Brevet FR2467765A1 — publié le 19810430

En général, un dispositif de suspension pour motocyclette est construit et agencé de manière que la roue arrière soit supportée pour pouvoir tourner par les extrémités de deux bras oscillants latéraux de droite et de gauche, dont les extrémités avant sont articulées à une partie inférieure arrière du cadre et, sur chaque côté de la roue arrière, un élément à ressort comportant un amortisseur est supporté entre une partie inférieure arrière du bras oscillant et une partie supérieure arrière du cadre, de sorte qu'on obtient un mouvement vers le haut etvers le bas de la roue arrière par rapport au cadre du véhicule et un amortissement de ce mouvement. Dans le dispositif de suspension du type décrit, on ob- serve cependant divers inconvénients comme, par exemple, le fait que les éléments à ressort deviennent des éléments très encombrants par suite de leur saillie de part et d'autre de la roue arrière; la charge appliquée vers le bas sur chaque bras oscillant est très importante car la charge de chaque ressort doit être supportée par le bras oscillant correspondant; et enfin l'emploi de deux res- sorts augmente considérablement le prix de l'installation si l'on veut maintenir l'équilibre du véhicule. Pour tenter d'éliminer les inconvénients du dispo- sitif de suspension qui vient d'être décrit, des dispo- sitifs ont été proposés par les brevets suivants: - Brevet GrandeBretagne n0 104 022 - Brevet des Etats-Unis d'Amérique nc 3 907 332. Le dispositif de suspension selon les brevets cités est construit comme suit: la partie centrale d'un levier de liaison ou manivelle de renvoi s'étendant vers l'avant et vers l'arrière est articulée sur une partie supérieure arrière du cadre; les parties arrière de deux bras oscillants disposés respectivement de part et d'autre de la roue arrière et les extrémités arrière en forme de fourche de chaque levier de liaison sont reliées par arti- culation respectivement à deux tiges montées de chaque côté de la roue arrière; et un ressort est supporté entre l'extrémité avant du levier de liaison et la partie inférieure arrière du cadre. Selon la structure du type décrit, les mouvements ascendants et descendants des bras oscillants sont transmis au ressort lui-même par l'intermédiaire de tiges et du levier de liaison, de sorte qu'on obtient les avantages suivants; les organes disposés de part et d'autre de la roue arrière sont simplement des tiges relativement minces et légères qui ne sont pas encombrantes pour les parties latérales de la roue arrière; on peut n'utiliser qu'un seul élément à ressort, ce qui diminue d'autant le prix du dispositif de suspension; on peut réaliser le dispositif de suspen- sion de manière que la force imposée à la roue arrière soit transmise au ressort avec un rapport de levier approprié; et on peut augmenter progressivement le rap- port efficace de la force de réaction imposée sur la roue arrière à partir du ressort en utilisant des variations du rapport de levier, une telle variation étant provoquée par une déflexion du levier de liaison, de sorte qu'on obtient mécaniquement le système appelé système à res- sorts à taux croissant. Dans le cas du dispositif de suspension selon les brevets cités, on se heurte à un autre problème ennuyeux. En effet, étant donné qu'on utilise un seul élément à ressort, cet élément doit être plus grand et, par consé- quent, les diamètres des fils et le diamètre de l'enrou- lement du ressort deviennent grands et les fils sont plus épais. Cet élément à ressort doit être monté dans la partie arrière du châssis du véhicule, mais cette partie arrière doit également contenir d'autres dispositifs tels qu'un filtre à air, de sorte que des problèmes consi- dérables se posent concernant l'agencement des diverses parties et aussi l'entretien du véhicule, étant donné que cette partie arrière était initialement étroite. La présente invention a pour but principal d'amé- liorer le dispositif de suspension selon les brevets cités, de manière à éliminer efficacement les