Brevet FR3058945A1 — publié le 20180525

DISPOSITIF DE SUSPENSION A BIELLETTES POUR SIEGE DE VEHICULE AUTOMOBILE. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte d'une manière générale à un dispositif de suspension pour siège de véhicule, notamment de type automobile. Arrière-plan de l'invention En phase de roulement d'un véhicule, les aspérités de la route génèrent des vibrations qui se répercutent partiellement au niveau des sieges et impactent négativement le niveau confort des occupants de ce véhicule. En outre, à terme, la répétition de ces vibrations peut avoir des 15 conséquences sur leur état de santé en causant par exemple des traumatismes au niveau des lombaires. Afin de limiter ces vibrations, il est connu de prévoir un dispositif de suspension au niveau d'un siège. La demande de brevet EP 0600855A4 propose un tel dispositif de 20 suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise montée sur une structure support destinée à être amarrée au plancher du véhicule et par l'intermédiaire d'une pluralité de bras de liaison agencés en ciseaux de sorte à permettre aux cadre d'assise et à la structure support de se déplacer de manière parallèle l'un par rapport à 25 l'autre , le dispositif de suspension comportant une paire de chemins de came ménagés sur les bras de liaison et présentent des profilés dans lesquels s'engagent des roulettes fixées à des ressorts ancrés sur la base support. Lors du mouvement du cadre d'assise en direction de la structure 30 support, les ressorts s'étendent au fur et à mesure que les roulettes se déplacent le long des voies de came afin d'appliquer une force de rappel sur le cadre d'assise et la structure support. Ce type de dispositif de suspension ne permet toutefois pas d'obtenir un filtrage satisfaisant des tressautements de la route. 3058945 2 En outre, Le corps humain présentant en position assise une fréquence propre d'oscillation verticale de l'ordre de 3Hz, on comprend que ce dernier sera donc particulièrement sensible aux vibrations présentant des fréquences proches de cette valeur (apparition du 5 phénomène de résonnance). Dans un tel cas de figure, l'occupant du siège effectue des oscillations verticales dont l'amplitude augmente, ce qui est particulièrement désagréable et peut s'avérer dangereux lorsqu'il s'agit du siège conducteur. 10 Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à proposer un dispositif de suspension pour siège de véhicule permettant d'obtenir un filtrage satisfaisant des tressautements et de limiter l'amplitude des oscillations verticales de l'occupant du siège autour de sa fréquence propre. Elle propose à cet effet, un dispositif de suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise monté sur une structure support destinée à être amarrée au plancher dudit véhicule ; caractérisé en ce que ledit dispositif de suspension comporte : - un arbre transversal destiné à être couplé audit cadre d'assise et monté à coulissement vertical le long de moyens de guidage fixés à un châssis destiné à être lié à ladite structure support, - une première biellette le long de laquelle ledit arbre transversal est monté coulissant, - une deuxième biellette présentant une première extrémité montée pivotante selon un premier axe transversal fixé audit châssis et dont la seconde extrémité est montée articulée à rotation selon un deuxième axe transversal sur une première extrémité de ladite première biellette, ladite deuxième biellette reposant en appui sur un ressort de compression solidaire dudit châssis, et - un bras monté à coulissement longitudinal dans un fourreau monté rigidement sur une butée élastique solidaire dudit châssis, l'extrémité du bras saillant dudit fourreau étant montée articulée à 3058945 3 rotation selon un troisième axe transversal sur la seconde extrémité de ladite première biellette. Le dispositif de suspension selon l'invention permet d'obtenir un très bon niveau de confort pour le passager assis sur le siège. Il offre 5 notamment un filtrage particulièrement efficace des tressautements de la route présentant des fréquences d'oscillation comprises entre 4 et 8Hz. Ce dispositif permet également de limiter les débattements verticaux du passager lorsque le véhicule est soumis à des fréquences 10 inférieures ou égales à 3Hz, c'est à dire proches de la fréquence propre d'oscillation du corps humain en position assise. Selon des caractéristiques préférées du dispositif de suspension, prises seules ou en combinaison : - celui-ci est configuré de sorte que ladite butée élastique 15 supporte la