Brevet FR2700144A1 — publié le 19940708

DESCRIPTION SUSPENSION A REACTION DIVERGENTE L'invention concerne la suspension de tous les véhicules roulants, et plus particulièrement les automobiles et les camions. Elle s'applique à des roues avant ou arrière, motrices ou non, directrices ou non. Actuellement, les suspensions classiques fonctionnent de la façon suivante 1") la roue passe sur une bosse et son soulèvement comprime le ressort (ou tout autre dispositif supportant la carrosserie) vers le haut 2") le ressort comprimé ne peut se détendre que vers le haut, en soulevant la carrosserie. L'invention apporte trois sensations nouvelles par rapport aux systèmes précités : 1") elle évite le soulèvement de la carrosserie; 2") elle transforme les poussées vers le haut en poussées vers l'avant; 3 ) elle réduit la sensation de choc de la roue qui heurte un obstacle sur la route. Ceci est obtenu par une jambe de force mobile, coudée autour d'un axe transversal au sens de la marche. L'axe s'appuie sur la structure du véhicule, permettant à la jambe coudée de pivoter autour de cet axe. De cet axe partent les deux côtés de la jambe de force, qui seront appelés : bras long ( qui part vers le bas et l'arrière, afin de supporter la roue) ; et bras court (qui part vers le haut, destiné à supporter un côté de l'amortisseur). L'autre côté de l'amortisseur et le ressort s'appuient - en avant du bras court - sur la structure du vehicule. A chaque soulèvement du bras long vers l'arrière correspond un basculement du bras court vers l'avant. Cette divergence entre les deux mouvements aura une incidence prépondérante sur les mouvements de la carrosserie.Le bras porteur d'amortissement étant plus court que le bras porteur de roue, la course linéaire d'amortissement devient automatiquement et proportionnellement plus courte que la course linéaire du soulevement de roue, ceci pour une même ouverture angulaire de mobilité de la jambe de force. La Fig. 1 représente un avant de voiture, avec la position de la roue couplee à une Rose des Vents positionnee verticalement avec le O" en bas, qui servira ultérieurement aux explications de positionnement et de fonctionnement de l'invention. La Fig. 2 montre l'aspect du débattement de la roue par rapport à la carrosserie, résultant de l'application de l'invention. La Fig. 3 montre un exemple (non exhaustif) de la forme que pourrait prendre la jambe de force coudée, avec son bras long allant vers le bas et l'arrière, et son bras court allant vers le haut. La Fig. 4 montre un exemple (non exhaustif) de points d'appui sur la carrosserie. La Fig. 5 montre une vue d'ensemble du système positionné (à savoir, la superposition des Fig. 3 et 4), avec la roue positionnée sur le bras long, et l'amortissement positionné entre le bras court et la carrosserie. La Fig. 6 montre une fourchette non exhaustive de positionnements possibles des deux bras et de l'amortissement. La Fig. 7 fait ressortir plusieurs aspects non exhaustifs du debattement de la jambe de force mobile. La Fig. 8 représente la jambe de force mobile en perspective, vue du bas. Pour la clarté de la description, il faut se reporter aux dessins, qui permettent de mieux comprendre le fonctionnement de l'invention, ainsi que la structure des pieces et leur mise en mouvement, toutes ces situations étant des choix possibles mais non exhaustifs. L'invention comporte trois aspects qui sont à considérer indépendamment l'un 1" aspect : les FORMES que peut prendre la jambe de force. Celles-ci sont définies à la conception, afin d'obtenir les buts recherchés. 2" aspect : les POSITIONNEMENTS (inclinaisons) que l'on donnera aux formes. Les positionnements s'entendent : voiture posée au sol, à l'arrêt, avec son poids normal. 3 aspect : les MOUVEMENTS (débattements) qui seront exécutés par les formes en conséquence de la nature du sol parcouru. Toutes les formes, leurs dimensions et proportions : tous les positionnements ; tous les mouvements, sont donnés à titre indicatif et non restrictif. Les fourchettes elles-mêmes sont données au même titre. I1 s'en suit qu'aucune modification de ces indications dimensionnelles n'entraîne d'altération au principe, objet de l'invention. Toutes les indications de formes, de positionnements et de débattements sont donnés en valeur angulaire sur la base d'une Rose des Vents positionnée de la façon suivante 0 = direction vers le bas 90" = " vers l'arrière 1800 = " vers le haut 270 = " vers l'avant La Fig. 1 représente la Rose des Vents positionnée sur le centre de la roue, mais pour les explications de formes, positionnements et mouvements, la Rose des Vents sera positionnée au centre de l'axe pivotant (Z) de la jambe mobile. LES FORMES. La planche 3 représente une forme possible de l'élément principal de cette suspension, constitué par une jambe de force mobile, articulée en son coude sur un axe Z---Z', servant de pivot positionné horizontalement et perpendicula;rement