Brevet FR2624446A1 — publié le 19890616

L'invention concerne une suspension pour véhicules, notamment à roues indépendantes, du type comportant une lame élastique à section d'aire constante d'une extrémité à l'autre, dont au moins une desdites extrémités est rigi- difiée par des moyens formant bras de suspension, ledit bras étant articulé d'une part sur le chassis et d'autre part sur le support de roue. On connait du brevet US-A-2.460.106 une suspension à lame comportant une lame élastique d'épaisseur et de largeur constante, dont les extrémités sont fixées rigide- ment à l'aide d'une contreplaque et de boulons, à des bras de suspension rigides. Les bras sont articulés à l'une de leurs extrémités à des biellettes elles-mêmes articulées à des supports fixés au châssis et à l'autre extrémité, au support de roue. Les efforts venant de la structure sont transmis par les biellettes aux bras de suspension qui agissent eux-mêmes sur les extrémités de la lame. Du fait de la liaison rigide entre la lame et le bras de suspension, la distance séparant les extrémités de la lame varie lors de la modification de sa courbure, sous l'effet de la charge ou des irrégularités du terrain. Cette variation entratne une variation de la voie du train du véhicule qui doit être absorbée par des manchons élas- tiques prévus sur l'axe maintenant au moins une des biel- lettes au support de roue. Le dispositif décrit dans le brevet précité est complexe, du fait de l'utilisation d'au moins trois biel- lettes, pour la mise en oeuvre du bras de suspension monté sur la lame élastique. L'invention vise à fournir une suspension plus simple permettant l'utilisation de moyens conditionnant le déplacement longitudinal de la lame et par conséquent le réglage de la dureté de la suspension. - 2 - La suspension pour véhicules, selon l'invention, est remarquable en ce que la lame, en matériau composite à fibres unidirectionnelles continues s'étendant d'une extrémité à l'autre de la lame, présente une portion d'extrémité dont la section est de forme constante, embol- tée dans une cavité de section correspondante, s'étendant sur la majeure partie de la longueur du bras, la transmis- sion d'efforts entre lame et bras étant ainsi limitée à trois moments d'encastrement dont les composantes sont des forces perpendiculaires aux fibres unidirectionnelles de ladite lame. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemples permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures lA et lB représentent, vue de face et de dessus, une suspension selon un exemple de réalisa- tion de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'une par- tie de suspension selon une deuxième forme de réalisation. Les figures 3A, 3B, 3C sont des vues en coupe selon AA, BB, CC de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective d'un bras de suspension selon une réalisation particulière. Les figures 5A, 5B, 5C, 5D, 5E représentent sché- matiquement différentes formes de réalisation des moyens conditionnant le déplacement longitudinal de la lame. La suspension selon une forme de réalisation de l'invention représentée figures lA, lB, destinée à un véhicule à roues indépendantes, comporte une lame élastique 1 dont les extrémités sont rigidifiées par des moyens formant bras de suspension 2, 3. Les bras de suspension sont pourvus à chacune de leurs extrémités, d'attaches 4, qui coopèrent avec des moyens complémentaires, non repré- sentés, respectivement prévus sur le chassis et sur le support de roue. Selon une forme de réalisation de la lame élasti- que, celle-ci a une largeur et une épaisseur constante et est de section rectangulaire. Elle est de préférence -3- constituée d'un matériau composite à fibres unidirection- nelles continues s'étendant d'une extrémité à l'autre de la lame. Les portions d'extrémité 6 et 7 de la lame sont embo tées dans des cavités 8 de section correspondante F'étendant sur au moins la majeure partie de la longueur du bras. Les dimensions intérieures d'au moins une partie de la cavité du bras sont telles qu'entre les faces laté- rales des portions d'extrémité 6, 7 de la lame et les parois des cavités, il y a un espace suffisant pour loger au moins une partie des moyens 9 conditionnant le déplace- ment longitudinal relatif entre lesdites faces et parois. Ces dits moyens seront décrits ultérieurement. La coopération entre les faces latérales des por- %ions d'extrémité de la lame et les parois des cavités par l'intermédiaire des moyens conditionnant le déplacement longitudinal, permet une transmission des efforts entre la lame et les bras, limitée à trois moments d'encastrement dont les composantes