Brevet FR2591694A1 — publié le 19870619

L'invention concerne un outillage de pose et/ou de contrôle de ressorts de suspension à lame en matériau composite plus particulièrement destinés à la suspension de voitures particulières et présentant, lorsque la lame n'est pas contrainte, une courbure dans son plan de symétrie longitudinale sensiblement différente de celle qu'elle présente en charge. L'introduction des composites dans l'industrie automobile a-eu pour conséquence le développement de nouvelles suspensions utilisant des ressorts formés d'une lame unique en composite. De telles lames sont connues, par exemple, du brevet français No. 2.516. 455 dont un exemple de réalisation montre une lame ressort transversale comportant une partie centrale de relativement grande largeur par rapport à son épaisseur et deux parties d'extrémité de forme évolutive présentant une largeur décroissant et une épaisseur croissant vers les supports de roues. Généralement la partie centrale est reliée au châssis par des liaisons souples, symétriques par rapport à l'axe du véhicule. Selon d'autres exemples de réalisation, la lame est soit transversale, soit longitudinale et ne coopère qu'avec une seule roue. Dans ces cas, la lame présente toujours une partie de forme constante de relativement grande largeur et de longueur plus ou moins importante maintenue au châssis, mais terminée à une seule de ses extrémités par une partie de forme évolutive coopérant avec un support de roue. Dans le cas de suspension de voitures particulières, la suspension doit avoir une faible raideur et est par conséquent susceptible d'un grand débattement, limité par la course des amortisseurs, comme dans les suspensions classiques, ou par des butées spécifiques. La forme que prennent les lames en composite en position de travail est sensiblement différente de celle qu'elles ont lorsqu'elles ne subissent aucune contrainte. Les lames sont, selon leurs caractéristiques, plus ou moins fortement courbées dans leur plan de symétrie longitudinale et leur montage sur un train avant ou arrière de voiture pose le problème de leur redressement afin de pouvoir les fixer dans les dispositifs de liaison au châssis et aux supports de roue. Il est donc nécessaire pour obtenir ce redressement d'appliquer à la lame, avant son montage, une précontrainte approximativement égale à la charge qu'elle aura à supporter au repos. Cette précontrainte aura pour conséquence une modification plus ou moins importante de la courbure pouvant aller jusqu'à une inversion. On connaît un outillage destiné à appliquer une précontrainte aux ressorts à lame unique du type "Chevrolet" tel que décrit dans l'article "What's new in materials for " 81 cars" publié dans "Design Engineering" pages 33-34 volume 51, No. 9 Waseca, Minnesota U.S.A. Cet outillage est constitué de deux étriers dont les branches latérales ont sensiblement la forme de triangle rectangle. Les petits c8tés sont formés par la branche transversale des étriers et l'extrémité des grands cÈtés portent un axe au milieu duquel est prévu un filetage coopérant avec les tiges filetées d'un vérin à vis. Chaque étrier porte sur son angle droit des brides démontables maintenues par des broches traversant lesdits angles. Ces brides sont placées sur la lame de manière à maintenir celle-ci contre les branches transversales des étriers. En dévissant le vérin, les extrémités des branches transversales, opposées à celles portant la bride, viennent appuyer contre la lame et la redresser. Cet outillage ne permet pas de donner à la lame la précontrainte voulue avant son montage sous le châssis. En conséquence, le maniement en est peu aisé dans les conditions de travail. La lame ne peut 4tre montée, ni démontée en place sous précontrainte. L'invention a pour objet un outillage de pose de ressorts de suspension à lame permettant de pré- contraindre la lame et de la maintenir dans cet état lars de sa pose ou de sa dépose. Il permet en outre de con- trbler la force des lames pour une déformation donnée, ou inversement, de contrôler la déformation ou la flèche de la lame pour une