Brevet FR2559429A1 — publié le 19850816

- 1 - La présente invention concerne une suspension de roue pour véhicules automobiles, comportant au moins un or- gane de guidage de roue, un système de suspension élastique de roue comportant un ressort hélicoidal et au moins une partie structurale de véhicule disposée dans une zone envi- ronnant le ressort hélicoidal. Dans des suspensions de roues de ce type, sont fréquemment imposées des contraintes de place très étroi- tes. Pour des raisons fonctionnelles, il est cependant souhaitable d'avoir dans la plupart des cas un agencement bien déterminé des différentes parties de la suspension de roue. En relation avec les autres particularités de construction conditionnées par la conception du véhicule, cela nécessite fréquemment des compromis. Ainsi par exemple, le brevet français 1 573 273 a pour objet une suspension de roue ayant les particulari- tés définies dans le premier paragraphe ci-dessus et dans laquelle le ressort hélicoïdal croise l'arbre d'essieu et est supporté pour cette raison, par l'intermédiaire d'un appui particulier chevauchant l'arbre d'essieu, sur l'or- gane de guidage de roue. Cette construction nécessite par conséquent un organe de chevauchement spécial dont la fabrication et le montage créent des frais supplémentaires. Dans une autre suspension de roue connue (demande de brevet allemand DEOS 24 31 675), le ressort hélicoIdal de la jambe élastique doit prendre appui par son amortis- seur au-dessus de la roue de véhicule. Cette construction nécessite obligatoirement une grande hauteur de la jambe élastique, qui s'oppose par exemple pour des essieux avant à la tendance consistant à abaisser de plus en plus les contours du capot du moteur. On en est arrivé ainsi à de nombreux compromis, et ceci aussi bien du point de vue de la construction que -2- du point de vue fonctionnel (par exemple en ce qui concerne la souplesse des ressorts), dans lesquels précisément en relation avec la disposition de ressorts hélicoidaux, il se pose des problèmes en rapport avec le grand volume néces- saire pour ces ressorts. Naturellement, on rencontre ainsi des difficultés particulières dans le cas o on doit convertir un véhicule déjà conçu par exemple d'un entraînement par les roues ar- rière à un entraînement par les roues avant ou par toutes les roues ou bien lorsqu'on doit l'équiper de ressorts héli- coidaux d'une autre taille pour les parcours routiers et tous terrains. L'invention a en conséquence pour but de créer une suspension de roue du type défini ci-dessus, qui per- mette une construction adaptable d'une façon particulière- ment favorable aux impératifs les plus différents. Ce problème est résolu en ce que le ressort héli- coidal est constitué par deux ressorts individuels raccor- dés en série, qui sont disposés à distance de la partie structurale du véhicule (par exemple un arbre d'essieu) par leurs extrémités dirigées l'une vers l'autre et s'ap- puyant l'une contre l'autre par l'intermédiaire d'un organe de pontage. La division, conforme à l'invention, du ressort hélicoïdal en deux ressorts individuels raccordés en série permet de donner aux deux ressorts hélicoidaux individuels une longueur telle que, dans la zone o une partie struc- turale du véhicule traverse la surface d'enveloppe du res- sort hélicoidal, ils se terminent chacun à distance de la partie structurale de véhicule. Il s'appuient alors l'un contre l'autre par l'organe de pontage placé sur le côté de la partie structurale de véhicule. Le ressort hélicoi- dal constitue ainsi un ressort tandem. A cet égard, la partie structurale de véhicule-- peut s'engager seulement par une partie ou bien par la totalité de sa section entre les deux ressorts individuels. La grandeur de l'espacement mutuel des deux res- sorts individuels doit être choisie à cet effet de manière que la partie structurale de véhicule soit placée à une distance des extrémités des ressorts qui garantisse que, pour les courses maximales possibles des ressorts, un con- tact entre les extrémités des ressorts et la partie struc- turale de véhicule soit exclu. L'invention permet d'obtenir un mode de construc- tion peu encombrant o l'on dispose cependant d'un volume aussi grand que possible pour le mouvement élastique des spires de ressort. Elle permet en outre d'équiper des