Brevet FR2645080A1 — publié le 19901005

la presente invention concerne un dispositif de suspension tout particuliérement adapté aux véhicules a quatre roues et notamment aux véhicules légers mais susceptibles d entre montés sur tout équipement ayant quatre points d'appui. La suspension est un élément important du confort et de la sécurité des véhicules quels qu'ils soient. Il existe en conséquence actuellement de nombreux dispositifs de suspension. en particulier pour -les véhicules automobiles. Malheureusement ces dispôsitifs sont généralement lourds et relativement encombrants de sorte qu ils sont difficilement adaptables sur les véhicules légers. La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de suspension particuliérement simple et leger qui soit facilement adaptable sur des équipements divers. Cette invention a en effet pour objet un dispositif de suspension qui comporte quatre câbles qui ont chacun une extrémité fixée â la partie supérieure d'un bras de suspension, sensiblement vertical. tandis que leur extrémité opposée est fixée dans une gorge de poulie rotative, et qui supportent en un point intermédiaire l'équipement. les deux câbles opposés en diagonale étant fixés sur une même poulie de telle sorte qu'ils se déplacent de la même maniére. Selon un mode de réalisation préféré le dispositif comporte en outre un système compensateur monté entre le chassis de l'équipement et un cable d'amortissement dont les extrémités sont fixées chacune à une gorge de poulie. Dans un tel dispositif le système compensatueur et le câble d'amortissement agissent å la manjêre d un amortisseur pour absorber les chocs, tandis que la combinaison des câbles et des poulies assure la stabilité du véhicule en evitant la transmission des efforts verticaux au chassis. De préférence le dispositif comporte deux poulies identiques. montees coaxialement. qui portent chacune deux câbles fixes en des points diamétralement opposés. Selon un mode de réalasation. les poulies sont profilées. mais disposées en sens inverse et symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan diamétral. I 'amplitude du débattement des cables peut aussi hêtre différent à l'avant et à l'arrière. ce qui facilite l'absorption des chocs. La description ci-dessous d'un mode de réa- irisation. donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l inven- tion. Sur ces dessins La figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule muni d'une suspension selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique de la suspension du véhicule do la Fig.1. La figure 3 est un schéma de la suspension en position médiane de réglage. Les figures 4 et 5 sont des schémas simpli- fiés de la suspension dans ses positions extrêmes respectivement haute et basse. Comme le montre la Fig.1. le dispositif de suspension ob3et de l'invention est tout.particulié- rement destiné à un véhicule léger comportant un châssis ? Qui est monté sur deux roues avant 2. 3 et deux roues arriére 4, 5 portées par ces demi-essieux oscillants 6. 8. Cnacune des roues 2. 3. 4 et 5 est en outre portée par un bras de suspension, 12, 13, 14 et 15, sensiblement vertical, qui traverse un manchon 16 porté par le châssis 1 et peut coulisser par rapport â ce manchon. A I'extrémité supérieure 17 de chacun des bras 12, 13, 14 et 15 est fixé un câble, respectivement 18, 19, 20, 21, dont l'extrémité opposée est fixée dans une gorge de poulie 22, 24. Les câbles 18 et 20 ou 19 et 21 des deux roues diamétralement opposées sont fixés dans la même gorge de poulie 22, 24 en des points diamétralement opposés de sorte que tout déplacement de l'un de ces câbles provoque automatiquement un déplacement de meme type du cable opposé. Chacun des câbles 18, 19, 20, 21 passe en outre en un point intermédiaire de sa longueur sur une poulie de renvoi 26, 27, 28, 29 solidaire du manchon 16 traversé par le bras de sus pension correspondant {Fig.2}. Les gorges de poulie 22 et 24 peuvent appartenir à une poulie unique montee rotative sur un axe vertical 30. Toutefois selon le mode de réalisation préférée représentée, ces gorges 22 et 24 appartiennent à deux poulies différentes, respectivement 32 et 34, coaxiales et susceptibles toutes les deux de tourner autour de leur axe commun 30. Les poulies 32 et 34 sont identiques et comportent de préférence chacune une portion de grand diamétre 35 et une portion de petit diamètre 36 Ifig.41. Chacune de ces portions est délimitée par une demi-circonférence et les deux demi-circonférences sont reliées entre elles par deux portions rectilignes, parallèles et tangentes â la circonférence de petit diamètre, respectivement 37 et 39. l'une de ces portions rectilignes, la portion 39, formant ainsi un bec 38 à l'intérieur de la portion de grand diamétre 35.Les câbles opposés t9, 2t ou 20. 