Brevet FR2679493A1 — publié le 19930129

La présente invention concerne une suspension bidirectionelle pour véhicules , permettant d'améliorer considérablement le confort de suspension ,tout en permettant d'augmenter la raideur de la suspension verticale .Elle réalise la combinaison d'une suspension horizontale avec une suspension verticale habituellement connue ; le système s'applique aux véhicules équipés d'un nombre quelconque d'essieux : moteurs ou non moteurs ,tels que: automobile ,camion ,remorque ,caravane ,engin de travaux publics,voiture de course ,véhicule à deux roues.. Les suspensions actuelles possFdent un débattement horizontal de la roue de faible amplitude insuffisant pour protéger efficacement les véhicules lors de franchissement d'obstacles de grande importance et à grande vitesse.Ce débattement est procuré la plupart du temps par les élasticités des différents éléments de la suspension,et en particulier par les articulations élastiques . Le système proposé permet d'augmenter le débattement longitudinal lors du passage de la roue sur l'obstacle et donc de réduire les chocs transmis au véhicule aussi bien dans le sens horizontal que dans le sens vertical.Les trains roulants existants avant ou arrière , sont constitués de 2 parties: 1) Une partie "non suspendue " constituée par la roue, le moyeu , le système de freinage , les roulements et leur boitier fixés sur un porte roue (appelé aussi porte fusée) par l'intermédiaire d'un roulement. 2)Une partie appelée "la suspension qui permet de relier le porte roue au chassis du vehicule .Cette partie est constituée d'une fanon connue, par un ensemble articulé ou non,constitué de bras et de biellettes et un élément élastique ,(ressort ) absorbant l'énergie développée lors des chocs verticaux La présente invention est caractérisée par la création d'une fonction supplémentaire que nous appelons "suspension horizontale" et indépendemment de la suspension verticale précédemment évoquée .On peut de la meme façon realiser une suspension qui ne possède que la fonction "suspension horizontale" , car les deux fonctions sont réalisées de façon séparées.On distinguera dans la suite du texte :une partie que nous appellerons A constituée par les éléments non suspendues ci dessus énumérés ..et une partie que nous appelerons B constituée par les éléments de la suspension verticale connue ,comprenant les éléments de la suspension proprement dite :bras , ressort et le porteroue (appelé aussi portefusée ) mais sans le boitier de roulement , celui ci étant incorporé à la partie A La "suspension horizontale" combinée ou non , avec la suspension verticale,constitue l'objet de Itinvention ; La suspension horizontale est du type pendulaire réalisée par deux biellettes verticales ,assurant un débattement horizontal et vertical de la partie A. le guidage est assuré par 3 biellettes horizontales entre A et B : 2 biellettes situées à la partie basse et 1 biellette à la partie haute ;Mais on peut inverser ce montage et meme utiliser 2 biellettes hautes et 2 biellettes basses chaque paire de biellette ayant un débattement compatible évitant le blocage du système .Le débattement des biellettes verticales peut etre limité par des butés situées entre le porte roue et le boitier de roulement dans sa. nouvelle définition La description de l'invention peut etre suivie sur les figures jointes La figure 1 représente une adaptation sur un train avant de type dit "Mac Pherson La figure 2 représente la position des butées de fin de course situées entre le moyeu et le porte roue La figure 3 est une variante du positionnement des butées. La figure 4 est une variante de cette suspension combinée : les 5 biellettes sont remplacées par 2 biellettes encastrées . La figure 5 représente les butées dans le cas de la fig. 4 Ce dispositif de suspension bidirectionelle peut s'appliquer sur n' importe qu'elle suspension connue, telle que : essieu rigide , bras tirés bras oscillants avec ou sans essieu moteur ... Nous allons décrire la structure de l'invention au moyen de la figure 1 Le dessin représente un train avant Mac Pherson; Le porte roue (portefusée ) est différent du porte roue classique : il est divisé en 2 parties .La partie boitier de roulement est située dans la partie A ,laquelle comprend : la roue 4 , le moyeu 3 , le disque 2 une partie de la transmission 1 , et la partie du porte roue 5 servant de logement au roulement et de point de fixation aux 5 biellettes par l'intermédiaire des articulations rotulantes :28 et 29 , 35 , 36 et 37 . I1 y a 5 biellettes :30 et 31 ,20 , 10 et 11 qui assurent la liaison de 5 avec l'autre partie du porte roue 40 ,c'est à dire la liaison entre A et B .Sur le porte roue sont fixés les éléments habituels des suspensions Mac Pherson :le bras inférieur 41 avec sa rotule 47 , l'amortisseur 45 , le ressort 46 , et la fixation sur chassis 48 . Les 3 biellettes horizontales assurent le guidage de la roue et participent aux efforts horizontaux ; les 2 biellettes verticales transmettent les efforts de suspension .On peut , pour quelque raison que ce soit : facilité de montage , résistance .. disposer deux biellettes de meme nature telles que 20 ;Les articulations 34 et35 d'une part,et 36/37 et 38/39 d'autre part sont des systemes qui doivent fonctionner aussi sans jeu et sans frottement important ;elles peuvent etre constituées par des rotules genre rotule de suspension ou tout autre système ;Les biellettes verticales 30 et 31 transmettent le poids du véhicule et