Brevet FR2604501A1 — publié le 19880401

- 1 - Les automobiles sont habituellement équipées de ressorts hélicoïdaux, aux deux roues avant et même aux quatre roues, par lesquelles la caisse du véhicule et sa structure reposent sur le châssis de façon à être isolées des chocs et des ondulations de la route que les roues rencontrent. Habituellement, les ressorts ont une raideur qui est un compromis entre un roulement doux et une bonne maniabilité du véhicule. Les ressorts souples apportent un roulement amorti et un maximum de confort aux passagers sur des routes unies, mais ils n'ont pas une résistance suffisante à la compression et, dans des conditions de conduite difficiles, la caisse du véhicule peut plonger vers l'avant et s'incliner excessivement, compromettant la maniabilité, la tenue de route et la sécurité. Par contre, les ressorts raides maintiennent le véhicule de façon relativement stable et de niveau en présentant une capacité de charge accrue, une meilleure tenue de route et une meilleuremaniabilité dans des conditions difficiles, mais ils n'isolent pas de façon satisfaisante la caisse des chocs et des vibrations de la route. A moins qu'une suspension spéciale soit mise en place, les automobiles possèdent habituellement des ressorts apportant un roulement doux. En conséquence, leur suspension est satisfaisante dans des conditions de conduite douces,mais elle est souvent insatisfaisante,voire même dangereusesdans des conditions difficiles ou lorsque le véhicule est lourdement chargé. -2- Les efforts fournis pour modifier les suspensions à ressorts souples des automobiles n'ont généralement pas donné satisfaction. La plupart des modifications sont coûteuses et difficiles à mettre en oeuvre, et elles améliorent habituellement uniquement la conduite aux dépens du confort des passagers. Une façon de modifier une suspension pour améliorer la conduite consiste à rem- placer les ressorts d'origine par des ressorts relative- ment raides. Cependant, le remplacement des ressorts est coûteux et des ressorts raides donnent un roulement trop dur pour être confortable dans des conditions moyennes de conduite, lorsque le véhicule n'est pas lourdement charge. Une façon quelque peu moins coûteuse consiste à remplacer les amortisseurs d'origine par ceux du type à nivellement en fonction de lacharge,qui comportent des ressortshélicoidaux indépendants s'ajoutantaux ressorts du véhicule; maiscette technique réhausse habituellement la caisse du véhicule et donne un roulement dur dans des conditions normales de conduite. En variante, on peut utiliser des amortisseurs à air comprimé, mais la pression de l'air doit être modi- fiée en fonction des variations de la charge du véhicule et de l'état de la route. Le moyen le moins coûteux pour raidir la suspen- sion d'une automobile consiste à insérer des'entretoises rigides entre les spires adjacentes des ressorts hélicoi- daux. Ces entretoises sont constamment en prise avec les spires adjacentes qu'elles expansent habituellement et elles s'opposent absolument à tout mouvement de rapproche- ment des spires adjacentes pendant que la partie restante du ressort est comprimée.Cette technique est souvent appréciée en raison de son faible coût, mais le roulement résultant du véhicule est habituellement rude. L'invention a pour objet principal un dispositif destiné à compléter la suspension d'un véhicule automo- bile pour améliorer la conduite, la tenue de route et -3- la capacité de charge sans nuire au confort des passa- gers. L'invention concerne donc un dispositif associé à un ressort hélicoidal de suspension de véhicule et comprenant un corps élastique monté entre deux spires adjacentes du ressort afin de porter contre les spires, sous une compression suffisante du ressort, pour augmenter la résistance du ressort à la poursuite de la compression et rendre ainsi plus raide la suspension du véhicule. Le dispositif comprend des moyens de montage d'un premier côté du corps sur une première des spires afin qu'un côté opposé du corps soit dirigé vers l'autre spire, mais en soit espacé pour permettre une compression limitée du ressort, le corps étant de forme hélicoïdale et son côté opposé présentant une surface qui s'amincit progressive- ment, d'une façon générale, sur la longueur du corps d'une extrémité de celui-ci vers l'autre afin que le corps présen- te une épaisseur diminuant progressivement entre les spires, d'une extrémité à l'autre, ladite surface s'amincissant également dans la direction latérale, radialement par rapport à l'axe central du corps hélicoidal,sur au moins une partie de la longueurdu corps, afin que ce dernier présente également une épaisseur qui diminue progressive- ment entre les spires, sur au moins ladite partie de sa longueur, de son côté situé radialement le plus à l'exté- rieur vers son côté situé radialement le plus à l'intérieur, de façon que, sous l'effet d'une compression suffisante du ressort, le dispositif accroisse progressivement la résis- tance du ressort à la poursuite de la compression et exerce sur le ressort des forces qui résistent à une flexion latérale du ressort et tendent à obliger le ressort à une compression suivant une direction axiale. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin- annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: - 4 - La figure 1 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation du dispositif selon l'invention monté sur un ressort hélicoidal; La figure 2 est une vue en perspective de cette forme de réalisation et du dispositif de l'invention; Les figures 3, 4 et 5 sont des coupes transver- sales du dispositif suivant les lignes 3-3 et 4-4 de la figure 2; La figure 6 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation du dispositif selon invention; Les figures 7, 8 et 9 sont des coupes transversales du dispositif de la figure 6. L'invention propose des dispositifs élastiques d'entretoisement destinés à être montés entre des spires adjacentes de ressorts hélicoidaux d'une suspension de véhicule automobile. Ces dispositifs augmentent progressi- vement la raideur de la suspension à la suite de compres- sions suffisantes et croissantes des ressorts,mais ils n'affectent pas les caractéristiques nominales de la sus- pension dans des conditions de compressions limitéesdes ressorts. En conséquence, les occupants du véhicule dispo- sent d'un roulement doux et confortable dans des conditions normales de conduite, telles que celles que l'on rencontre habituellement, la plupart du temps, tandis qu'un accrois- sement progressif de la raideur des ressorts se produit dans des conditions d'ondulation ou dans des conditions difficiles afin d'améliorer la tenue de route, la mania- bilité de conduite et la sécurité. Les entretoises sont d'une réalisation peu coûteuse et d'une pose commode. Chaque dispositif comprend un corps en matière élastique, par exemple du caoutchouc, ayant une valeur au huroirtre de 40-110, et il est avantageusement monté sur une spire active du ressort, qui le supporte, par exemple une ou deux spires à partir du haut ou du bas du ressort. Le dispositif est avantageusement d'une hauteur telle que, - le véhicule étant à l'arrêt, il existe un espace entre le dispositifet la spire du ressort adjacente à celle sur laquelle il est monté. L'espacement est choisi de manière que, dans des conditions moyennes et douces de roulement, le dispositif ne porte pas simultanément contre les deux spires lors de compressior limitées du ressort, afin de ne pas affecter la hauteur de construc- tion du ressort ou du véhicule et afin que la suspension du véhicule travaille de la manière prévue pour offrir aux occupants un roulement doux et confortable. Cependant, l'écartement est tel que, sous l'effet de plus fortes compressiorsdu ressort, comme cela se produit sur des routes bossues ou présentant des ondulations, en virage à grande vitesse, en freinage ou en accélération brusque, ou bien lorsque le véhicule est lourdement chargé, le dispositif rentre en contact avec les deux spires et résiste de façon souple à la poursuite du mouvement de rapprochement des spires, de sorte que la raideur du ressort croit progressivement afin d'améliorer la mania- bilité, la conduite et la sécurité du véhicule. Les dispositifs permettent donc à la suspension d'une automobile classique de fonctionner de la manière prévue dans des conditions moyennes ou normales de conduite, tout en présentant les caractéristiques d'un système pour forte charge ou pour haute performance dans des conditions difficiles. Ils permettent aux ressorts de résister de façon variable à la force vive de la masse de la caisse et l'ossature du véhicule au passage de cuvettes dans la route, lors d'un freinage, d'une accélé- ration et d'un virage appuyés, ou bien lorsque le véhicule est lourdement chargé, et ils établissent une transition de résistance à la compression des ressorts pour compenser automatiquement les forces exercées par la masse du'véhi- cule. Lorsque les dispositifs sont utilisés, les ressorts sont capables d'absorber une quantité accrue d'énergie -- 6 -4 6- de manière que les ressorts ne puissent pas s'affaisser complètement lors de cahots, que les rebonds soient atténués à un degré tel qu'une suspension classique de véhicule présente despossibilités approchantcelles d'un sys- tèmepneumatique,et que les amortisseurs et d'autres éléments du système soient soumis à moins