articulé par rapport à la structure du véhicule, un ressort à grande flexibilité, par exemple un ressort hydro-pneumatique, reliant ce bras à cette structure, et des butées en matière élastomère, limitant le débattement du bras et le contre-débattement du bras. Dans une suspension de ce genre, le ressort hydro-pneumatique prend appui sur le bras porteur ou sur un levier solidaire de celui-ci, à proximité de l'axe d'articulation du bras. La butée limitant le débattement du bras est également disposée à proximité dudit axe-d'articulation de façon à venir au contact du bras, ou d'un levier solidaire de celui-ci, pour un faible débattement du bras. Mais du fait de sa place les efforts transmis par la butée sont très importants en fin de course du bras et de la roue; cela en train d'importantes contraintes dans le bras et dans la structure du véhicule, ce qui implique une construction très résistante. Par ailleurs, la raideur d'une suspension hydro-pneumatique est faible, en dehors de la zone de travail de la butée, pour procurer un bon confort aux passagers du véhicule.Cette raideur augmente rapidement lorsque la butée entre en action et devient supérieure à celle d'un ressort mécanique0 Lorsque le véhicule franchit un obstacle du type cassis ou dos d'âne, l'effort transmis à la caisse est plus important que si la suspens ion était purement mécanique, ce qui se traduit par une forte accélération verticale (phénomène connu sous le nom de talonnement), Ce phénomène est particulièrement impur~ tant à faibles charges car la raideur d'une suspension hydro-pneumatique est proportionnelle au carré de la charge et les caractéristiques sont choisies pour que la raideur soit convenable à pleine charge, c'est-à-dire procure un bon confort à cette charge. Dans une suspension classique, à ressort métallique, dont la flexibilité est relativement faible, la butée limitant le débattement du bras support de roue est placé relativement loin de l'axe d'articulation du bras, par exemple au droit de l'axe de roue. Cette butée ne transmet à la caisse du véhicule que des efforts peu importants puisqu'une grande partie des efforts sont transmis par le ressort métallique, du fait de sa raideur On ne peut prévoir une telle butée dans une suspension hydro-pneumatique dont la flexibilité est grande. En effet, cette butée devrait absorber sur une faible course une grande quantité d'énergie et devrait, par suite, être relativement raide; le phénomène de "talonnement" lorsque le véhicule franchit un obstacle du type précité, serait encore plus sensible. La présente invention, due à la collaboration de MM. André PETITDIDIER et Alain ROCHE, a pour objet une suspension hydro-pneumatique du type ci-dessus qui est perfectionnée notamment de ma nière à procurer une raideur de suspension qui s'accroet progressivement avec la charge du véhicule, d'abord lentement dès les faibles débattements du bras, en particulier pour réduire la flexibilité excessive aux faibles charges, puis plus rapidement pour les débattements importants. La suspension selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte deux butées limitant le débattement, dont l'une, de faible flexibilité, est disposée loin de l'axe d'articulation du bras et agencée pour n'être rencontrée par le bras, ou un levier solidaire angulairement de celui-ci, que pour des débattements importants de ce bras, et dont l'autre, présentant une grande flexibilité, est disposée plus près de l'axe d'articulation que la première butée, et agencée pour être rcontrée par le bras ou un levier solidaire de celui-ci, pour de faible débattements dudit bras La suspension selon l'invention présente les qualités de confort des suspensions hydro-mneumatiques.Mais sa flexibilité diminue progressivement à partir d'un débattement relativement faible, ce qui évite les "talonnements" lors du passage du véhicule sur un obstacle, du type cassis ou dos d'âne. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une suspension selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel La Figure 1 est un schéma de la suspens ion; La Figure 2 montre la variation des efforts à la roue en fonction du débattement de cette roue; La Figure 3 est une vue en élévation d'un mode de réalisation pratique; La Figure 4 en est une vue en plan. A la Figure 1, la suspension comprend un bras 1 qui supporte une roue 2 et est articulé sur la structure 3 d'un véhicule autour d'un axe 4. Le bras 1 est relié à la structure 3 par un ressort pneumatique 5 qui est, par exemple, équipé d'un système hydraulique classique SA de correction de niveau. La structure 3 porte une butée 6, de faible flexibilité, qui est disposée loin de l'axe 4 et a une faible hauteur de sorte qu'elle ntintervient que pour un débattement important du bras. La structure 3 porte également une deuxième butée 7; mais celle-ci présente une grande flexibilité, sensiblement constante avec le débattement. Cette butée 7 est disposée plus prés de l'axe 4 que la butée 6 et a une hauteur plus grande que cette butée 6 de sorte qu'elle intervient pour de faibles débattements du bras. La Figure 2 montre la variation de l'effort F à la roue, en fonction du débattement D du bras 1. La courbe 8 représente les caractéristiques du ressort 5 seul. Au point 9, pour un débattement relativement faible, à partir du débattement DA au repos, le bras 1 rencontre la butée 7 et la courbe 8 se prolonge par la courbe 10 qui est la caractéristique de l'ensemble formé par le ressort 5 et la butée 7. Au point 11, pour un débattement DB, le bras 1 rencontre la butée 6 et la courbe 10 se prolonge par la courbe 12 qui est la caractéristique de l'ensemble formé par le ressort 5 et les deux butées 6 et 7. On voit que la raideur, qui est représentée par la pente de la courbe, augmente progressivement et régulièrement à partir d'un faible débattement. A titre de comparaison, on a représenté en 110, 111 et 112 la caractéristique d'une suspension à ressort mécanique; on voit que cette suspension présente une raideur constante, nettement