Brevet FR2601641A1 — publié le 19880122

DISPOSITIF DE SUSPENSION ASSOCIE A UNE ROUE AVANT DE MOTOCYCLE La présente invention s'applique à un dispositif de suspension avant à bras unique de support et de direction de la roue, ledit bras étant susceptible, pour orienter la roue, de tourner autour d'un axe de direction orthogonal a celui de ladite roue et situé sensiblement dans le plan longitudinal médian du motocycle. La suspension d'une caisse ou d'un chassis de véhicule sur une roue directrice a été grandement simplifiée dans le type de suspension dénommé 10 depuis "suspension Mac Pherson" et décrit-par exemple dans le brevet francais 1 156 145. Dans ce type de suspension perfectionné depuis, la fusée de la roue avant est portée par un tube d'amortisseur reliée par une biellette articulée à la partie centrale du chassis et la caisse du véhicule vient reposer, à partir d'une position d'appui relativement haute, directement sur un ressort hélicoïdal interposé entre un épaulement d'appui du tube d'amortisseur et une plaque d'appui de la caisse. Cette solution de suspension avant a été proposée pour les motocycles qui nécessitent un appui de roue avant qui soit bien centré dans le plan de symétrie de la roue alors que les voitures à quatre roues peuvent supporter 20 aisément un montage en porte-3-faux de la fusée de roue. Dans la solution proposée, le bras unique de suspension avant est relié à son extrémité supérieure à un bloc de suspension et/ou d'amortissement interposé entre cette extrémité et un bec avant du chassis du motocycle et comporte une partie coudée qui enveloppe une partie de la section transversale de la périphérie de la roue et une partie basse portant l'axe de la roue et munie d'une pièce d'articulation à rotule dont le centre de pivotement est situé sensiblement dans l'alignement de l'axe de direction et qui coopère avec l'extrémité d'un bras de liaison lui-méme monté à rotation sur un axe du chassis du motocycle, perpendiculairement au plan médian longitudinal du 30 motocycle. Cette disposition a généralement donné satisfaction et s'est révélée comme l'une de celle assurant le meilleur guidage de la roue avant, 26 0 1641 mais la réalisation du bras de liaison s'est révélée très onéreuse et le besoin s'est fait sentir de décaler, pour des raisons d'encombrement, le ressort hélicoïdal de suspension par rapport à l'axe de direction. L'un des buts de la présente invention est donc d'appliquer aux motocycles et véhicules similaires la suspension du type "Mac Pherson", d'éviter les inconvénients qui viennent d'être mentionnés et de réaliser une suspension avant de motocycle qui soit plus compacte, plus efficace, plus économique et qui, d'une façon générale, permette une meilleure intégration des exigences de tenue de route et d'esthétique dans la con10 ception des motocycles et autres véhicules à deux ou trois roues et à roue directrice unique. A cet effet, selon l'invention, le bras unique est relie par une articulation à rotule, dont le centre de pivotement est placé sensiblement sur l'axe d'orientation de la roue avant, à un autre bras de liaison monte 15 à rotation sur un axe du chassis du motocycle, perpendiculairement au plan médian de ce motocycle, la ligne Joignant les centres de pivotement A rotule des deux bras de liaison constituant l'axe de direction de la roue avant, autour duquel cette roue pivote en direction. Selon un autre mode de réalisation, le bloc de suspension et/ou d'amortissement est articulé à une.extrémité au bec avant du chassis, au voisinage de l'intersection de ce bec avec l'axe de direction de la roue avant, et à l'autre extrémité sur un prolongement du bras unique, sensiblement en position centrée dans le plan médian de la roue et audessus de l'articulation à rotule de l'autre bras de liaison. Le bloc de suspension 25 ou d'amortissement est reliée à son autre extrémité au prolongement du bras unique selon un axe ou en un point, placé à distance de l'intersection de ce prolongement avec l'axe de direction. Le prolongement du bras unique peut alors être relié e au moins une biellette de commande de direction selon un axe ou en un point situé,par rapport à l'axe de direction, de 30 façon sensiblement symétrique