d'effort et à moins d'usure, ce qui prolonge leur durée de vie. Le dispositif est avantageusement de formecintrée; lorsqu'il est monté sur une spire de ressort, il prend une configuration hélicoidale; la hauteur du dispositif est choisie de façon à maintenir un écartement entre ce dispo- sitif et la spire adjacente pour permettre des compressions limitées du ressort, et le dispositif présente une hauteur qui diminue sur sa longueur, afin que l'écartement augmente progressivement d'une extrémité à l'autre. Un avantage d'une configuration hélicoidale réside dans la possibilité d'offrir une progression tout à fait uniforme de l'accrois- sement de la raideur du ressort sur une partie étendue d'une spire lorsque le ressort est comprimé. Bien que le dispositif hélicoidal soit représenté comme s'étendant sur environ 360 de la spire, il pourrait s'étendre sur une distance plus grande ou plus faible, et il est possible d'utiliser plus d'un dispositif par ressort. Lorsqu'un dispositif ne suffit pas pour communiquer un degré de raideur souhaité à un ressort, on peut monter deux dispositifs sur un seulressort, par exemple surla dernière ou l'avant-dernière spire active à chaque extrémité du ressort, afin de raidir la réaction du ressort à une compression, au-delà de celle pouvant être obtenue avec un seul dispositif. Les figures 1 à 5 représentent, conformément à une forme de réalisation de l'invention, un dispositif d'entre- toisement élastique 800, s'étendant en cercle sur environ 360 et présentant un évidement concave 802 ménagé le long de sa surface inférieure afin de faciliter son montage sur un ressort hélicoidal 803. Lorsqu'il est monté sur le -7- ressort au moyen de colliers 804 logés dans des rainures 806 d'une surface supérieure 808 du dispositif, il prend une configuration hélicoïdale. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 2 à 4, la surface supérieure 808 du dispositif 800 s'effile progres- sivement d'une extrémité à l'autre, de façon que le dispo- sitif présente une hauteur qui diminue uniformément et progres- sivement d'une extrémité à l'autre. La surface supérieure 808 est également inclinée ou effilée, sur toute sa longueur, dans la direction latérale ou radiale, afin que le disposi- tif présente une plus grande hauteur le long de son côté extérieur que le long de son côté intérieur. Il est également prévu que la surface 808, en plus d'être inclinée latéra- lement, soit aussi légèrement concave sur sa longueur, comme montré sur la figure 5. Il est avantageux dedonner à la surface 808 du disposi- tif 800 des inclinaisons à la fois en courbeet latérales. Durant des mouvements de compression et d'expansion, un ressort hélicoldal de suspension de véhicule ne se déplace pas suivant une direction axiale réelle. Par contre, suivant les contraintes auxquelles il est soumis pendant la compres- sion, le ressort a tendance à fléchir ou se cintrer. Cependant, étant donné que la surface 808 est inclinée ou effilée latéralement, sous l'effet d'une compression du ressort et de l'entrée en contact de la spire de ressort adjacente avec cette surface, le dispositif exerce sur le ressort des forces latérales ou radiales qui tendent à maintenir le ressort sur une course axiale, de manière que l'on obtienne une souplesse appropriée pour éviter l'appli- cation de contraintes au ressort et pour éliminer les effets des charges latérales sur les autres éléments de la suspension. De plus, en raison de la forme effilée et cintrée du dispositif, sous l'effet d'une compression suf- fisante du ressort, il se produit un contact graduel et progressif entre, et le long de, la surface 808 et la spire adjacente à la fois dans les directions latérale et circulaire, de sorte que le dispositif non seulement limite la flexion latérale du ressort, mais il augmente aussi progressivement la résistance du ressort à être davantage comprimé, afin de raidir le ressort et d'améliorer les caractéristiques de maniabilité du véhicule en virage etana- logues,-. sans accroissement notable de la raideur globale de roulement du véhicule. La forme de réalisation du dispositif d'entretoi- sement 900, montrée sur les figures 6 à 9, s'étend égale- ment en cercle sur environ 360 .Une surface inférieure présente un évidement concave 902 s'étendant sur sa lon- gueur et destiné à faciliter le montage du dispositif sur une spire d'un ressort hélicoidal au moyen de colliers reçus dans des rainures radiales 904 et, lorsqu'il est ainsi monté, le dispositif prend une configuration héli- coidale.Le dispositif présente une surface supérieure 906 qui est globalement effilée suivant sa longueur circulaire, d'une extrémité à l'autre, afin que le dispositif présente une hauteur