Brevet FR2672504A1 — publié le 19920814

DISPOSITIF DE SUSPENSION AVANT POUR ENSEMBLE DE DIRECTION DE MOTONEIGE La présente invention concerne un véhicule du type motoneige. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement relatif à son ensemble avant de direction, et particulièrement à son système de suspension. Le type de véhicule cité précédemment, est destiné à se déplacer sur la neige, et comprend, d'une part un ensemble arrière porteur, et d'autre part un ensemble avant de direction. L'ensemble arrière porteur comprenant généralement le moteur destiné à actionner la chenille de propulsion, tandis que l'ensemble avant de direction monté sur ledit ensemble porteur comprend deux skis sensiblement parallèles que le pilote fait pivoter pour diriger la motoneige. Différents brevets ont déjà décrit de tels engins, comme par exemple les brevets américains N" 4 690 234, 3 931 862, 4 768 794. Certaines motoneiges actuellement commercialisées sont construites avec des systèmes de suspension reprenant les dispositifs utilisés en aviation pour les trains d'atterrissage, et comprenant en plus de la suspension et de l'amortissement, un système à double biellettes. Malgré tous les efforts developpés par les constructeurs, les motoneiges de l'art antérieur mentionnées précédemment, ainsi que celles commercialisées ne donnent pas entièrement satisfaction, et présentent un certain nombre d'inconvénients. Outre le fait que les systèmes antérieurs sont de construction complexe et fragile, ceux-ci offrent une résistance à l'avancement trop importante en neige profonde, car ils nécessitent pour la plupart, des éléments transversaux proéminents en dessous de la motoneige qui, de ce fait, s'opposent à une bonne fluidité du véhicule en neige profonde. Par ailleurs, l'absorption des bosses et des différents obstacles ne se fait pas avec suffisamment de confort, et de sécurité, et la conduite du véhicule est rendue difficile, particulièrement dans les passages en courbe.En effet, les constructions jusqu'à ce jour développées ne permettent pas d'avoir un débattement suffisant et ne permettent pas d'éviter et de contrôler les phénomènes de roulis avec suffisamment d'efficacité. En effet, lors des accélérations en ligne droite, et dans les courbes, les motoneiges actuelles ont tendance à perdre de l'adhérence. Ceci est du au fait que si l'un des skis avant est plus chargé que l'autre, ce dernier perd de son appui et vient même jusqu a se soulever, ce qui entraine un soulèvement latéral de la chenille provoquant une diminution de la motricité de celle-ci par manque d'adhérence sur la totalité de sa surface portante. Certains constructeurs ont déjà essayé de résoudre ces différents problèmes, mais ont mis en place des dispositifs particulièrement lourds et chers à fabriquer qui nécessitent l'utilisation d'un système antiroulis pour préserver la stabilité de la machine. En outre, dans les machines actuelles de conception traditionnelle, il est nécessaire de surélever le moteur pour loger en-dessous de celui-ci, tout le mécanisme de direction et de suspension. De plus, les amortisseurs sont souvent situés trop proches du pot d'échappement dont ils subissent l'échauffement, ce qui handicape grandement leur performance et accèlère beaucoup leur vieillissement. La présente invention veut donc remédier aux inconvénients précités et propose une motoneige dont les capacités d'absorption des irrégularités du terrain sont particulièrement améliorées permettant ainsi le passage des obstacles en toute sécurité et avec un grand confort. La suspension selon l'invention permet par ailleurs de supprimer les effets du roulis pour conserver à la motoneige une adhérence maximum avec le sol, en maintenant le véhicule bien à plat, contribuant ainsi à augmenter ses capacités de propulsion. Ajoutons aussi à cela que la suspension de chacun des skis amortit les petites irrégularités du terrain sans que le système de suspension principal soit sollicité, réduisant ainsi considérablement l'usure dudit système principal. A cet effet, la motoneige selon l'invention est constitué par un ensemble arrière porteur et un ensemble avant de direction comprenant deux skis sensiblement parallèles, chacun des dits skis étant relié audit ensemble arrière porteur par un ensemble de retenue caractérisé en ce que l'ensemble de retenue est constitué par un élément transversal de liaison relié à l'ensemble arrière porteur sur lequel sont montés chacun des skis par l'intermédiaire d'un élément de retenue élastiquement déformable. Selon une caractéristique complémentaire, l'élément