Brevet FR3040037A1 — publié le 20170217

La présente invention concerne un dispositif destiné à modifier l'inertie quadratique, et donc la raideur, selon 3 axes, d'une pièce de structure ou d'un élément de suspension d'un véhicule à dynamique deux-roues motorisé ou non. Elle s'applique plus particulièrement aux bras de suspensions arrière oscillants, ainsi qu'aux châssis de ces mêmes véhicules. L'évolution des motos modernes et des pneumatiques autorisent 10 désormais des angles d'inclinaison dépassant les 60° de roulis en virage. De ce fait, trois facteurs nuisent à la capacité d'absorption des défauts de la route : Primo : La suspension de la moto, conçue et réglée pour un débattement vertical se trouve désaxée proportionnellement à 15 l'inclinaison de la moto et n'est plus en mesure d'absorber convenablement les irrégularités du sol. Secundo : Dans cette situation, la moto subit une accélération centrifuge d'environ 2 G, qui comprime la suspension, réduisant d'autant sa course utile résiduelle et donc sa capacité d'absorption. 20 Tertio : Du simple fait de l'inclinaison de la roue d'un angle A, l'absorption d'une bosse verticale de hauteur X, nécessite un mouvement de la suspension égal à : X / sin (90° - A), ce qui pour A égal à 60°, impose un enfoncement de suspension d'une valeur 2X. En résumé, pour absorber une bosse avec une moto très fortement 25 inclinée, on demande plus de course à une suspension déjà très comprimée, tout en lui faisant subir des efforts désaxés. Pour pallier ces déficiences, les utilisateurs construisent plusieurs bras oscillants et plusieurs châssis d'inerties quadratiques et donc de raideurs différentes et les remplacent sur les motos, afin d'adapter leur 30 comportement à leurs besoins. Cela peut-être : la nature du circuit, glissant ou pas, rapide ou lent, bosselé ou non, et/ou les sensations 3040037 2 du pilote. En effet, pour trouver la limite d'adhérence et la vitesse de passage optimale, le pilote doit avoir un bon ressenti de la piste, un bon retour d'information. Un excès de rigidité lui renverra des informations trop rapides, qu'il n'aura pas le temps d'exploiter, une 5 rigidité insuffisante nuira à la qualité du comportement de la moto. L'idéal est de trouver la bonne inertie quadratique, et donc la bonne fréquence propre du bras oscillant, et du châssis, pour que moto et pilote soient en accord. L'obligation de construire et essayer de nombreux bras oscillants et 10 châssis, représente des investissements, et un coût financier importants pour chaque pièce, souvent construite de façon artisanale. Par ailleurs, les interventions pour remplacer un bras oscillant ou un châssis par un autre étant relativement lourdes, elles empêchent toutes modifications rapides pendant une séance d'essai ou même 15 pendant la course, lors de changement des conditions de roulage, par exemple l'arrivée de la pluie. A titre d'exemple, l'inertie quadratique I, d'une poutre de largeur B et de hauteur H est telle que I = (B x H3)/12.En modifiant la hauteur globale de la structure, assimilable à une poutre, par déplacement de 20 certains éléments mobiles, on modifie l'inertie quadratique de l'ensemble. De même, en changeant la forme ou l'orientation, et donc l'inertie quadratique propre des éléments additionnels constitutifs de la structure, on modifie l'inertie quadratique de l'ensemble. Ainsi, un profil rectangulaire que l'on fait pivoter de 90°, voit sa largeur et sa 25 hauteur s'inverser, modifiant très sensiblement son inertie quadratique par rapport à un axe de référence. D'autres valeurs d'inertie quadratique pourront être obtenues en faisant pivoter le profil d'un angle quelconque. L'objet de l'invention est donc de réaliser un bras oscillant, ou un 30 châssis, dont l'inertie quadratique pourra être modifiée, de façon très simple et réversible, en fonction des besoins, grâce à des éléments démontables et repositionnables. 