Brevet FR2869664A1 — publié le 20051104

Domaine de l'invention La présente invention concerne un ressort pneumatique de véhicule comportant une pièce de guidage extérieure à contour irrégulier essentiellement vertical, un piston à déroulement guidé dans la pièce de guidage extérieure pour être relié à une pièce de guidage de roue, un soufflet à déroulement fixé à la pièce de guidage extérieure et au piston à dé-roulement et délimitant un volume de gaz et se déroulant sur le côté extérieur du piston à déroulement et sur le côté intérieur de la pièce de guidage extérieure. Elle concerne en outre un châssis comportant un ressort pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, dont la pièce de fixation est reliée à la carrosserie du véhicule et dont le piston à déroulement est fixé à une pièce guidant une roue, avec un composant du véhicule qui s'étend jusqu'en dessous du secteur supérieur de la pièce de guidage exté- rieure à l'état déployé, la pièce de guidage extérieure basculant au cours de la phase de compression élastique, dans la direction transversale du véhicule vers l'extérieur ou vers l'intérieur, ou dans la direction longitudinale du véhicule pour s'écarter de la pièce du véhicule. Etat de la technique On connaît un tel ressort pneumatique selon le document DE 100 59 447 C2. La pièce de guilage extérieure présente une forme d'arc de cercle dans son tracé de haut en bas et cette forme d'arc de cercle s'étend vers l'intérieur au niveau de son extrémité inférieure par rapport à l'axe central longitudinal du véhicule; le centre des sections par des plans successifs de situe sur une courbe qui correspond sensiblement à un segment de trajectoire circulaire sur la plus grande partie de la course du ressort pneumatique, trajectoire décrite par la pièce de guidage intérieure lors des mouvements d'extension et de compression de suspension de l'axe du véhicule. Mais souvent un tel guidage n'est pas possible pour des raisons d'encombrement. En particulier, une pièce du véhicule peut pénétrer de l'extrémité dans la course de la pièce de guidage extérieure qui se contracte de sorte que ni une telle forme d'arc ni un guidage droit ne sont possibles. Le document DE 100 09 912 C 1 décrit un ressort pneuma- tique comprenant un boîtier formé de deux parties entre lesquelles est placé un palier enforme de pièce en élastomère. La jambe à ressort pneumatique peut ainsi basculer sans contrainte avec la carrosserie autour du point d'attache de la tige du piston de l'amortisseur à la carrosserie. Le document DE 200 22 663 U l et le document DE 100 50 028 Al concernent un dispositif de ressort pneumatique dont le couvercle du ressort pneumatique se fixe du côté de la carrosserie; le soufflet à déroulement se fixe sur le piston à déroulement et sur une pièce de guidage extérieure; cette pièce de guidage extérieure est reliée au couvercle du ressort pneumatique par une pièce articulée formée par le soufflet et le palier d'appui. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un ressort pneumatique dans cet arrière plan technologique, qui assure une bonne suspension et permette une adaptation à l'encombrement disponible. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un ressort pneumatique du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'une pièce de fixation est prévue pour être fixée à la carrosserie du véhicule, la pièce de guidage extérieure est reliée de manière articulée par l'extrémité de son secteur supérieur à la pièce de fixation, et contrairement au secteur supérieur, le contour de la pièce de guidage extérieure dans son secteur inférieur, par rapport à son axe longitudinal moyen, s'étend dans la direction transversale du véhicule vers l'extérieur ou vers l'intérieur, ou dans la direction longitudinale du véhicule. La liaison articulée entre la pièce de guidage extérieure et la pièce de fixation se fait de préférence par l'intermédiaire d'un pli d'articulation de cardan du soufflet à déroulement. La mobilité du guidage extérieur peut également être obtenue par une pièce distincte comme par exemple un palier d'appui de jambe à ressort. La présente invention repose sur l'idée de faire passer la pièce de guidage extérieure au cours de sa phase