Brevet FR2662481A1 — publié le 19911129

La présente invention concerne un organe élastique de torsion notamment pour suspension de véhicule automobile. On connaît déjà dans l'état de la technique un certain nombre de barres de torsion et notamment dans le domaine de l'industrie automobile. En effet, la fonction élastique d'une sus- pension classique de véhicule automobile, est assurée par un ressort qui est soit un ressort à lame, soit un ressort hélicoïdal ou par une barre de torsion. Celle-ci est généralement constituée par une pièce cylindrique à laquelle le couple de torsion est appliqué grâce à des extrémités cannelées. Le ressort hélicoïdal permet d'obtenir une raideur variable lorsque le diamètre d'enroulement et/ou le diamètre du fil du ressort n'est pas cons- tant. Les exigences modernes de confort, alliées aux impératifs de sécurité, conduisent à préférer des suspensions offrant une raideur relativement faible pour de faibles sollicitations et une raideur relati- vement élevée pour des sollicitations plus importan- tes. Or, dans leur conception actuelle les barres de torsion offrent une raideur qui est déterminée par une géométrie définie, c'est à dire leur longueur et leur diamètre, et cette raideur est nécessairement constante. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un organe élastique de torsion dont la raideur est variable. A cet effet, l'invention a pour objet un organe élastique de torsion notamment pour suspension de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il com- porte des moyens de modification discontinue de sa raideur en fonction de sa déformation en torsion. Selon un mode de réalisation, cet organe de torsion comporte une pièce tubulaire dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe de la suspen- sion et l'autre à la partie mobile de celle-ci et les moyens de modification de sa raideur comprennent au moins une lumière hélicoidale ménagée dans cette pièce. Selon un autre mode de réalisation, cet organe comporte une âme centrale dont une extrémité est reliée à une partie fixe de la suspension et l'autre est libre et les moyens de modification de sa- raideur comprennent au moins un ressort hélicoidal disposé autour de l'âme, dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre à la partie mobile. Selon un autre mode de réalisation, cet organe comporte une âme centrale dont l'une des ex- trémités est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre à la partie mobile et les moyens de modifi- cation de sa raideur comprennent une pièce tubulaire disposée autour de l'âme, dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre comporte des moyens d'accouplement adaptés pour coopérer avec des moyens d'accouplement complé- mentaires de l'âme pour entraîner la pièce tubulaire après un déplacement angulaire déterminé de l'âme. Dans ce cas, les moyens d'accouplement peu- vent comporter des éléments élastiques d'amortissement du ou des contacts entre ces moyens. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la Fig 1 représente un premier mode de réalisation d'un organe élastique selon l'invention; la Fig 2 représente un second mode de réalisation de l'organe élastique selon l'invention; et la Fig 3 représente un troisième mode de réalisation de l'organe élastique selon l'invention. Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, un organe élastique de torsion, selon l'invention, est adapté par exemple pour être utilisé dans une suspen- sion de véhicule automobile et est caractérisé en ce- qu'il comporte des moyens de modification discontinue de sa raideur en fonction de sa déformation en tor- sion. Ceci permet de répondre aux exigences moder- nes de confort mentionnées précédemment qui conduisent à préférer des suspensions offrant une raideur relati- vement faible pour de faibles sollicitations et une raideur relativement élevée pour des sollicitations plus importantes. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 1, l'organe élastique de torsion selon l'in- vention comporte une pièce tubulaire 1 dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe de la suspen- sion et l'autre à la partie mobile de celle-ci. Les moyens de modification de sa raideur en fonction de sa déformation en torsion comprennent quant à eux au moins une lumière hélicoidale ménagée dans cette pièce. Dans le mode de réalisation représenté, la pièce tubulaire comporte deux lumières hélicoïdales 2 et 3 disposées de part et d'autre de l'axe de symétrie de cette pièce et permettant de modifier sa raideur. En effet, lorsque l'organe élastique 1 est soumis à un couple de torsion, la zone présentant la lumière, se déforme et présente une raideur relative- ment faible Cette ou chaque lumière a donc tendance à se fermer progressivement sous l'effet de la torsion jusqu'à ce que les bords de celle-ci prennent appui l'un sur l'autre La raideur présentée par l'organe est alors plus élevée Cette déformation s'accompagne d'une diminution de diamètre et/ou de longueur de l'organe et pourrait conduire dans certain cas, à une instabilité pour des efforts élevés Cette solution peut donc requérir suivant le cas, un renfort qui peut être constitué par exemple par au moins une pièce également tubulaire coaxiale à la première et