majeure partie de la charge s'exerçant sur ledit arbre en configuration d'utilisation dudit dispositif lorsqu'un passager occupe ledit siège ; - la raideur dudit ressort est sensiblement constante et comprise entre 3 et 5 N/mm ; 20 - la raideur de ladite butée élastique varie selon une fonction croissante de son écrasement ; - ladite butée élastique est en polyuréthane ; - ledit châssis est constitué par une cassette logeant lesdites biellettes, ledit bras, ledit ressort et ladite butée élastique, et en ce que 25 ledit arbre traverse au moins l'une des parois latérales de ladite cassette au niveau d'une découpe verticale s'étendant sur une hauteur suffisante pour ne pas interférer avec ledit arbre lors de son déplacement ; - lesdits moyens de guidage dudit arbre comportent deux 30 glissières de guidage verticales disposées symétriquement de part et d'autre de ladite première biellette et fixées aux deux parois latérales de ladite cassette ; et/ou 3058945 4 - ledit ressort est entouré d'un dispositif de guidage cylindrique télescopique comprenant une pluralité de tubes coaxiaux imbriqués ; L'invention vise également sous un second aspect un siège de 5 véhicule comprenant un cadre d'assise monté sur une structure support, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tel dispositif de suspension. Selon une caractéristique préférée, ledit siège comporte deux tels dispositifs de suspension disposés symétriquement par rapport à son 10 axe longitudinal median. Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre 15 illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'une armature d'assise dotée de deux cassettes logeant chacune un dispositif de suspension selon l'invention ; 20 - la figure 2 est une vue de coupe selon le plan longitudinal médian de l'un des dispositifs de suspension de la figure 1 montré dans sa configuration initiale au repos ; et - la figure 3 représente une vue semblable à la figure 2 mais montrant le dispositif de suspension en configuration d'utilisation au 25 repos. Description détaillée d'un mode de réalisation Les termes « avant », « arrière », « haut », « bas », « supérieur », « inférieur », « latéral », « longitudinal » et 30 « transversal » employés dans la suite de cette description sont définis par rapport à la position de montage d'un siège de véhicule automobile dans l'habitacle de ce véhicule. 3058945 5 La figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'une armature d'assise 1 d'un siège de véhicule automobile. Cette armature 1 comporte un cadre d'assise métallique rigide 2 formé par deux flasques latéraux 3, 4 disposés en regard l'un de l'autre, 5 et entre lesquels s'étendent une barre de liaison transversale avant (non représentée sur la figure 1 pour faciliter la lecture) et une barre de liaison transversale arrière 5. Le cadre d'assise 2 est monté articulé, par l'intermédiaire de deux couples respectifs de biellettes avant 7, 8 et arrière 9, 10 sur deux rails 10 11, 12 mobiles à coulissement le long de deux glissières longitudinales 13, 14 ancrées au plancher du véhicule, de sorte à permettre un réglage longitudinal de la position de l'assise. Plus précisément, la première extrémité de chaque biellette avant 7, 8 est montée articulée en rotation autour d'un premier axe 15 transversal sur un flasque latéral 3, 4 du cadre d'assise 2, tandis que sa seconde extrémité est montée articulée en rotation autour d'un deuxième axe transversal sur un pied support avant 15, 16 fixé à la partie avant d'un rail 11, 12 (et donc amarré au plancher du véhicule). La première extrémité de chaque biellette arrière 9, 10 est 20 articulée en rotation autour d'un troisième axe transversal sur la barre de liaison transversale arrière 5 du cadre d'assise 2 à proximité d'un flasque latéral 3, 4, tandis que sa seconde extrémité est articulée en rotation autour d'un quatrième axe transversal sur un arbre suspendu 34, 134 d'un dispositif de suspension 30, 130 logé dans une cassette 31, 25 131 fixée sur un pied support arrière 17, 18 lui-même ancré à la partie arrière d'un rail support 11, 12 (et donc amarré au plancher du véhicule). L'armature d'assise 1 comporte en outre un module de rehausse (non représenté sur la figure 1) coopérant avec la biellette arrière 10 30 pour l'entrainer à rotation (ainsi que les trois autres biellettes 7, 8, 9 du fait de la rigidité intrinsèque du cadre d'assise 2) de sorte à provoquer une variation de la hauteur d'assise. Un tel module de rehausse, bien connu de l'homme du métier, comporte un pignon disposé du côté interne du flasque