Brevet FR2623141A1 — publié le 19890519

La présente invention concerne " les systèmes de suspension" permettant aux véhicules et engins, d'absorber les chocs et les réactions des différents efforts que les roues et les barbotins subissent lors de leur évolution. Dans les dispositifs connus de ce genre, les suspensions des véhicules se font par la combinaison de plusieurs organes mécaniques qui permettent, à la fusée porteuse de la roue ou du galet du train de chenille, un débattement généralement contrôlé par un système amortisseur. Ces différents organes mécaniques qui sont nécessaires à la fabrication de ces suspens ions sont couramment appelés : bras de maintien, barre de suspension, point fixe, ressort, pivot amortisseur, butée, plot amortisseur, amortisseur, système à friction, bras de suspension, verin de suspension, accumulateur hydraulique, triangle de roue, pont rigide, barre de torsion, barre anti-rouli, lame de suspension etc... dans tous les cas, la fusée porteuse de la roue ou du galet, subit des déplacements, ce qui engendre des conceptions de suspension autour de la fusée porteuse et de l'axe de la roue. Tous ces systèmes de suspension ont l'inconvénient de nécessiter des points de fixation et de renfort dans les châssis et les carosseries des véhicules. Ces points de fixation et de renfort permettent d'une part, la fixation des différents organes nécessaires à la suspension sur le châssis et d'autre part, ils assurent la reprise de tous les efforts transmis par la roue ou le galet dans ces différents organes. Les organes mécaniques nécessaire à la suspension doivent être fixés autour de la fusée porteuse et de l'axe de la roue, ce qui contraint les constructeurs à aménager des volumes pour le débattement de tout l'ensemble suspension.Ces systèmes deviennent, par conséquent, encombrants et peu aérodynamiques. Dans tous les cas, les mouvements de commande (rotation, direction, freinage) doivent être transmis par des organes qui acceptent les débattements de la suspension (cardan, pivot, roulement, butée, axe, chaîne avec tendeur, flector, accouplement, flexible hydraulique, cable etc...) ce qui a pour conséquence premièrement, de compliquer les organes de commande, deuxièmement, d'en prévoir des moyens d'entretien et de lubrification, troisièmement, d'en augmenter la résistance et les volumes pour qu'ils absorbent les débattements de la suspension, quatrièmement, d'en augmenter l'usure et le remplacement. Le poids, l'encombrement, l'aérodynamisme et le coût des systèmes actuellement utilisés, restent des problèmes importants pour les constructeurs de véhicules et d'engins équipés de suspensions. Tous les organes mécaniques qui servent à la fonction suspens ion sont par leur disposition d'un accès difficile et par conséquent, nécessitent des temps d'intervention longs, effectués par un personnel qualifié et devant être équipé d'un outillage spécifique. Quand les constructeurs utilisent des essieux ou des ponts rigides porteurs ou porteur et moteur, l'ensemble de l'essieu doit être suspendu. Le poids de ces composants étant important, les systèmes de suspension et de fixation deviennent compliqués et onéreux; de plus, il est impossible, avec un essieu rigide d'obtenir des roues indépendantes. Quand lesconstructeurs utilisent des fourches; celles-ci doivent être solidement fixées au châssis, tout en permettant un débattement, ce qui nécessite l'emploi d'un axe généralement monté sur roulement pour reprendre les efforts. Dans tous les cas, les constructeurs s'efforcent de calculer les angles les plus favorables pour la fixation de tous ces organes de suspension et de maintien. Une fois défini, le système est angulairement figé. Dans le cas de chocs, plus ou moins frontaux par rapport au système suspension défini, celui ci devient rigide et entrai ne dans la plupart des cas une déformation du châssis ou des organes de liaison. Cet inconvénient de construction apporte une insécurité de conduite dans le cas de franchissement d'obstacles. Le système de suspension selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients. En effet, le problème de la suspension n'est plus traité au niveau de la fusée porteuse par rapport au châssis du véhicule, mais de la fusée porteuse vers la surface de roulement; la fusée porteuse devient-ainsi un point fixe. Dans le cas de roue directrice, la fusée porteuse reste articulée (solidaire de la carosserie ou du châssis). L'intégralité du système de suspension est intégré à la roue. Les débattements du système de suspension sont d'ordre radial par rapport à l'axe de la fusée porteuse quelle que soit l'orientation de cette dernière. Le système suspension ainsi décrit est entraînée en rotation avec la roue. Le dessin ci-annexé représente une variante de construction de ce système de suspension, et comporte une vue du montage en position passive ou sans charge. Telle qu'elle est représentée, la suspension se compose de six pièces. Le pneumatique 1 monté sur la pièce 2 servant de support au pneumatique et de ressort de suspension entre le pneumatique et la fusée porteuse 3 point fixe du système (la pièce 2 devra être conçue dans une matière souple et élastique pouvant supporter d'importantes déformations et sera destinée à réagir après avoir été pliée, tordue ou comprimée). Les axes 4 et 6 permettent l'ac- crochage et le débattement à la fois linéaire et angulaire combiné des amortisseurs 5. L'ensemble ainsi constitué est fixé par les axes 6 qui servent également de goujon de liaison avec la fusée porteuse 3. Dans le cas de roue motrice, le mouvement de rotation est donc transmis par le système de suspension. I1 en résulte, premièrement, qu'au démarrage du véhicule, par le couple de rotation, une réaction qui