Brevet FR3041400A1 — publié le 20170324

RESSORT DE SUSPENSION DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait au domaine de la liaison au sol de véhicule automobile. Plus particulièrement l'invention a trait au domaine de la suspension d'un véhicule automobile. L'invention a trait également de manière plus générale au domaine des ressorts de suspension de véhicule automobile. La suspension d'un véhicule automobile est formée d'éléments de liaison élastiques entre la caisse du véhicule et les roues. Son usage est imposé par les irrégularités de la surface sur laquelle se déplace le véhicule. Elle permet de maintenir le contact entre les roues et le sol malgré les irrégularités ce qui est indispensable pour la tenue de route. Elle assure par ailleurs le confort de conduite. La figure 1 est une vue d'un élément de suspension 2 de véhicule automobile du type pseudo Macpherson selon l'état de l'art. La suspension comprend un ressort 4 et un amortisseur 6, le ressort formant avec l'amortisseur, un ensemble communément appelé jambe de force de la suspension en ce que cet ensemble soutient les parties suspendues du véhicule. Le ressort assure le soutien de la caisse, il est généralement de forme hélicoïdale et en acier. L'amortisseur limite les oscillations des parties en mouvement de la suspension et est généralement en acier. Une telle suspension est située à proximité de la roue 8, le ressort étant généralement situé au-dessus de la roue. Cette suspension est très largement répandue dans l'industrie automobile du fait de son rapport performance/coût fort intéressant. Cependant une telle suspension offre un confort limité en particulier en raison de la course de la suspension. Elle impacte par ailleurs le poids du véhicule ce qui est désavantageux en particulier lorsqu'elle est située au niveau du train avant. Le document de brevet GB 2 197 424 B1 divulgue une suspension de véhicule automobile comprenant un assemblage à ressorts et un amortisseur. Les ressorts de l'assemblage sont formés d'un ruban de matériau composite en forme de zigzag. L'assemblage comprend à chaque extrémité un élément de fixation des ressorts. Les extrémités des rubans formant les ressorts sont encastrés dans les éléments de fixation afin d'assurer une déformation homogène des rubans en question. L'utilisation de matériau composite est intéressante notamment en ce que le ou les 3041400 2 ressorts peuvent être plus légers, ce qui est particulièrement intéressant pour les masses dites non-suspendues d'un train roulant de véhicule. Le document de brevet FR 2 805 868 Al divulgue un ressort de compression suivant un axe longitudinal notamment de suspension automobile et comprenant une paroi 5 avec des ouvertures latérales. Les ouvertures latérales forment des cellules déformables par compression du ressort. Le ressort peut former un tube cylindrique ou conique et les cellules peuvent être de diverses formes. Cet enseignement est intéressant en ce que le ressort de compression est favorable au poids de la suspension, il peut par ailleurs améliorer le potentiel de confort de conduite du 10 véhicule grâce en particulier aux formes possibles données au ressort et aux cellules. Il est cependant coûteux en particulier en raison de sa forme complexe. L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins un inconvénient de l'état de la technique, en particulier de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une 15 solution de suspension qui améliore le potentiel de confort de conduite et qui soit économique. L'invention a pour objet un ressort de compression suivant un axe longitudinal, comprenant au moins une paroi déformable élastiquement avec une épaisseur et au moins un profil en zigzag le long de l'axe longitudinal ; remarquable en ce que la ou 20 chacune des parois déformables élastiquement présente, suivant l'axe longitudinal, au moins une variation de son épaisseur et/ou de son profil en zigzag de manière à présenter un comportement effort-déformation non linéaire. Le nombre de variation de l'épaisseur et/ou du profil peut être supérieur à deux. La ou les variations peuvent être continues. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, la ou les variations du profil en zigzag de la ou des parois déformables élastiquement comprennent une ou plusieurs variations de hauteur dudit profil, ladite ou lesdites variations étant préférentiellement de plus de 10%, plus préférentiellement de plus de 20%. Par hauteur du profil en zigzag, on entend la hauteur entre les sommets du profil, 30 selon une direction généralement perpendiculaire à l'axe longitudinal. 3041400 3 Avantageusement, la ou les variations d'épaisseur de la ou des parois déformables élastiquement sont de plus de 10%, plus préférentiellement de plus de 20%. Selon un mode avantageux de l'invention, le ou chacun des profils en zigzag comprend, suivant l'axe longitudinal, une portion principale d'une première raideur 5 moyenne k1 et une portion secondaire d'une deuxième raideur moyenne k2 supérieure à la première raideur moyenne k1, ladite portion secondaire servant de butée élastique lorsque la portion principale est dans un état comprimé, la hauteur moyenne de la portion principale du profil en zigzag étant préférentiellement supérieure à la hauteur moyenne de la portion secondaire, préférentiellement 10 supérieure à 200% de la hauteur moyenne de la portion secondaire. Le comportement effort-déformation de la portion principale et/ou de la portion secondaire peut être non-linéaire, c'est-à-dire présenter une raideur variable avec la déformation. Avantageusement, le nombre de zigzags de la portion principale du profil en zigzag 15 est supérieur au nombre de zigzags de la portion secondaire. Avantageusement, c'est la différence de hauteur et/ou du nombre de zigzags entre la portion principale et la portion secondaire qui assure la différence de raideur. Selon un mode avantageux de l'invention, chacune des parois déformables élastiquement présente une section transversale droite. 20 Selon un mode avantageux de l'invention, les parois déformables élastiquement forment deux profils en zigzag le long de l'axe longitudinal, lesdits profils étant opposés par rapport audit axe. Les deux profils sont avantageusement symétriques par rapport à un plan comprenant l'axe longitudinal. Selon un mode avantageux de l'invention, la paroi déformable élastiquement 25 présente une section transversale circulaire. Selon un mode avantageux de l'invention, la ou chacune des parois déformables élastiquement est en matériau composite, préférentiellement à matrice organique. L'invention a également pour objet un élément de suspension pour véhicule automobile, comprenant : un amortisseur avec une tige coulissant dans une 30 cartouche suivant un axe longitudinal ; un ressort de compression fixé à la cartouche 3041400 4 et s'étendant le long de la tige de l'amortisseur ; remarquable en ce que le ressort est conforme à l'invention. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion secondaire du ou des profils en zigzag de la ou des parois déformables élastiquement du ressort est située 5 longitudinalement à hauteur de la cartouche. Selon un mode avantageux de l'invention, la cartouche comprend une zone de fixation d'une barre anti-dévers, ladite zone étant située longitudinalement à hauteur de la portion secondaire du ou des profils en zigzag de la ou des parois déformables élastiquement du ressort, ladite ou lesdites parois formant une ouverture à hauteur 10 de ladite zone de fixation en vue du passage de la barre anti-dévers. Selon un mode avantageux de l'invention, l'ouverture à hauteur de la zone de fixation d'une barre anti-dévers est une première ouverture, la paroi formant au moins un ou plusieurs deuxièmes ouvertures, préférentiellement à l'opposé de ladite première ouverture par rapport à l'axe longitudinal. 15 L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant des éléments de suspension liés aux roues, caractérisé en ce que les éléments de suspension sont conformes à l'invention, chacune des cartouches étant fixée à une roue. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que le ressort de la suspension présente un comportement progressif et améliore ainsi le potentiel de confort de 20 conduite du véhicule. En particulier, le ressort comprend une portion principale destinée à assurer le soutien de la caisse et présentant un comportement progressif, et une portion secondaire servant de butée élastique lorsque la portion principale est dans un état comprimé et présentant un comportement progressif ce qui est particulièrement avantageux. 25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue d'un élément de suspension selon l'état de l'art ; - La figure 2 illustre un élément de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention ; 3041400 5 - La figure 3 illustre un élément de suspension selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 1 est une vue d'un élément de suspension selon l'état de la technique. La figure 1 a déjà été décrite en relation avec la discussion de l'état de la technique. 5 La figure 2 illustre un élément de suspension selon un premier mode de réalisation. Elle présente trois vues de l'élément de suspension 102. L'élément de suspension comprend un amortisseur 106 avec une tige 110 coulissant dans une cartouche 112 suivant un axe longitudinal L et un ressort de compression 104 fixé à la cartouche 112 et s'étendant le long de la tige 110 de l'amortisseur. Le ressort 104 est un 10 ressort de compression suivant l'axe longitudinal L et qui comprend deux parois déformables élastiquement 114 formant deux profils en zigzag le long de l'axe longitudinal L et opposés par rapport à l'axe longitudinal. Chacun des profils en zigzag comprend, suivant l'axe longitudinal, une portion principale 1141 d'une première raideur moyenne k1 et une portion secondaire 1142 d'une deuxième raideur 15 moyenne k2 supérieure à la première raideur moyenne k1. La portion secondaire 1142 de raideur moyenne supérieure sert de butée élastique lorsque la portion principale 1141 est dans un état comprimé. La deuxième raideur moyenne k2 de la portion secondaire peut être supérieure à 200% de la première raideur moyenne, préférentiellement supérieure à 300% de la première raideur moyenne. Aussi, la 20 hauteur moyenne h1 de la portion principale de chacun des profils en zigzag, est supérieure à la hauteur moyenne h2 de la portion secondaire de chacun des profils en zigzag, préférentiellement supérieure à 200% de ladite hauteur moyenne h2. En outre, chacune des parois déformables élastiquement présente une section transversale droite. En l'occurrence, le ressort est en matériau composite à matrice 25 organique. Cette mesure est favorable pour réduire la masse de l'élément de suspension. Les deux parois 114 du ressort peuvent par ailleurs être d'un seul tenant, par exemple par moulage par injection, cette mesure étant favorable au coût de fabrication du ressort. Chacune des portions principale 1141 et secondaire 1142 peut présenter des 30 variations d'épaisseur de la paroi et/ou du profil en zigzag, de manière à présenter un comportement effort-déformation non linéaire. Avantageusement, le comportement non-linéaire est tel que la raideur instantanée augmente avec la 3041400 6 déformation en compression. Cela permet ainsi d'obtenir un comportement progressif, ce qui est particulièrement intéressant. On peut observer que la portion secondaire 1142 de chacun des profils en zigzag des parois déformables élastiquement du ressort est en l'occurrence située 5 longitudinalement à hauteur de la cartouche 112. On peut par ailleurs observer que la cartouche comprend une zone de fixation 120 d'une barre anti-dévers (non représentée). Cette zone de fixation est située à hauteur de la portion secondaire 1142 des profils en zigzag des parois déformables élastiquement 114. Les parois forment ainsi une ouverture 122 à hauteur de la zone de fixation en vue du passage 10 de la barre anti-dévers. Le deuxième mode de réalisation de l'invention va être décrit en référence à la figure 3. Les numéros de référence du premier mode de la figure 2 sont utilisés pour désigner les éléments identiques ou correspondants, ces numéros étant toutefois majorés de 100 afin de bien distinguer les modes de réalisation. 15 La figure 3 présente selon deux vues un élément de suspension 202 conforme à l'invention et dans un deuxième mode de réalisation de l'invention. La vue de gauche est une vue en plan et la vue de droite est une vue en coupe longitudinale de l'élément de suspension. On peut observer que l'élément de suspension 202 comprend un amortisseur 206 avec une tige coulissant 210 dans une cartouche 212 20 suivant un axe longitudinal L. L'élément de suspension 202 comprend aussi un ressort 204 qui est fixé à la cartouche et qui s'étend le long de la tige 210 de l'amortisseur. Dans le mode de réalisation ici présenté le ressort 204 comprend une paroi déformable élastiquement 214 avec un profil en zigzag le long de l'axe longitudinal, la paroi présentant une section transversale circulaire. On peut observer 25 que conformément à l'invention, le profil en zigzag comprend, suivant l'axe longitudinal, une portion principale 2141 d'une première raideur moyenne k1 et une portion secondaire 2142 d'une deuxième raideur moyenne k2 supérieure à la première moyenne k1 et servant de butée élastique lorsque la première portion est dans un état comprimé. La deuxième raideur moyenne k2 peut être supérieure à 30 200% de la première raideur moyenne k1, préférentiellement supérieure à 300% de la première raideur moyenne k1. On peut aussi observer que la hauteur moyenne de la portion principale du profil en zigzag est supérieure à la hauteur moyenne de la 3041400 7 portion secondaire, préférentiellement supérieure à 200% de la hauteur moyenne de la portion secondaire. La paroi 214 peut être en matériau composite, par exemple à matrice organique. La paroi peut être venue par moulage à injection. On peut observer que la portion secondaire 2142 du profil en zigzag de la paroi 5 déformable élastiquement 214 est située longitudinalement à hauteur de la cartouche 212. En l'occurrence, la cartouche comprend une zone de fixation 220 d'une barre anti-dévers (non représentée) et qui est située longitudinalement à hauteur de la portion secondaire du profil en zigzag de la paroi déformable élastiquement du ressort. On peut aussi observer que la paroi 214 forme une 10 ouverture 222 à hauteur de la zone de fixation 220 en vue du passage de la barre anti-dévers. Cette ouverture prend en l'occurrence la forme d'une lumière s'étendant dans la direction longitudinale. REVENDICATIONS1. Ressort de compression (104 ; 204) suivant un axe longitudinal (L), comprenant au moins une paroi déformable élastiquement (114 ; 214) avec une épaisseur et un profil en zigzag le long de l'axe longitudinal ; caractérisé en ce que la ou chacune des parois déformables élastiquement (114 ; 214) présente, suivant l'axe longitudinal, au moins une variation de son épaisseur et/ou de son profil en zigzag de manière à présenter un comportement effort-déformation non linéaire. 2. Ressort (104 ; 204) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les variations du profil en zigzag de la ou des parois déformables élastiquement (114 ; 214) comprennent une ou plusieurs variations de hauteur dudit profil, ladite ou lesdites variations étant préférentiellement de plus de 10%, plus préférentiellement de plus de 20%. 3. Ressort (104 ; 204) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ou chacun des profils en zigzag comprend, suivant l'axe longitudinal, une portion principale (1141, 2141) d'une première raideur moyenne k1 et une portion secondaire (1142, 2142) d'une deuxième raideur moyenne k2 supérieure à la première raideur moyenne k1, ladite portion secondaire servant de butée élastique lorsque la portion principale est dans un état comprimé, la hauteur moyenne (h1) de la portion principale (1141 ; 2141) du profil en zigzag étant préférentiellement supérieure à la hauteur moyenne (h2) de la portion secondaire (1142 ; 2142), préférentiellement supérieure à 200% de la hauteur moyenne (h2) de la portion secondaire. 4. Ressort (104) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune des parois déformables élastiquement (114) présente une section transversale droite. 5. Ressort (104) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parois déformables élastiquement (114) forment deux profils en zigzag le long de l'axe longitudinal (L), lesdits profils étant opposés par rapport audit axe. 3041400 9 6. Ressort (204) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi (214) présente une section transversale circulaire. 7. Ressort (104 ; 204) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la ou chacune des parois (114 ; 214) est en matériau composite, 5 préférentiellement à matrice organique. 8. Elément de suspension (102 ; 202) pour véhicule automobile, comprenant : un amortisseur (106 ; 206) avec une tige (110 ; 210) coulissant dans une cartouche (112 ; 212) suivant un axe longitudinal (L) ; un ressort de compression (104 ; 204) fixé à la cartouche (112 ; 212) et 10 s'étendant le long de la tige (110 ; 210) de l'amortisseur ; caractérisé en ce que le ressort (104 ; 204) est conforme à l'une des revendications 1 à 7. 9. Elément de suspension (102 ; 202) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la portion secondaire (1142 ; 2142) du ou des profils en zigzag de la ou des 15 parois déformables élastiquement du ressort est située longitudinalement à hauteur de la cartouche (112 ; 212). 10. Elément de suspension (102 ; 202) selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le ressort (104 ; 204) est conforme à la revendication 3, et en ce que la cartouche (112 ; 212) comprend une zone de fixation (120 ; 20 220) d'une barre anti-dévers, ladite zone étant située longitudinalement à hauteur de la portion secondaire (1142 ; 2142) du ou des profils en zigzag de la ou des parois déformables élastiquement (114 ; 214) du ressort, ladite ou lesdites parois (114 ; 214) formant une ouverture (122 ; 222) à hauteur de ladite zone de fixation en vue du passage de la barre anti-dévers. 25