pouvant ou non participer à la torsion. Dans le second mode de réalisation repré- senté sur la Fig 2, l'organe élastique de torsion comporte une âme centrale 4 dont une extrémité, 5, est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre, 6, est libre. Les moyens de modification comprennent au moins un ressort hélicoidal 7 disposé autour de l'âme, dont l'une des extrémités 8 est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre 9 est reliée à la partie mobile 10 de celle-ci Dans ce mode de réalisa- tion, lors d'une première phase de déformation, seul le ressort se déforme, et l'organe présente alors la raideur de ce ressort en torsion jusqu'au moment o celui-ci est suffisamment déformé pour venir en con- tact avec l'âme centrale et entraîner celle-ci en déformation Ainsi, après le contact entre le ressort et l'âme centrale, ces deux pièces participent à la torsion et l'organe présente alors une raideur com- binée plus élevée que la seule raideur en torsion du ressort. L'utilisation de deux ressorts jumelés de pas identique permet d'équilibrer les effets de flexions résultant d'introduction d'efforts non symétriques. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 3, l'organe élastique comporte une âme centrale 11 dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe 12 de la suspension et l'autre à la partie mobile de celle-ci Les moyens de modification de la raideur de l'organe comprennent une pièce tubulaire 13 dispo- sée autour de l'âme et dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe 12 mentionnée précédemment et l'autre extrémité, 14, comporte des moyens 15 d'accou- plement adaptés pour coopérer avec des moyens d'accou- plement complémentaires 16 de l'âme 11 pour entraîner la pièce tubulaire après un déplacement angulaire déterminé de l'âme. Ainsi, dans une première phase, seule l'âme centrale 11 se déforme, l'organe présentant alors une première raideur jusqu'au moment o les moyens d'en- trainement de l'âme et de la pièce tubulaire engrènent de sorte que l'organe élastique présente alors une seconde raideur combinée plus élevée. On conçoit que dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 1, la variation de la raideur est réglable à travers plusieurs paramètres comme la longueur de la ou des lumières par rapport à la lon- gueur totale de l'organe, la largeur de cette lumière, et l'épaisseur constante ou variable de cet organe. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 2, cette variation de la raideur peut égale- ment être réglée à travers plusieurs paramètres, comme par exemple le diamètre du fil du ou des ressorts, le jeu diamétral entre le ou les ressorts et l'âme cen- trale, le pas du ou des ressorts et différentes caractéristiques de l'âme. Dans le troisième mode de réalisation, la variation de la raideur est également réglable à tra- vers plusieurs paramètres comme les caractéristiques géométriques des deux pièces coaxiales ou le jeu angu- laire initial entre les moyens d'accouplement de cel- les-ci. Avantageusement, ces moyens d'accouplement comprennent des éléments élastiques d'amortissement 17- du ou des contacts entre ces moyens. Cette solution permet également de prévoir plusieurs changements de raideur en utilisant une configuration à plusieurs "étages" en série. Par ailleurs, dans ce troisième mode de réa- lisation, en cas de défaillance de l'âme centrale, cet organe élastique continue à transmettre les efforts avec la raideur de la pièce tubulaire. REVEND I CATIONS 1 Organe élastique de torsion notamment pour suspension de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 2,3; 7; 13) de modifi- cation discontinue de sa raideur, en fonction de sa déformation en torsion. 2 Organe selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte une pièce tubulaire ( 1) dont les extrémités sont reliées l'une à la partie fixe de la suspension, et l'autre à la partie mobile de celle-ci et en ce que les moyens de modification de sa raideur comprennent au moins une lumière ( 2,3) hélicoidale ménagée dans cet organe. 3 Organe selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte une âme centrale ( 4) dont une extrémité est reliée à une partie fixe ( 5) de la suspension et l'autre ( 6) est libre et en ce que les moyens de modification de sa raideur comprennent un ressort hélicoidal ( 7) disposé autour de l'âme ( 4) dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe ( 5) de la suspension et l'autre à la partie mobile ( 10) de celle-ci. 4 Organe selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte une âme centrale ( 11) dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre à la partie mobile de cel- le-ci et en ce que les moyens de modification de sa raideur comprennent une pièce tubulaire ( 13) disposé autour de l'âme, dont l'une des extrémités est reliée à la partie fixe de la suspension et l'autre comporte des moyens ( 15) d'accouplement adaptés pour coopérer avec des moyens ( 16) d'accouplement complémentaires de l'âme ( 11) pour entraîner la pièce tubulaire après un déplacement angulaire déterminé de l'âme. Organe selon la revendication 4, carac- térisé en ce que les moyens d'accouplement comprennent des éléments élastiques d'amortissement ( 17) du ou des contacts entre ces moyens.