Brevet FR2667019A1 — publié le 19920327

La présente invention concerne un amortisseur à ressort constitué d'un absorbeur de chocs télescopique entouré d'un ressort hélicoïdal ou élément analogue pour essieux de véhicules automobiles, qui présente au moins à une extrémité un support métallo-caoutchouc comprenant une première douille radialement interne et une seconde douille radialement externe reliée à la première par un élément annulaire en caoutchouc ou similaire, du type généralement connu et décrit entre autres dans le document DE- OS 38 26 301 ainsi que dans le document DE-OS 39 28 134. Il est connu que des jambes de suspension ou jambes d'amortissement d'un véhicule automobile sont sollicitées à la flexion par les forces, entre autres, attaquant la roue, ce qui engendre aux points de glissement de son absorbeur télescopique de chocs, c'est-à-dire au niveau du piston d'amortisseur ainsi qu'au niveau de l'appui de la tige de piston, des forces transversales par lesquelles les efforts de friction, notamment les forces d'adhérence, sont fortement élevées, ce qui rend difficile la réponse de l'absorbeur télescopique de chocs En particulier sur de bonnes routes dont la chaussée ne présente que des inégalités relativement petites, il peut même arriver dans certaines circonstances que la réaction de l'absorbeur télescopique de chocs soit totalement empêchée, si bien que de tels chocs dus à la chaussée sont transmis tout au moins pendant une courte durée- quasiment sans suspension ou de façon non amortie à la carrosserie du véhicule, ce qui a pour effet que la conduite et le confort du véhicule sont sensiblement perturbés Ce n'est que lors du dépassement d'une force (initiale) déterminée que le frottement élevé par adhérence se transforme en général brusquement en le frottement de glissement plus faible Cette mauvaise réponse est généralement désignée par la notion d'effet "slip and stick". Il est connu (voir par exemple le périodique Hoesch, "Berichte aus Forschung und Entwicklung unserer Werke", fascicule 1/67, pages 17 à 22) qu'un frottement indésirablement élevé peut être réduit en principe, dans le cas d'une jambe de suspension, par exemple par le choix d'une grande distance minimale (longueur de base) des points de glissement de son absorbeur télescopique de chocs Toutefois, une telle mesure exige des jambes de suspension et d'amortissement de longueur correspondante, qui ne peuvent pas être utilisées partout pour des raisons de place. Il est aussi connu (voir par exemple -le même périodique ainsi que les documents DE-OS 14 30 586, 05 615, 15 05 616 et 15 80 480) de réduire le frottement aux endroits de glissement et, par conséquent, d'élever la sensibilité de réponse de la jambe de suspension et de la jambe d'amortissement en décalant l'axe médian du ressort hélicoïdal ou autre élément servant à la suspension du véhicule par rapport à l'axe longitudinal de l'absorbeur télescopique de chocs, notamment en le disposant excentri- quement par rapport à celui-ci, ou en utilisant comme ressort hélicoïdal un ressort de ce genre en précontrainte transversalement à la direction longitudinale du véhicule à l'état incorporé, ou bien en prévoyant en dehors du dispositif d'amortissement proprement dit un dispositif élastique complémentaire prenant appui, d'une part, sur la carrosserie du véhicule et, d'autre part, sur le cylindre de l'absorbeur télescopique de chocs et créant une composante externe de force transversale. A cause des conditions d'installation générale- ment à l'étroit, il n'est pas toujours possible de réaliser une telle disposition oblique ou un tel décalage du ressort hélicoïdal ni même l'installation d'un dispositif élastique complémentaire créant une composante de force transversale. Le document EP-OS O 064 594 a aussi fait connaître des systèmes à jambes de suspension dans lesquels les supports des jambes, du côté carrosserie, ayant l'élasticité du caoutchouc sont réalisés de façon telle que la tige de piston de l'absorbeur télescopique de chocs exécute forcément par débattement et rebondissement un mouvement de rotation se superposant au mouvement axial de la tige de piston, par lequel les efforts de frottement notamment au niveau de ce que