de rétraction latérale- ment à côté d'une pièce gênante du véhicule, située dans le secteur en dessous de la pièce de guidage extérieure. Ainsi, le secteur inférieur de la pièce de guidage extérieure est recourbé vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans la direction longitudinale du véhicule. Au cours de la phase de contraction de ressort, la pièce de guidage extérieure est ainsi dégagée vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans la direction longitudinale du véhicule. Il en résulte un effet de commande mécanique complémentaire selon le- quel la pièce de guidage extérieure fléchit lors de l'opération de contraction dans le pli de cardan et sa zone inférieure s'écarte par basculement ce qui augmente avantageusement le passage étroit entre la pièce du véhicule et la pièce de guidage extérieure. Selon un mode de réalisation préférentiel du ressort pneumatique, le secteur supérieur de la pièce de guidage extérieure est cylin- drique et le secteur inférieur de la pièce de guidage extérieure est recourbé par rapport au secteur supérieur, vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans la direction longitudinale du véhicule. Le secteur inférieur de la pièce de guidage extérieure peut également avoir une forme cylindrique, les axes géométriques des deux Io zones cylindriques se coupant. En outre, le ressort pneumatique fait fléchir la pièce de guidage extérieure au niveau du pli de cardan à l'état contracté, de façon que son secteur inférieur bascule vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans les directions longitudinales du véhicule par rapport à l'axe longitudinal cen- tral du véhicule. Un autre développement du ressort pneumatique prévoit de fixer le soufflet à déroulement contre le côté extérieur de la pièce de fixation, contre le côté intérieur de la pièce de guidage extérieure et contre le côté extérieur du piston à déroulement à l'aide de moyens de fixation appropriés. Enfin, l'invention concerne également un châssis comportant un ressort pneumatique du type défini ci-dessus, dont la pièce de fixation est reliée au châssis et dont le piston à déroulement est fixé à une pièce de guidage de roue. En outre, ce châssis comporte un composant qui s'étend sous le secteur supérieur de la pièce de guidage extérieure, déployée et la pièce de guidage extérieure s'écarte au cours de son mouvement de rétraction, vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans la direction longitudinale du véhicule par rapport à la direction transversale du véhicule en s'écartant de la pièce du véhicule. En outre, dans ce châssis, le ressort pneumatique peut loger un amortisseur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe verticale d'un montage d'essieu de véhicule équipé d'un ressort pneumatique selon l'invention, à l'état d'extension complète, la figure 2 montre le montage de la figure 1 à l'état complètement con-tracté, et - la figure 3 montre un dessin combiné des figures 2 et 3. Description d'un mode de réalisation Selon les figures 1 et 2, un ressort pneumatique 1 comporte une pièce de fixation 2 reliée d'une manière non représentée à la carrosse-rie du véhicule, une pièce de guidage extérieure 3, un piston à déroule-ment 4 relié à une pièce non représentée guidant la roue ainsi qu'un soufflet à déroulement 5. Le soufflet est fixé de manière étanche à l'aide d'une bague de serrage 6 contre le côté extérieur de la pièce de fixation 2, à l'aide de pièces en forme de coin 7 contre le côté intérieur de la pièce de guidage extérieure 3 et à l'aide d'une autre bague de serrage 8 contre le côté extérieur du piston à déroulement 4. Le volume de gaz 10 du soufflet à déroulement 5 est rempli d'air ou par exemple également d'azote; selon une réalisation préférentielle, il peut 'être rempli différemment pour assurer une régulation d'assiette par l'intermédiaire d'une conduite pneumatique du véhicule. La pièce de guidage extérieure 3 est ainsi uniquement reliée à la pièce de fixation 2 solidaire de la carrosserie par un pli de cardan 12 articulé, du soufflet 5 et peut se déplacer par rapport à la carrosserie. Le soufflet à déroulement roule ainsi de manière connue lors des mouvements d'extension et de contraction ou de