véhi- cules qui ont été conçus pour un entraînement par roues ar- rière avec un entraînement par toutes les roues ou de pas- ser d'un entraînement par roues arrière à un entraînement par roues avant, ou bien dépasser à des ressorts hélicol- daux de plus grand diamètre, sans avoir à modifier l'appui des ressorts hélicoidaux de l'essieu avant du côté de la carrosserie. Comme partie structurale de véhicule, on peut avoir affaire dans ce cas à toute partie à loger dans la zone d'une suspension de roue, et ainsi par exemple à une partie du guidage de roue, par exemple une jambe de force ou un bras transversal oscillant, un ou plusieurs tuyaux, par exemple des tuyaux d'échappement, un arbre d'essieu, une partie de carrosserie ou une roue. En outre différentes parties structurales du véhicule peuvent pénétrer simultanément entre les deux ressorts hélicoïdaux ou bien passer entre eux de part en part, auquel cas le ressort hélicoidal peut être disposé aussi bien en position verticale qu'également en position horizontale. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, la spire extrême de l'extrémité des ressorts individuels qui est dirigée vers la partie structurale de véhicule comporte une partie extrême coudée sensiblement -4- parallèlement à l'axe du ressort en direction de l'autre ressort individuel et les deux parties extrêmes de spire, placées en alignement l'une par rapport à l'autre, sont maintenues en précontrainte dans l'organe de pontage placé entre elles sur le côté de la partie structurale (arbre d'essieu). Dans ce cas, on peut se passer d'une retenue des spires extrêmes des ressorts sur l'organe de pontage. A cet égard, il est avantageux que les spires extrêmes des res- sorts soient maintenues d'une façon automatiquement cen- trée sur l'organe de pontage, ce qui peut être obtenu avantageusement par le fait que les parties extrêmes de spires dirigées l'une vers l'autre s'effilent coniquement et sont engagées dans des évidements, complémentaires de leur conicité, de l'organe de pontage agencé en forme de fourreau. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, l'organe de pontage est agencé en forme de U et la spire extrême de l'extrémité, tournée vers la par- tie structurale de véhicule, de chacun des deux ressorts individuels prend appui respectivement sur une des deux branches de U de l'organe de pontage entourant avec espa- cement radial la partie structurale de véhicule. Cette structure permet un montage particulière- ment simple de l'organe de pontage en forme de U, qui peut être à cet effet inséré, en contournant la partie structurale, par ses branches de U entre les extrémités des deux ressorts individuels. A cet égard, il est avantageux d'adopter une structure dans laquelle la spire extrême respective des deux extrémités de ressort individuel tournées vers la par- tie structurale de véhicule, laquelle spire extrême est comprimée vers le ressort individuel correspondant, est immobilisée au moins dans une direction radiale sur la branche de U correspondante de l'organe de pontage. -5- D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: 5. La Figure 1 est une vue d'arrière d'une suspen- sion de roue, agencée par exemple sous forme d'une suspen- sion de roue indépendante et équipée d'un premier exemple de réalisation d'un ressort hélicoïdal, la roue suspendue étant représentée en coupe; 10. La Figure 2 représente le ressort hélicoidal de la Figure 1 à échelle agrandie et en vue en élévation faite suivant la ligne Il-Il de la Figure 1; La Figure 3 est une représentation d'un second mode de réalisation d'un ressort hélicoïdal pour une suspen- sion de roue; et La Figure 4 est une coupe partielle faite sui- vant la ligne IV-IV de la Figure 3. La suspension de roue indépendante représentée sur la Figure 1 sert par exemple à supporter et à guider une roue arrière motrice 10 d'un véhicule automobile, qui est guidée sur la superstructure du véhicule, désignée dans son ensemble par 12, d'une manière connue par exemple au moyen d'un bras transversal oscillant inférieur 14 et d'une jambe d'amortissement 16 de type connu. Dans ce but, un support de roue 18 portant la roue arrière 10 est maintenu sans possibilité de rotation relative d'une manière connue à l'extrémité inférieure d'un tube extérieur 20 de la jambe d'amortissement 