de l'axe ou du point de liaison du bloc de suspension et/ou d'amortissement. Selon un autre mode de réalisation, le bloc de suspension et/ou d'amortissement comporte un corps d'amortisseur et de réception de ressort articulé sur le bec du châssis de motocycle et qui est prolongé vers le bas 35 par une tige de piston d'amortisseur et de support de coupelle de ressort, articulée par un axe de liaison au prolongement du bras unique. Selon le mode de réalisation le plus général, les articulations à rotule des deux bras de liaison au chassis du véhicule sont constituées chacune par des tiges à rotule portées de facon réglable par l'extrémité du bras de liaison correspondant. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaltront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à 5 titre non limitatif et en regard du dessin annexé oO la figure unique est une vue longitudinale schématique, avec arrachement d'extrémités et vue éclatée du moteur, du train avant d'un motocycle équipé d'une suspension avant selon l'invention. Le motocycle représenté sur la figure est équipé de moyens communs e 10 presque tous les motocycles et qui seront seulement mentionnés, tels que le bloc moteur amovible 1 avec ses échappements 2, le chassis comportant un support arrière amovible 3 et un support avant 4 reliés par l'intermédiaire du bloc moteur 1 sur lequel ils sont boulonnés par des vis non représentées et des tirants haut 9 et bas 10 représentés de façon interrompue. Le 15 support avant 4 est constitue ici d'une poutre monobloc 38 venant de fonderie, en alliage léger, et constituant un berceau qui est relié par les tirants 9 et 10 au support arrière 3 et qui se termine vers l'avant par un bec 7 destine à reporter la charge avant du chassis sur la suspension avant du motocycle qui va maintenant être décrite. Le bras unique ou jambe de force 12 de support de la roue avant 13 comporte une partie coudée 14 qui enveloppe la section de la roue 13 en entourant, avec une faible garde, l'extérieur du bandage pneumatique 17. Au-dessus du bandage pneumatique 17, la partie coudée 14 se poursuit vers le haut par un prolongement 14a qui est relié de part et d'autre de l'axe 25 médian de direction 64 passant sensiblement en son centre, respectivement par un axe 16 à une tige 18 de piston d'amortisseur et par un axe 30 à une biellette de direction basse 29. La partie supérieure du corps d'amortisseur 19 est articulée de façon non représentée au bec 7 du chassis et un ressort de suspension 11 est interpose entre une coupelle 20 du corps d'amortisseur 19 et une coupelle 15 solidaire de la tige de piston d'amortisseur 18. La biellette de direction basse 29 est reliée par une articulation à rotule 26, 27 à une biellette de direction haute 22 montée rotative sur des supports 25 susceptibles d'être entrainés en rotation par un guidon 21. 35 Le bras unique 12 présente à sa partie inférieure un alésage qui recoit l'axe 32 de la roue avant 13 sur lequel celle-ci est guidée en rotation par de robustes paliers à billes ou à rouleaux non représentés. Au voisinage de sa partie centrale, le bras unique 12 porte des étriers de 260 164 1 frein 54 qui entourent un disque de frein 35. Sur l'axe de direction 64 du bras unique 12, est prévue, un peu au-dessus de l'axe de roue 32 et décalée par rapport 3 lui, une articulation M rotule 42 qui se termine par une tige reliée de facon réglable à un bras de guidage bas ou de liaison 44 articulé à rotation sur la poutre de support avant 38 du bloc moteur autour d'un axe 48 sensiblement perpendiculaire au plan médian du motocycle, confondu en ligne droite avec le plan médian de la roue avant 13. Selon l'invention, le prolongement supérieur 14a du bras unique 12 est relié par une articulation à rotule 43 du même type que l'articulation 10 A rotule 42 et qui passe donc par le plan médian du motocycle, e un bras supérieur de liaison 40 articulé 3 rotation sur la poutre de châssis avant 38 autour d'un axe 49. La ligne 64 qui passe par le centre de rotation des articulations à rotule 42 et 43 constitue l'axe d'orientation de la roue avant 13, qui est incliné par rapport e la verticale et placé 15 légèrement en arrière de l'axe de la roue avant. - Le fonctionnement