Brevet FR2974540A1 — publié le 20121102

DISPOSITIF DE SUSPENSION, VEHICULE ET ELEMENT ELASTIQUEMENT DEFORMABLE ASSOCIES [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [02] L'invention concerne un dispositif de suspension, ainsi qu'un véhicule automobile et un élément élastiquement déformable associés. [03] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des véhicules automobiles, motocyclettes ou bicyclettes. Io [04] ETAT DE LA TECHNIQUE [05] On connaît des suspensions de véhicule automobile comportant notamment un bras de suspension reliant une roue à un élément de caisse du véhicule et un dispositif d'amortisseur assurant des fonctions de raideur et d'amortissement. is [06] La suspension permet notamment de diminuer l'impact des contraintes mécaniques engendrées par des irrégularités de la surface sur laquelle se déplace le véhicule. A cette fin, la suspension assiste le débattement de la roue autour de sa position de référence lorsqu'elle rencontre une de ces irrégularités. 20 [07] De manière connue, on utilise des butées afin d'absorber les chocs et de réduire les bruits provoqués par l'arrêt du débattement de la roue. Cependant, les butées existantes ont un rôle unique, soit de s'opposer à un mouvement ascendant de la roue (butées d'attaque), soit de s'opposer à un mouvement descendant de la roue (butées de détente). De plus, les butées 25 de détente connues ont une progressivité relativement faible et agissent en fin de mouvement, ce qui provoque un soulèvement du centre de gravité qui nuit au comportement du véhicule en virage. [08] Le document FR2894184 présente ainsi un dispositif de butée de détente évitant les trop forts débattements de roue. Ce dispositif est formé 30 par une sangle ou un câble en acier. [9] Le document DE262530 présente un dispositif de suspension entre une extrémité suspendue d'un bras et un châssis. Le dispositif comprend un ensemble incluant un élastomère qui se comprime pour amortir les chocs entre une irrégularité de surface et la roue, ainsi qu'un élément retenant l'extrémité du bras au châssis lors de trop forts débattements. [10] Le document DE536403 présente un dispositif de suspension comprenant des ressorts à lames et une sangle limitant la hauteur maximum de la suspension. [11] Le document US4786035 présente un dispositif amortisseur io comportant une sangle élastique réalisée en nylon entre trois points d'appui à l'intérieur d'un amortisseur à air afin de limiter l'impact des efforts des irrégularités de surface sur la roue. [12] OBJET DE L'INVENTION [13] L'invention a notamment pour but de proposer une butée de is grande progressivité. [14] A cet effet, l'invention concerne un dispositif de suspension reliant une roue à un châssis d'un véhicule automobile comportant : - un bras de suspension relié d'une part au châssis et d'autre part à la roue au moyen de deux liaisons pivot ayant des axes de rotation sensiblement 20 parallèles entre eux, - le châssis et le bras étant appelés éléments de support, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte : - un élément élastiquement déformable destiné à être fixé à deux doigts appartenant à un des éléments de support, et 25 - au moins un doigt appartenant à l'autre élément de support destiné à venir en appui contre une face de l'élément élastique lors du déplacement du bras de suspension. [015] Selon une réalisation, l'élément élastiquement déformable est destiné à être fixé à deux doigts appartenant au châssis et le bras de 30 suspension comporte deux doigts positionnés de part et d'autre de l'élément élastiquement déformable. [16] Suivant cette réalisation l'invention permet avantageusement de combiner les rôles de résistance au mouvement ascendant et descendant de la roue lorsqu'elle rencontre une irrégularité de surface. [17] Selon une réalisation, le plan passant par les deux doigts du châssis est orthogonal au plan passant par les deux doigts du bras de suspension. [18] Selon une réalisation, les deux doigts du bras de suspension sont parallèles l'un par rapport à l'autre. [19] Selon une réalisation, l'élément élastique présente : io - deux ouvertures traversantes à ses extrémités destinées à recevoir les doigts du châssis, et - deux faces opposées l'une de l'autre contre lesquelles les doigts du bras de suspension sont destinés à venir en appui, - ces faces présentant une forme concave, les doigts étant en destinés à is venir en appui dans le creux de ces faces. [22] Selon une réalisation, l'élément élastique est réalisé en caoutchouc. [23] Selon une réalisation, le bras de suspension présente une forme sensiblement triangulaire, la dimension de la section transversale du bras de 20 suspension ayant tendance à diminuer lorsque l'on