latéral 4 et 3058945 6 engrainé avec un secteur denté 22 situé en périphérie d'une excroissance que présente la biellette arrière 10. Ce pignon est relié par un arbre traversant le flasque latéral 4 à une molette de réglage disposée du côté externe de ce flasque 4 de 5 sorte que la rotation de cette molette par un utilisateur entraine celle du pignon et donc celle de la biellette arrière dentée 10. On va maintenant décrire le dispositif de suspension 30 en détails à l'appui des figures 2 et 3, en précisant que le dispositif 130 lui est semblable symétriquement par rapport à l'axe longitudinal médian du 10 siège. Le dispositif 30 comporte un châssis constitué par une cassette sensiblement parallélépipédique 31 fixée sur le pied support arrière 17 et constituée de deux corps creux 31A, 31B assemblés par des vis de sorte à définir un logement interne. 15 La cassette 31 loge une biellette centrale 32 traversée, au niveau d'une lumière 33 s'étendant sur la quasi-totalité de sa longueur, par un arbre transversal 34 couplé à la barre de liaison arrière 5 du cadre d'assise 2 et monté coulissant le long de cette biellette 32. Cet arbre transversal 34 est également monté coulissant 20 verticalement le long de deux glissières de guidage verticales 35 disposées symétriquement de part et d'autre de la biellette centrale 32 et fixées aux deux parois latérales verticales 36 de la cassette 31. Cette dernière présente sur chacune de ses parois latérales 36 une découpe verticale 37 traversée par l'arbre transversal 34 et 25 s'étendant sur une hauteur suffisante pour ne pas interférer avec cet arbre 34 lors de son déplacement. La cassette 31 loge également une deuxième biellette 38 présentant une première extrémité montée pivotante selon un premier axe transversal A fixé aux parois latérales 36 de cette cassette 31. 30 La seconde extrémité de cette deuxième biellette 38 est montée articulée à rotation selon un deuxième axe transversal B sur une première extrémité de la biellette centrale 32. Cette deuxième biellette 38 repose à proximité de sa seconde extrémité sur une tête support 39 fixée à l'extrémité supérieure d'un 3058945 7 ressort hélicoïdal de compression vertical 40 dont l'extrémité inférieure est elle-même fixée à la paroi inférieure 41 de la cassette 31. Afin d'éviter les risques de flexion longitudinale de ce ressort 40, ce dernier est entouré d'un dispositif de guidage cylindrique 5 télescopique 42 comprenant une pluralités de tubes coaxiaux imbriqués. La cassette 31 loge en outre un bras 43 monté longitudinalement à coulissement dans un fourreau horizontal 44 fixé à l'extrémité supérieure d'une butée élastique 45 s'étendant verticalement depuis un support 46 fixé à la paroi inférieure 41 de cette cassette 31. 10 L'extrémité du bras 43 saillant du fourreau 44 est montée articulée à rotation selon un troisième axe transversal C mobile sur la seconde extrémité de la biellette centrale 32. Le ressort 40 présente avantageusement une raideur sensiblement constante et comprise de préférence entre 3 et 5 N/mm. 15 La butée élastique 45, constituée de préférence en polyuréthane, présente quant à elle une raideur variant selon une fonction croissante de l'écrasement de son écrasement (autrement dit de la charge appliquée sur l'arbre 34 et donc de la masse de l'occupant du siège). Sur la figure 2, ce dispositif de suspension 30 est représenté dans 20 sa configuration initiale au repos lorsqu'aucun passager n'est assis sur le siège et en l'absence de tressautements de la route. Comme on peut le remarquer sur cette figure, l'arbre 34 se trouve alors à proximité de la seconde extrémité de la biellette centrale 32, de sorte que l'effort de poids exercé par le siège vide sur cet arbre 34 soit 25 supporté principalement par la butée élastique 43. Lorsqu'un passager s'assoit sur le siège, l'arbre 34 descend verticalement en entrainant l'abaissement de la biellette centrale 32 ce qui provoque d'une part le pivotement vers le bas de la deuxième biellette 38 et la compression du ressort 40, ainsi que d'autre part la 30 descente du sous-ensemble bras 43/fourreau 44 (le bras 43 coulissant en outre dans le fourreau 44) et la compression de la butée élastique 45. Le dispositif occupe alors sa configuration d'utilisation au repos illustrée par la figure 3) dans laquelle l'effort de poids exercé par le 3058945 8 siège vide sur cet arbre 34 est toujours supporté très majoritairement par la butée élastique 45 dont la raideur est alors nettement supérieure à celle du ressort 40. Lorsque le véhicule est soumis à des tressautements de la route, 5 ces derniers vont être essentiellement filtrés par les oscillations du ressort 40 dont la raideur est nettement plus faible que celle la butée élastique 45 sur la plage fonctionnelle de déplacement vertical de l'arbre 34 autour de la position d'équilibre de la figure 3 (cette raideur variant par exemple de 15 à 150 N/mm sur cette plage). 