inconvénients des dispositifs décrits. On réalise cet objectif ainsi que certains autres avec un dispositif de suspension pour motocyclette dans lequel deux bras oscillants disposés respectivement de part et d'autre de la roue arrière sont articulés par leurs extrémités avant à la partie inférieure arrière du cadre au moyen d'un axe horizontal et transversal, ladite roue arrière étant supportée pour pouvoir tourner par les extrémités arrière des bras oscillants précités au- tour d'un axe horizontal; un levier de liaison tel qu'une manivelle de renvoi s'étendant vers l'avant et vers l'ar- rière est articulé par sa partie médiane à la partie supérieure arrière du cadre au moyen d'un axe horizontal transversal; une extrémité de ce levier est articulée aux extrémités supérieures de deux tiges montées respective- ment de part et d'autre de la roue arrière; les extrémités inférieures des tiges étant articulées respectivement aux bras oscillants correspondants; et les extrémités supérieure et inférieure d'un ressort de compression sont respectivement articulées à l'autre extrémité du levier de liaison et aux bras oscillants eux-mêmes, cette articu- lation de l'extrémité inférieure du ressort avec les bras oscillants euxmêmes étant la caractéristique fondamentale de la présente invention. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une vue de côté d'un exemple d'une motocyclette comportant un dispositif de suspension selon l'invention. La fig. 2 est une vue de côté de la partie arrière de la motocyclette représentée sur la fig. 1, cette vue montrant l'état de fonctionnement du dispositif de sus- pension selon la fig. 1. La fig. 3 est une vue de c8té permettant de calculer le rapport de levier du dispositif de suspen- sion de la fig. 1. La fig. 4 est une vue de côté d'une partie d'un autre exemple du dispositif de suspension selon l'inven- tion dans lequel un axe servant à articuler un élément à ressort à des bras oscillants coïncide avec l'axe d'ar- ticulation des tiges aux bras oscillants. La fig. 5 est une vue de côté d'une partie d'un autre exemple du dispositif de suspension selon l'inven- tion, dans lequel les tiges et le ressort sont agencés pour former une croix en X. En règle générale le cadre d'une motocyclette présente un contour de profil en trapèze inversé ou en triangle inversé, bien que des petites différences exis- tent dans les détails de la construction. Sur la fig. 1, une fourchette avant 3 supportant une roue avant 4 est fixée à la partie supérieure avant du cadre 1 du véhicule au moyen-d'une tête de fourche 2; un amortisseur 5 est prévu dans la fourche avant 3; un moteur 6 est monté sur une partie intermédiaire infé- rieure du cadre 1; un réservoir de carburant 7 et un siège 8 sont montés respectivement sur la partie avant et la partie arrière de la zone supérieure du cadre 1; deux bras oscillants 9 disposés de part et d'autre d'une roue arrière 11 sont articulés par leurs extrémités avant à la partie inférieure arrière du cadre 1 au moyen d'un axe de support horizontal latéral 10, ladite roue arrière 11 étant montée pour pouvoir tourner sur un axe horizon- tal 12 supporté par les extrémités arrière des bras oscil- lants; un arbre de sortie 13 du moteur 6 est disposé à peu de distance de l'axe de support 10; et une chaine sans fin 16 est tendue entre une roue à chaine 14 fixée à l'arbre de sortie 13 et une autre roue à chatne 15 fixée à la roue arrière, de sorte que la roue arrière 11 est entraînée. En outre, la motocyclette comporte un carburateur 17, un filtre à air 18, un garde-boue 19 et un silencieux 20. 