Brevet FR2661884A1 — publié le 19911115

La presente invention a pour objet un dispositif de suspension avant directionnelle et motrice pour une motocyclette à deux roues motrices. On connaît des motocyclettes à deux roues motrices comprenant un cadre, un moteur et un double entrai- nement de la roue arrière et de la roue avant. La roue arrière est généralement montée a rotation par rapport à un bras oscillant et elle est entraînée par un ensemble pignon-chaîne-plateau de façon connue. Un élément amortisseur est interpose entre le cadre et le bras oscillant afin d'absorber les défauts du terrain sur lequel se déplace cette moto. On connaît par ailleurs des suspensions avant qui assurent simultanément l'entraînement en rotation de la roue avant; l'amortissement des défauts du terrain ainsi que la fonction de direction. C'est le cas notamment dans la demande de brevet PCT N" FR 88/00073. Dans cette demande il est prévu un bras oscillant avant dont l'une des extrémités est solidaire du cadre et dont l'autre extrémité est solidaire d'un pivot, pivot sur lequel un moyeu directionnel est monté de façon excentrée. Ainsi le bras oscillant reste dans l'axe de la motocyclette tout comme le pivotS tandis que le moyeu directionnel support de roue peut tourner autour de l'axe de direction.Cette suspension comprend en outre une fourche avant dont les bras viennent de part et d'autre du moyeu directionnel, l'extrémité supérieure de la fourche avant recevant un boîtier relais interposé entre un premier organe de transmission entraîné en rotation par le moteur et un deuxième organe de transmission entraînant la roue avant ainsi qu'une jambe de force interposée entre le cadre et la fourche constituant un carter pour le premier organe de transmission, dans un mode préférentiel de réalisation. Les deux extrémités de cette iambe de force et les deux extrémités du bras oscillant constituent les sommets d'un quadrilatère déformable. Un élément amortisseur est interposé entre le bras oscillant et le cadre de façon à rnmpenser les défauts du terrain. Deux compas articulés l'un par rapport à l'autre par leur sommet ont leurs branches respectivement fixées sur l'axe de la colonne de direction pour le compas supérieur et sur l'extrémité supérieure de la fourche pour le compas inférieur. Préférentiellement, les articulations sont des cardans. Quant à l axe de direction il est monté en rotation dans une platine de direction solidaire du cadre de façon connue, l extrémité supérieure de cet axe recevant un guidon. Rien que donnant toute satisfaction sur le plan -mécanique et utilisation, il apparalt nécessaire de rigidifier cette suspension avant directionnelle et motrice tout en l'allégeant et en diminuant le nombre de pièces pour des raisons de maintenance, de prix et de fiabilité. I1 est donc nécessaire de faire Jouer à chacun des éléments constituant la suspension avant plusieurs fonctions. La présente invention a pour objet un dispositif de suspension avant directionnelle et motrice dont le nombre de pièces, le poids et l'encombrement sont diminués, dont l'entretien est facilité; dont la fiabilité et la rigidité sont accrues par rapport aux systèmes existants. Dans ce but, le dispositif de suspension avant directionnelle et motrice d'une motocyclette à deux roues motrices comprenant des moyens de suspension télescopique composes d'un premier eLement, et d'un second élément, Le premier eLement tant articule par rapport au cadre et Le second eLement portant L'axe de rotation de La roue, une jambe de force, interpose entre les moyens de suspension et le cadre, un boîtier relais d'entraînement solidaire du second élément un premier organe de transmission integre dans La jambe de force, entraîné par un arbre moteur et relié au bolier relais, un second organe de transmission relié au premier organe par Le bottier reLais et entrai nant La roue, caracterise en ce que Le premier eLement est un bras unique, Le second élément est constitue d'au moins un fourreau et des moyens de soLidarisation en rotation sont prevus ente Le bras et Le fourreau. SeLon une caractéristique particuLière de L'invention, Le bras est dans Le plan médian de La motocyLette, Le fourreau comprend une partie supérieure coaxiale avec Le bras et une partie inférieure décalée transversa- Lement de façon que cette partie inférieure soit pa rdLLeLe au pian de La roue avant Des moyens amortisseurs mont-interposes entre Le bras et Le fourreau de façon a constituer un amortisseur de La fourche avant SeLon une variante un éLément amortisseur est interposé entre La jambe de force et Le cadre, un basculeur démultiplicateur d'efforts articulé sur Le cadre pouvant entre disposé entre cet élément amortisseur et cette jambe de force.PLus particu