l'on appelle les "points morts" du mouvement de course de la tige de piston doivent être réduits par le fait que le frottement par adhérence est évité et qu'un frottement de glissement (rotation de la tige de piston) est contraint de se produire La dépense en moyens techniques pour la réalisation de tels supports ayant l'élasticité du caoutchouc est relativement grande. En outre, le matériau des corps en caoutchouc de ces supports subit une très forte sollicitation; il ne paraît pas très simple de les dimensionner en respectant un volume acceptable de construction de manière qu'ils puissent produire une torsion relative suffisamment grande pour éviter l"'effet slip-and-stick" même en cas de chocs brefs et rapides sur de bonnes chaussées. On connaît aussi une suspension de roue à jambe de suspension (voir par exemple le document DE-OS 39 38 773) dans laquelle est fixé rigidement à l'extrémité libre du côté carrosserie de la tige de piston de l'absor- beur télescopique de chocs du dispositif à jambe de suspension, pour réduire l'effet connu de "slip-and-stick", un levier rigide s'étendant transversalement à l'axe longitudinal du véhicule, dont l'extrémité libre porte un support en métal caoutchouté dont la douille intérieure est montée de manière à pouvoir pivoter aisément sur un axe de support solidaire de la carrosserie installé à peu près horizontalement et dans la direction longitudinale du véhicule, la douille intérieure et la douille extérieure de même que le corps en caoutchouc du support en métal caoutchouté se trouvant entre ces douilles étant dimen- sionnés de manière à ménager entre elles une certaine mobilité à la cardan Habituellement, l'extrémité côté carrosserie d'une jambe de suspension ou d'un amortisseur à ressort est réalisée à la manière d'une articulation à cheville; pour la suspension de roue à jambe de suspension connue mentionnée ci-dessus comprenant un levier fixé rigidement à l'extrémité de la tige de piston, la carros- serie devrait être conformée d'une façon tout autre dans cette zone pour la fixation du pivot horizontal nécessaire. Des difficultés comparables, quoique plus faibles en ordre de grandeur, du point de vue de la réponse de l'absorbeur télescopique de chocs apparaissent également pour des amortisseurs élastiques constitués dans chaque cas d'un absorbeur télescopique de chocs et d'un ressort hélicoïdal ou autre élément entourant cet absorbeur, comme on en utilise de préférence dans la région des essieux arrière non directeurs, auquel cas ils sont articulés côté roues de préférence au moyen d'un support en métal caout- chouté à l'organe de guidage des roues de l'essieu arrière, bien que des amortisseurs à ressort, contrairement à des jambes de suspension ou à des jambes d'amortissement, n'assument pas de fonctions proprement dites de guidage des roues. L'arrière-plan étant ainsi défini, l'invention s'est donnée pour but de réaliser un amortisseur élastique du type défini en préambule avec une dépense aussi faible que possible, de manière à améliorer la réaction de son absorbeur télescopique de chocs. Ce problème est résolu par le fait que l'on a disposé entre la première et la seconde douille de support une troisième douille de support qui est en liaison par l'intermédiaire d'un premier élément annulaire en caout- chouc ou élément similaire radialement interne avec la première douille de support et par l'intermédiaire d'un second élément annulaire en caoutchouc ou élément similaire radialement externe avec la seconde douille de support, et qu'une coupelle de ressort servant d'appui au ressort hélicoïdal est fixée à la troisième douille intermédiaire de support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre. Conformément à l'invention, on a disposé entre la première douille radialement interne et la seconde douille radialement externe du support en métal caoutchouté de l'amortisseur élastique une troisième douille inter- médiaire de support reliée avec les deux précédentes au moyen d'un élément annulaire en caoutchouc, une coupelle de ressort servant d'appui au ressort hélicoïdal de l'amortis- seur étant fixée à la troisième douille Les deux éléments annulaires en caoutchouc possèdent alors de préférence des