qui diminue progressivement d'une extrémité à l'autre. Cependant, la surface supérieure 906 n'est pas effilée latéralement ou radialement sur toute sa longueur, mais elle présente une zone dégagée 908, s'étendant sur un arc de cercle limité, qui est effiléelatéralement dans la direction radiale, afin que cette zone dégagée du dispo- sitif présente une plus grande hauteur à son côté extérieur qu'à son côté intérieur. Lorsqu'il est monté sur un ressort de suspension de véhicule,le dispositif est avantageusement orienté de façon que la zone dégagée 908 soit tournée vers le côté du véhicule ou vers le pivot ou la plaque d'appui de la suspension. Ceci permet au pointhautextérieur-dela zone dégagée, sous l'effet d'une compression suffisante du ressort, d'entrer en contact avec la spire du ressort, adjacente à la spire sur laquelle le dispositif est monté, -9- avant que la partie intérieure de la zone dégagée entre en contact avec la spire, de sorte que le ressort n'est soumis à aucune contrainte indésirable et que le véhicule présente une meilleure maniabilité transitoire et de plus faibles angles de roulis sans raidissement excessif du ressort. Simultanément, étant donné que le dispositif présente une forme effilée suivant sa courbure d'une extré- mité à l'autre, sous l'effet d'une compression suffisante du ressort, il augmente très uniformément et progressive- ment la raideur ou la résistance opposée par le ressort à une compression supplémentaire. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. Z604501 - 10 - REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à être associé à un ressort hélicoïdal (803) d'une suspension de véhicule et comprenant un corps élastique (800) monté entre deux spires adjacentes du ressort (803) afin d'entrer en contact avec ces spires sous l'effet d'une compression suffisante du ressort (803) pour augmenter la résistance de ce ressort (803) à une compression supplémentaire et raidir ainsi la suspension du véhicule, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (804) de montage d'une premier côté (802) du corps (800) du dispositif sur une première desdites spires afin qu'un côté opposé du corps (808) soit tourné vers l'autre spire, de laquelle il est cependant espacé, dans le cas de valeurs limitées de la compression du ressort, le corps (800) étant hélicoïdal et ledit côté opposé du corps présentant une surface (808) qui s'effile progres- sivement, d'une façon générale, sur la longueur du corps (800), d'une extrémité du corps (800) à l'autre, de façon que le corps (800) présente une épaisseur diminuant progres- sivement entre lesdites spires d'une extrémité à l'autre, ladite surface (808) s'effilant également progressivement dans la direction latérale, radialement par rapport à un axe central du corps hélicoidal (800), le long d'au moins une partie de ladite longueur du corps (800), afin que ce dernier présente également une épaisseur qui diminue progressivement entre les spires, le long d'au moins ladite partie de la longueur du corps (800), de son côté situé radialement le plus à l'extérieur vers son côté situé radialement le plus à l'intérieur, afin que, sous l'effet d'une compression.suffisante du ressort-(803), le dispositif (800) augmente progressivement la résistance du ressort (803) à une compression supplémentaire et exerce - 11 - sur le ressort (803) des forces qui résistent à une flexion latérale du ressort (803) et qui tendant à obliger le ressort (803) à se comprimer suivant une direction axiale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le corps est effilé dans la direction latérale sur toute sa longueur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil effilé dans la direction latérale n'existe que sur une partie de la longueur du corps ( 00) et définit une zone dégagée (908) sur ladite surface (906). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (808) du corps (800) est sensiblement plate, en section radiale, sur la totalité de la longueur du corps (800). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface (808) du corps (800) présente une section radiale concave sur toute la longueur du corps (800). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente des rainures radiales (806) ménagées dans la surface (808) du corps (800) et en ce que les moyens de montage comprennent des colliers (804) logés dans les rainures(806) et entourant ladite piemière spire, les rainures (806) protégeant les colliers (804) de tout contact avec ladite autre spire. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (800) présente un évidement concave (802) sur sa longueur, dans son premier côté, afin de faciliter le montage du corps (800) sur ladite première spire.