sont des forces perpendiculaires aux fibres unidirectionnelles de la lame. Lorsque les cavités traversent de part en part les bras, il est prévu dans la cavité, une butée qui lors- que la suspension est dans la position de repos, se trouve & une distance déterminée des faces- d'extrémité 10 et 11 de la lame, de manière à limiter le déplacement longi- tudinal de l'extrémité de la lame et par conséquent le débattement vertical de la suspension lorsque celle-ci est sollicitée. Lorsque les cavités ne traversent pas les bras, la distance séparant les faces d'extrémité de la lame des fonds des cavités, a le même rôle que dans le cas précédent. Selon une autre forme de réalisation de la lame, {elle que représentée partiellement figure 2, celle-ci une forme évolutive de section constante au moins dans la portion libre 12 comprise entre les deux bras 13. Les coupes, figures 3A à 3C, montrent les variations de forme des sections, celle-ci passant du rectangle au cercle. -4- La portion d'extrémité 14 de la lame est cylindrique pleine ou tubulaire et pénètre dans une cavité 15 également cylindrique du bras 13. Dans la réalisation de la figure 2, les attaches 17 de la suspension au support de roue, sont disposées sur le même côté du bras que les attaches 16 au châssis et non plus en bout comme dans l'exemple de la figure 1. Les formes de la portion d'extrémité 6, 7 de lame, s'embottant dans la cavité du bras, ne sont pas limitées aux sections rectangulaire et circulaire précédemment décrites, mais peuvent avoir toute forme compatible avec un déplacement longitudinal limité entre la lame et le bras. Selon une autre forme de réalisation de bras de suspension montrée figure 4, l'ouverture 18 de la cavité 19, formée dans le bras 20, présente au moins une partie évasée 21 susceptible de coopérer avec la lame 22, lors d'un débattement vertical, pour assurer un raidissement progressif de la suspension. L'évasement de l'ouverture est prévu pour une lame de largeur et d'épaisseur constante et se trouve placé & la partie supérieure du bras. Pour des sections autres que rectangulaires, l'évasement est adapte à la forme de la portion d'extrémité de lame s'engageant dans le bras. Les bras sont réalisés en tout matériau rigide, métallique, synthétique ou composite, par des techniques adaptées à l'usinage ou au moulage du matériau choisi. Les moyens 9 conditionnant le déplacement longitu- dinal relatif entre la portion d'extrémité 6, 7 de la lame de suspension 1 et les bras de suspension 2, 3 vont être ci-après décrits par rapport aux schémas des figures A à 5E. Dans ces schémas, les bras de suspension sont désignés de manière générale par la référence 23, la por- tion d'extrémité de lame par 24 et la cavité par 25. Les moyens 9 conditionnant le déplacement longitu- dinal, peuvent être en deux parties distinctes, l'une 26, interposée entre les surfaces périphériques de la portion -5- d'extrémité 24 de lame et de la paroi périphérique de la cavité 25, et l'autre 27, dans la cavité, entre la face d'extrémité 28 de la lame et le fond de la cavité 29. Ces parties de moyens peuvent être utilisées isolément ou en combinaison. Selon le type de suspension que l'on désire, on choisit comme moyens 26, un matériau ou produit qui pré- sente un faible coefficient de frottement, tels par exem- ple: le PTFE, le bisulfure de molybdène, etc, ou une couche élastique adhérente, tel par exemple, un élastomère qui permettra de limiter le déplacement longitudinal et réalisera une suspension amortie à raideur progressive (figure SA). Les surfaces périphériques de la portion d'extré- mité 24 et les parois de la cavité 25 sont séparées par un joint glissant 30 (figure 5B) qui assure éventuellement l'étanchéité et permet, par exemple, la compression de l'air emprisonné entre la face d'extrémité 28 de la lame et le fond 29 de la cavité pour durcir progressivement la suspension et former un dispositif passif de rappel. Un autre type de moyens conditionnant le déplace- ment de la lame est représenté figure 5C et est formé par un dispositif élastique mécanique tel, par exemple, qu'un ressort hélicoidal 27 ou un plot en élastomère. Les divers moyens précédemment cités, constituent également un dispositif d'amortissement susceptible de freiner les déplacements longitudinaux relatifs de la lame dans la cavité du bras. Un autre type de moyens est montré figure 5D et est constitué d'un vérin 31 dont l'extrémité vient en contact avec la face d'extrémité 28 de la lame et permet de régler le déplacement longitudinal de la portion d'extrémité de la lame dans le bras et donc le débattement de la suspension. Les moyens montrés figures 5E comprennent un dis- positif de commande représenté par une vanne 32 d'alimen- tation de la chambre à volume Variable, délimité dans la cavité par le fond de ladite cavité et la face d'extré- -- 6 -- mité de la lame. Ladite vanne est prévue pour être action- née en fonction de paramètres représentant des conditions de chargement et/ou de conduite déterminées. On a représenté schématiquement, une centrale hydraulique classique, susceptible d'alimenter la chambre par la vanne de contrôle 32, comprenant entre autre, une pompe 33 et son moteur M, un accumulateur hydropneu- matique 34 et une b&che 35. Les principaux avantages que présente la suspension selon l'invention sont les suivants: - la flexibilité de la suspension est presque entièrement assurée par la partie centrale de la lame; - la forme et la rigidité des bras permettent de transmettre les efforts dans les trois direc- tions, puisque les bras rendent les extrémités de la lame rigides; - les fonctions ressort et anti-roulis sont assu- rêes par la disposition géométrique et élastique de la lame; - le montage de l'ensemble lame, bras est simple; - enfin, les coûts de fabrication et de montage sont plus faibles que pour les suspensions anté- rieurement connues. - 7 - REVENDICATIONS 1. Suspension pour véhicules, notamment à roues indépendantes, du type comportant une lame élastique à section d'aire constante d'une extrémité à l'autre, dont au moins une desdites extrémités est rigidifiée par des moyens formant bras de suspension, ledit bras étant arti- culé d'une part sur le ch&ssis et d'autre part sur le support de roue, caractérisée en ce que ladite lame (1), en matériau composite à fibres undirectionnelles conti- nues, s'étendant d'une extrémité à l'autre de la lame, présente une portion d'extrémité (6, 7) dont la section est de forme constante, emboltée dans une cavité (8) de section correspondante s'étendant sur la majeure partie de la longueur du bras (2, 3), la transmission d'efforts entre lame et bras étant ainsi limitée à trois moments d'encastrement dont les composantes sont des forces per- pendiculaires aux fibres unidirectionnelles de ladite lame. 2. Suspension selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que la forme de la section de la portion de la lame (12), située entre les deux bras (2, 3) est évolu- tive. 3. Suspension selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que l'ouverture (18) de la cavité (19) présente au moins une partie de paroi évasée (21) suscep- tible de coopérer avec la lame (22) lors d'un débattement vertical, pour assurer un raidissement progressif. 4. Suspension selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que la section de la portion d'extrémité (6, 7) de la lame (1) est délimitée par une courDe fermée continue ou polygonale. 5. Suspension selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisée en ce que la section de la portion d'extrémité (14) de la lame (12) est circulaire. 6. Suspension selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (9, 26, 30, 31, 32) conditionnant le déplacement longitu- dinal relatif entre la partie d'extrémité (6, 7, 24) de la - 8 - lame dans la cavité (8, 25) du bras. 7. Suspension selon la revendication 6, caractéri- sée en ce que lesdits moyens sont interposés entre la surface périphérique de la portion d'extrémité (24) de la lame et la paroi périphérique de la cavité (25). 8. Suspension selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que lesdits moyens comprennent un matériau ou produit à faible coefficient de frottement (26). 9. Suspension selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que lesdits moyens comprennent une couche élas- tique (26) adhérente. 10. Suspension selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que lesdits moyens comprennent un joint glissant (30) éventuellement étanche. 11. Suspension selon la revendication 6, caractéri- sée en ce que lesdits moyens (27, 31) sont interposés entre la face d'extrémité (28) de la lame, perpendiculaire aux fibres, et le fond (29) de la cavité du bras. 12. Suspension selon la revendication 11, caracté- risée en ce que lesdits moyens comprennent un dispositif passif de rappel élastique (26, 27). 13. Suspension selon la revendication 11, caracté- risée en ce que lesdits moyens comprennent un dispositif d'amortissement (27) susceptible de freiner les déplace- ments longitudinaux relatifs de la lame dans la cavité du bras. 14. Suspension selon la revendication 11, caracté- risée en ce que lesdits moyens comprennent un dispositif de commande (32) susceptible de contrôler les déplacements longitudinaux de la lame dans la cavité du bras.