caractéristiques différentes Le second élément annulaire en caoutchouc radialement externe est de préférence réalisé beaucoup plus souple que le premier élément annulaire de caoutchouc radialement interne - Le dessin annexé illustre en détail une forme de réalisation de l'invention. La figure unique représente en coupe partielle le principe d'un amortisseur à ressort conforme à l'inven- tion, incorporé dans un véhicule. La figure unique représente un détail d'une suspension de roue d'un véhicule automobile, par exemple de la suspension de la roue gauche 14 d'un essieu arrière, la représentation portant simplement, pour la compréhension de l'invention, sur les éléments nécessaires, notamment la partie inférieure, c'est-à-dire côté roue, de l'amortisseur à ressort 1 conforme à l'invention. Celui-ci est constitué de la manière habituelle d'un absorbeur télescopique de chocs 2, dont on ne voit que le tube, ainsi que d'un ressort hélicoïdal 3, entourant l'absorbeur télescopique de chocs, qui sert à la suspension du véhicule et qui prend appui à une extrémité sur la carrosserie non représentée en détail et, à l'autre extrémité, sur le support de roue 13 ou sur un bras de guidage de roue lié à ce support. L'articulation côté roue de l'amortisseur à ressort 1 s'effectue au moyen d'un support 4 en métal caoutchouté qui présente de la manière habituelle une première douille de support 5 radialement inteine servant à la fixation au support de roue 13 ou au bras de guidage de roue de même qu'une seconde douille de support 6 radiale- ment extérieure en liaison élastique avec la précédente et fixée, par exemple soudée, de son côté rigidement à l'extrémité inférieure du tube de l'absorbeur télescopique de chocs. La première douille de support 5 radialement interne est assemblée fixement par vissage au moyen d'une vis de fixation il avec des joues de support 12 qui peuvent constituer quant à elles une partie du support de roue 13 ou de l'un des bras de guidage de roue Dans l'exemple de réalisation, on admet qu'elles sont fixées à l'extrémité libre d'un bras longitudinal qui peut aussi constituer naturellement, quant à lui, une partie d'un faux essieu de conception connue. Dans une telle situation, le support 4 en métal caoutchouté est conçu de façon telle que l'axe longitudinal de la première douille de support 5 radiale- ment interne soit à peu près parallèle à l'axe de rotation ou de pivotement du bras d'essieu correspondant, c'est-à- dire dans l'exemple de réalisation à peu près dans la direction transversale du véhicule. En liaison avec des bras obliques ou même des bras transversaux, le support 4 en métal caoutchouté serait autrement orienté de façon correspondante. A l'encontre des systèmes connus d'amortisseurs à ressort, on a disposé selon l'invention entre les première et seconde douilles 5 et 6 du support 4 en métal caoutchouté une troisième douille médiane 7 qui se trouve en liaison par l'intermédiaire d'un premier élément annulaire 8 en caoutchouc radialement interne avec la première douille de support 5 radialement interne et, par l'intermédiaire d'un second élément annulaire en caoutchouc 9 radialement externe, avec la seconde douille de support 6 radialement externe Ces éléments en caoutchouc ont de préférence subi un début de vulcanisation. Une coupelle de ressort 10 ou élément analogue est fixé, par exemple soudé, à la troisième douille intermédiaire 7 et sert d'appui à l'extrémité inférieure, c'est-à-dire l'extrémité côté roue, du ressort hélicoïdal 3 Contraitement aux systèmes connus d'amortisseurs à ressort, les extrémités côté roue du ressort hélicoïdal 3 et de l'absorbeur télescopique de chocs 2 sont donc articulées non plus rigidement ensemble, mais avec une large autonomie au support de roue 13 ou au bras de guidage de roue correspondant. Le ressort hélicoïdal 3 prend appui par sa coupelle 10 par l'intermédiaire de l'élément annulaire de caoutchouc 8 radialement interne avec une élasticité de torsion, une élasticité radiale ou à la cardan sur la douille de support 5 radialement interne et, par consé- quent, contre les joues d'appui 12 ou le support de roue 13 L'absorbeur télescopique de chocs 2 relié rigidement avec la seconde douille de support 6 