24677-65 La structure décrite ci-dessus est la structure générale qu'on utilise pour appliquer l'invention. Selon l'invention, le dispositif de suspension est construit comme suit: un levier de liaison 21 ou manivelle de renvoi s'étendant vers l'avant et vers l'arrière est articulé par sa partie médiane à un axe de support hori- zontal 22 et, de chaque c8té de la roue arrière 11, l'ex- trémité supérieure d'une tige 23 est articulée par un axe 25 prévu à la partie arrière du levier de liaison 21, l'extrémité inférieure de la tige 23 étant articulée sur un axe 24 monté dans une partie intermédiaire du bras oscillant 9. Si l'emplacement de l'axe 24 et celui de l'axe 25 ne sont pas dans le même plan pendant les mou- vements de fléchissement des bras oscillants 9 et du levier 21, on peut remplacer les axes 24 et 25 par des joints universels d'un modèle quelconque. En outre, les extrémités supérieure et inférieure d'un ressort de com- pression 30,,formé par l'assemblage d'un ressort à boudin 28 et d'un amortisseur 29, sont fixées par articulation respectivement à l'extrémité avant du levier 21 et aux parties avant des bras oscillants 9 au moyen d'axes hori- zontaux d'articulation 26 et 27. Si, pendant la conduite de la motocyclette compor- tant le dispositif de suspension décrit ci-dessus en regard de la fig. 1, apparaît une force de nature à pous- ser la roue arrière 11 vers le haut ou à pousser le cadre 1 vers le bas, les bras oscillants 9 fléchissent vers le haut par rapport au cadre 1, de sorte que les tiges 23 articulées aux bras oscillants 9 poussent vers le haut l'extrémité arrière du levier 21 pour faire pivoter ainsi le levier 21 autour de son axe 22 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre selon la fig. 1 et, par consé- quent, l'extrémité avant du levier 21 enfonce l'extrémité supérieure du ressort 30. Simultanément, avec ce mouvement d'enfoncement, l'extrémité inférieure du ressort 30 est poussée vers le haut par suite de la course ascendante des bras oscillants 9. En raison de ce mouvement ascendant des bras 9, le ressort 30 est comprimé à la fois par le bas et par le haut. En d'autres termes, la force de réac- tion du ressort 30 est appliquée en deux points par les axes 24 et 27 formant les articulations pour les bras oscillants 9 si bien que les bras 9 sont poussés vers le bas. A la fig. 2, on a représenté une position dans laquelle les bras oscillants 9 subissent une course ma- ximale de déflexion. D'autre part, l'état initial qui était celui de la fig. 1 est représenté à la fig. 2 en traits mixtes, de sorte que l'examen de la fig. 2 permet de voir clairement l'état de la compression simultanée du ressort 30 par le haut et par le bas. L'avantage le plus marquant qu'on peut attribuer à l'application de la force de réaction du ressort 30 sur deux parties des bras oscillants 9, est que la force accumulée du ressort peut être prévue pour être faible. Au contraire, selon la technique antérieure, l'extrémité inférieure du res- sort 30 est articulée à une partie inférieure du cadre lui-même, de sorte que le point o la force de réaction du ressort 30 est appliquée sur les bras oscillants ne constitue qu'une zone limitée telle que l'axe 24; en conséquence, un peut présumer que, si l'on utilise un ressort ayant la même dimension, on est contraint d'em- ployer un ressort de plus grande dureté. Cependant, dans la construction envisagée par l'invention, le ressort 30 peut être miniaturisé d'un facteur qui correspond à la force de réaction imposée à l'axe 27, ladite miniaturisa- tion du ressort 30 étant très efficace du point de vue de la répartition dans l'espace. A la partie arrière du cadre 1, on installe normalement le filtre à air et les autres organes nécessaires d'une motocyclette, de sorte que la miniaturisation du ressort 30 qu'on doit forcer entre les diverses pièces envisagées est d'un intérêt majeur et constitue aussi le plus grand avantage d'uti- lisation pratique des suspensions pour motocyclette selon l'invention. Le dispositif de suspension selon l'invention possède encore d'autres caractéristiques avantageuses qui ressortent le ce qui est décrit ci-après. Sur la fig. 3, on a représenté mathématiquement la fonction du ressort 30: la référence F désigne une force imposée de l'extérieur sur la motocyclette; P est la force de répulsion nécessaire pour le ressort 30; a désigne une ligne qui montre la direction de la force F à travers l'axe 12 de la roue arrière 11; b est une ligne qui passe à travers