Brevet FR2822795A1 — publié le 20021004

La présente invention concerne un système de suspension pour roue préférentiellement de petite dimension, directrice ou non, telle que celle rencontrée sur les patinettes par exemple. Les patinettes actuellement sur le marché sont le plus souvent dépourvues de suspension ; la dimension très réduite des roues (environ 100 mm le plus souvent) rend l'engin particulièrement désagréable sur un mauvais revêtement de la chaussée (pavés, gravillons, ornières...) et notamment en ce qui concerne la roue avant puisque le phénomène de la roue poussée venant heurter l'obstacle est particulièrement connu et mis en évidence avec le roulage d'une brouette. La roue avant donc, se doit d'être suspendue pour améliorer considérablement le confort, l'agrément et la sécurité. Des patinettes à suspension avant sont désormais disponibles sur le marché. Les solutions utilisées sont des réductions de systèmes connus dans le milieu de la moto et du vélo, à savoir fourche télescopique principalement. Deux inconvénients majeurs apparaissent dans ces types de suspension : - 1-Coût relativement élevé car assemblage complexe - 2-Confort perfectible, car le recul de la roue sur l'obstacle est très faible en comparaison du mouvement vertical nécessaire. Le choc provoqué étant proportionnel à la capacité d'absorber l'énergie horizontale et verticale, composantes du vecteur orienté du point de choc de la roue vers son centre. Le système selon l'invention permet de remédier à ces deux défauts majeurs, tout en apportant un design particulier ; technique, moderne, spécifique, adéquat à ce type de véhicule Pour cela, le ou les bras de fourche qui supporte, guide et contrôle le mouvement de la roue avant (ou qui servent seulement de support à la roue, au cas ou la roue n'est pas directrice), sont réalisé dans un matériau élastique formant ressort de suspension, (acier à ressort, matériaux composites) Préférentiellement selon l'invention au moins une butée de débattement d'enfoncement maximum est réalisée à partir du même élément que le (s) bras de fourche, préférentiellement toujours de même élément également est la partie recevant ou constituant l'axe de roue, et éventuellement aussi la partie solidaire du pivot de direction (platine). Selon l'invention sont aboutissement le plus simple est la réalisation d'une fourche suspendue à deux composants assemblés solidairement : Un pivot de direction et un bras de fourche élastique/support de roue/butée rigide d'enfoncement/platine de pivot. Préférentiellement la butée rigide vient directement du pivot et/ou du bras de fourche (platine), mais elle peut aussi être rapporter solidairement à l'un et/ou à l'autre. -Le dit bras de fourche pourrait être par exemple en fil formé ou en tôle découpé par emboutissage et formé sur un outil à suivre ; ou il ne resterait plus qu'à solidariser la fourche sur le pivot de direction, et éventuellement à intercaler une butée souple entre la partie mobile (axe de roue) et la partie butée rigide fixe. La (les) butée (s) rigide (s) fixe (s) est (sont) souhaitable (s) voir nécessaire (s) afin d'éviter un débattement trop important de la roue qui pourrait faire entrer en contact la dite roue avec la platine et/ou le pivot provoquant ainsi un blocage intempestif de la roue avant et donc un risque de chute grave... ! Selon l'invention un moyen éventuel de réglage de la dureté de la suspension et/ou de l'amortissement (à friction par exemple) est un atout supplémentaire de l'invention, tant sur le plan confort de l'utilisateur que sur le plan marketing et/ou communication. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente le système selon l'invention vue de face La figure 2 est une vue latérale de la figure 1. La figure 3 est le développé du système selon les figures 1 et 2. La figure 4 est une variante de la figure 1. La figure 5 est une vue latérale de la figure 4. La figure 6 est le développé du système selon les figures 4 et 5. La figure 7 est une autre variante du système toujours vue de face. La figure 8 est une vue latérale de la figure 7. La figure 9 est une autre variante vue de face. La figure 10 est une vue latérale de la figure 9. La figure 11 est une variante intégrant un support de bras de suspension et un amortisseur à friction réglable en dureté. La figure 12 est une vue latérale de la figure 11. En référence à ces dessins, le système se monte par exemple sur un véhicule (1) de type patinette équipée d'un axe de direction (2) relié à un axe (3) de roue avant (4). Un tube de direction (5) est en liaison avec un guidon (non dessiné), maintenu en cela par exemple par un collier de serrage (6). La direction fonctionne par un jeu de cônes cuvettes et billes supérieurs (8) et inférieurs (11), réglé et maintenu par un écrou et un contre écrou (7). Une colonne de direction (9) est solidaire du châssis (cadre) (10). Un pivot de direction (12) relie la fourche d'une façon générale (18) au tube (5) Selon l'invention, la fourche (18) est constituée de différentes parties telle que : -Au moins un bras de fourche (13) particulièrement élastique et constitué par une lame (ou fil) de ressort ou des lames (ou fils) superposées et/ou accolées (métallique (s) et/ou composite (s)). Le (s) bras de fourche (13) est (sont) particulièrement élastique (s) dans le mouvement presque vertical de suspension de l'axe (3) de la roue (4) et particulièrement rigide (s) dans les efforts latéraux appliqué à la roue (4). - Une platine (14) assure parfois selon le mode de réalisation la liaison bras de fourche (13) et pivot (12). - Au moins une excroissance (15) constitue une butée rigide fixe de débattement maximum pour la roue (4), afin aussi de ne pas dépasser la limite élastique des bras (13) sous charge excessive de la roue (4). - Au moins une butée souple (16) rapportée est destinée à amortir les chocs violents qui entraînent la roue (4) jusqu'à cogner sur la ou les butée (15), la dite butée (s) souple (s) est solidaire de (15) et/ou de l'axe (3) de la roue (4). - Des vis (17) ou écrou (s) assurent le maintien de la roue (4) sur la fourche (18). Les figures 1, 2 et 3 illustrent l'invention dans un mode de réalisation simple et économique. Au moins une feuille de tôle d'acier à ressort est découpée (emboutie par exemple) selon la figure 3, puis est pliée selon 5 axes (ou zones) A-Un axe de roue B-Un axe de suspension (déformation de (13)) C-Deux axes de butées (15) D-Un axe de platine (14) -Une soudure pourrait solidariser les butées (15) à la platine (14) -Préférentiellement une soudure solidarisera la platine (14) au pivot (12) - Après quoi il ne reste plus qu'a clipser les butées souples (16) sur les butées rigides fixes (15). De façon préférentielle mais non obligatoire, la figure (3) montre l'axe de direction (2) coaxial des butées (15) selon la vue figure (2). Les figures 4,5 et 6 sont une variante des systèmes tel que décrit précédemment dans le sens ou les extrémités des bras de fourche (13) ne sont pas roulées pour constituer le support de la roue (4), mais vrillées à 90 degrés et percées (à l'emboutissage par exemple) pour recevoir la dite roue (4). Le restant du process étant identique. Un résultat analogue peut être obtenu par formage forgé à froid ou à chaud et/ou matriçage par exemple, aussi bien pour de la tôle découpée que pour du fil formé. Les figures 7 et 8 illustrent une variante particulière dans le sens ou le (s) élément (s) bras de fourche (13) est (sont) réalisés à partir d'un fil d'acier élastique (corde à piano) et formé (s) éventuellement et/ou préférentiellement en épingle (à au moins une spire) dans la zone de forte sollicitation élastique. Une entretoise pourrait relier les deux épingles des bras (13) afin d'augmenter la rigidité latérale du système d'une façon similaire a celle qui sera décrite sur les figures 11 et 12. Les dits bras de fourches (13) en corde à piano constituent également par mise en forme les butées (15), supports des butées souples (16), et toujours aussi par mise en forme, constitue chacune à l'une de ses extrémités une boucle support de l'axe de roue (4). L'autre extrémité (si le système est constitué de deux éléments symétrique, mais qui pourrait n'en faire qu'un) étant repliée respectivement chacune vers l'intérieur afin de maintenir l'ensemble rigide latéralement puisque la platine (14) solidarise les deux éléments (13) et (15) qui ne font qu'un, par simple écrasement (sertissage) de crochets (griffes) (19) réalisés directement dans la platine (14). Toujours selon l'invention les figures 9 et 10 sont l'illustration d'une autre variante, d'un type à au moins un bras de fourche (13) et réalisé par exemple dans du fil (corde à piano) avec ou sans épingle dans la zone de forte sollicitation élastique (comme sur la figure 8), mais ancré solidaire par une extrémité (soudure par exemple) et de façon préférentielle figure 9 dans une entretoise (20) de blocage coopérant avec une section antirotation (21) du (ou des) bras (13), cette section antirotation serait par exemple : moletée, à facette (s) (carré, hexagonale..), soudée... Le (s) bras de fourche (13) pénètre (nt) directement dans un pivot (12), qui a la particularité de s'étendre en au moins une partie latérale basse pour constituer la (les) butée (s) (15). Dans ce cas, par exemple la butée (s) souple (s) (16) pourrait (ent) être solidaire de l'axe de roue (4). Dans ce cas de figure la roue (4) est montée directement sur l'extrémité repliée de (13) constituant fusée de roue. Un écrou (17) maintien la roue en place. Au cas ou le bras (13) est double c'est à dire un de chaque cotés de la roue (4) de façon parfaitement symétrique ou légèrement différent ; au moins un des deux bras (13) pourrait être démontable de la roue (4) et de l'entretoise (21) et donc du pivot (12) afin de facilité le démontage de la dite roue (4) Les figures 11 et 12 sont une variante perfectionnée des figures 9 et 10 mais aussi des figures 7 et 8. En effet, au moins un bras de fourche (13) préférentiellement réalisé dans du fil à ressort est enroulé en épingle sur au moins une spire. Dans cette dite épingle une butée entretoise (23) coopère avec une autre butée entretoise (24) afin de pouvoir grâce à un moyen de serrage (25) (de type écrou à papillon par exemple) modifier la pression de contact des spires de l'épingle, réglant ainsi la dureté d'amortissement par friction et donc la dureté de la suspension. Ceci