10 La raideur importante de la butée élastique sur la plage fonctionnelle permet en outre de limiter les débattements verticaux du passager assis sur le siège. Selon des variantes de réalisation non représentées, certains éléments du dispositif de suspension sont conformés différemment. 15 Tel est notamment le cas des moyens de coulissement vertical de l'arbre et des moyens de coulissement de ce même arbre le long de la biellette centrale. Le ressort peut également être de type mécanique non hélicoïdal ou bien encore de type pneumatique, tandis que la butée élastique peut 20 être constituée en caoutchouc ou dans un autre polymère thermoplastique. On rappelle enfin que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier. 25 REVENDICATIONS1. Dispositif de suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise (2) monté sur une structure support (11, 12, 15, 16, 17, 18) destinée à être amarrée au plancher dudit véhicule ; caractérisé en ce que ledit dispositif de suspension comporte : - un arbre transversal (34) destiné à être couplé audit cadre d'assise (2) et monté à coulissement vertical le long de moyens de guidage (35) fixés à un châssis (31) destiné à être lié à ladite structure support, - une première biellette (32) le long de laquelle ledit arbre transversal (34) est monté coulissant, - une deuxième biellette (38) présentant une première extrémité montée pivotante selon un premier axe transversal (A) fixé audit châssis (31) et dont la seconde extrémité est montée articulée à rotation selon un deuxième axe transversal (B) sur une première extrémité de ladite première biellette (32), ladite deuxième biellette (38) reposant en appui sur un ressort de compression (40) solidaire dudit châssis (31), et - un bras (43) monté à coulissement longitudinal dans un fourreau (44) monté rigidement sur une butée élastique (45) solidaire dudit châssis (31), l'extrémité du bras (43) saillant dudit fourreau (44) étant montée articulée à rotation selon un troisième axe transversal (C) sur la seconde extrémité de ladite première biellette (32). 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est configuré de sorte que ladite butée élastique (45) supporte la majeure partie de la charge s'exerçant sur ledit arbre (34) en configuration d'utilisation dudit dispositif lorsqu'un passager occupe ledit siège. 3058945 10 3. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la raideur dudit ressort (40) est sensiblement constante et comprise entre 3 et 5 N/mm. 4. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 5 3, caractérisé en ce que la raideur de ladite butée élastique (45) varie selon une fonction croissante de son écrasement. 5. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite butée élastique (45) est en polyuréthane. 6. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 10 5, caractérisé en ce que ledit châssis est constitué par une cassette logeant lesdites biellettes (32, 38), ledit bras (43), ledit ressort (40) et ladite butée élastique (45), et en ce que ledit arbre (34) traverse au moins l'une des parois latérales (36) de ladite cassette (31) au niveau d'une découpe verticale (37) s'étendant sur une hauteur suffisante pour 15 ne pas interférer avec ledit arbre (34) lors de son déplacement. 7. Dispositif de suspension selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage dudit arbre (34) comportent deux glissières de guidage verticales (35) disposées symétriquement de part et d'autre de ladite première biellette (32) et 20 fixées aux deux parois latérales (36) de ladite cassette (31). 8. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit ressort (40) est entouré d'un dispositif de guidage cylindrique télescopique (42) comprenant une pluralité de tubes coaxiaux imbriqués. 25 9. Siège de véhicule comprenant un cadre d'assise (2) monté sur une structure support (11, 12, 15, 16, 17, 18), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de suspension (30, 130) selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Siège de véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce 30 qu'il comporte deux dits dispositifs de suspension disposés symétriquement par rapport à son axe longitudinal médian.