charge donnée. LTroutillage de pose et/ou de contr8le est remarquable en ce qu'il est constitué d'un socle portant sur une de ses faces et à ses extrémités des moyens de guidage latéral de la lame et entre ses extrémités des moyens de maintien susceptibles de coopérer avec la lame pour une flèche donnée de celle-ci, un étrier fixé de manière amovible sur le socle et portant directement ou indirectement sur sa branche transversale des moyens d'application d'une force dirigée vers la face du socle pour appliquer à la partie de lame lui faisant face une force capable éventuellement de l'amener à coopérer avec les moyens de maintien, lesdits moyens d'application de la force portant éventuellement des moyens de mesure. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemples permettront de comprendre comment l'in- vention peut être réalisée. La figure 1 représenteevu en perspective cava- lière, un exemple de réalisation d'un outillage de pose d'une lame, celleci n'étant pas encore soumise à une précontrainte. La figure 2 est une vue du m9me outillage, la lame ayant été précontrainte et étant maintenue en précontrainte. La figure 3 représente, vu de c8té, le socle sur lequel est maintenue la lame en précontrainte, les moyens permettant la précontrainte de la lame ayant été démontés pour permettre le montage d'une lame transversale sur un train avant de voiture. Les figures 4, 5, 6 représentent schématiquement les différentes opérations de pose d'une lame trans- versale. La figure 7 montre le meme outillage utilisé dans le cas d'une lame moitié coopérant avec un seul support de roue. La figure 8 montre un outillage muni de moyens de contr8le de la précontrainte et de la flèche de la lame. La figure 1 montre, en vue perspective, l'outillage de pose et/ou de contrôle selon une forme de réalisation de l'invention. L'outillage comporte essentiellement un socle sur lequel sont prévus des moyens de maintien et un étrier coopérant par ses branches libres avec la socle et portant des moyens d'application d'une force. Le socle 1 est constitué d'une poutrelle formée par exemple d'un profilé ou d'une structure présentant une bonne rigidité longitudinale. La longueur de la poutrelle est prévue de manière que les deux extrémités 2, 3 de la lame 4 dans le cas représentés, une lame de ressort transversale destinée à supporter une roue à chacune de ses extrémités s'appuient sur des moyens de glissement ou de roulement 5, 6 pré-Ds aux extrémités 7, 8 de la face 9 de la poutrelle. Ces moyens sont constitués, par exemple, de blocs de glissement consti- tués d'un matériau plastique à faible coefficient de glissement et ont pour fonction de permettre le libre mouvement de la lame dans le plan vertical de symétrie longitudinale et sont de préférence fixés entre des moyens de guidage latéral 10, 11 de la lame 4. Sur la m8me face que celle portant les blocs de glissement et entre ceuxci, on a prévu des moyens de 259169-4 maintien 12, 13 constitués chacun par une ferrure en UT dont les deux pattes latérales portent des trous coaxiaux dans lesquels on introduit une broche 14, 15 (figure 2) pour maintenir la lame à la flèche voulue. Ces ferrures sont éventuellement susceptibles d' tre déplacées le long de la face de la poutrelle. Les ferrures peuvent être munies sur leur branche trans- versale d'un bloc de butée 16, 17 contre lequel la lame est éventuellement appuyée avant la mise en place des broches 14, 15 de maintien. L'étrier 18 est constitués selon l'exemple de réalisation, d'une structure parallélépipédique rectangulaire, formée d'éléments longitudinaux 19 et transversaux 20, ouverte à une extrémité. les extré- mités libres des éléments longitudinaux 19 portent des moyens de fixation 21 susceptibles de coopérer avec des moyens conjugués prévus de part et d'autre de la face 9 de la poutrelle 1. Les moyens de fixation conjugués 22 (figure 3) sont constitués de rangées de trous disposées le long des faces latérales de la poutrelle et dans lesquels viennent se loger-des boulons assurant la fixation des extrémités des éléments longitudinaux 19. La position de l'étrier le