compression ainsi que pour la régulation d'assiette, sur le côté intérieur de la pièce de guidage extérieure 3 et sur le côté extérieur du piston à déroulement 4 en formant un pli de déroulement 14 à son extrémité inférieure. Le piston à déroulement 4 est muni d'un couvercle 15, fixé de manière solidaire qui reçoit, selon la figure 2, un amortisseur 16 représenté en traits interrompus et installé sous le couvercle. Au-dessus du couvercle 15, on a un palier d'amortisseur 18 pour une tige d'amortisseur 19 traversant un trou central du couvercle. Pour des raisons de clarté du dessin, ces éléments ne sont pas représentés à la figure 1. Selon l'invention, la pièce de guidage extérieure 3 présente, dans son secteur supérieur 3a, une forme cylindrique d'axe vertical supérieur Al; son secteur inférieur 3b est recourbé vers l'extérieur suivant l'axe A2. La figure 1 montre le ressort pneumatique 1 à l'état complètement déployé. Le volume de gaz 10 est alors le plus grand et ainsi la pression du gaz est la plus faible. Au cours du mouvement de compres- sion, la pièce de guidage extérieure 3 descend, c'est-à-dire que le piston à déroulement 4 remonte dans la pièce de guidage extérieure 3. Le guidage du piston à déroulement dans la pièce de guidage extérieure 3 se fait uniquement sous l'effet des efforts engendrés par la différence de pression entre la pression du volume de gaz 10 et la pression ambiante (c'est-à-dire le long du soufflet à déroulement 5), ces efforts agissant sur les deux côtés du piston à déroulement 4. Le soufflet à déroulement 5 roule ainsi avec son pli à déroulement 14. La figure 2 montre le ressort pneumatique 1 à l'état corn- plètement contracté ou comprimé ; dans cet état, le piston à déroulement 4 occupe sa position la plus haute et le soufflet à déroulement 5 est appliqué sur sa longueur la plus grande contre le côté extérieur. Du fait du faible volume de gaz 10, la pression du gaz est élevée. L'inclinaison de l'axe inférieur A2 par rapport à l'axe supérieur A 1 fait que le secteur inférieur s'écarte du composant 20 du véhicule; il s'agit par exemple du bras 20 qui s'étend dans la direction transversale du véhicule vers l'extérieur dans la zone qu'occuperait une pièce de guidage extérieure cylindrique, dépassant vers le bas au cours de son mouvement de compression élastique. La pièce de guidage extérieure 3 selon l'invention peut ainsi s'écarter vers l'extérieur par rapport au piston à déroulement 4 et au bras 20 au cours de ce mouvement de compression de ressort. A chaque position comprise entre les positions représentées aux figures 1 et 2, on a un équilibre des forces qui dépend de la pression intérieure respective dans le volume de gaz 10 et des conditions d'appui du soufflet à déroulement 5 contre la pièce de guidage extérieure 3, le soufflet à déroulement 5 s'appuyant contre les deux côtés sur des longueurs différentes du fait de sa réalisation non symétrique. En transmet-tant les efforts au ressort pneumatique 1 par le haut, par la pièce de fixation 2 et par le bas, par la pièce de guidage de roue au piston à dérou- lement 4, on a une transmission non symétrique. On a toutefois un équilibre des efforts du fait que le ressort pneumatique 1 cède légèrement dans le pli de cardan 12 du soufflet à déroulement 5 et la pièce de guidage extérieure 3 se positionne en biais de sorte que la pièce de guidage extérieure 3 bascule légèrement vers l'extérieur par son secteur inférieur 3b ce qui favorise encore plus le guidage en biais pour s'écarter du bras 20. Comme le montre la figure 1, le déplacement du piston à déroulement 4 vers le bas dans le secteur inférieur 3b de la pièce de guidage extérieure 3 aligne le piston à déroulement 4 le long d'un axe com- mun A3 dans la pièce de guidage extérieure 3; cela se traduit par la superposition de l'axe supérieur Al et de l'axe inférieur A2 de la pièce de guidage extérieure 3. L'axe commun A3 est tourné par rapport à l'axe supérieur A 1 autour du point de rotation P au-dessus de la pièce de guidage extérieure 3. A la figure 3, on a superposé les vues des figures 1 et 2 en s'alignant sur la pièce de fixation 2. Cette vue présente l'effet de guidage avantageux par lequel la pièce de guidage extérieure 3 est