permet principalement d'adapter la suspension selon le poids de l'utilisateur et /ou la qualité de roulage de la chaussée. Avec ce système de réglage de la dureté de suspension, les butées rigides (15) peuvent être moins indispensable. Eventuellement, mais de façon préférentielle, l'entretoise (23) fera office de palier supporté par au moins un prolongement (22) de la platine (14) vers l'avant. Une vis (26) solidarise le palier entretoise (23) au support de palier (22) en le traversant. La dite vis (26) peut servir également d'élément de serrage à l'écrou (25). Au moins une butée rigide fixe (15) est constituée à partir de l'élément platine (14) /avancée support (22). De façon préférentielle au moins une butée souple (16) est coaxiale de l'axe (3), et sert d'entretoise au (x) roulement (s) de la roue (4). Eventuellement là ou les extrémité (s) (27) du bras (13) sont manchonables (par tube (s) d'acier par exemple) sur tout ou partie afin d'accroître la résistance de bras (13) dans les zone nécessitant une rigidité particulière Un mélange des solutions constituant le système de fourche (18) selon l'invention formé de (s) bras (13), de butée (s) (15), de (s) platine (s) (14), de (s) fixation (s) de roue (4), de (s) butée (s) souple (s) (16), de pivot (12) comme par exemple, des bras (13) comme sur les figures 7 et 8 associées à des butées (15) solidaire de la platine (14) comme sur les figures 1 et 2 font partie intégrante de l'invention. De même la section du ou des bras (13) pourra être ronde, carré, rectangulaire ou profilée. Sur toute la longueur du dit bras (13) cette section pourra être constante ou évolutive en forme comme en dimension. Le système selon l'invention est particulièrement destiné aux véhicules équipés de petite (s) roue (s) et en l'occurrence aux patinettes. REVENDICATIONS 1) Système de fourche à suspension (18) pour véhicule (1) équipé d'au moins une roue, avant (4) et directrice (2) de préférence ; caractérisé en ce que son ou ses bras de fourche (13) de support, de guidage et de contrôle de la roue (4) soit (ent) élastique (s) afin de constituer une suspension, préférentiellement limité dans son débattement maximum d'enfoncement par au moins une butée rigide fixe (15). Le (s) dit bras de fourche (13) est (sont) réalisé (s) en un ou plusieurs élément (s) élastique (s) de matière (s) identique (s) ou différente (s) superposée (s) et/ou accolée (s). 2) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le (s) bras de fourche (13) constitue (nt) directement le (s) support (s) de roue (4) et/ou l'axe de roue (3). 3) Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que le (s) bras de fourche (13) constitue une zone formant platine (14) de même élément directement solidaire du pivot de direction (12). 4) Système selon la revendication 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce que le (s) bras de fourche (13) aient une section appropriée constante et/ou évolutive et/ou manchonable dans des zones (27) nécessitant une rigidité particulière. 5) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en que ce le (s) bras (13) constitue directement un seul et même élément avec le (s) support (s) de roue (4) et/ou le support de pivot (platine) (14) et/ou le (s) butée (s) d'enfoncement (15). 6) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le (s) bras (13) constitue (nt) aussi directement par formage de leur matière au moins une butée (15) de débattement d'enfoncement maximum de la roue (4). 7) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le (s) bras (13) supporte (nt) directement l'axe (3) de roue (4), pour cela une des extrémité du (des) bras (13) peut (peuvent) être roulée (s) et lou vrillée (s) et percée (s) et/ou formée (s) et lou pliée (s)... 8) Système selon la revendication 1 ou 3 caractérisé en ce que le (s) bras (13) soit (ent) relié (s) au pivot de direction (12) par l'intermédiaire d'une platine (14) constituant un élément distinct et solidarisée au (x) bras de fourche (13) par un système d'accrochage soudé ou préférentiellement solidarisé par des crochets (griffes) (19) écrasés (serties) sur le (s) bras (13). 9) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins une butée souple (16) soit solidaire de la butée rigide (15) et /ou de l'axe de roue (14) faisant ainsi amortisseur de chocs extrêmes. 10) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le pivot (12) s'étende latéralement vers l'axe de roue (4) par au moins une partie latérale basse formant butée rigide fixe (15), et en ce que le pivot (12) recevant directement de façon pénétrante le (s) bras (13) coopére (nt) avec une entretoise (20) de blocage du (des) bras (13) par combinaisons de formes antirotation ou soudage. 11) Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins un amortisseur à friction soit réalisé par mise en pression de (s) spire (s) de l'épingle du bras (13) sous l'effet d'un moyen de serrage réglable (25) agissant sur un jeu de butées entretoise (23) et (24). La dite butée entretoise (23) peut constituer un palier au bras (13) en étant solidarisé par une vis (26) à l'extrémité avancée/ support (22) de la platine (14). La vis (26) peut servir de moyen de serrage en coopérant avec l'écrou (25).