long de la poutrelle peut *tre éventuellement réglée selon la position du sommet de la courbure de la lame. Les moyens 23 d'application d'une force à la lame sont fixés directement ou indirectement sur les éléments transversaux 20 d'extrémité de lvétrier et sont constitués par un vérin de type mécanique ou à fluide. Le vérin est monté de manière que le déplacement de son piston produise une force résultante approxi- mativement perpendiculaire à la face 9 de la poutrelle. Le vérin 23 porte, à l'extrémité de sa partie mobile, un sabot de contact 24 formant éventuellement un plateau coulissant guidé sur les éléments longi- tudinaux de l'étrier. Selon une forme de réalisation préférée, les éléments transversaux 20 de l'étrier supportent un plateau fixe ou sont remplacés par un tel plateau sur lequel est fixé le corps du vérin. Dans l'utilisation de l'outillage de pose en outillage de contr8le des lames des moyens de mesure de force 25 (figure 8) sont interposés entre le sabot et la tige de piston du vérin ou entre le plateau fixe 20 et le corps du vérin. Il est en outre prévu des moyens de mesure de la flèche de la lame, une partie des moyens étant constituée d'une échelle graduée 26 portée par au moins un des éléments longitudinaux 19, l'autre partie étant constituée par un index 27 porté par le plateau mobile et susceptible de se déplacer devant l'échelle graduée 26. Le mode d'utilisation de l'outillage de pose est le suivant s l'étrier étant fixé au socle dans la position correspondant au sommet de la courbure de la lame, c'est-à-dire pour une lame à-courbure symétrique et dont la distance entre ses extrémités est au moins égale à la longueur du socle, approximativement au milieu du socle, le vérin étant suffisamment rétracté pour laisser une hauteur permettant le passage de la lame non contrainte entre le sabot de contact et la face 9 horizontale du socle ou plus exactement entre le sabot 24 et les blocs de glissement 5, 6 prévus aux extrémités. On place la lame entre les branches de l'étrier, les éléments longi- tudinaux 19 de celui-ci servant, avec les moyens de guidage 10, 11 à maintenir la lame dont les extrémités 2, 3 s'appuient sur les blocs de glissement 5, 6 (figure 1). On manoeuvre le vérin 23 pour mettre le sabot 24 en contact avec le sommet de la lame. On continue la manoeuvre du vérin jusqu'à amener la lame en contact avec des blocs de butée 16, 17. On place les broches 14, 15 dans les ferrures 12, 13 pour maintenir la lame (figure 2) On rétracte le vérin. On démonte l'étrier. La lame est maintenue sur le socle (figure 3) dans une position telle que les points de liaison au châssis et que les extrémités soient à des distances convenables pour permettre leur fixation aux moyens convenables prévus sur le châssis et les supports de roue. Le socle est transporté et présenté sous le châssis de la voiture (figure 4) maintenu levé par des moyens convenables. La lame est ensuite fixée aux dispo- sitifs de liaison 28 du châssis et aux pivots 29 des supports de roue 30 (figure 5). On repose la voiture au sol et l'on soulage éventuellement l'outillage (le socle) de manière à permettre le retrait des broches et la libération de la lame du socle (figure 6). On récupère le scele pour une opération ultérieure. La lame représentée dans les figures 4 à 6 est munie de moyens 31, 32 coopérant avec les dispositifs de liaison 28 au châssis et avec les pivots 29 des roues. La lame peut 9tre nue et les moyens 31, 32 peuvent éven= tuellement être montés sur les dispositifs du châssis et les pivots et la lame y être fixés par des moyens de serrage en soi connu. Le démontage deune lame pour son changement et/ou sa vérification s'opère dans ltordre inverse du montage. L'outillage ci-dessus décrits utilisé pour une lame transversale dont les deux extrémités coopèrent avec des roues est utilisable pour des lamnes moitié c'est-à-dire de longueur plus faible et dont une seule extrémité présente un profil évolutif destiné à coopérer gvec un support de roue. la figure 7 montre leoutillage adarté à une lame moitié. Un des moyens de maintien 33 comporte une