16, dont la tige de piston 22 s'appuie élastiquement contre la superstructure 12 du véhicule. Le bras transversal oscillant 14 est d'un côté monté à pivotement, de préférence avec interposition de caoutchouc, dans une articulation 24 prévue sur la super- structure 12 du véhicule et de l'autre côté il est arti- culé sur le support de roue 18 au moyen d'une articulation à rotule 26. -6- L'entratnement de la roue arrière 10 est effec- tué par l'intermédiaire d'un arbre d'essieu 28 disposé au-dessus du bras transversal oscillant 14 et s'étendant transversalement à l'axe longitudinal du véhicule, cet arbre comportant d'une manière connue aussi bien du côté de la roue qu'également du côté de la transmission une articulation 30 ou 32. On a désigné dans son ensemble par 34 un ressort hélicoidal disposé approximativement verticalement et qui, vu suivant la direction longitudinale du véhicule, est placé entre la jambe d'amortissement 16 et l'articulation 24, côté superstructure, du bras transversal oscillant 14 d'une manière telle que, en vue en plan de dessus, il re- couvre l'arbre d'essieu 28. Le ressort hélicoîdal 34 est constitué de deux ressorts individuels 34a et 34b s'appuyant l'un contre l'autre, comme cela sera précisé en détail dans la suite. Le ressort hélicoidal s'appuie en outre vers le bas sur l'organe de guidage de roue constitué par le bras transversal oscillant 14 et en haut contre la superstruc- ture du véhicule, sur laquelle il est prévu à cet effet par exemple un organe d'appui 36 agencé en forme de cuvette de ressort et le cas échéant monté de façon articulée. Sur le bras transversal oscillant 14 l'extrémité inférieure du ressort hélicoidal peut être immobilisée dans une di- rection radiale, ce qui n'est pas indiqué en détail, par exemple dans un évidement en forme de coupelle. Le ressort hélicoidal 34 peut s'appuyer en haut cependant également directement sur la superstructure du véhicule. L'agence- ment décrit du ressort hélicoidal 34 nécessite un moyen pour assurer son appui inférieur sur le bras transversal oscillant 14 sans élément auxiliaire additionnel compte tenu de ce qu'une partie structurale du véhicule, se pré- sentant sous la forme de l'arbre d'essieu 28 croise le ressort hélicoidal 34. -7- Dans ce but, le ressort hélicoïdal 34 est cons- titué de deux ressorts individuels 34a et 34b raccordés en série, qui sont disposés, par leurs extrémités tournées vers l'arbre d'essieu 28, radialement à distance de celui- ci et qui sont appuyés l'un contre l'autre au moyen d'un organe de pontage 38 disposé sur le côté de l'arbre d'es- sieu 28 et entre les deux ressorts individuels 34a et 34b. Comme le montre clairement la Figure 2, l'organe de pontage 38 est agencé sous la forme d'un fourreau qui est traversé axialement par un canal 40. Celui-ci s'élar- git coniquement vers l'extérieur à ses deux extrémités 40' et 40". Le fourreau est pourvu d'une structure convenable- *aent rigide à la flexion. Les parties extrêmes respectives 42 et 44 des deux spires 46 et 48 des ressorts individuels qui sont tournées vers l'arbre d'essieu 28 sont recourbées de manière à être dirigées l'une vers l'autre et à être en prise avec précontrainte et avec conjugaison de formes avec les parties extrêmes coniques 40' et 40" du canal précité. A cet égard, il est nécessaire d'adapter en cor- respondance la longueur de l'organe de pontage 38. Pour obtenir une précontrainte appropriée, l'or- gane de pontage peut avantageusement être réalisé également en deux parties coaxiales, vissables l'une avec l'autre et qui permettent, par rotation relative, une modification de la longueur axiale de l'organe de pontage. L'exemple de réalisation d'un ressort hélicoïdal conforme à la Figure 3 se différencie de la structure de ressort hélicoïdal décrite ci-dessus en ce qui concerne l'agencement de son organe de pontage 50. Celui-ci est réalisé en forme de U et entoure avec un espacement radial approprié l'arbre d'essieu 28 de manière que chacune de ses branches 52 et 54 s'appuie contre la spire extrême respec- tive 46 ou 48 de l'un, respectif, des deux ressorts indi- viduels 34a et 34b. -8- Comme le montre la Figure 4, les branches de U 52 et 54 sont pourvues le long de leurs côtés longitudi- naux d'une nervure périphérique 56 ou 58 dirigée vers l'extérieur de manière que les spires