18 sont fixés aux aeux extrémités de la demi-circonférence de petit diamètre c'est-à-dire aux points A et B de tangence des portions 37 et 39 avec cette demi-circonférence (Fig.5). Chacune des poulies 32, 34 est éventuellement munie d'une fente semi-circulaire 40, 42 centrée sur l'axe 30 et traversée par un ergot commun 44. Les poulies 32 et 34 sont disposées en sens inverse et sont symétriques par rapport à un plan diamétral.Par exemple, dans chacune des positions extrêmes repré sentées de la suspension c'est- -dire lorsque l'en Semble des poulies 26. 27, 28 et 29 et des manchons 16 se trouve à la partie supérieure des bras de suspension. ce qui correspond à la position haute du châssis 1 indiquée schematiquement sur la Fig.4, ou au contraire lorsque l'ensemble de ces poulies et des manchons se trouve à la partie inférieure des bras de suspension, ce qui correspond à la position basse représentée schématiquement sur la fig.5, les becs 38 des deux poulies sont diamétralement opposés et les fentes semi-circulaires 40 et 42 sont dans le prolon- gement l'une de l'autre et forment un cercle continu. l'ergot 44 traversant une extrémité de chacune d'elles. Les poulies 32 et 34 supportent également uncâble d'amortissement 46 dont chaque extrémité est fixée sur l'une d'elles, à la jonction 48, 49 entre la partie rectiligne extérieure 37 et l'extrémité de la partie de grand diamétre 35. Entre ces deux points le câble 46 passe sur une poulie 50. de diamètre trés nettement inférieur à icelui des poulies 32 et 34, qui est fixee à l'une des extrémités d'un ressort compensateur 52 dont l'autre extrémité est montee sur le chassis 1.L axe 54 de la poulie 50 se déplace, par exemple dans une glissière rectiligne 56 dont la longueur correspond pratiquement å son déplacement longitudinal. d'une position extrême, haute ou basse. à autre position extrême de la suspension. La position de cette poulie 50 est commandée notamment par le ressort 52 qui est fixé sur le chassis 1 au moyen d un organe 58 de réglage de sa tension et de la flexibilité de la suspension. Lorsque le ressort 52 est très court ou très comprimé, c'est-à-dire lorsque la poulie 50 se trouve dans sa position la plus éloignée des poulies 32 et 34, le cable d'amortissement 46 est entièrement a l'extérieur des poulies 32 et 34 (Fig.4), tandis que les câbles 18, 19, 20, 21 sont enroulés sur ces memes poulies 32 et 34. Les poulies intermédiaires 26. 27, 28 et 29 sont repoussées vers le haut des bras de sus pension et le chassis 1 se trouve en sa position supérieure. La garde au sol, c'est-â-dire la distance entre le sol et le châssis, est maximale. A l'inverse lorsque, comme représenté sur la Fig.5, le ressort 52 est allongé. la poulie 50 est proche des poulies 32, 34 de telle sorte que les brins 45 et 47 du cable 46 sont enroulés sur ces poulies 32 et 34 pratiquement sur la moitié de la circonférence de la gorge de chacune de celles-ci. Les cables 18, 19, 20 et 21 de support du ,châssis 1 sont au contraire totalement déroulés de sorte que le châssis est descendu dans sa position la plus basse. La garde au sol est minimale. te réglage du ressort 52 permet ainsi de faire. varier la garde. au sol en fonction do l'utili- sation. Fn général. la position d'utilisation la plus appropriée est une positon intermédiaire. Le ressort 52 est donc réglé de façon à compenser le poids du véhicule et de son contenu, c'est-à-dire à la fois des utilisateurs et des charges placés à l'in térieur. et à déterminer la garde au sol en provoquant un enroulement partiel des câbles 18. 19, 20 et .21 dans les gorges des poulies 32 et 34. tino position optimale est la position médiane représentée sur la Fig.3 dans laquelle les points 48 et 49 de fixation des deux extrémités du câbles 4S sont superposés tandis que chacun des câbles 18. 19. 20 et 21 est partiellement enroulé dans la gorge correspondante sur environ un quart de circonférence.Les poulies 32 et 34 sont alors dans une position telle que leurs fentes 42 et 44 sont superposées et que l'ergot 44 traverse le milieu de chacune d'elles. Les deux poulies peuvent alors tourner dans les deux sens. Il est clair qu'un déplacement vertical relatif du châssis t et de l'une des roues. par exemple la roue avant 3. ou plus exactement de son bras de suspension 13. déplacera le câble 19 qui y est fixé et provoquera une rotation de la poulie 34 c'est å-alre un déplacement de morne type du câble opposé 21 et par suite, un mouvement relatif analogue de la roue 5 et du châssis. De la meme manière tout déplacement vertical relatif de l'une des roues 2 et 4 et du châssis. en entrainant le câble associé 20 ou 18, provoque un déplacement -relatif de même type de la roue opposée et du châssis. En fait lorsque la suspension est dans la position représentée schématiquement sur la Fig.3 le déplacement de l'un des câbles 1B, 19. 