Lierement, Les moyens de soLidarisation en rotation du bras par rapport au fourreau comprennent deux compas articuLés entre eux par Leur sommet Les branches de chacun d'eux étant articulées les unes sur le bras et les autres sur le fourreau. Selon une variante ces moyens de solidarisation en rotation sont constitués de cannelures et de gorges coopérant entre elles en translation et portées respectivement par le bras et le fourreau ou inverserment. Selon une caractéristique particulière le second organe de transmission est intégré dans le fourreau et constitue un carter étanche. Selon un mode de réalisation principal le boîtier relais comprend un cardan dont l'élément d'entrée est monté à rotation dans un carter lui-mBme monté en rotation autour de l'axe de direction gr ce à deux paliers solidaires du fourreau et dont l'élément de sortie est monté à rotation par rapport au fourreau. La jambe de force est montée également a rotation par rapport au carter du boîtier relais, mais dans le plan de la jambe de force. Selon une variante de réalisation le fourreau comprend une partie inférieure dédoublée venant se fixer sur l'axe de roue de part et d'autre de cette roue. La présente invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation particulier de l'invention et de ses variantes en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en élévation latérale de la suspension avant directionnelle et motrice selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face de la figure 1, - la figure 3 représente une vue en détail avec coupe partielle de la partie supérieure du fourreau de la suspension selon l'invention ainsi que du boîtier relais, - la figure 4 représente la partie inférieure du fourreau représentée à la figure 3, et - la figure 5 représente une variante de suspension avant directionnelle et motrice selon l'invention. Sur la figure 1 on a représenté la partie avant d'une motocyclette comprenant un cadre 10, une suspension avant 12, et la roue avant 14, directrice et motrice du véhicule. Dans ce mode de réalisation le cadre comprend une platine de direction 16 sur laquelle sont fixées les pattes 18 support de guidon 20. Cette platine est articulée par rapport au cadre. Le cadre comprend également un moteur non représenté pour la simplification du dessin qui entraîne un pignon moteur 22 qui sera considéré comme l'élément moteur du dispositif. Une jambe de force 24 est montée à l'une de ses extrémités, oscillante autour de l'arbre 26 support du pignon moteur 22 et articulée à son autre extrémité sur la suspension avant 12 comme cela est détaillé ci-après. Cette suspension avant 12 comprend une fourche 28 constituée d'un bras de fourche 30 et d'un fourreau 32. La partie supérieure 34 du fourreau 32 est profilée pour coopérer de façon télescopique avec l'extrémité inférieure du bras de fourche 30. La partie inférieure 36 du fourreau est décalée transversalement de façon que cette partie inférieure soit parallèle au plan de la roue avant 14 ainsi que cela est représenté sur la figure 2. Une pièce rapportée 38 renforce le fourreau au droit du décalage de façon qu il ne subisse aucune déformation durant les différents efforts. Cette fourche avant 28 ne comprend qu'un seul bras et qu'un seul fourreau. Le bras 30 et la partie supérieure du fourreau 32 sont coaxiaux avec l'axe de direction 40 représenté en trait mixte sur la figure 1. ainsi que cela est représenté sur les figures 1 et 2, la suspension avant 12 est complétée par deux compas supérieur 42 et inférieur 44 articulés à leurs extrémités sur un même axe 46, les branches du compas supérieur 42 étant articulées par rapport à la platine de direction 16 tandis que les branches du compas inférieur 44 sont articulées par rapport à la partie supérieure 34 du fourreau 32. L'angle a que font les deux compas entre eux peut donc varier lors du déplacement du bras 30 par rapport à la partie supérieure 34 du fourreau 32. te fourreau 32 comprend également un boîtier relais 48 comportant un carter 50 de forme sensiblement cylindrique et dont l'axe longitudinal 52 est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la moto. Ce carter 50 comprend en outre deux tourillons 54 faisant saillie à l'extérieur du cylindre et diamétralement opposés recevant des vis de fixation 56 sur des paliers supérieur 58 et inférieur 60, centrés sur l'axe de direction 40, ces paliers étant solidaires de la fourche. Le carter 50 comprend en outre un palier 62 à l'une de ses extrémités dans lequel tourne l'élément d'entrée 64 d'un cardan 66. Cet élément d'entrée 64 a son axe de rotation confondu avec l'axe longitudinal 52 du carter 50. Cet élément d'entrée 64 est relié a l'élément de sortie 68 de façon connue par un croisillon 70 dont les