au sens de la marche et s'appuyant sur la structure du véhicule. Le pivot Z---Z' est le point de coudage autour duquel se forment le bras long, porteur de roue, oriente vers le bas et l'arrière, et le bras court oriente vers le haut,servant d'appui au système d'amortissement. La Fig. 3a (vue transversale de l'avant) et la Fig. 3c (vue verticale du haut) montrent comment la palette (qui est vue de côté en 3b) peut être doublée afin de consolider l'ensemble, et de créer : 1") les points de support de l'axe pivotant Z---Z'; 2") les points de support pour un axe de roue A---A' suffisamment résistant pour éviter les torsions pouvant résulter des efforts supportés par la roue; et 3 ) un solide réceptacle d'amortisseur (a). La distance Z---a sur le bras court est toujours plus courte que la distance Z---A sur le bras long de sorte que le débattement d'amortissement g---h sera toujours plus court que le debattement de roue G---H, et ceci dans la même proportion que la différence entre Z---A et Z---a. La planche 4 représente une façon possible de positionner des points d'appui renforces sur la carrosserie, permettant de supporter d'une part la jambe de force pivotante en Z et Z', et d'autre part le ressort et le pied d'amortisseur en (b). La Fig. 4a est une vue transversale de l'avant, la Fig. 4b est une vue de côté, et la Fig. 4c une vue verticale du haut. Ces formes s'adaptent à celles de la jambe mobile, comme le prouve la planche 5, qui est une superposition des planches 3 et 4. Les Fig. 5a et 5c montrent comment les deux extrêmes de l'axe Z et Z' s'appuyent sur la structure du véhicule, maintenant le système en position de fonctionner. La Fig. 5b montre comment la tête d'amortisseur s'appuie sur le bras court en (a) et le pied d'amortisseur plus le ressort s'appuient sur la carrosserie en (b). La Fig. 8 permet de voir, en perspective, l'ensemble de la jambe mobile. Tous les paramètres de la jambe de force mobile sont modifiables. On peut parfaitement choisir d'autres proportions entre les deux bras de la jambe. I1 en résultera toujours le même rapport longueur de bras / longueur de course. Par exemple : si Z---A = 4 x Z---a, nous aurons G---H = 4 x g---h; ou encore : si Z---A = 2 x Z---a, nous aurons G---H = 2 x g---h. De même les directions axiales des deux bras peuvent être modifiées, chacune indépendamment, ou l'une par rapport à l'autre, en fonction des buts recherchés. Ainsi l'angle d'ouverture entre le bras long et le bras court, qui est proposé ici comme étant de 1300 (185 -55 ) pourrait se retrouver à moins ou plus, selon des positionnements modifiés différemment sur chaque bras. Toute autre façon de construire cette jambe mobile ou ses supports, qui resterait dans la même conception, ne serait qu'une autre manière d'appliquer le présent brevet, car les avantages sont obtenus simultanement par : la forme de la jambe de force, son pivotement sur son axe transversal, et la difference de longueur des deux bras, ce qui les rend indissociables. LES POSITIONNEMENTS La Fig. 6 montre une fourchette de positionnements possibles, où le bras long est incline à partir de l'axe pivotant (Z) vers le bas et l'arrière, dans une direction raisonnablement comprise entre 40 et 700; par exemple à 55 ; où le bras court part sensiblement vers le haut, dans une direction raisonnablement comprise entre 1700 et 2000; par exemple 185 ; et où l'amortissement, positionné préférentiellement à la perpendiculaire du bras court, se retrouve dans une fourchette raisonnablement comprise entre 260 et 290 ; par exemple à 275". Les positionnements des deux bras et de l'amortissement , ainsi que le débattement de l'ensemble sont définis à la conception, indépendamment les uns des autres, selon les choix des buts à atteindre. Par exemple, un positionnement de l'amortissement à 270 créera une poutsez vers l'avant strictement horizontale sur la carrosserie; un positionnement .inférieur à 270 poussera légèrement vers le haut; et un positionnement supérieur à 270 poussera légèrement vers le bas. Autre exemple : si le bras long est positionné à plus de 55 , la course de la roue sera légèrement plus verticale; à moins de 55 , sa course ira plus vers l'arrière. LES MOUVEMENTS La caractéristique principale de l'invention se trouve dans le fait que le coudage de la jambe de force, lors du pivotement sur son axe Z---Z', crée une divergence de direction et une différence d'amplitude, entre le mouvement G---H du bras long pour la roue, et le mouvement g---h du bras court pour l'amortissement. Conséquence : un grand débattement de la roue vers le haut et l'arrière, se transforme en un petit débattement de l'amortissement vers l'avant. La divergence et la différence entre ces deux mouvements engendre au moins cinq avantages principaux : 1") La Fig. 7 montre que la ligne de débattement G---H se trouve en inclinaison arrière montante. Premier avantage : le choc sur la roue passant sur un obstacle, est atténué du fait de son soulèvement vers l'arrière. 