3040037 3 A cette fin, le dispositif destiné à modifier l'inertie quadratique d'une pièce de structure ou de suspension d'un véhicule à dynamique deux-roues motorisé ou non, composée d'une ossature principale constituée d'un ensemble de poutres et de platines, comprend des 5 éléments additionnels assemblés par des moyens non permanents sur l'ossature principale, et dont l'organisation peut être changé. Selon un premier mode de réalisation, les éléments additionnels relient un ensemble de points d'ancrage des poutres et un ensemble de points d'ancrage des platines. Les points d'ancrage sont supportés par des pattes parallèles munies d'orifices en nombre non limitatif. Les orifices destinés à recevoir les éléments additionnels sont équidistants de telle sorte que les distances entre les points d'ancrage des platines soient égales. Selon un second mode de réalisation, les points d'ancrage sont constitués d'encastrements destinés à recevoir des éléments additionnels encastrés de tels sorte qu'ils soient arrêtés en rotation comme en translation, de façon non permanente. Les éléments additionnels sont orientables autour d'un axe. Les éléments additionnels ont une section asymétrique. Selon un troisième mode de réalisation, le profil de la poutre est renforcé à l'aide d'éléments additionnels maintenus en position à l'intérieur de la poutre par des rainures extrudées. Selon un quatrième mode de réalisation, le profil de la poutre dispose d'orifices filetés destinés à recevoir des plaques additionnelles montées 25 à l'extérieur de la poutre. L'axe de plus grande dimension des sections des éléments additionnels présente un angle par rapport à l'axe ou à la face de fixation des éléments additionnels sur la structure principale. Cette invention concerne plus particulièrement les motos de 30 compétition, mais elle est applicable aux motos de route, comme aux motos de tout-terrain, qui chacune à leur manière pourront en tirer 3040037 4 bénéfice. Il est en effet opportun de pouvoir adapter la raideur du châssis et du bras de suspension selon l'état du terrain sur lequel évolue le véhicule, que celui-ci soit une piste en sable ou un parcours pierreux, ou selon son état de charge comme dans le cas d'une moto 5 de tourisme évoluant en solo ou en duo, avec des bagages ou pas. Il peut en être de même dans le cas d'une moto de sport utilisée occasionnellement sur piste, d'un vélo tout terrain équipé d'une suspension arrière oscillante, utilisé en descente ou sur un parcours pierreux, ou d'un vélo de route ou de piste, et d'une manière plus 10 générale dans le cas de n'importe quel véhicule à dynamique deux roues, à moteur ou non. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures 15 annexées dans lesquelles : La figure 1 représente une vue de profil d'une moto équipée de l'invention. La figure 2 représente une vue de profil d'un bras oscillant de suspension selon un premier mode de réalisation de l'invention. 20 La figure 3 représente une vue en perspective d'un bras oscillant de suspension selon le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 4 représente une vue en perspective d'un bras oscillant de suspension selon un second mode de réalisation de l'invention. La figure 5 représente une vue en perspective d'une première variante 25 d'élément additionnel dont une extrémité est adaptée au premier mode de réalisation de l'invention et l'autre extrémité est adaptée au second mode de réalisation de l'invention. La figure 6 représente une vue en perspective, et en section, d'une seconde variante d'éléments additionnels compatibles avec le second 30 mode de réalisation de l'invention. 3040037 5 La figure 7 représente des éléments insérables à l'intérieur d'une poutre de bras oscillant, ou de cadre, suivant un troisième mode de réalisation de l'invention. La figure 8 représente un quatrième mode de réalisation de poutre de 5 bras oscillant, ou de cadre à inertie variable selon l'invention. La figure 9 représente une vue de dessus d'un élément additionnel positionnable sur un bras oscillant, ou un cadre réalisé selon le quatrième mode de réalisation de l'invention. La figure 10 représente différents exemples de profils utilisables pour 10 la réalisation d'éléments additionnels des premier et second modes de réalisation de l'invention. La figure 11 représente un châssis de moto compatible avec le second mode de réalisation de l'invention. La figure 12 représente une première variante de d'élément 15 additionnel pour cadre ou châssis de moto, compatible avec le second mode de réalisation de l'invention. La figure 13 représente une seconde variante d'élément additionnel pour cadre ou châssis de moto, compatible avec le second mode de réalisation de l'invention. 