leurs articulations sont constituées par des rotules ou des articulations à grand débattement angulaire ,par ex.des articulations glissantes. Le fonctionnement sera décrit avec la figure Fig.l : Le mouvement de l'ensemble A ,qui est celui de la roue , est une translation suivant un arc de cercle dont le rayon est égal à celui des biellettes verticales. La partie A constitue la masse d'un pendule oscillant sur les 2 biellettes 30 et 31. Le montage ,quand la roue est soumise à un choc horizontal, permet un déplacement avec une grande facilite dans le sens horizontal quand les 2 biellettes 30 et 31 sont voisines de la position verticale ,procurant ainsi une grande douceur de roulement et par contre une raideur très grande quand les biellettes 30 et 31 sont voisines de la position horizontale ;Lors du freinage ou de l'accélération ,les biellettes verticales s'inclinent pour encaisser les efforts et le rappel vers la position vertical est toujours assurer : l'effort de freinage est inférieur ou au maximum égal au poids supporté par la roue Le meme raisonnement est applicable en ce qui concerne l'effort de virage: d'autre part le déplacement horizontal est le meme pour les biellettes horizontales et pour les biellettes verticales;l'effort vertical étant supérieur à l'effort transversal horizontal ,le systeme revient vers sa position d'équilibre ; Les.biellettes peuvent être de longueurs différentes : pour éviter de trop grandes variations de voie lors des débattements horizontaux , on peut disposer une biellette supérieure 20 plus courte que les biellettes inférieurs 10 et 11 .En inclinant les 2 biellettes horizontales 10 et 11 l'une par rapport à l'autre on peut obtenir des variations de pincements de la roue dans le sens que l'on veut en cours du débattement horizontal .On peut de la même façon incliner les biellettes verticales 30 et 31 l'une par rapport à l'autre pour obtenir un pendulage sur une longeur de biellette fictive de longueur différente de celle des biellettes réelles .Enfin dans le cas ou les 2 biellettes inférieures horizontales sont parallèles et de meme longueur ,on peut utiliser 2 biellettes horizontales supErieures de meme longueur également Enfin pour assurer les braquages des roues ,le porte roue 40 reste fixe,et le porte roulement 5 de la partie A tourne devant l'élément B sous l'action de la direction agissant sur la rotule de direction ,fixée sur le porte roue 40 ( non représentée ) .Le porte roue 40 entraine en rotation l'ensemble A ,par l'intermédiaire des 5 biellettes Pour éviter que les biellettes verticales dépassent au cours de débattements , la position horizontale on prévoit pour des débattements extremes , de disposer des butées de fin de course entre la pièce 5 et la pièce 40 ,tel que représenter sur la fig.2 et la Fiq.3 à titre d'exemple La Fig.2 montre une modification des pièces 5 et 40 : 2 appendices 48 sur 5 et 49 sur 40 servent de butée de fin de course .Un élément élastique 71 situé entre les 2 pièces amortit le choc. La fig 3 représentent un montage ou la biellette 20 est faite par un bras entourant l' amortisseur 45; La limitation de course se fait quand le bras vient s'appuyer sur le corps de l'amortisseur 45 par la butée 70. ........ On peut utiliser un montage simplifié si l'encombrement le permet,constitué par deux biellettes verticales encastrées à chaque extrémité sur 2 roulements (coniques par ex ), tel qu'indiqué sur la figure 4 et 5 : les 2 biellettes verticales 30/31 sont équippées à chaque extrémité de roulements coniques 50/51/52/53 assurant un encastrement à la facon d'un montage de roue.Les pièces 5 et 40 possèdent des appendices 55 et 56 qui permettent de limiter le débattement vers le haut des biellettes 30 et 31 ; une butée 72 en matériau élastique est disposée entre les 2 pièces pour permettre un arrêt progressif . Ce montage avec encastrement des articulations permet de supprimer le système de biellettes horizontales. L'application industrielle consiste à réaliser un boitier de roulement 5 permettant de fixer dessus 5 biellettes ,ce qui est possible avec une pièce forgée et usinée ; Mais cette pièce peut etre faite de 2 parties : un boitier cylindrique d'une part sur lequel on fixe une pièce porte biellettes ,portant les points de fixation de celles ci .Le porte roue 40 peut etre réalisé lui aussi en une ou 2 parties . L'ensemble est "interchangeable " avec un train existant REVENDICATIONS 1 Suspension de roue de véhicule caractérisée en ce qu'elle comporte entre la partie non suspendue (A) et le porte roue (40) une suspension horizontale du type pendulaire , réalisée par 2 biellettes verticales (30) et (31) assurant un débattement vertical et horizontal de la partie (A) 2 Suspension selon la revendication (1) caractérisée en ce que le porte roue (40) est associé à une suspension verticale (41,45,46,48) 3 Suspension selon la revendication 1 ou le guidage de la roue est assuré par un jeu de 3 biellettes telles que 10,11,20 combinées avec 30 et 31 et dont les possibilités d'inclinaisons relatives permettent d'améliorer le guidage du véhicule 4 Suspension de roue de véhicule selon 1 , caractérisée en ce que les 2 biellettes (30) et (31) sont encastrées chacune à leur 2 extrémités , ce qui assure le guidage de la roue 5 Suspension de roue de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes ,caractérisée en ce que la limitation de la course pendulaire verticale de la roue se fait au moyen d'une butée disposée entre la pièce (5 ) et la pièce (40)