2") La Fig. 7 montre une distance Z---a sur le bras court considérablement plus courte que Z---A sur le bras long. Si par exemple Z---A fait 33 cm de long, et que Z---a fait 11 cm (soit le tiers), la distance de G en H sera de 22,5 cm, entraînant g---h à ne parcourir que 7,5 cm ( soit le tiers). On peut constater que la différence entre G---H et g---h sera toujours exactement proportionnelle à la différence entre Z---A et Z---a. Deuxième avantage : Le choc transmis à la carrosserie par la compression de l'amortissement sera reduit d'autant. Ces deux premiers avantages cumulés réduiront considérablement les chocs et les vibrations ressentis dans l'habitacle du véhicule. 3 ) La Fig. 7 montre que l'amortissement se trouve positionne preférentiellement à la perpendiculaire du bras court et dans le sens du mouvement g---h, qui se trouvera en conséquence effectué entre 260 et 290 , de préférence vers 275". Troisième avantage : Les mouvements d'.amortissement sont transmis quasiment à l'horizontale sur la carrosserie, évitant à celle-ci de se soulever. 4 ) La Fig. 7 montre une fouchette de débattement de 20 en plus et en moins autour du positionnement de base, soit un total de 40". Quatrième avantage : Le debattement permis à la roue sera beaucoup plus important que dans les suspensions classiques, attendu que la distance lineaire g---h est intrinsèquement plus courte que G--- H. 5 ) La carrosserie ne se soulevant plus sur les bosses du terrain, Cinquième avantage : le compromis confort / tenue de route se trouve nettement amélioré. L'amplitude du débattement permise au systeme, ainsi que la dureté de la suspension peuvent aussi être choisies à volonté, pour répondre aux besoins des différents cas d'espèce, comme dans les suspensions classiques, ce qui donne au système une très grande souplesse de réalisation, allant de la Formule 1 à la voiture tout-terrain. REVENDICATIONS 1) Système de suspension applicable à des roues avant ou arrière, motrices ou non, directrices ou non, permettant de ne pas transmettre les énergies résultantes du débattement des roues à la carroserie dans un sens vertical, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une jambe de force mobile coudée, articulée en son coude sur un axe servant de pivot disposé horizontalement et perpendiculairement au sens de la marche, et s'appuyant sur la structure du véhicule. 2) Système de suspension, selon revendication 1, caractérisé par le fait que le coudage de la jambe de force crée un bras long porteur de roue orienté vers le bas et l'arrière, et un bras court servant d'appui au système d'amortissement orienté vers le haut. 3) Système de suspension, selon revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la distance Z---a sur le bras court est toujours plus courte que Z---A sur le bras long, de sorte que le débattement d'amortissement g---h sera toujours plus court que le débattement de roue G---H, et ceci dans la même proportion que la différence en Z---A et Z---a. 4) Système de suspension, selon revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'angle de positionnement du bras long est incliné vers le bas et l'arrière dans une direction choisie à la conception, raisonnablement comprise entre 40 et 70 ; par exemple 55 , de sorte à créer pour la roue un débattement G---H allant vers le haut et l'arrière du véhicule, permettant à la roue de s'effacer devant l'obstacle. 5) Systeme de suspension, selon revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'angle de positionnement du bras court est dirigé sensiblement vers le haut, dans une direction choisie à la conception, raisonnablement comprise entre 1700 et 200 ; par exemple 185 , de sorte que le débattement g---h se fasse dans un sens plutôt horizontal. 6) Système de suspension, selon revendication 5 caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement qui s'appuie sur le bras court et la carrosserie est positionné préférentiellement à la perpendiculaire du bras court, dans une direction choisie à la conception, raisonnablement comprise entre 260 et 290 ; par exemple 275 , de sorte qu'un positionnement à 270 creera une poussée vers l'avant strictement horizontale sur la carrosserie ; qu'un positionnement inférieur à 2700 poussera légèrement vers le haut ; et qu'un positionnement supérieur à 270 poussera légèrement vers le bas. 7) Système de suspension, selon revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le coudage de la jambe de force crée, lors du pivotement sur l'axe Z---Z', une divergence entre le mouvement G---H du bras long et le mouvement g---h du bras court. 8) Système de suspension, selon revendications précédentes, caractérisé par le fait que le débattement permis à la roue sera beaucoup plus important que dans les suspensions classiques ; par exemple 20 en plus et en moins, soit un total de 40 autour du positionnement de base.