transversal de liaison est monté pivotant sur l'ensemble arrière porteur autour d'un axe transversal contre l'action d'un système de suspension et d'amortissement, et chacun des éléments de retenue est constitué par une poutre ou une lame élastique s'étendant vers l'arrière et vers le bas Selon une autre caractéristique, chacun des skis est monté pivotant sur l'extrémité inférieure de l'élément de retenue correspondant. Selon d'autres dispositions avantageuses, les éléments de retenue sont des lames de flexion en matériau composite, métalliques ou en bois, qui peuvent être légèrement courbées en période de repos pour présenter une cambrure dont le centre est situé au-dessus desdites lames, et convergent vers l'avant et vers le haut. Grâce aux deux lames de flexion retenant les skis, il y a absorption, dans un premier temps, des faibles sollicitations verticales et latérales dues aux irrégularités du terrain. Si les sollicitations sont plus intenses, la déformation plus prononcée d'une des deux lames provoque alors dans un deuxième temps la rotation de l'élément transversal de liaison et ainsi le déplacement vertical de l'autre ski. Ladite rotation étant alors freinée par l'action combinée du ressort de suspension et de l'amortisseur qui lui est associé. Il n'y a donc, à l'opposé des systèmes actuels, plus besoin de contrecarrer l'enfoncement excessif de la suspension de l'un des skis par un système antiroulis destiné à s'opposer à ce que la machine se couche, ou du moins s'incline, sur le côté, ce qui, d'une part, sur le plan stabilité générale de l'ensemble pilote/machine est redoutable par les dangers qu'il représente, et d'autre part, se traduit par une perte de motricité importante du fait que la chenille n'est plus en contact étroit avec le sol sur la totalité de sa surface portante. Le système par câble de direction, outre l'avantage qu'il présente de libérer complètement l'espace moteur, permet en outre un réglage facile du parallélisme et un rattrapage aisé des jeux d'usure, tout en assurant un contrôle des skis sans modification puisque ce système par câble permet d'éviter les phénomènes de braquages induits provoqués par le système des biellettes classiques lors des débattements des suspensions. Le partie inférieure du carénage est facile à fermer pour s'opposer aux rentrées de neige alors que les systèmes actuels imposent des ouvertures suffisamment grandes pour permettre le passage des tringleries de direction en prévoyant leurs débattements liés aux débattements des suspensions. D'autres caractéristiques, et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue latérale d'une motoneige selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus. La figure 3 est une vue partielle qui représente quelques détails à plus grande échelle. La figure 4 est une vue schématique de dessus montrant le dispositif de direction. La figure 5 est une vue partielle en coupe longitudinale montrant comment sont retenus les skis. Les figures 6 à 9 représentent des variantes de réalisation du système de direction. Les figures 6 et 7 sont des vues similaires, mais simplifiées de la figure 4 montrant deux variantes. Les figures 8 et 9 sont des vues de détail montrant deux variantes de réalisation. Les figures 10 et 11 représentent des perfectionnements. La motoneige selon l'invention est constituée par un ensemble arrière porteur (1) et un ensemble avant de direction (2). La motoneige ayant un plan (P) vertical de symétrie générale est, de façon connue en soi, propulsée par une chenille (3) portée par un support de chenille (5), actionnée par le moteur (4). L'ensemble arrière porteur (1) comprend par ailleurs un châssis (6) portant un siège (7) destiné au pilote et une carrosserie (8) destinée entre autre à l'esthétique de lrengin, ainsi qu'à d'autres fonctions, comme celle de protection. L'ensemble avant de direction (2) est constitué par une colonne de direction (9) portant à son extrémité supérieure un guidon ou similaire (10), et à sa partie inférieure deux skis (11, 11'), un ski gauche (11) et un ski droit (11') sensiblement paralléles disposés symétriquement par rapport au plan (P) de symétrie générale et distants I'un de l'autre d'une distance (d) constituant l'empattement avant. Selon l'invention chacun des skis (11, 11') est relié à l'ensemble arrière porteur (1) par un ensemble de retenue (12) comprenant un élément transversal de liaison (13) portant à chaque extrémité (131,132) un élément de retenue élastiquement déformable (14,15) destiné à retenir les skis avant gauche et droit (11,11').L'élément transversal