deux branches sont montées tourillonnantes l'une par rapport à l'élément d'entrée, l'autre par rapport à l'élément de sortie. L'élément de sortie 68 est monté à rotation dans un palier 72 solidaire du fourreau. L'extrémité 74 de l'élément d'entrée reçoit un pignon 76 monté fixe en rotation par rapport à cet élément d'entrée 74, ce pignon 76 coopérant avec un premier organe de transmission 78 entraîné par le pignon moteur 22 comme cela est indiqué sur la figure 1. Un pignon menant 80 est également fixé sur l'élé- ment de sortie 68, ce pignon étant disposé dans un logement 82 ménagé à l'intérieur de la partie inférieure 36 du fourreau 32. Ce pignon 80 coopère avec un second organe d'entraînement, qui lui même coopère avec un plateau 86 d'entraînement de la roue avant ainsi que cela est représenté en détail sur la figure 4. Sur cette même figure, le plateau 86 est représenté fixé sur l'arbre 88 solidaire du moyeu 90 de la roue avant 14. Cet arbre 88 est monté à rotation par rapport au fourreau grâce à deux paliers 92 et 94 montés respectivement dans les deux parties latérales de la partie inférieure 36 du fourreau 32 définissant le logement 82. Sur cet arbre 88 est également fixé le disque de freinage 96 qui coopère de façon connue avec un étrier 98 représenté sur la figure 1, solidaire de la partie inférieure 36 du fourreau 32. La partie inférieure 36 comprend également deux couvercles démontables 98 et 100, permettant un accès direct et facile au pignon 80 et au plateau 86. ainsi que cela a été indiqué ci-avant la jambe de force 24 est articulée par rapport au boîtier relais 48 et plus particulièrement par rapport au carter 50 de façon que le plan de la jambe de force 24 soit dans le même plan que le pignon mené 76 (figure 3). La iambe de force 24 est montée en rotation par rapport au carter 50 grâce à un palier 102, l'axe longitudinal de la jambe de force étant perpendiculaire à l'axe longitudinal 52 de ce carter 50. La suspension avant 12 est complétée par un élément amortisseur 104 schématiquement représenté sur la figure 1, interposé entre le cadre 10 et un bas culeur 105 multiplicateur d'effort, monté pivotant autour d'un axe 106 par rapport au cadre, l'une des extrémités 108 du basculeur étant solidaire de l'élément amortisseur et son autre extrémité 110 coopérant avec une biellette 112 solidaire d'un raidisseur 114 dont l'une des extrémités est coaxiale à l'axe 26 du pignon 22 d'entraînement et dont l'autre extrémité est solidaire de la jambe de force 24. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est décrit ci-après. Lorsque la roue 14 rencontre un obstacle sur le terrain elle remonte par rapport au cadre 10 ce qui provoque le déplacement du fourreau 32 par rapport au bras 30, ce dernier pénétrant à l'intérieur de la partie supérieure 34 du fourreau.-Simultanément, l'angle a diminue pour compenser la variation de distance. Quant à la jambe de force, elle pivote autour de l'axe 26 ce qui fait remonter la biellette 112 et donc simultanément l'extrémité 110 du basculeur en le faisant pivoter autour de l'axe 106 et en comprimant l'élément amortisseur 104. Celuici réagit à son tour en repoussant l'extrémité 108 et en faisant effectuer à l'ensemble un mouvement de rappel inverse qui tend à plaquer la roue 14 sur le sol.Durant ces différents mouvements, l'axe de direction 40 est légèrement modifié en inclinaison grâce à l'articulation du palier de direction 16 par rapport au cadre 10. Les mouvements directionnels sont obtenus par rotation du guidon 20 autour de l'axe de direction 40, ce qui provoque un déplacement en rotation du bras 30 et des compas supérieur et inférieur 42 et 44 qui entraînent à leur tour le fourreau 32, ce fourreau entraînant lui-mSme en rotation l'axe 88 de la roue avant ce qui permet un déplacement angulaire de cette dernière. Durant ces différentes phases l'entraînement est maintenu car le premier organe de transmission 78 entraîne le pignon 76 en rotation et l'élément d'entrée 64 du cardan, sans que ceux-ci effectuent aucun déplacement angulaire par rapport à l'ensemble de la moto. L'élément d'entrée 64 entraîne l'élément de sortie 68 qui lui-m?me entraîne le pignon menant 80, qui par l'intermédiaire du second organe de transmission 84 entraîne en rotation le plateau 86 et l'axe de rotation 88. Lors d'un déplacement angulaire du fourreau 32, ce dernier pivote sans entraîner le carter 50 grâce aux paliers 58 et 60, l'élément de sortie 68 est entraîné également en déplacement angulaire par le fourreau, le croisillon 70 continuant à assurer l'entrainement. Ainsi la suspension avant est bien directionnelle et motrice, le fourreau regroupant plusieurs fonctions telles que celle d'organe directionnel de la roue, de carter pour le second