pince-étau '4 dans laquelle l'extrémité de 25916;" profil constant est maintenue, fermement, l'autre extrémité à profil évolutif étant disposée normalement sur le bloc de glissement 6. L'étrier 18 est positionnrmé sur le socle de manière que le sabot de contact du vérin 23 soit en face du sommet de la courbure de la lame moitié. La deuxième ferrure de maintien est un des moyens de maintien 12 ou 13 décrit dans l'application précédente. Le mode d'utilisation de l'outillage pour la pose ou la dépose d'une lame moitié est en tout point semblable à celui décrit pour une lame transversale. La possibilité de modifier la position des divers organes le long du socle permet une adaptation rapide et aisée de l'outillage à la pose, la dépose ou le contrble de lame unique de ressort en composite de diverses dimensions et caractéristiques. La faible hauteur du socle facilite sa manutention sous le châssis des véhicules. - L'outillage ne comporte pas obligatoirement un étrier coopérant avec les moyens 23 d'application d'une force. Cette force peut etre appliquée par tout autre dispositif susceptible d'appliquer une force dirigée vers la face 9 du socle 1 sur lequel la lame doit 9tre maintenue. L'outillage décrit pour un ressort à lame unique est également utilisable avec un ressort à plusieurs lames. L'outillage ci-dessus décrit est donné à titre d'exemple et les modifications pouvant etre apportées par l'utilisation de moyens équivalents font partie de l'invention. REVENDICATIONS 1. Outillage de pose et/ou de contrUle de ressorts de suspension à lame en matériau composite destinés en particulier à la suspension de voitures particulières et présentant, lorsque la lame n'est pas contrainte, une courbure dans son plan de symétrie longi- tudinale sensiblement différente de celle qu'elle présente en charge, ledit outillage étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un socle (1) portant sur une de ses faces (9) et à ses extrémités des moyens de guidage latéral (10, 11) de la lame (4) et entre ses extrémités des moyens de maintien (12, 13) susceptibles de coopérer avec la lame pour une flèche donnée de celle-ci. 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'application d'une force (23) dirigée vers la face (9) du socle (1), pour appliquer à la partie de lame lui faisant face, une force capable éventuellement de l'amener à coopérer avec les moyens de maintien (12, 13), lesdits moyens portant éventuellement des moyens de mesure (25; 26, 27). 3. Outillage selon la revendication 2, caracté- risé en ce que des moyens de mesure de force (25) sont prévus sur les moyens d'application d'une force (23). 4. Outillage selon la revendication 2 ou 3s carac- térisé en ce que les moyens d'application de force (23) sont constitués d'un vérin porté par un étrier (18) fixé de manière amovible sur le socle. 5. Outillage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les extrémités du socle portent des moyens de glissement (5, 6) sur lesquels s'appuient les extrémités de la lame (4). 6. Outillage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les moyens de maintien (12, 13) sont constitués de ferrures en U dont les deux pattes latérales portent des trous coaxiaux dans lesquels est susceptible de se loger une broche (14, 15). 259 1694 7. Outillage selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'étrier (18) porte à l'extrémité de ses branches libres des moyens de fixation (21) coopérant avec des moyens conjugués (22) prévus sur le socle. 8. Outillage selon la revendication 7, caracté- risé en ce que les moyens conjugués (22) sont constitués de rangées de trous disposées le long des faces latérales du socle. 9. Outillage selon la revendication 1, caractè- risé en ce qu'au moins un des moyens de maiutien (33) comporte une pince-étau (34). 10. Outillage selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent des moyens de mesure de force (25) montes sur les moyens d'application d'une force (23) et des mtoyens de mesure de flèche (26, 27) prévus sur une des branches de l'étrier et sur une partie mobile des moyens d'application d'une force (23).