se déplace de la liaison avec le châssis vers la liaison avec la roue. [24] L'invention concerne en outre un véhicule comportant un châssis et un dispositif de suspension reliant une roue au châssis, - le dispositif de suspension comportant un bras de suspension relié d'une 25 part au châssis et d'autre part à la roue au moyen de deux liaisons pivot ayant des axes de rotation sensiblement parallèles entre eux, - le châssis et le bras étant appelés éléments de support, le dispositif de suspension étant caractérisé en ce qu'il comporte : - un élément élastiquement déformable destiné à être fixé à deux doigts d'un 30 des éléments de support, - au moins un doigt associé à l'autre élément de support destiné à entrer en coopération avec l'élément élastique. [23] Selon une réalisation, le châssis comportant un support comprenant deux doigts, l'élément élastiquement déformable est fixé à deux doigts du support du châssis, le bras de suspension comportant deux doigts positionnés de part et d'autre de l'élément élastiquement déformable. [24] Selon une réalisation, le support du châssis comporte une échancrure délimitée par deux bras présentant une forme en V. [25] L'invention concerne en outre un élément élastiquement io déformable destiné à être utilisé avec le dispositif de suspension caractérisé en ce qu'il présente comporte deux ouvertures traversantes à ses extrémités destinées à recevoir les doigts du châssis, et - deux faces opposées l'une de l'autre contre lesquelles les doigts du bras de suspension sont destinées à venir en appui, 15 - ces faces présentant une forme concave, les doigts étant en destinés à venir en appui dans le creux de ces faces. [26] Selon une réalisation, l'élément présente une pièce dont l'épaisseur diminue lorsque l'on se déplace des extrémités de la pièce vers le centre de la pièce. 20 [027] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [028] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : 25 [029] Figure 1 : une représentation en trois dimensions d'un dispositif de suspension d'un véhicule selon l'invention dans une position normale de roulage ; [030] Figure 2 : une représentation schématique d'un dispositif de suspension d'un véhicule selon l'invention dans une position d'attaque 30 observable lorsque la roue rencontre un obstacle ; [31] Figure 3 : une représentation schématique d'un dispositif de suspension d'un véhicule selon l'invention dans une position de détente observable lorsque le véhicule redescend de l'obstacle. [32] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [33] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [34] Les Figures 1 à 3 montrent un dispositif 1 de suspension reliant une roue 2 à un châssis 3 d'un véhicule automobile. io [035] Le châssis 3 comporte notamment deux barres 6, 7 métalliques parallèles entre elles et reliées solidairement à une troisième barre 8 métallique sensiblement perpendiculaire aux deux autres barres 6, 7. Un support 9 est relié solidairement à la barre 6, à proximité de la jointure entre les barres 6 et 8. is [036] Le support 9 comporte une échancrure 9.1 délimitée par deux bras 9.2 et 9.3 présentant une forme en V. Deux doigts 10, 11 de forme sensiblement cylindrique sont fixés à une extrémité des deux bras 9.2, 9.3 du support 9. Ces deux doigts 10, 11 s'étendent perpendiculairement au support 9 en direction de la roue 2. 20 [037] Par ailleurs deux barreaux 14, 15 sont reliés solidairement à la barre 7. Ces barreaux 14, 15 s'étendent en direction du sol et perpendiculairement à la barre 7. Ces deux barreaux 14, 15 présentent chacun à leur extrémité une ouverture 12, 13 d'axe X destinée à recevoir des extrémités 22, 23 du bras 20 de suspension pour former une liaison pivot 27 25 d'axe X entre le bras 20 de suspension et le châssis 3. L'axe X est ici parallèle à la barre 7. [038] Le bras 20 de suspension est relié à la roue 2 par une extrémité 21 et au châssis 3 par deux autres extrémités 22, 23. Plus précisément, les deux extrémités 22, 23 de forme sensiblement cylindrique coopèrent avec les 30 ouvertures 12, 13 des barreaux 14, 15 de sorte à créer une liaison pivot 27 d'axe X entre le châssis 3 et le bras 20. [039] En outre, l'extrémité 21 du bras 20 coopère avec un axe Y de la roue 2 de manière à former une liaison pivot 28 d'axe Y entre le bras 20 et la roue 2. L'axe Y de rotation de la liaison pivot 28 est parallèle à l'axe X de rotation de la liaison pivot 27. La roue 2 est ainsi mobile en rotation suivant l'axe Y tandis que le bras 20 est mobile en rotation par rapport au châssis 3 suivant l'axe X. On note que le bras 20 présente une forme sensiblement triangulaire, la dimension de la section transversale du bras 20 ayant tendance à diminuer