20 ou 21. en provoquant une rotation de la poulie 32 ou 34 sur laquelle il est fixé, provoque également un déplace- ment du brin correspondant 45 ou 47 du câble 46 de sorte que le mouvement est transmis â la seconde poulie 34, 32 et, par l'intermédiaire des deux câbles opposes, aux deux autres points de suspension. A tout moment le ressort 52 absorbe le mouvement du. châssis et maintient la tension de réglage dans le câble 46. Sien entendu le déplacement des cables peut s'effectuer vers le haut ou vers le bas puisQu'ils ont été réglés pour occuper une, position intermédiaire, que les poulies 32 et 34 peuvent pivoter dans les deux sens et que la poulie 50 peut se déplacer en direction des poulies 32, 34 ou en direction inverse. Le dispositif de suspension présente ainsi une grande flexi bilité qui lui permet non seulement d'absorber les chocs mais également les oscillations qui en résultent et de maintenir le véhicule sensiblement parallèle â son support. Toutefois lorsqu å la suite de tels déplacements ou de chocs les poulies 32 et 34 pivotent en sens inverse jusqu'à l'une des positions extrêmes représentées sur les Fig.4 et 5, l'élasticité de la suspension est considérablement réduite et la liberté de déplacement de la poulie est par suite limitée. De la méme manière, les cables 18, 19, 20, 21 sont, soit totalemént enroulés dans les gorges des poulies 32 et 34, soit complètement sortis de ces gorges de sorte qu'ils ne disposent plus que d'une seule possibilité de mouvement et que les bras de suspension sont en butée haute ou basse. Il en est d'ailleurs de même du ressort 52 qui est complètement comprimé ou comple- tement , détendu.La- suspension est pratiquement rigide et le chassis du véhicule est sensiblement parallèle au sol, Bien entendu le dispositif de suspension peut prendre un grand nombre dO positions entre la position de flexibilité représentée sur la Fig.3 et les positions rigides des Fig,4 et 5. Les amplitudes d'absorption variant de la même maniére que la flexi milité entre ces positions. c'est-a-dire s'amenuisant puis s'annulant av fur et à mesure que l'on se rappro che des positions extrêmes. L'amortissement peut par ailleurs être durci en intercalant entre les deux poulies 32 et 34 des éléments de freinage augmentant le frottement entre elles et comportant par exemple une molette do serrage placée dans l'axe des poulies. Les poulies 32 et 34 peuvent éventuellement etre rendues solidaires l'une de l'autre au moyen de ces éléments de freinage ou par un systéme d'embrayage approprié. une clavette amovible ou tout autre moyen. permettant à volonté do les rendre solidaires ou libres l'une par rapport à l'autre. Les deux poulies peuvent, hien entendu, également être d'une seule pièce, et constituer en fait les gorges d'une même poulie, bien que dans ce cas il n'y ait pas d effet d'amortissement. Lorsque les poulies 32 et 34 Sont soliOai- res. un déplacement par exemple vers le haut. de l'un des bras Qe suspension par exemple le bras 13. tire le câble t9 de sorte que la poulae 34 tourne dans le sens -inverse des aiguilles d'une montre, en considérant la Fig.3, et provoque non seulement l'allongement du câble 21. mais également la rotation de la poulie 32 également dans le sens inverse des aiguilles d'une montre de sorte aue les câbles 18 et 20 s'enroulent. En effet lorsque les câbles 19 et 21 se déroulent de la poulie 34 leurs points de fixation. respectivement A et 8. se rapprochent des butées 62, 63 qui guident leur entrée dans les gorges, les câbles 18 et 20 s enroulent sur la poulie 32 leurs points de frxdtion. respectivement A et B'. s'éloignant des butées extérieures 60, 61 qui guident leur sortie des gorges 22. 24. Le câble 46 glisse sur la poulie 50, le raccourcissement de l'un de ces brins étant compensé par l'allongement de l'autre. Bien entendu un abaissement du bras 13 ou 15 ou un soulèvement du bras 12 ou 1s aurai t un effet exactement inverse. Grâce à cette disposition le véhicule peut se déplacer sur des terrains extrêmement accidentés en gardant une position stable sensiblement parallèle au sol et sans risque de basculer, Les chocs ou analogues sont absorbés par le ressort compensateur qui joue le râle d'un amortisseur, et les efforts résultant des forces appliquées aux roues ne sont pas transmis â la carrosserie mais réunis sur les poulies. au point central constitué par l'axe de celles-ci. Dans le mode de réalisation représenté les câbles 18, 19 des roues avant sont plus courts que les cables 20, 21 des roues arrière, mais il apparaitra clairement que ceci n'est donné qu'a titre d'exemple et que ce pourrait etre l'inverse ; les