de la suspension avant et de la direction de motocycle représentées sur la figure va maintenant être explicité. Au cours du roulage, lorsque le bandage pneumatique de la roue avant 13 roule sur une aspérité de son chemin de roulement 50, le bloc moteur 1 doit s'abais20 ser par rapport à la zone d'appui 50a de la roue avant 13 sur le chemin de roulement 50 qui est relevé par l'aspérité. Les bras de liaison 40 et 44 tournent alors autour de leurs axes d'articulation 49 et 48 sensiblement perpendiculaires au plan médian du motocycle et se déplacent en rotation dans une série de plans parallèles à ce plan médian, de telle façon que les 25 articulations à rotule 43 et 42, dont le centre d'articulation est situé dans le plan médian du motocycle, ne reçoivent pas de sollicitations latérales sous l'effet de la rotation relative des bras 40 et 44 par rapport à la poutre de support avant 38 du bloc moteur 1. Sous l'effet de la rotation des bras 40 et 44 par rapport à la poutre 38, le bras unique 12 30 se rapproche du bec 7 en écrasant le ressort hélicoTdal 11 et en déplaçant la tige de piston 18 et, par voie de conséquence, son piston à l'intérieur de l'alésage du corps 19 du bloc télescopique, de façon à amortir l'écrasement de la suspension. Le bras unique 12 de support de la roue est ainsi parfaitement libre de se débattre en fonction de l'écrasement plus ou moins 35 grand de la suspension avant tout en étant guidé simultanément par les bras de liaison 40 et 44 et par la tige de piston 18. Au cours du débattement du bras 12 par rapport au bec 7, l'inclinaison de l'axe de pivotement 64 de ce bras 12 varie légèrement sans qu'il ne s'ensuive de conséquence sur le plan 2 6 0 1 6 4 1 de la tenue de route du motocycle. On a représenté en traits mixtes avec des indices prime le déplacement des lignes moyennes des bras de liaison 40 et 44 pour la position d'écrasement maximale du ressort de suspension 11, l'axe de liaison 64 se déplaçant en 64' sans subir de changement d'orien5 tation notable faisant varier l'angle de chasse a de la roue avant 13. On a également représenté en traits mixtes 'et avec des indices prime, le déplacement correspondant des biellettes de direction 22 et 29 qui viennent se placer en 22' et 29'. Lorsque le conducteur du motocycle tourne le guidon 21, par exemple à 10 l'entrée d'un virage, les biellettes de direction 22 et 29 articulées en ciseaux entre elles, transmettent le couple du guidon 21 à l'axe d'articulation 30 du prolongement 14a qui fait tourner le bras unique 12 autour de l'axe de pivotement 64 qui passe par les centres d'articulation 3 rotule. La rotation de la roue 13 pour diriger le véhicule ne provoque pas de réaction sensible sur les bras de liaison 40 et 44, du fait que l'axe de pivotement 64 passe par les centres de pivotement des articulations à rotule 43 et 42 et en retour, les bras 40 et 44 et le bras unique 12 de support de la roue n'exercent pas de réactions anormales sur les biellettes de direction 22 et 29. Il est bien entendu qu'au cours d'un virage, l'action 20 la plus décisive sur la direction du motocycle n'est en général pas exercée par le guidon 21 mais par l'inclinaison de l'ensemble conducteur-motocycle, cette inclinaison se développant sous le contrôle actif du conducteur qui doit cependant l'amorcer par un coup de guidon. En dehors des considérations mécaniques de commande de la direction 25 et de libre débattement de la suspension, on peut remarquer que ce nouveau type de suspension et de direction associé 3 une roue de motocycle assure une tenue remarquable aux efforts horizontaux développés sur la roue avant 13 et qui sont encaissés par les deux bras horizontaux de liaison 40 et 44 avec un minimum de flexion et de distorsion du bras unique 12 tout en 30 assurant une excellente esthétique au véhicule en dépit de la disymétrie de la liaison inhérente A ce mode de support de la roue avant. Le démontage de la roue avant 13 devient très aisé dans le mode de réalisation selon l'invention car cette roue peut être retirée latéralement aussitôt après le dévissage de son écrou de fixation. Le déport longitudi35 nal de l'axe du ressort de suspension 11 en direction de la poutre de cadre 38 réduit l'encombrement