tend par la déformation du système à abaisser l'axe de la roue par rapport au sol, ce qui a pour effet d'en diminuer le couple; deuxièmement, à ltélévation-de la vitesse de rotation de la roue, il y a réaction par la force centrifuge qui tend à recentrer le pneumatique et à raidir le système de suspension. La charge embarquée sur le véhicule a pour effet de diminuer le rayon (axe de roue, surface de roulement) ce qui a pour avantage de diminuer le couple de rotation nécessaire à l'entrainement de la roue. Le système de suspension devient actif, il se comporte comme un variateur de vitesse par diminution ou augmentation du rayon sous charge. Le système de suspension étant réparti sur les 380 de la roue, il fonctionne dans toutes les directions, évitant ainsi la rupture ou la déformation de certaines pièce qui forment la structure du véhicule. De plus, dans le cas de roue directrice, la suspension suit l'orientation de la roue, ce qui offre l'avantage de faire travailler la suspension dans d'excellentes conditions. La fusée devenant un point fixe, les liaisons mécaniques, ainsi que toutes les commandes de mouvement, rotation, direction, freinage, sont simplifiées, leur usure en est diminuee. Le système étant intégré à la roue, l'encombrement, l'aérodynamisme, la maintenance, sont des points améliorés; par surcroît, il peut-être très facilement rapporté sur des véhicules n'ayant pas été conçus à l'origine avec un système de suspension. Dans le cas de véhicule léger se déplaçant à faible vitesse, le système de suspension peut-être simplifié et réduit à l'utilisation d'un système souple entre le pneumatique et la fusée porteuse, ou d'un système amortisseur réparti entre le pneumatique et la fusée porteuse. Cette suspension permet d'éviter l'emploi de chaîne avec tendeur pour la transmission des mouvements. Elle permet ainsi le montage fixe des éléments nécessaires à la cinématique des véhicules. Cette suspension peut-être du type olépneumatique. Il suffit pour cela de modifier la pièce 2. Dans ce cas, des vérins servent de liaison entre la fusée porteuse 3 et la pièce 2. Dans cette configuration, la pièce 2 est utilisée, premièrement en support de pneumatique, deuxièmement à la fixation des chappes de vérin. Une pompe hydraulique génère le débit et la pression nécessaire. Un conjoncteur dijoncteur régule le circuit hydraulique en débit et pression. Un accumulateur hydraulique assure le rôle d'amortisseur. Les chambres des vérins sont connectées au circuit par une distribution rotative au niveau de la fusée 3. Une extrapolation du système oIéopneumatique décrit ci-dessus peut être en visgé. En adaptant sur la fusée porteuse une distribution rotative de moteur hydraulique, les vérins deviennent moteur hydraulique suspendu. Cet ensemble assure à la fois, le rôle de moteur hydraulique pour la translation et celui de suspension oléopneumatique. Le système, objet de l'invention, peut-être utilisé dans tous les cas où il est nécessaire d'amortir un mouvement rotatif-perpendiculaire à un axe. I1 peut-être intégré à des systèmes classiques connus tels que, engrenage, channe pignon, poulie courroie, pignon mécanique. I1 permet d'éviter les tendeurs, et il a l'avantage de faire limiteur de couple; il suffit pour cela d'interposer entre l'extérieur de la denture ou de la poulie et son axe le système décrit. Cette solution offre la possibilité de contrôler l'effort sur l'organe de liaison (channe, courroie ou tendeur), elle permet d'en diminuer les jeux, l'usure et par conséquent les bruits. Par surcroît, les contraintes d'usinage pour conserver l'entr'axe demandé par les constructeurs de transmission peut être réduite, car les différences seront absorbées par le système, objet de l'invention. Dans les suspensions de train de chenille, il faut assurer en plus de la suspension, une fonction tendeur de chenille, cette dernière fonction est automatiquement assurée par le système faisant l'objet de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de suspension, caractérisé en ce que le moyen de suspension est intégré à la roue, situé entre la fusée porteuse (3) et le pneumatique (1). 2. Système de suspension, selon la revendication (1) caractérisé en ce que l'intègralité des fonctions, absorbtion des chocs, restitution amortie du mouvement sont regroupées dans la roue. 3. Système de suspension, selon la revendication (1) caractérisé en ce que le système de suspension est actif, c'est-à-dire qu'il se comporte comme un variateur d'effort et de vitesse en fonction des sollicitations et des charges. 4. Système de suspension, selon la revendication (1) caractérisé en ce que la suspension suit l'orientation de la roue dans le cas de roue directrice, de ce fait la suspension travaille toujours dans des conditions optimales. 5. Système de suspension, selon la revedication (1) caractérisé en ce que les organes de commande ne subissent plus les sollicitations de la suspension car, dans le cas de l'invention, ils sont tous en liaison avec la fusée porteuse devenue fixe au chassis. 6. Système de suspension, selon la revendication (1) caractérisé en ce qu'el- le assure par surcroît le rôle de tendeur de chenille sur les engins équipés de train de chenille. 7. Système de suspension, selon la revendication (1) caractérisé en ce qu'elle peut être oléopneumatique en intégrant à la roue un système de distribution hydraulique pour l'alimentation en huile des vérins qui assurent le rôle d'amortisseurs de chocs. 8. Système de suspension, selon la revendication (7) caractérisé en ce qu'elle peut être motrice dans le cas d'une suspension oléopneumatique en intègrant une distribution de moteur hydraulique pour excentrer l'axe de rotation de la roue par rapport à sa surface de roulement.