l'axe 10 des bras oscillants 9 et qui est parallèle à la ligne a; c est une ligne qui relie les centres des axes 24 et 25 aux deux bouts des tiges 23; d est.une ligne qui passe par le centre de l'axe 10 des bras oscillants 9 et qui est parallèle à la ligne c; e est une ligne qui passe par le centre de l'axe 22 du levier 21 et qui est parallèle à la ligne c; f est une ligne qui relie les centres des axes d'articulation su- périeur 26 et inférieur 27 du ressort 30; v est une ligne qui passe par le centre de l'axe 22 du levier 21 et qui est parallèle à la ligne f; h est une ligne qui passe par le centre de ltaxe 10 des bras oscillants 9 et est parallèle à la ligne f; L1 est la distance entre les li- gnes a et b; L2 est la distance entre les lignes c et d; L3 est la distance entre les lignes c et e; L4 est la distance entre les lignes f et A; et L5 est la distance entre les lignes f et h. A partir de la fig. 3, on obtient l'équation (1) ci-après: 1........ (1) - 5 3 Selon l'équation (1), il est évident que plus la distance L5 est grande, plus la force de répulsion P devient faible. Dans un dispositif de suspension selon la technique antérieure, l'extrémité inférieure du ressort 30 est 8 2467765 directement fixée au cadre 1 de sorte que la distance L5 devient zéro (L5 = 0) et l'équation (1) est transformée en équation (2) ci-après dans laquelle la force de répul- sion P est remplacée par Pt. p F. s...... (2) L2.L4 2-4....... Comme il ressort d'une comparaison entre les équa- tions (1) et (2) on peut prouver que Pt devient plus grand que P (P L5 est plus grande sans variation de la force de répul- sion P. on peut diminuer la distance L2 d'un degré qui correspond à l'augmentation de la distance L5* En d'autres termes, on peut déplacer vers l'avant la position de l'axe d'articulation 24 qui assure la jonction articulée des bras oscillants 9 avec les tiges 23. Il résulte de ce fait que si la distance L2 est de la même valeur que la distance L5 (L2 = L5) les axes 24 et 27 peuvent être installés dans la même position que sur la fig. 4. D'au- tre part, si l'axe 24 est disposé devant la position médiane du bras oscillant 9, les tiges 23 et le levier 21 peuvent être déplacés vers l'avant de sorte que l'extré- mité arrière du levier 21 et des tiges 23 peut être pro- tégée d'une interférence avec la roue arrière 11 elle- même. En conséquence, bien qu'aucune figure ne soit consacrée à cette position, les tiges 23 d'une paire peuvent être unifiées en une seule tige et cette tige est installée devant la roue arrière 11. Dans un tel cas, l'extrémité arrière en forme de fourche du levier 21 peut être unifiée sans prévoir de fourche, ce qui permet d'augmenter la rigidité du levier 21. En outre, étant donné que l'axe 24 peut être ins- tallé dans une position avancée de chaque bras oscillant 9 (voir fig. 5), l'extrémité supérieure de chaque tige 23 peut être articulée à l'extrémité avant du levier 21 par 9 2467765 un arbre d'articulation 25t et l'extrémité supérieure du ressort 30 peut être articulée à l'extrémité arrière du levier 21 par un axe 26', de sorte que le croisement en X des tiges 23 et du ressort 30 est facile à réaliser sans aucun ennui. Selon l'agencement en X des tiges 23 et du ressort 30, il devient possible de prévoir un espace considérable pour la mise en place de divers orga- nes tels que le filtre à air 181 en raison de l'incli- naison vers l'arrière du ressort 30. Avec cette structure, il est possible d'installer les deux axes 24 et 27 dans la même position ou dans des positions adjacentes, comme expliqué à propos de la fig. 4. En outre, on comprend à l'examen de la fig. 3 que si les lignes reliant respectivement le centre de l'axe de support 22 aux centres des axes 25 et 26 sont indi- quées respectivement par i et k, l'angle a entre les lignes i et c et l'angle 0 entre les lignes k et f sont modifiés selon le fléchissement du levier 21, ce qui provoque une variation des longueurs des distances L3 et L4. Dans le cas de la fig. 3, l'angle 0 est un angle aigu si bien que la