20 La figure 1 représente un véhicule à deux roues muni, à titre d'exemple non limitatif, d'une fourche télescopique (1) supportant la roue avant (2) , d'un cadre (5) et classiquement d'une suspension arrière oscillante constituée d'un bras (3) monté à pivotement autour du point O et d'un combiné ressort-amortisseur (4). Dans un premier mode de réalisation représenté sur la figure 2, le bras oscillant de suspension est composé dans sa partie supérieure d'une poutre (21) ou d'un ensemble de poutres et dans sa partie inférieure d'un ensemble de platines (22 et 23) destinées à recevoir des éléments additionnels (24). Dans une variante non représentée, 30 l'ensemble de platines se situe à la partie supérieure du bras et l'ensemble de poutres dans la partie inférieure. 3040037 6 A titre d'exemple non limitatif, un ensemble de points d'ancrages est disposé respectivement à l'extrémité arrière des poutres (21) et au sommet des platines (22) et (23) afin de recevoir des parties modulaires, appelées éléments additionnels (24), assemblés par des 5 moyens non permanents, tels que des ensembles vis-écrou. Dans une variante, des points d'ancrages sont disposés respectivement à l'extrémité avant des poutres (21) et au sommet des platines (22) et (23). Comme représenté sur les figures 2 et 3, ces points d'ancrage sont 10 composés de deux pattes parallèles munies de trous ABC et A' B' C', à titre non limitatif. Afin de limiter le nombre de composants nécessaires à la mise au point, les orifices destinés à recevoir les tirants peuvent être équidistants, de telle sorte que les distances AN, BB' et CC' soient égales. 15 Dans un second mode de réalisation représenté sur la figure 4, ces points d'ancrage sont composés de pièces d'encastrement (41), (42) à orifices cylindriques (44), (45) permettant l'orientation de la barre de l'élément additionnel autour de son axe principal DD'. A titre d'illustration, l'élément additionnel (24) représenté à la figure 5 20 est équipé d'un embout perforé compatible avec le premier mode de réalisation de l'invention des figures 2 et 3 à une de ses extrémités (51) et à l'autre extrémité d'un embout cylindrique (52) compatible avec le second mode de réalisation présenté à la figure 4. Son inertie quadratique est ajustée en changeant sa section, son orientation, ou 25 le matériau qui le constitue. La figure 6 représente un élément additionnel (24) compatible avec le second mode de réalisation dans deux configurations différentes, la figure 6a ayant pivotée d'un angle téta égal à 90° par rapport à la figure 6b. Cet élément additionnel est de section asymétrique et ses embouts permettent son orientation autour de son axe principal DD', de telle sorte que cette orientation modifie son inertie quadratique autour des axes )o(' et zz' et par voie de conséquence l'inertie quadratique du bras oscillant autour des axes )0C, YY', ZZ'. Son 3040037 7 pivotement sera rendu possible une fois les zones encastrées dans le bras oscillant desserrées. Il sera ensuite procédé au resserrage des encastrements pour immobiliser la barre dans sa position, permettant l'arrêt en rotation comme en translation, de façon non permanente au s moyen, par exemple, d'une vis et d'un écrou. Comme représenté à la figure 10, différents types de profils 10a, 10b, 10c, 10d, et 10e peuvent être utilisés pour réaliser les éléments additionnels. On pourra utiliser indifféremment un profil d'un type d'un côté du bras et d'un autre type de l'autre côté afin drintroduire ou de compenser des 10 dissymétries dans le comportement de la moto. De même, l'utilisation d'éléments additionnels (24) de longueur réglable permettra d'introduire de la précontrainte dans la structure. Dans le troisième mode de réalisation représenté à la figure 7, les moyens de modification de l'inertie quadratique de la poutre (21) 15 autour des axes )0(, ZZ' et YY' sont constitués de plaques insérables (24) dans le profil de la poutre (21) et maintenus en place par des rainures extrudées (70) dans la poutre (21). Selon le but recherché, on pourra insérer une plaque dans le repère bras, selon un des axes du bras, ou en