de liaison (13) est constitué par un tube (130) disposé transversalement et monté de façon pivotante sur l'ensemble arrière porteur et plus particulièrement sur son chassis (6) autour d'un axe transversal (YY'). Le pivotement autour de son axe transversal (YY') se fait contre l'action d'un système de suspension central (16). Chacun des éléments de retenue (14,15) est constitué par une poutre ou une lame élastique légèrement courbée et s'étendant vers l'arrière (AR) et vers le bas (BA), leur extrémité supérieure avant (140,150) étant fixée à l'élément transversal de liaison (13) par exemple par des écrous (18), chacun des skis (11,11') étant relié à l'extrémité inférieure arrière (141,151) de l'élément de retenue correspondant (14,15). Selon une disposition avantageuse, les deux éléments élastiques de retenue convergent vers le haut et vers l'avant en un point (A). Selon une autre caractéristique de l'ensemble avant de direction (1), chacun des skis est retenu pivotant sur l'élément de retenue correspondant, autour d'un axe vertical de rotation (ZZ'). Pour ce faire, chaque extrémité inférieure (141,151) comprend un boitier d'articulation (142,152) destiné à retenir le support (19,20) du ski correspondant, ledit support (19,20) comprenant une partie cylindrique (190,200) retenue pivotante dans le boitier de pivotement. A sa partie inférieure, le support (19,20) comprend un axe transversal (143) de pivotement pour le ski et une butée (144) limitant ce pivotement. Grâce aux deux éléments de retenue (14,15) constitués par des pièces déformables élastiquement comme des lames de flexion, il y a absorption des petites sollicitations sans que le système de suspension central soit sollicité. Par contre, si l'un des skis est très sollicité, la lame de flexion, de par sa forte déformation entraînera en rotation l'élément transversal de liaison qui pivote alors dans un deuxième temps contre l'action combinée du ressort de suspension (160) et de l'amortisseur (161) qui lui est associé. Cette rotation due à la sollicitation de l'un des skis provoquera le mouvement vers le haut de l'autre ski. La transmission du pivotement de la colonne de direction (9) aux deux skis (11,11') se fait avantageusement par l'intermédiaire d'un système à câble constitué par un câble continu (20) ou constitué de plusieurs éléments associés, logé partiellement dans une gaine (21). Ledit câble continu (20) fait tout d'abord au moins un tour autour d'une poulie de commande (90) solidaire de la colonne de direction (9), l'un des brins (200) allant s'enrouler par la gauche (GA) autour de la tête de pivotement (191) du ski gauche (11), tandis que l'autre (201) va s'enrouler par la droite (DR) autour de la tête de pivotement (192) du ski droit (11') pour se rejoindre ensuite en un point quelconque (B). Ainsi la rotation selon R1 du guidon (10) provoque la traction selon T1 du brin droit (200) et la rotation selon S1 du ski (11), le ski (11') étant entraîné alors en rotation selon T'1 par la traction du câble du brin de liaison (300). A l'inverse, la rotation selon R2 du guidon (10) provoque la traction selon T2 du brin gauche (201) et la rotation selon S2 des deux skis (14,15). La figure 6 représente une variante du système de direction selon laquelle le câble (20) n'est pas enroulé autour de la poulie de commande (90), comme cela l'était dans le mode de réalisation représenté à la figure 4. De ce fait, le brin de liaison (300) n'est plus nécessaire. La figure 7 est une vue similaire de la figure 6 montrant une variante selon laquelle la poulie de commande (90) est désaxée par rapport à la colonne de direction (9) pour constituer une came d'enroulement du câble permettant une démultiplication. Ainsi, plus le guidon est tourné, plus le câble s enroule sur un rayon de plus grande dimension. Cette disposition permet d'avoir une progressivité dans le pivotement et donc un meilleur contrôle en ligne droite. Les figures 8 et 9 montrent un détail de deux variantes possibles des têtes de pivotement du système de direction. Les figures 8 et 9 représentent la tête de pivotement gauche (191) sachant que l'autre tête, c'est à dire la tête droite (192) lui est symétrique par rapport au plan de symétrie P. Selon ces variantes, les têtes de pivotement ne sont pas constituées par un tambour cylindrique d'axe ZZ', mais par deux cames latérales (193, 194) sur lesquelles s'enroule le câble. Le brin extérieur s'enroulant autour de la came latérale extérieure (193), tandis que le brin intérieur s'enroule autour de la came intérieure (194). La figure 9 est une variante de