lorsqu'on se déplace de la liaison 27 avec le châssis 3 vers la liaison 28 avec la roue 2. io [040] Un support 24 est relié solidairement au bras 20 de suspension à proximité du sommet 21, au niveau la liaison pivot 28 avec la roue 2. Ce support 24 comporte deux doigts 25 et 26 parallèles entre eux. Ces deux doigts 25, 26 présentent une forme sensiblement cylindrique. Le plan P1 passant par les axes des deux doigts 25, 26 du bras 20 est orthogonal au is plan P2 formé par les deux doigts 10, 11 du châssis 3. [41] Un élément 30 élastiquement déformable comporte deux cylindres 31, 32 creux reliés entre eux par une pièce 33 sensiblement parallélépipédique dont l'épaisseur diminue lorsque qu'on se déplace des extrémités de la pièce 33 vers le centre de la pièce 33. Cette pièce 33 20 présente une face supérieure 33.1 et une face inférieure 33.2, ces deux faces 33.1, 33.2 étant concaves et présentant leur creux vers l'extérieur et opposées l'une de l'autre. Les creux des cylindres 31, 32 sont destinés à recevoir les doigts 10, 11 du châssis. [42] Ainsi, l'élément 30 est disposé dans un plan sensiblement 25 perpendiculaire au plan de débattement de la roue 2. Par plan de débattement de la roue, on entend le plan dans lequel la roue 2 peut se déplacer lorsqu'elle tourne suivant l'axe X de la liaison pivot 27. [43] Les deux doigts 25, 26 du bras 20 sont positionnés de part et d'autre de l'élément 30, en regard des creux des faces 33.1, 33.2 concaves. 30 En position normale de roulage (le véhicule ne rencontre aucune irrégularité de surface), les doigts 25, 26 ne sont pas en contact avec l'élément 30 élastique (cf Figure 1). [044] La Figure 2 montre le dispositif 1 de suspension en position dite position d'attaque observable lorsque la roue 2 rencontre un obstacle. Cet obstacle exerce alors une force F1 du bas vers le haut qui soulève la roue 2. La roue 2 entraîne alors le bras 20 vers le haut. Le doigt 26 du bras 20 appuie sur la face 33.2 inférieure concave de l'élément 30 élastique qui s'étire vers le haut. On peut considérer alors que l'élément 30 se compose de deux brins élastiques 35, 36 s'étendant de part et d'autre du doigt 26 et formant entre eux un angle a. Plus précisément, le brin 35 s'étend entre le doigt 26 et le doigt 10 et le brin 36 s'étend entre le doigt 26 et le doigt 11. Io Plus l'élément 30 s'étire, plus les deux brins 35, 36 s'allongent et résistent, plus l'angle a est petit et plus les tensions F2, F3 des deux brins 35, 36 s'ajoutent efficacement en formant une force F4 contraire à F1 qui repousse la roue 2 vers le bas. Dans cette configuration, le doigt 25 caché par le support 9 n'est pas en contact avec l'élément 30. is [045] La Figure 3 montre le dispositif 1 de suspension en position dite position de détente observable lorsque la roue 2 redescend de l'obstacle. Lors de cette détente, une force F5 générée par l'élément 30 élastique préalablement contraint dans la position d'attaque repousse la roue 2 vers le bas. La roue 2 entraîne alors le bras 20 vers le bas. Le doigt 25 du bras 20 20 appuie sur la face 33.1 supérieure de l'élément 30 qui s'étire vers le bas. On peut considérer alors que l'élément 30 se compose de deux brins élastiques 35, 36 s'étendant de part et d'autre du doigt 25 et formant entre eux un angle a. Plus précisément, le brin 35 s'étend entre le doigt 25 et le doigt 10 et le brin 36 s'étend entre le doigt 25 et le doigt 11. Plus l'élément 30 s'étire, plus 25 les deux brins 35, 36 s'allongent et résistent, plus l'angle a est petit et plus les tensions F6, F7 des deux brins 35, 36 s'ajoutent efficacement en formant une force F8 contraire à F5 ayant tendance à repousser la roue 2 vers le haut. Dans cette configuration, le doigt 26 n'est pas en contact avec l'élément 30. 30 [046] Ainsi on remarque que l'élément 30 s'oppose à la fois aux mouvements ascendants et aux mouvements descendants de la roue 2. [047] En variante, le support 24 ne comporte qu'un seul doigt 25 ou 26 permettant l'interaction du support 24 avec l'élément 30 qu'en position d'attaque (cf Figure 2) ou qu'en position de détente (cf Figure 3). Dans ce cas l'élément 30 ne s'oppose qu'à un seul type de mouvement. [48] En variante, le support 24 est monté sur un autre type de bras 20 de suspension, sur une fourche télescopique de bicyclette ou sur une 5 fourche de motocyclette. [49] En variante, le système est inversé. L'élément 30 est alors porté par les doigts 25, 26 du bras 20 tandis que les doigts 10 et 11 servent de butée (la déformation de cet élément 30 est alors réalisée par les doigts 10, 11 du châssis 3). Dans ce cas, il faut inverser le sens des plans P1 et P2, le io plan P1 étant alors horizontal tandis que le plan P2 est vertical. [50] Les termes relatifs « horizontal », « vertical », « bas », « haut », « inférieur » ou « supérieur » sont entendus par référence à un véhicule positionné sur un sol plat. 30 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de suspension reliant une roue (2) à un châssis (3) d'un véhicule automobile comportant : s - un bras (20) de suspension relié d'une part au châssis (3) et d'autre part à la roue (2) au moyen de deux liaisons pivot (27, 28) ayant des axes (X, Y) de rotation parallèles entre eux, - le châssis (3) et le bras (20) étant appelés éléments de support, le dispositif (1) est caractérisé en ce qu'il comporte : lo - un élément (30) élastiquement déformable destiné à être fixé à deux doigts (10, 11, 25, 26) appartenant à un des éléments de support, et - au moins un doigt (10, 11, 25, 26) appartenant à l'autre élément de support destiné à venir en appui contre une face (33.1, 33.2) de l'élément (30) élastique lors du déplacement du bras (20) de suspension. 15 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que - l'élément (30) élastiquement déformable est destiné à être fixé à deux doigts (10, 11) appartenant au châssis (3), - le bras (20) de suspension comporte deux doigts (25, 26) positionnés de 20 part et d'autre de l'élément (30) élastiquement déformable. 3. Dispositif de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plan (P2) passant par les deux doigts (10, 11) du châssis (3) est orthogonal au plan (P1) passant par les deux doigts (25, 26) du bras (20) de 25 suspension. 4. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les deux doigts (25, 26) du bras (20) de suspension sont parallèles l'un par rapport à l'autre. 5. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément (30) élastique présente : - deux ouvertures (31, 32) traversantes à ses extrémités destinées à recevoir les doigts (10, 11) du châssis (3), et5- deux faces (33.1, 33.2) opposées l'une de l'autre contre lesquelles les doigts (25, 26) du bras (20) de suspension sont destinés à venir en appui, - ces faces (33.1, 33.2) présentant une forme concave, les doigts (25, 26) étant en destinés à venir en appui dans le creux de ces faces (33.1, 33.2). 6. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément (30) élastique est réalisé en caoutchouc. 7. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé io en ce que le bras (20) de suspension présente une forme sensiblement triangulaire, la dimension de la section transversale du bras de suspension ayant tendance à diminuer lorsque l'on se déplace de la liaison (27) avec le châssis (3) vers la liaison (28) avec la roue (2). 15 8. Véhicule comportant un châssis (3) et un dispositif (1) de suspension reliant une roue (2) au châssis (3), - le dispositif (1) de suspension comportant un bras (20) de suspension relié d'une part au châssis (3) et d'autre part à la roue (2) au moyen de deux liaisons pivot (27, 28) ayant des axes de rotation (X, Y) parallèles entre eux, 20 - le châssis (3) et le bras (20) étant appelés éléments de support, le dispositif (1) de suspension étant caractérisé en ce qu'il comporte : - un élément (30) élastiquement déformable destiné à être fixé à deux doigts (10, 11, 25, 26) d'un des éléments de support, - au moins un doigt (10, 11, 25, 26) associé à l'autre élément de support 25 destiné à entrer en coopération avec l'élément (30) élastique. 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que le châssis (3) comportant un support (9) comprenant deux doigts (10, 11), l'élément (30) élastiquement déformable est fixé à deux doigts (10, 11) du support (9) du 30 châssis (3), le bras (20) de suspension comportant deux doigts (25, 26) positionnés de part et d'autre de l'élément (30) élastiquement déformable. 10. Véhicule selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le support (9) du châssis (3) comporte une échancrure (9.1) délimitée par deux bras 35 (9.2, 9.3) présentant une forme en V. 11. Elément (30) élastiquement déformable destiné à être utilisé avec le dispositif (1) de suspension selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il présente comporte deux ouvertures (31, 32) traversantes à ses extrémités destinées à recevoir les doigts (10, 11) du châssis (3), et - deux faces (33.1, 33.2) opposées l'une de l'autre contre lesquelles les doigts (25, 26) du bras (20) de suspension sont destinées à venir en appui, - ces faces (33.1, 33.2) présentant une forme concave, les doigts (25, 26) étant en destinés à venir en appui dans le creux de ces faces (33.1, 33.2). i0 12. Elément selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il présente une pièce (33) dont l'épaisseur diminue lorsque l'on se déplace des extrémités de la pièce (33) vers le centre de la pièce (33).