câbles avant peuvent en effet être plus longs que les cables arrière, les parties de grand diamètre et do petit diamètre des poulies 32, 34 étant alors inversées. La longueur des câbles de meme que la différence entre leurs longueurs sont bien entendu choisies en fonction des utilisations du véhicule. il en est do même des rayons des poulies 32, 34 qui peuvent varier, ces poulies pouvant éventuellement etre circulaires, ou avoir une forme de came leur permettant de freiner les fins de course des câbles. D'autres modifications peuvent bien entendu etre apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Par exemple une réserve de câble peut être enroulée à la partie supérieure ae chacun des bras de suspension afin de permettre de modifier la longueur des câbles indépendamment ou simultanément. De même des tendeurs peuvent etre prévus pour régleur les câbles tenseurs. Le ressort compensateur peut être remplacé par un autre systéme do compensation, tel qu'un amortisseur hydraulique. Dans tous les cas. le système de suspension peut facilement être réglé en fonction des charges du véhicule et du parcours à effectuer. L'utilisation de câbles évite à la suspension la complexité et la lourdeur d'un circuit fluide et la rend à la fois simple à réaliser et facile à réparer. Cette suspension est donc tout particuliérement adaptée aux véhicules les gers ou bon marché. et permet à ces véhicules d'apporter à leurs utilisateurs un confort réel jusqu'ici impensable sur ce type de véhicule. Le dispositif de suspension peut bien entendu etre monte de la meme marnière sur des équipements divers, tels qu'engin de chantier, table de camping ou autre, suscePtibles d'avoir quatre points d'appui, afin d'assurer leur stabilite et leur maintien en position horizontale, quelle que soit leur surface de support. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour véhicule â quatre roues ou autre équipement ayant quatre points d'appui. caractérisé en ce qu'il comporte quatre câbles 118. 19, 20, 21J qui ont chacun une extrémité fixée à la p,artie supérieure d'un bras de suspension (12. 13, 14, 15), sensiblement vertical, tandis que leur extrémité opposée est fixée dans une gorge de poulie rotative (32, 34). et qui supportent en un point intermédiaire l'équipement, les deux cables opposés en diagonale t18, 20, 19, 21) étant fixés sur une meme poulie (22, 24) de telle sorte qu'ils se déplacent de la méme manière. 2. Dispositif de suspension suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système compensateur (52) monté entre l'équi- pement et un câble d'amortissement (46) dont les extrémités sont fixées chacune à l'une des gorges de poulie (32, 34). 3. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications t et 2, caractérisé en Ce qu'il comporte deux poulies identiques 4, Dispositif de suspension selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le systéme compensateur t52) est fixé à une poulie (50) mobile en translation et supportant le cable d'amor- tissement (46). 5. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contour de chaque poulie (32, 34) forme une demi- circonférence de grand diamètre t35) et une demicirconférence de petit diamètre t36) reliées entre elles par deux parties rectilignes parallèles (37, 39J. tangentes à la petite circonférence. les deux câbles opposés (18-20, 19-21) étant fixés aux deux extrémités de la gorge de petit diamètre 136). 6. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le câble ammortisseur (46) est fixé à l'extrémité exterieure de la partie de grand diamètre (35t. 7. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les poulies rotatives (32. 34) sont profilées et forment des cames de freinage de la fin de course des câbles. 8. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications précédentes. caractérisé en ce que chaque poulie rotative (32, 34) comporte une fente semi-circulaire t40. 42), un ergot (44) traversant les deux fentes. 9. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications 7 à a, caractérisé en ce que les deux poulies rotatives (32. 34J sont identiques mais inversées et symétriques l'une Qe l'autre par rapport à un plan diamétral 10. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications 2 à 9. caractérisé en ce le système compensateur est un ressort (52) fixé à l'équipement par l'intermédiaire de moyens (58) de réglage de sa tension. 11. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les câbles 178. 19J de suspension des roues avant 3) et des roues arrière 120. 21) ont des longueurs différentes, 12. Dispositif de suspension suivant l'une des revendications précédentes. caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison des poulies l'une à l'autre, susceptibles de les rendre solidaires.