plus importante que celle d'une suspens ion hydro-pneumatique, jusqu'à l'entrée de jeu, au point 111, d'une butée de fin de course. On a également représenté en 8, 210 et 212 la caractéristique d'une suspension hydro-pneumatique de type usuel; celle-ci présente une gran de flexibilité, pour un fonctionnement à vide (autour du point 8A sur la courbe), ce qui nécessite une butée de débattement entrant en jeu au point 211. Cette butée doit pouvoir absorber une grande quantité d'énergie, qui est représentée par la surface limitée par la courbe, l'axe des abscisses, l'ordonnée du point 8 et celle du point considéré de la courbe.Cette butée doit donc être notablement raide et risque par suite de provoquer des talonnements; on constate, en effet, que, dans la partie supérieure de la courbe 210, la raideur pour un débattement donné est supérieure à celle de la suspension selon l'invention. La suspension selon l'invention peut être munie d'un correcteur de hauteur de type quelconque et est particulièrement intéressant dans ce cas. En effet, la présence d'une charge se traduit alors sur le graphique par un déplacement horizontal de la courbe caractéristique du ressort 5. On a ainsi tracé à la Figure 2 la courbe caractéristique 8', 10' et 12' à la charge maximale, dans laquelle les points 8', 9' et 11' représentent respectivement la position d'équilibre, l'entrée de jeu de la butée 7, et celle de la butée 6. On voit que, pour des débattements notables de la suspension (portions de courbes 10 à vide et 10' en charge maximale), la raideur augmente sensiblement proportionnellement à la charge, résultat souhaité et non obtenu avec les deux autres suspensions, où la raideur est constante (courbe 110) avec un ressort mécanique, et augmente avec le carré de la charge (pente des courbes 8 et 8') avec un ressort pneumatique. Par ailleurs, le graphique montre également que l'action de la butée 7(représentée par les triangles 9, 11, 11A à vide et 9', 11', ll'A en charge maximale) est d'autant plus grande par rapport à l'action du ressort 5 (représentée par les triangles 8A , 11A llB à vide, 8,A' 11' 111B en charge maximale) que le véhicule est moins chargé; la butée 7 a ainsi pour effet de réduire la flexibilité de la suspension, surtout aux faibles charges. Les Figures 3 et 4 montrent un mode de réalisation pratique de la suspension selon l'invention. Les bras de roue 1 d'un même essieu (ou d'un même "train de roues") sont articulés sur un châssis auxiliaire formé de deux supports 13 reliés l'un à l'autre par au moins une traverse 14 et qui sont liés à la caisse 3 par des organes de support élastiques 15A, 15B. La traverse 14A est solidaire de la caisse 3. Une traverse analogue pourrait relier les deux supports 13, en complément de la traverse 14c Chacun des supports 13 est en forme de longeron court, dont un flasque vertical 13A porte en association avec un flasque 13B d'extrémité de la traverse 14, l'axe de pivotement 4 du bras, et contient un élément hydro-pneumatique de suspension et d'amortissement 5, Cet élément prend appui sur le support et agit sur une tige qui est schématisée en 16 et prend ellemême appui sur un levier 17 solidaire du bras 1. Les butées 6 et 7 sont portées directement par la caisse 3; cela est sans inconvénient, car, étant en matière souple, elles filtrent elles-mêmes les vibrations transmises de la roue vers la caisse. La butée 7 est en forme d'anneau et est légèrement raidie par un tendeur diamétral 7a; du fait de sa forme, elle a une raideur pratiquement constante quelque soit le débattement, et a une grande course d'écrasement. La butée 6, de forme classique coopère avec une cuvette 18 portée par le bras0 La référence 19 désigne une butée de contre-débattement. On voit de la description qui précède que la suspension selon l'invention présente les avantages d'une suspension hydro-pneumatique, notamment son aptitude à recevoir un système correcteur de niveau, mais évite sa flexibilité excessive à faible charge et les risques de talonnements gr ce à la présence des doubles butées 6 et 7 permettant d'obtenir une progressivité de la diminution de flexibilité qu'il n'est pas possible d'obtenir avec une seule butée. Elle est fiable puisque les butées ne transmettent pas d'efforts excessifs du fait de leur position éloignée de l'axe 4 et proche de la roue, I1 va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. - Suspension de véhicule comprenant un bras support de roue articulé par rapport à la structure du véhicule, un ressort pneumatique reliant ce bras à cette structure, et des butées en matière élastomère, limitant le débattement et le contre-débatte- ment du bras, caractérisée en ce qu'elle comporte deux butées limitant le débattement, dont l'une de faible flexibilité, est disposée loin de l'axe d'articulation du bras et agencée pour n'être rencontrée par le bras, ou un levier solidaire angulairement de celui-ci, que pour des débattements importants de ce bras, et dont l'autre présentant une grande flexibilité est disposée plus près de l'axe d'articulation que la première butée, et agencée pour être rencontrée par le bras ou un levier solidaire de celui-ci, pour de faibles débattements dudit bras0 2. - Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la butée de grande flexibilité est en forme d'anneau, de préférence muni d'un tendeur diamétral. 3. - Suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, de manière connue en soi, elle comporte un correcteur de niveau. 4. - Suspension d'essieu de véhicule, dans laquelle chaque roue d'un même essieu ou d'un même train de roues est portée par un bras articulé sur un châssis auxiliaire et relié à celui-ci par un ressort, le cassis auxiliaire étant fixé élastiquement sur la caisse du véhicule et une butée de fin de course étant interposée entre chaque bras et cette caisse, caractérisée en ce que chaque ressort est pneumatique, et qu'une seconde butée est interposée entre chaque bras et la caisse, les deux butées étant disposées comme indiqué aux revendications 1 et 2c