distance L 4 augmente fortement en confor- mité avec le fléchissement du levier 21 dans le sens de la flèche. Il est évident à l'examen de l'équation (1) qu'une augmentation de la force F provoque une augmenta- tion de la distance L4 de sorte qu'on est en mesure de réaliser ce qu'on appelle le système de ressort à taux croissant et, ainsi, la force de réaction du ressort 30 augmente en conformité avec l'accroissement de la course de déplacement de la roue arrière 11. D'autre part, dans le dispositif de suspension selon l'invention, la dis- tance L5 varie avec le fléchissement des bras oscillants 9 étant donné que l'angle y entre la ligne f et la ligne 1 reliant le centre de l'axe de support 10 des bras os- cillants 9 avec le centre de l'axe 27 varie en fonction de ce fléchissement du bras oscillant. Sur la fig. 3, l'angle y augmente avec le fléchissement vers le haut des bras oscillants 9 pour ainsi augmenter la distance L. 10.1467765 Cette augmentation agit également sur le taux d'élé- vation, comme on peut le voir à l'examen de l'équation (1). Plus précisément, non seulement les distances L4 et L3 mais aussi la distance L. peuvent participer à l'établissement du taux d'élévation, ce qui est favora- ble pour le dispositif de suspension d'une motocyclette. Dans la technique antérieure, on obtient le taux néces- saire d'élévation au moyen d'un angle P aigu mais, avec la présente invention, on peut utiliser un angle 1 modé- rément aigu grâce à la fonction supplémentaire de la distance L5, de sorte qu'on peut adoucir le cintrage du ressort 30 et obtenir avantageusement un mouvement doux de l'amortisseur. il 2467765 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de suspension pour motocyclette, dans lequel deux bras oscillants disposés respectivement de chaque côté de la roue arrière sont articulés par leurs extrémités avant à une partie postérieure infé- rieure du cadre sur un axe horizontal transversal, ladite roue arrière étant montée pour pouvoir tourner à l'ex- trémité arrière des bras oscillants sur un axe horizontal; un levier de liaison s'étendant vers l'avant et vers l'arrière étant articulé par sa partie médiane à la par- tie arrière supérieure du cadre sur un axe horizontal et transversal; une extrémité de ce levier étant articu- lée aux extrémités supérieures de deux tiges disposées respectivement de chaque c8té de la roue arrière; les extrémités inférieures de ces tiges étant articulées respectivement aux bras oscillants; et les extrémités supérieure et inférieure d'un ressort de compression étant articulées respectivement à l'autre extrémité du levier de liaison et à la partie inférieure arrière du cadre, dispositif caractérisé en ce que l'extrémité infé- rieure du ressort est directement articulée aux bras oscillants précités. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la partie terminale inférieure du ressort est articulée à une partie avant de chaque bras oscillant. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que>de chaque côté de la roue arrière, l'ex- trémité avant de l'élément de liaison et la partie inter- médiaire du bras oscillant sont articulées par une tige, et l'extrémité arrière du levier de liaison ainsi que la partie avant du bras oscillant sont articulées par le ressort, de sorte qu'on peut réaliser un agencement croisé en X pour les tiges et le ressort. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'extrémité inférieure de chaque tige et l'extrémité inférieure du ressort sont articulées à la même position ou à des positions adjacentes de chaque bras oscillant. - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'une ligne reliant les centres des axes supérieur et inférieur assurant l'articulation du res- sort et une ligne reliant le centre de l'axe inférieur de l'articulation du ressort avec le centre de l'axe de support des bras oscillants sont croisées pour former un angle aigu sur le c8té supérieur avant, de sorte que cet angle aigu augmente vers un angle droit à mesure du fléchissement vers le haut des bras oscillants.