de la suspension, cet axe du ressort 11 ne se confondant pas avec l'axe d'orientation 64. L'axe d'articulation 48 du bras 44 peut être disposé sur la poutre 38 du support avant 4 A des hauteurs différentes par rapport au chemin de roulement 50 de façon à modifier l'inclinaison du bras 44 pour influer sur la courbe de variation de chasse et l'effet de contre-plongée au freinage de la suspension. On peut de même disposer la liaison à rotule 42 du bras 44 au-dessous de l'axe de roue 32 tout en maintenant cette liaison dans l'alignement de l'axe de direction 64. La longueur efficace des bras 40 et 44 est rendue réglable dans une faible plage de débattement en longueur grâce A la fixation réglable de la tige de rotule correspondante à 10 l'extrémité de ces bras, notamment par rotation d'une pièce intermédiaire. Cette disposition permet de faire varier l'angle dit de chasse a du bras unilatéral 12 par rapport à la verticale et d'adapter ainsi les qualités de la direction (rappel, stabilité en ligne droite, couple de rotation e l'arrêt) en fonction de l'utilisation envisagée pour le motocycle. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de suspension à bras unique de support et de direction d'une roue avant de motocycle, relié à son extrémité supérieur à un bloc de suspension et/ou d'amortissement interposé entre cette extrémité et un bec avant du châssis du motocycle et comportant une partie coudée qui enveloppe une partie de la section transversale de la périphérie de la roue et une partie basse portant l'axe de la roue et munie d'une pièce d'articulation à rotule dont le centre de pivotement est situé sensiblement dans l'alignement de l'axe de direction et qui coopère avec l'extrémité d'un bras de 10 liaison lui-même monté à rotation sur un axe du chassis du motocycle perpendiculairement au plan longitudinal médian du motocycle, caractérisé en ce que le bras unique (12) est relié par une articulation P rotule (43), dont le centre de pivotement est placé sensiblement sur l'axe de rotation (64) de la roue avant (13), à un autre bras de liaison (40) monté à 15 rotation sur un axe (49) du chassis (38) du motocycle, perpendiculairement au plan médian de ce motocycle, la ligne joignant les centres de pivotement à rotule des deux bras de liaison (40, 44) constituant l'axe de direction (64) de la roue avant, autour duquel cette roue pivote en direction. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc de suspension et/ou d'amortissement (19) est articulé à une extrémité au bec avant (7) du chassis au voisinage de l'intersection de ce bec avec l'axe de direction (64) de la roue avant et à l'autre extrémité sur un prolongement (14a) du bras unique (12), sensiblement en position centrée sur le plan médian de la roue et au-dessus de l'articulation à rotule (43) 25 de l'autre bras de liaison(40). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'autre extrémité du bloc de suspension et/ou d'amortissement (19) est reliée au prolongement (14ak) du bras unique (12) selon un axe (16) ou en un point, placé à distance de l'intersection de ce prolongement avec l'axe 30 de direction (64). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le prolongement (14a) du bras unique (12) est relié A au moins une biellette (29) de commande de direction selon un axe (30) ou un point situé par rapport à l'axe de directs direction (64)de façon sensiblement symétrique 35 de l'axe (16) ou du point de liaison du bloc de suspension et/ou d'amortissement (19). 5.- Dispositif selon une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le bloc de suspension et/ou d'amortissement comporte un corps d'amortisseur et de réception de ressort (19) articulé sur le bec (7) du chassis du motocycle et qui est prolongé vers le bas par une tige (18) de piston d'amortisseur et de support de coupelle de ressort, articulée par un axe de liaison (16) au prolongement (14a) du bras unique (12). 6.- Dispositif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les articulations à 'rotule (43, 42) des deux bras de liaison (40, 44) au chassis (38) du véhicule, sont constituées chacune par des tiges 3 rotule portées de facon réglable par l'extrémité du bras de liaison correspondant (40, 44).