basculée légèrement vers l'extérieur autour du point de rotation (p) au cours de la phase de compression de ressort, lors de laquelle le souffle et à déroule-ment 5 ne s'appuie plus contre le secteur inférieur 3b. Selon le mode de réalisation représenté, le secteur inférieur 3b peut être recourbé et droit; en principe toutefois, on peut envisager une réalisation de forme continue de la pièce de guidage extérieure 3 avec par exemple cintrage du secteur inférieur 3b ou encore l'ensemble de la pièce de guidage extérieure 3 peut être recourbé latéralement vers l'extérieur, c'est-à-dire en s'écartant de la pièce 20 du véhicule. NOMENCLATURE 1 ressort pneumatique 2 pièce de fixation 3 pièce de guidage extérieure 3a secteur supérieur 3b secteur inférieur 4 piston à déroulement soufflet à déroulement 6 bague de serrage 7 coin ou pièce de serrage 8 bague de serrage 10 volume de gaz 12 pli formant cardan 14 pli de déroulement couvercle 16 amortisseur 18 palier d'amortisseur 19 tige d'amortisseur 20 bras, pièce du véhicule Al axe supérieur A2 axe inférieur A3 axe commun REVENDICATIONS 1 ) Ressort pneumatique de véhicule comportant une pièce de guidage extérieure (3) à contour irrégulier essentiellement vertical, un piston à dé-roulement (4) guidé dans la pièce de guidage extérieure (3) pour être relié à une pièce de guidage de roue, un soufflet à déroulement (5) fixé à la pièce de guidage extérieure (3) et au piston à déroulement (4) et délimitant un volume de gaz (10) et se déroulant sur le côté extérieur du piston à dé-roulement (4) et sur le côté intérieur de la pièce de guidage extérieure (3), caractérisé en ce qu' une pièce de fixation (2) est prévue pour être fixée à la carrosserie du véhicule, la pièce de guidage extérieure (3) est reliée de manière articulée à l'extrémité de son secteur supérieur (3a) à la pièce de fixation (2), et contrairement au secteur supérieur (3a), le contour de la pièce de guidage extérieure (3) dans son secteur inférieur (3b), par rapport à son axe longitudinal moyen, s'étend dans la direction transversale du véhicule vers l'extérieur ou vers l'intérieur, ou dans la direction longitudinale du véhicule. 2 ) Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison articulée entre la pièce de guidage extérieure (3) et la pièce de fixation (2) est réalisée par un pli de cardan (12) articulé du soufflet à dé-roulement (5) ou par un palier de jambe à ressort. 3 ) Ressort pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le secteur supérieur (3a) de la pièce de guidage extérieure (3) est cylindrique et son secteur inférieur (3b) est recourbé par rapport à son secteur supérieur (3a), vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans la direction longitudinale du véhicule. 4 ) Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le secteur inférieur (3b) est également de forme cylindrique et les axes (A1, A2) des secteurs cylindriques (3a, 3b) se coupent. 5 ) Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de guidage extérieure (3) est pliée à l'état de compression de ressort dans le pli de cardan (12) de façon que son secteur inférieur (3b) soit basculé vers l'extérieur, vers l'intérieur ou dans la direction longitudinale du véhicule. 6 ) Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soufflet à déroulement (5) est fixé contre le côté extérieur de la pièce de 10 fixation (2) contre le côté intérieur de la pièce de guidage extérieure (3) et contre le côté extérieur du piston à déroulement (4). 7 ) Châssis comportant un ressort pneumatique selon l'une des revendications 1 à 6, dont la pièce de fixation (2) est reliée à la carrosserie du vé- hicule et dont le piston à déroulement (4) est fixé à une pièce guidant une roue, avec un composant du véhicule (20) qui s'étend jusqu'en dessous du secteur supérieur (3a) de la pièce de guidage extérieure (3) à l'état déployé, la pièce de guidage extérieure (3) basculant au cours de la phase de compression élastique, dans la direction transversale du véhicule vers l'extérieur ou vers l'intérieur, ou dans la direction longitudinale du véhicule pour s'écarter de la pièce (20) du véhicule. 8 ) Châssis selon la revendication 7, caractérisé par un amortisseur (16) logé dans le ressort pneumatique.