diagonale(s) voire insérer deux plaques en croix reliées 20 entre elles et rigidifiant la poutre selon les deux axes. Dans le quatrième mode de réalisation de la figure 8, on obtiendra le même résultat par vissage, ou tout autre moyen de fixation non permanent, d'une ou de plusieurs plaque(s) (24) telle que celle représentée figure 9, sur une ou deux face(s) du profil. Le dit profil 25 pourra être de section ouverte ou fermée. La plaque (24) est de forme compatible avec la poutre (21), et présente une épaisseur qui pourra être ajustée en fonction des besoins de l'utilisateur. La poutre (21) est munie d'orifices filetés (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) en nombre non limitatif. 30 Les différents modes de réalisation présentés plus haut sont également applicables aux cadres ou châssis de véhicules à deux roues. Dans l'exemple de la figure 11, le châssis (5) est adapté de façon à être compatible avec le second mode de réalisation de l'invention. A cette fin, des surfaces d'accueil ont été réalisées au 3040037 8 niveau des repères A et A' de façon à recevoir un ou plusieurs élément(s) additionnel(s) (24), tels que celui représenté de façon non limitative à la figure 12. Dans cette première variante, la face la plus large, repère B, de l'élément additionnel (24) est perpendiculaire aux 5 faces des ancrages AA'. Dans une seconde variante représentée à la figure 13 la face la plus large, repère B, de l'élément additionnel (24) est parallèle aux faces des ancrages AN. Elle a pivoté de 900 par rapport à la figure 12, de telle sorte que son axe principal d'inertie s'en trouve modifié. D'une manière générale, l'axe de plus grande 10 dimension des sections des éléments additionnels (24) présente un angle teta par rapport à l'axe ou à la face de fixation des éléments additionnels (24) sur la structure principale (3) ou (5). REVENDICATIONS1) Dispositif destiné à modifier l'inertie quadratique d'une pièce de structure ou de suspension d'un véhicule à dynamique deux-roues motorisé ou non, composée d'une ossature principale (3), (5), constituée d'un ensemble de poutres (21) et de platines (22) et (23), caractérisé en ce qu'il comprend des éléments additionnels (24) assemblés par des moyens non permanents sur l'ossature principale (3), et dont l'organisation peut être changée. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments additionnels (24) relient un ensemble de points d'ancrage A,B,C, des poutres et un ensemble de points d'ancrage A',B',C', des platines. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les 15 points d'ancrage sont supportés par des pattes parallèles (22, 23) munies d'orifices en nombre non limitatif. 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les orifices destinés à recevoir les éléments additionnels (24) sont équidistants de telle sorte que les distances entre les points AA', BB' et 20 CC' soient égales. 5) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les points d'ancrage sont constitués d'encastrements (41) et (42) destinés à recevoir des éléments additionnels (24) encastrés de tels sorte qu'ils soient arrêtés en rotation comme en translation, de façon non 25 permanente. 6) Dispositif selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que les éléments additionnels (24) sont orientables autour de leur axe DD'. 7) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé en ce que les éléments additionnels (24) ont une section asymétrique par 30 rapport aux axes xx' et yy'. 3040037 10 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profil de la poutre (21) est renforcé à l'aide d'éléments additionnels (24) maintenus en position à l'intérieur de la poutre par des rainures extrudées. 5 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profil de la poutre (21) dispose d'orifices filetés (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g) destinés à recevoir des plaques additionnelles (24) montées à l'extérieur de la poutre. 10) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 7 caractérisé en ce 10 que l'axe de plus grande dimension des sections des éléments additionnels (24) présente un angle teta par rapport à l'axe ou à la face de fixation des éléments additionnels (24) sur la structure principale (3) ou (5).15