organe de transmission, de palier pour une partie du boîtier relais, de support de l'axe 88 de roue avant, d'organe de compensation de longueur et en même temps d'amortisseur. Sur la figure 5 on a représenté une variante de réalisation du dispositif selon l'invention dans laquelle les éléments identiques portent les mêmes références que dans le mode de réalisation principal précédées d'un 1. Dans cette variante l'ensemble des deux compas 142 et 144 est orienté vers l'avant et articulé de la meme façon autour d'un axe 146. La partie supérieure 134 du fourreau 132 reçoit le bras de fourche 130 pour constituer un amortisseur télescopique à part entière. Dans ce cas de façon connue, on interpose entre le bras 130 et le fourreau 132 un système amortisseur à huile, à gaz ou mécanique du type ressort. La colonne de direction 116 est également articulée autour d'un axe 118 par rapport au cadre de façon à permettre un mouvement angulaire du dispositif de suspension avant 112 selon l'invention. Par ailleurs, les bras et fourreau ne sont plus coaxiaux à l'axe de direction. En variante également, la partie inférieure 136 du fourreau 132 enveloppe également le système de freinage qui dans ce cas est prévu pour effectuer des freinages en bain d'huile car la partie inférieure 136 du fourreau 132 constitue un carter étanche dans lequel tourne le second organe de transmission de la même façon que dans le mode de réalisation principal. De plus, pour accéder à l'intérieur de la partie inférieure 136 il est prévu un couvercle inférieur 200 amovible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension avant directionneLLe et motrice d'une motocycLette a deux roues motrices comprenant des moyens de suspension téles- copique composés d'un premier élément (30), et d'un second élément (32), le premier élément (30) étant articulé par rapport au cadre (10) et Le second élément (32) portant l'axe de rotation (88) de la roue, une jambe de force (24), interposée entre les moyens de suspension et le ce (10), un boîtier relais d'entrînement (48) solidaire du second élément t un premier organe de transmission (78) intégré dans La jambe de force entraîné par un arbre moteur (26) et relié au boîtier relais (48), un second organe de transmission (80, 84, 86) relié au premier organe par le boîtier relais et entraînant la roue (14), caractérisé en ce que Le premier éLément est un bras unique (30), le second élément est constitué d'au moins un fourreau ("2') et des moyen, de soLidarisation en rotation sont prévus entre Le bras et Le fourreau. 2'. Dispositif selon La revendication 17 ca ractérisé en ce que Le bras (30) est dans Le plan médian de la motocyclette, et que le fourreau (32) comprend une partie supérieure (34) coaxiaLe avec Le bras 305 et une partie inférieure (36) décalée trans versaLement de façon que cette partie inférieure soit parallèle au pLan de La roue avant 3. Dispositif selon La revendication 1 ou 2', caractérisé en ce que des moyens amortisseurs sont interposés entre Le bras (3oa et La partie supérieure (34) du fourreau (32) de façon a constituer un amortisseur de La roue avant. 4. Dispositif selon la revendication I ou -2 caractérisé en ce qu'un élément amortisseur (104) est interposé entre la iambe de force (24) et le cadre (10). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend un basculeur (105) démultiplicateur d'efforts articulé sur le cadre (10) et disposé entre l'élément amortisseur (104) et la jambe de force (24). Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en rotation du bras et du fourreau comprennent deux compas (42, 44) articulés entre eux par leur sommet autour d'un axe (46), les branches de chacun d'eux étant articulées les unes sur le bras (30) et les autres sur la partie supérieure (34) du fourreau ( 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en rotation comprennent des cannelures et des gorges coopérant entre elles en translation et portées respectivement par le bras et le fourreau ou inversement. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second organe de transmission (80, 84, 86) est intégré dans la partie inférieure (36! du fourreau (32) qui constitue un carter étanche. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier relais (48) comprend un cardan (64) dont l'élément d'entrée (66) est monté à rotation dans un carter (50) lui-mBme monté à rotation autour de l'axe de direction (40) grâce à deux paliers (58 et 60) solidaires du fourreau et dont l'élément de sortie (68) est monté à rotation par rapport au fourreau (32). 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que la jambe de force (24) est montée à rotation par rapport au carter (50) du boîtier relais (48), sensiblement dans le plan médian de la motocyclette.