réalisation de la réalisation de la figure 8. Grâce à ces têtes de pivotement, le ski intérieur au virage pivote plus que le ski extérieur, ce qui permet d'obtenir une divergence des skis lors du braquage, de façon à permettre à chacun d'eux de suivre sans déraper la trajectoire qui lui est propre pour respecter les impératifs de braquage : rayon de la trajectoire du ski intérieur au virage plus petit (inférieur) au rayon de trajectoire du ski extérieur au virage. Le tout en permettant cependant aux skis un retour en position sensiblement parallèle lorsque le système de direction (guidon ou volant) est ramené en position centrale. Notons que les éléments élastiques de retenue (14,15) sont des poutres ou des lames élastiques qui peuvent être en bois, métalliques ou en matériau composite. Ajoutons aussi que ceux-ci peuvent être avantageusement légèrement cambrés en position de repos, pour constituer sensiblement un arc de cercle dont le centre (C) est situé audessus de la lame par rapport au sol. Les lames de flexion ne sont pas nécessairement courbées, mais peuvent être aussi bien rectilignes. D'autre part, on peut prévoir un système de butée (180) permettant de limiter les mouvements vers le haut de la lame de flexion. Ce système de butée pouvant être tel que celui représenté à la figure 10. De plus, la lame de flexion (figure 11) pourrait être réalisée par un ou plusieurs sandwichs constitué d'une couche de matériau élastique ou visco-élastique (110) collée à deux couches de renforts (111, 112) métalliques ou en matériau composite, le cisaillement de la couche élastique ou visco-élastique amortissant ainsi les vibrations lors de la flexion de la lame. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1) Véhicule du type motoneige, constitué par un ensemble arrière porteur (1) et un ensemble- avant de direction (2) comprenant deux skis (11, 11') sensiblement parallèles, chacun desdits skis étant relié audit ensemble arrière porteur par un ensemble de retenue (12), caractérisé en ce que l'ensemble de retenue (12) est constitué par un élément transversal de liaison (13) relié à l'ensemble arrière porteur sur lequel sont montés chacun des skis (11,11') par l'intermédiaire d'un élément de retenue (14,15) élastiquement déformable. 2) Véhicule du type motoneige selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément transversal de liaison (13) est monté pivotant sur l'ensemble arrière porteur (1) autour d'un axe transversal (YY') contre l'action d'un système de suspension et d'amortissement (16). 3) Véhicule du type motoneige selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des éléments de retenue (14,15) est constitué par une poutre ou une lame élastique s'étendant vers l'arrière et vers le bas et dont l'extrémité supérieure (140,150) est fixée à chacune des extrémités latérales (131,132) de l'élément transversal de liaison (13) et dont l'extrémité inférieure (141,151) est reliée au ski avant correspondant (11,11') par des moyens de liaison (ML) pivotants. 4) Véhicule du type motoneige selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison pivotants (ML) sont tels que chacun des skis avant (11,11') est monté pivotant sur l'extrémité inférieure (141,151) de l'élément de retenue correspondant (14,15) autour d'un axe sensiblement vertical (ZZ'). 5) Véhicule du type motoneige selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de retenue (14,15) sont des lames de flexion en matériau composite, métalliques ou en bois. 6) Véhicule du type motoneige selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux lames de flexion (14,15) sont légèrement courbées pour présenter une cambrure dont le centre est situé au-dessus desdites lames. 7) Véhicule du type motoneige selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux éléments élastiques de retenue (14,15) convergent vers l'avant (AV) et vers le haut (HA) en un point (A). 8) Véhicule du type motoneige selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande de direction comprend un câble (20) de direction retenu sur la colonne de direction (9) par une poulie de commande (90) et sur chacun des skis par une tête de pivotement (191,192). 9) Véhicule du type motoneige selon la revendication 8, caractérisé en ce que la poulie de commande (90) constitue une came d'enroulement telle que plus le guidon est tourné, plus le câble (20) s'enroule sur un rayon de plus grande dimension. 10) Véhicule du type motoneige selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que chaque tête de pivotement (191,1 92) comprend un système de cames latérales (193, 194).