radialement externe prend appui, quant à lui, par l'intermédiaire de l'élément annulaire de caoutchouc 9 radialement externe de façon correspondante élastiquement sur la troisième douille intermédiaire de support. Il y a donc finalement deux supports de métal caoutchouté de construction cylindrique, qui sont emboîtés coaxialement l'un dans l'autre Par un dimensionnement approprié des deux éléments annulaires de caoutchouc 8 et 9, on peut veiller de façon avantageuse à ce que soit réduite à un minimum une influence mutuelle ou une superposition des efforts et des moments amorcés. De préférence, le premier élément de caoutchouc 8 radialement interne, sur lequel le ressort hélicoïdal 3 prend appui par sa coupelle 10, est de constitution relativement dure et le second élément de caoutchouc 9 radialement externe, sur lequel l'absorbeur télescopique de chocs 2 prend appui, est de constitution relativement très souple. Dans l'amortisseur à ressort conforme à l'invention, la coupelle de ressort 10 est donc capable d'un pivotement relatif contre le tube de l'absorbeur télescopique de chocs Ainsi, lors d'un débattement et d'un rebondissement de la roue, les moments transmis par l'intermédiaire du support de métal caoutchouté 4 dans l'amortisseur à ressort 1 sont introduits principalement par l'intermédiaire du ressort hélicoïdal 3 dans la carrosserie non représentée en détail du véhicule, et le ressort hélicoïdal est alors déformé; il n'y a plus qu'une très faible proportion de ces moments de flexion qui agit sur le tube d'amortisseur et, par conséquent, sur la tige de piston de l'absorbeur télescopique de chocs Mais d'aussi faibles introductions des moments signifient également que de faibles forces transversales correspon- dantes sont exercées sur le piston de l'amortisseur et sur le guide de la tige de piston et sont, par conséquent, l'indice d'une réaction particulièrement bonne et désirée de l'absorbeur télescopique de chocs 2. Côté carrosserie, le ressort hélicoïdal 3 et la tige de piston de l'absorbeur télescopique de chocs 2 prennent appui ou s'articulent tout à fait indépendamment l'un de l'autre sur la carrosserie du véhicule d'une manière connue, par exemple comme indiqué dans le document DE-OS 39 28 134. La réaction conforme à l'invention du support de métal caoutchouté de l'amortisseur à ressort permet également de dimensionner la tige de piston de l'absorbeur télescopique de chocs avec une moindre résistance que cela n'était jusqu'à présent le cas, attendu qu'elle ne subit plus en fait qu'une sollicitation à la flexion relativement faible. Le support de métal caoutchouté spécial proposé est d'une construction très simple et peut être fabriqué sans qu'il soit fait appel à des moyens techniques particuliers. REVENDICATIONS 1 Amortisseur ( 1) à ressort constitué d'un absorbeur de chocs télescopique ( 2) entouré d'un ressort hélicoïdal ( 3) pour essieux de véhicules automobiles, qui présente au moins à une extrémité un support métallo- caoutchouc ( 4) comprenant une première douille ( 5) radialement interne et une seconde douille ( 6) radialement externe reliée à la première par un élément annulaire en caoutchouc ou similaire, caractérisé en ce qu'on a disposé entre la première et la seconde douille de support ( 5, 6) une troisième douille de support ( 7), qui est en liaison par l'intermédiaire d'un premier élément annulaire ( 8) en caoutchouc ou élément similaire radialement interne avec la première douille de support ( 5) et par l'intermédiaire d'un15 second élément annulaire ( 9) en caoutchouc ou élément similaire radialement externe avec la seconde douille de support ( 6), et en ce qu'une coupelle de ressort ( 10) servant d'appui au ressort hélicoïdal ( 3) est fixée à la troisième douille intermédiaire de support ( 7). 2 Amortisseur à ressort suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les deux éléments annulaires de caoutchouc ( 8, 9) possèdent des caractéristiques différentes. 3 Amortisseur à ressort suivant la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le second élément de caoutchouc annulaire ( 9) radialement externe est de constitution beaucoup plus souple que le premier élément de caoutchouc annulaire ( 8) radialement interne.