extrêmes 46 et 48 des ressorts soient maintenues dans une direction radiale sur l'organe de pontage 50, sauf vers l'entretoise de jonction 60 reliant les branches de U 52 et 54 l'une avec l'autre. Avantageusement, les branches de U 52 et 54 sont légèrement inclinées l'une vers l'autre de manière à obte- nir une fixation radiale également en direction de l'entre- toise de liaison 60. L'espacement des deux branches de U 52 et 54 de l'organe de pontage 50 doit être choisi de façon que l'ar- bre d'essieu 28 ne puisse pas entrer en contact av-c celles- ci même lors de mouvements maximaux d'oscillation verti- cale. L'organe de pontage 50 est avantageusement réalisé sous la forme d'une pièce de forme forgée et on peut le monter avantageusement en l'insérant d'abord par son entretoise de liaison 60 entre les deux spires extrê- mes 46 et 48 des ressorts individuels 34a et 34b. Dans une variante avantageuse des structures de ressorts décrites, il est possible, en fonction de données de structure, de choisir des valeurs différentes pour les nombres de spires des deux ressorts individuels et/ou leurs diamètres de spires et/ou leurs pentes ou pas. Ega- lement les souplesses de flexion des deux ressorts indi- viduels peuvent être mutuellement différentes. - 9 - REVENDICATIONS 1.- Suspension de roue pour véhicules automo- biles, comportant au moins un organe de guidage de roue, un système de suspension élastique de roue comportant un ressort hélicoïdal et au moins une partie structurale de véhicule disposée dans une zone environnant le ressort hélicoïdal, caractérisée en ce que le ressort hélicoidal (34) est constitué par deux ressorts individuels (34a, 34b) raccordés en série, qui sont disposés à distance de la partie structurale du véhicule (arbre d'essieu 28) par leurs extrémités (46 et 48) dirigées l'une vers l'autre et s'appuyant l'une contre l'autre par l'intermédiaire d'un organe de pontage (38; 50). 2.- Suspension de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la spire extrême (46 ou 48) de l'extrémité des ressorts individuels (34a et 34b) qui est dirigée vers la partie structurale de véhicule (arbre d'eseieu 28) comporte une partie extrême (42 ou 44) cou- dée sensiblement parallèlement à l'axe du ressort en di- rection de l'autre ressort individuel et les deux parties extrêmes de spire (42 et 44), placées en alignement l'une par rapport à l'autre, sont maintenues en précontrainte dans l'organe de pontage (38) disposé sur le côté de la partie structurale (arbre d'essieu 28) entre celles-ci. 3.- Suspension de roue selon la revendication 2, caractérisée en ce que les parties extrêmes de spires (42 et 44) dirigées l'une vers l'autre s'effilent conique- ment et sont engagées dans des évidements (40',40"), com- plémentaires de leur conicité, de l'organe de pontage (38) agencé en forme de fourreau. 4.- Suspension de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de pontage (50) est agencé en forme de U et en ce que la spire extreme (46 ou 48) de l'extrémité, tournée vers la partie structurale - 10 - de véhicule (arbre d'essieu 28), de chacun des deux res- sorts individuels (34a et 34b) prend appui respectivement sur une des deux branches de U (52 et 54) de l'organe de pontage (50) entourant avec espacement radial la partie structurale de véhicule (arbre d'essieu 28). 5.- Suspension de roue selon la revendication 4, caractérisée en ce que la spire extrême (46 ou 48), respective des deux extrémités de ressort tournées vers la partie structurale de véhicule (arbre d'essieu 28), laquelle spire extrême est comprimée vers le ressort individuel correspondant, est immobilisée au moins dans une direction radiale sur la branche de U correspondan- te (52 et 54) de l'organe de pontage (50). 6.- Suspension de roue selon l'une des revendi- cations1 à 5, caractérisée en ce que les souplesses de flexion des deux ressorts individuels (34a et 34b) ont des grandeurs différentes. 7.- Suspension de roue selon l'une des reven- dications 1 à 6, caractérisée en ce que les diamètres de spires et/ou les nombres de spires des deux ressorts in- dividuels (34a et 34b) ont des valeurs différentes. 8.- Suspension de roue selon l'une des reven- dications 1 à 7, caractérisée en ce que les pentes ou pas des deux ressorts individuels (34a et 34b) ont des grandeurs différentes.