Brevet FR2667827A1 — publié le 19920417

RESSORT HELICOIDAL A SPIRES NON CIRCULAIRES La présente invention concerne un ressort hélicoïdal à spires non circulaires et notamment un ressort dont les spires sont à rayon variable. De façon générale, les dispositifs de suspension pour véhicules comprennent des ressorts hélicoïdaux dont les spires sont circulaires en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe d'enroulement dudit ressort. Lesdits ressorts hélicoïdaux sont placés dans un logement dont la forme est généralement parallélépipédique. De ce fait, le ressort de forme cylindrique, ne peut occuper que la largeur de l'espace parallélépipédique. Cette structure présente un inconvénient majeur dans la conception du ressort qui du fait de son faible diamètre d'enroulement devra comporter un nombre de spires important pour avoir la flexibilité de suspension requise. La présente invention a pour but de remédier au problème d'encombrement du ressort hélicoïdal utilisé sur les véhicules automobiles, et d'obtenir une égale contrainte dans toutes les sections du fil constituant le ressort Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen d'un ressort pour suspension automobile constitué d'un fil de section uniforme caractérisé en ce que le rayon d'enroulement autour de l'axe dudit ressort est variable, de telle sorte que les génératrices décrivent une courbe ovale en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le diamètre du fil est variable. Selon encore une autre caractéristique le rayon d'enroulement est variable le long de l'axe du ressort. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les spires sont elliptiques en projection sur un plan perpendiculaire à l'axe du ressort. Le ressort de la présente invention est donc conçu de manière à occuper le plus grand espace disponible dans le logement parallélépipédique qui lui est réservé. Le comportement mécanique d'un tel ressort, contrairement à ce que l'on pourrait attendre, ne diffère pas de celui des ressorts classiques. En effet, il n'est pas nécessaire de réaliser des pas de l'hélice particuliers pour éviter les phénomènes de contacts de spires En outre, le ressort de la présente invention a l'avantage de comporter moins de spires que le ressort de forme cylindrique qu'il remplace permettant ainsi de réduire l'encombrement en hauteur dudit ressort. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descripiton qui va suivre accompagnée des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation de l'implantation d'un ressort de suspension. - la figure 2 représente la courbe des contraintes en fonction de la défléxion du ressort, - la figure 3 représente une vue de dessus du ressort selon l'invention, - la figure 4 représente la développée d'une spire du ressort. - la figure 5 représente une vue en élévation d'un autre mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, ltespace disponible pour l'implantation du ressort de suspension est représenté par le rectangle de longueur L et de largeur 1. Dans l'état de la technique, on place toujours un ressort 1 de forme générale cylindrique à rayon de spires constant, enroulé en hélice de rayon r et nécessitant un nombre de nombre de spires N pour obtenir la flexibilité requise. Le ressort 2 de l'invention est enroulé sensiblement en hélice autour de son axe, mais avec un rayon R variable à l'intérieur de chacune des spires en projection sur un plan perpendiculaire à l'axe. La forme des spires est telle que les génératrices du ressort 2 décrivent alors une courbe ovale telle qu'une ellipse ou une anse de panier dans un plan perpendiculaire à l'axe XX'. Le fil du ressort conserve une section transversale de profil uniforme tout en ayant éventuellement un diamètre ou plus généralement des dimensions variables, de manière à obtenir une contrainte égale en tout point du ressort. Selon une variante de réalisation illustrée par la figure 5, le rayon d'enroulement est variable non plus seulement à l'intérieur de chaque spire mais aussi le long de l'axe du ressort d'une spire à la suivante. Dans ce cas, la surface des spires diminue d'une extrémité à l'autre du ressort qui a ainsi, en projection sur un plan perpendiculaire à l'axe, la forme d'une spirale. Sur la figure 2 représentant les contraintes (en dN/mm2) appliquées au ressort réalisé en fil de section transversale uniforme en fonction de la déflexion df (mm), la ligne OB indique les valeurs de contraintes aux points M et N de la figure 1 et la ligne OA représente les contraintes aux points P et Q. On constate que les contraintes sont plus élevées aux points les plus éloignés du centre du ressort et donc que lesdites contraintes ne sont pas égales dans toutes les sections du fil constituant le ressort. La figure 3 représentant une vue en élévation du ressort, permettant d'expliquer de quelle manière peut être conçu le ressort pour obtenir des contraintes équivalentes dans toutes les sections du fil le constituant. La contrainte dans le fil est directement proportionnelle à la distance AK de l'axe du fil au centre A du ressort. Soit une valeur de contrainte au point Q du ressort, cette contrainte sera la même dans toutes les sections d du fil si celui-ci suit la loi La section la plus importante sera située en M où Ce principe est illustré à la figure 4 qui représente la développée d'une spire du ressort. La surface de la section transversale est maximale aux points M et N, c'est-à-dire aux extrémités du grand axe de l'ovale et minimale aux points P et Q, c'est-à-dire aux extrémités du petit axe de l'ovale. Entre les extrémités respectives du grand et du petit axe, la surface varie progressivement tout en conservant une section uniforme, c'est-à-dire de même profil. La présente invention ne se limite pas à la description ci-dessus. En effet, il est tout à fait possible de réaliser un ressort à flexibilité variable par contacts de spires entre elles avec la forme du ressort de l'invention. Par ailleurs, les extrémités de ressort qui prennent appui sur des coupelles, peuvent etre adaptées aux montages actuels. REVENDICATIONS 1. Ressort pour suspension automobile constitué d'un fil de section transversale de profil uniforme caractérisé en ce que le rayon d'enroulement (R) autour de l'axe (XX') dudit ressort est variable, de telle sorte que les génératrices décrivent une courbe ovale en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe (XX'). 2. Ressort de suspension automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre du fil est variable. 3. Ressort selon la revendication , caractérisé en ce que le diamètre du fil varie progressivement entre les extrémités respectives du grand axe et du petit axe de la courbe ovale. 4. Ressort selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de la section transversale du fil est maximale aux extrémités du grand axe et minimale aux extrémités du petit axe. 5. Ressort selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les spires sont élliptiquas en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe (XX'). 6. Ressort selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les spires sont sous forme d'anses de panier en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe (XX'). 7. Ressort selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le rayon d'enroulement est variable le long de l'axe (XX') du ressort, de telle sorte que les génératrices décrivent une spirale en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe.