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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Ressort et-ses applications, notamment à la suspension des automobiles.
La présente invention a pour objet un ressort de torsion d'un nouveau genre, ainsi que l'application de ce ressort à la suspension des véhicules, en particulier des automobiles.
Contrairement aux barres de torsion bien connues, le nouveau ressort a l'avantage d'étre à la fois élastique à la torsion et résistant à la flexion, ce qui permet de l'employer comme ressort porteur et de simplifier ainsi la construction du véhicule suspendu, en supprimant les organes rigides de support ou de guidage nécessaires avec les ressorts actuels. En outre le nouveau ressort, lorsqu'il est maintenu en un point intermédiaire de sa longueur et qu'un effort de torsion est exercé sur une de ses extrémités, a la propriété
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de transmettre l'effort en sens inverse à son autre extrémité en agissant à la manière d'un balancier compensateur, ce qui procure une suspension stable et auto-amortie.
Suivant 15invention, le ressort élastique à la torsion et résistant à la flexion est constitué par un tube fendu longitudinalement, de façon à pouvoir se tordre hélicoïdalement moyennant un déplacement longitudinal relatif des lèvres de la fente, dont l'écartement est de préférence maintenu uniforme sur toute la longueur du tube en torsion, par des cannelures du tubes qui l'empêchent de se déformer coniquement. La section tubulaire du ressort lui assure une résistance à la flexion considérable sans que la flexibilité à la torsion en soit affectée, la première dépendant essentiellement du diamètre du tube et la seconde de l'épaisseur de sa paroi.
Une application très intéressante du ressort tubulaire à la suspension des véhicules, basée sur la propriété d'être porteur, consiste à former les longerons du châssis du véhicule au moyen de deux de ces ressorts, reliés par des traverses et-unis à leurs extrémités de bras latéraux supportant le châssis sur les roues. La carrosserie peut être montée directement sur les ressorts formant longerons.
Afin que l'invention soit clairement comprise on se référera dans la suite de la description aux dessins annexés, dans lesquels:
Figs 1 à 5 montrent divers montages du ressort tubulaire,
Fig. 6 représente à plus grande échelle différentes formes de cannelures du ressort,
Figs. 7 et 8 sont respectivement un plan et une vue de coté schématiques d'un châssis d'automobile dont les longerons sont deux ressorts tubulaires.
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Fig. 3 est une coupe transversale du châssis par la ligne IX-IX de la Fig. 8.
Fig. 10 représente à plus grande échelle le détail de la suspension d'une roue,.le montage du bras de suspension sur le ressort tubulaire étant montré en coupe transversale par la ligne X-X de la Fig. Il, et
Fig. 11 est une coupe longitudinale de ce montage par la ligne XI-XI de la Fig. 10
Sur les différentes figures, 1 désigne le ressort tubulaire, 2 la fente longitudinale ouverte d'un bout à l'autre du tube et 3 les cannelures destinées à assurer, à la torsion, une déformation mûrement hélicoïdale du tube, sans conicité qui aurait pour effet de rétrécir la fente 2 à l'extrémité du tube qui reçoit la torsion et de l'élargir vers l'extrémité opposée.
Ces cannelures 3, comme c'est montré respectivement en a, b, c et d sur la Fig. 6, peuvent être des bourrelets renforçant les lèvres de la fente, des ondulations de la paroi du tube ou des nervures ménagées à l'extérieur ou à l'intérieur du tube.
La Fig. 1 représente le ressort 1 maintenu à une extrémité dans un manchon fixe 4 et portant un bras latéral 5 calé sur son extrémité opposée, tel qu'un bras de suspension de roue indépendante d'automobile. Toute oscillation du bras 5 autour de l'axe du manchon 4 se traduit par une torsion du ressort 1, avec déplacement longitudinal relatif des lèvres de la fente 2, sans flexion du ressort auquel sa section tubulaire confère de la rigidité.
A section et épaisseur de paroi égales, la flexibilité du ressort 1 à la torsion dépend de sa longueur. Comme le montre la Fig. 2, on peut régler la flexibilité du ressort
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1 en. lui faisant comporter au-delà du bras 5 un prolongement 6 de longueur convenable qui participe à la torsion et, par conséquent, influe sur le degré de flexibilité du ressort.
Sur la Fig. 3, le ressort 1 est maintenu en son milieu par la manchon fixe 4 et il porte à chaque extrémité un bras latéral 5, 5'. Ainsi qu'il sera expliqué ci-après avec référence aux Figs. 7 et 8, une torsion exercée par le levier 5 dans le sens des aiguilles d'une montre, par exemple, est transmise par le ressort 1 en sens inverse au levier 5', à travers le manchon fixe 4 qui joue plus ou moins le rôle du pivot d'un balancier constitué lui-même par le ressort.
L'oscillation du balancier est remplacée ar la torsion du ressort, lequel oppose naturellement une résistance élastique à cette torsion comme si l'oscillation du balancier était contrariée par un ressort.
Les deux parties du ressort 1 situées de part et d'autre du manchon 4 peuvent être rendues de flexibilité différente, soit en rapprochant le manchon 4 de l'une des extrémités du ressort plus que de l'autre, soit en conservant la position médiane du manchon 4 mais en allongeant le ressort à une extrémité, au-delà du bras 5, par un prolongement 6 (Fig. 4). On peut aussi prévoir des prolongements 6, 6' aux deux extrémités du ressort (Fig. 5).
Les Figs. 7 et 8 montrent un châssis d'automobile dont les longerons sont formés chacun d'un ressort tubulaire 1 sortant aux extrémités les bras de suspension 5, 5' des roues 7, 7'. Une traverse médiane 8 relie les deux manchons fixes 4 traversés par les ressorts, et deux traverses d'extrémité 9, 9' assurant le parallélisme des ressorts complètent le cadre du châssis.
En supposant que l'une des roues 7' de la paire de
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roues 7, 7' d'un même côté du châssis soit soulevée par une saillie de la route, le bras 5' portant cette roue oscille vers le haut et exerce une torsion sur le ressort 1 correspondant. Celui-ci,setord en hélice, à travers le manchon 4, jusqu'à son autre extrémité portant le bras 5 de la roue 7, et on peut se rendre compte d'après le dessin que la torsion transmise à cette extrémité est de sens inverse, c'est-à-dire qu' elle tend à abaisser le bras 5 ou, si le bras 5 appuyé sur la roue 7 résiste, à soulever cette extrémité du ressort de la même quantité que l'extrémité portant le bras 5'.
Par conséquent le châssis demeure horizontal et le choc ne produit ni cabrage du châssis ni coup de raquette, tandis que l'oscillation est amortie par le ressort lui-mème qui, du fait que ses deux extrémités sont chargées, n'a pas tendance à dépasser l'état d'équilibre auquel il revient en se détordant. En outre, une impulsion imprimée aux roues- avant, par exemple, ne tend pas à faire balancer la voiture autour de son centre de gravité, mais bien à élever verticalement toute la masse de la voiture, ce qui assure une stabilité remarquable.
Suivant la charge de l'automobile et l'état de la route, on peut régler la tension initiale des ressorts 1 en modifiant la position angulaire des manchons fixes 4.
A cet effet, chaque manchon 4 peut tourner dans la traverse 8 sous l'action d'un tendeur 10 à écrou 11 reliant un bras 12 du manchon à une oreille 13 de la traverse (Figs.8 et 9).
Il est évident qu'on peut prévoir, par un système hydraulique ou autre, de commander en marche le changement de tension des tubes, séparément, simultanément ou inversement, en agissant sur les leviers 12.
Le montage des manchons 4 et des bras porte-roue 5
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sur les ressorts 1 doit être réalisé de façon à ne pas entraver le déplacement longitudinal relatif des lèvres de la fente 2 du ressort, qui se produit à la torsion. On y arrive de façon simple, suivant l'invention, ¯en faisant le montage sur caoutchouc comme c'est montré sur les Figs. 10 et 11, qui représentent le montage d'un bras porte-roue.
Sur le ressort cannelé 1 est glissée, avec interposition d'une mince fourrure de caoutchouc 14, une douille 15 à canne- lures intérieures frettée dans une virole 16 à laquelle est fixé le bras porte-roue 5, et le tout est serré a.u moyen d'un bloc de caoutchouc 17 logé dans le ressort, que l'on dilate radialement à l'aide d'un boulon 18. Le bras 5 est ainsi ri- gidement calé sur le ressort, mais le caoutchouc de la four- rure 14 et du bloc 17 se prête au léger déplacement longitudi- nal des lèvres de la fente 2 du ressort qui permet la torsion de celui-ci.
On peut aussi monter sur caoutchouc la liaison entra le bras 5 et la traverse 9, en interposant des fourrures de caoutchouc 19 entre la virole 16 et les bagues 20 de la traverse, de telle façon que toutes les articulations du châssis d'automobile soient montées sur caoutchouc et ne né- cessitent donc pas de graissage. Les manchons 4 sont montés sur les ressorts de la même manière que les viroles 16 des bras porte-roue.
Dans l'exemple d'exécution pratique représenté sur la Fig. 10, le bras porte-roue 5 forme un coté d'un parallélogramme déformable complété par la traverse 9, la tête de fusée 21 et un second bras 22 articulé en 23 à la traverse. Il va de soi qu'au lieu du bras 5, le bras supé- rieur 22 peut être monté sur un ressort en tube, ou bien il peut y avoir deux ressorts, un pour chaque ras 5 et 22, par exemple lorsque le véhicule est lourd. 24 et 25 sont deux @ cardans de l'arbre moteur 26, prévu dans le casoù la roue est
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Les ressorts tubulaires 1 étant rigides à la flexion, peuvent porter directement le moteur et la carrosserie de l'automobile que l'on y attache au moyen de manchons également montés sur caoutchouc.
De ce fait., la construction de l'automobile se trouve simplifiée dans un mesure considérable.
Bien entendu, toutes les formas d'exécution du ressort tubulaire et toutes ses applications d'une manière générale rentrent dans le cadre de l'invention, les exemples décrits et représentés n'ayant pas un caractère limitatif.
REVENDICATIONS.
1) Ressort de torsion, caractérisé en ce qu'il est formé d'un tube fendu longitudinalement d'un bout à l'autre.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
PATENT OF INVENTION Spring and its applications, in particular to the suspension of automobiles.
The present invention relates to a torsion spring of a new type, as well as the application of this spring to the suspension of vehicles, in particular automobiles.
Unlike the well-known torsion bars, the new spring has the advantage of being both torsionally elastic and bending resistant, which allows it to be used as a carrier spring and thus simplifies the construction of the suspended vehicle. , by eliminating the rigid support or guide members required with the current springs. In addition, the new spring, when it is held at an intermediate point of its length and a torsional force is exerted on one of its ends, has the property
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to transmit the force in the opposite direction to its other end by acting in the manner of a compensating balance, which provides a stable and self-damping suspension.
According to the invention, the spring elastic to torsion and resistant to bending is constituted by a tube slit longitudinally, so as to be able to twist helically by means of a relative longitudinal displacement of the lips of the slot, the spacing of which is preferably kept uniform over the entire length of the torsion tube, by grooves in the tube which prevent it from deforming conically. The tubular section of the spring provides it with considerable flexural strength without affecting the flexibility to torsion, the first depending essentially on the diameter of the tube and the second on the thickness of its wall.
A very interesting application of the tubular spring to the suspension of vehicles, based on the property of being load-bearing, consists in forming the side members of the chassis of the vehicle by means of two of these springs, connected by cross members and united at their ends of side arms supporting the frame on the wheels. The body can be mounted directly on the springs forming the side members.
In order for the invention to be clearly understood, reference will be made in the remainder of the description to the accompanying drawings, in which:
Figs 1 to 5 show various assemblies of the tubular spring,
Fig. 6 shows on a larger scale different shapes of spring splines,
Figs. 7 and 8 are respectively a plan and a side view schematic of an automobile chassis whose side members are two tubular springs.
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Fig. 3 is a cross section of the frame taken along the line IX-IX of FIG. 8.
Fig. 10 shows on a larger scale the detail of the suspension of a wheel, the mounting of the suspension arm on the tubular spring being shown in cross section by the line X-X in FIG. He is
Fig. 11 is a longitudinal section of this assembly taken by line XI-XI of FIG. 10
In the various figures, 1 designates the tubular spring, 2 the longitudinal slot open from one end of the tube to the other and 3 the splines intended to ensure, under torsion, a materially helical deformation of the tube, without taper which would result in effect of narrowing the slot 2 at the end of the tube which receives the twist and widening it towards the opposite end.
These grooves 3, as shown respectively at a, b, c and d in FIG. 6, may be beads reinforcing the lips of the slot, corrugations in the wall of the tube or ribs formed on the outside or inside of the tube.
Fig. 1 shows the spring 1 held at one end in a fixed sleeve 4 and carrying a side arm 5 wedged on its opposite end, such as a suspension arm of an independent wheel of an automobile. Any oscillation of the arm 5 around the axis of the sleeve 4 results in a torsion of the spring 1, with relative longitudinal displacement of the lips of the slot 2, without bending of the spring to which its tubular section gives rigidity.
With equal section and wall thickness, the flexibility of the spring 1 to torsion depends on its length. As shown in Fig. 2, the spring flexibility can be adjusted
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1 in. making it include beyond the arm 5 an extension 6 of suitable length which participates in the torsion and, consequently, influences the degree of flexibility of the spring.
In Fig. 3, the spring 1 is held in its middle by the fixed sleeve 4 and it carries at each end a lateral arm 5, 5 '. As will be explained below with reference to Figs. 7 and 8, a torsion exerted by the lever 5 in the direction of clockwise, for example, is transmitted by the spring 1 in the opposite direction to the lever 5 ', through the fixed sleeve 4 which plays more or less the role of the pivot of a balance itself constituted by the spring.
The oscillation of the balance is replaced by the torsion of the spring, which naturally opposes an elastic resistance to this torsion as if the oscillation of the balance were thwarted by a spring.
The two parts of the spring 1 located on either side of the sleeve 4 can be made of different flexibility, either by bringing the sleeve 4 closer to one end of the spring more than the other, or by keeping the middle position sleeve 4 but by extending the spring at one end, beyond the arm 5, by an extension 6 (Fig. 4). It is also possible to provide extensions 6, 6 'at both ends of the spring (Fig. 5).
Figs. 7 and 8 show an automobile frame, the side members of which are each formed of a tubular spring 1 exiting at the ends the suspension arms 5, 5 'of the wheels 7, 7'. A central cross member 8 connects the two fixed sleeves 4 through which the springs pass, and two end cross members 9, 9 'ensuring the parallelism of the springs complete the frame of the chassis.
Assuming one of the 7 'wheels of the pair of
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wheels 7, 7 'on the same side of the frame is raised by a projection from the road, the arm 5' carrying this wheel oscillates upwards and exerts a torsion on the corresponding spring 1. This one, set in a helix, through the sleeve 4, to its other end carrying the arm 5 of the wheel 7, and it can be seen from the drawing that the torsion transmitted to this end is meaningful inverse, that is to say that it tends to lower the arm 5 or, if the arm 5 pressed on the wheel 7 resists, to raise this end of the spring by the same amount as the end carrying the arm 5 ' .
Consequently the frame remains horizontal and the shock does not produce either tilting the frame or racket stroke, while the oscillation is damped by the spring itself which, because its two ends are loaded, does not tend to go beyond the state of equilibrium to which it returns by untwisting. In addition, an impulse given to the front wheels, for example, does not tend to make the car sway around its center of gravity, but rather to raise the whole mass of the car vertically, which ensures remarkable stability.
Depending on the load on the car and the condition of the road, the initial tension of the springs 1 can be adjusted by modifying the angular position of the fixed sleeves 4.
To this end, each sleeve 4 can rotate in the cross member 8 under the action of a tensioner 10 with a nut 11 connecting an arm 12 of the sleeve to an ear 13 of the cross member (Figs.8 and 9).
It is obvious that provision can be made, by a hydraulic or other system, to control the change in tension of the tubes, separately, simultaneously or vice versa, by acting on the levers 12.
Assembly of sleeves 4 and wheel support arms 5
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on the springs 1 must be made so as not to hinder the relative longitudinal displacement of the lips of the slot 2 of the spring, which occurs in torsion. This is achieved in a simple manner, according to the invention, by mounting on rubber as shown in Figs. 10 and 11, which represent the assembly of a wheel carrier arm.
On the splined spring 1 is slid, with the interposition of a thin rubber fur 14, a bush 15 with internal grooves hooped in a ferrule 16 to which the wheel-carrying arm 5 is fixed, and the whole is tightened by means of a rubber block 17 housed in the spring, which is radially expanded using a bolt 18. The arm 5 is thus firmly wedged on the spring, but the rubber of the fur 14 and the block 17 lends itself to the slight longitudinal displacement of the lips of the slot 2 of the spring which allows the latter to twist.
It is also possible to mount on rubber the connection between the arm 5 and the cross member 9, by interposing rubber linings 19 between the ferrule 16 and the rings 20 of the cross member, so that all the articulations of the automobile frame are mounted. on rubber and therefore do not require lubrication. The sleeves 4 are mounted on the springs in the same way as the ferrules 16 of the wheel carrier arms.
In the practical embodiment shown in FIG. 10, the wheel-carrying arm 5 forms one side of a deformable parallelogram completed by the cross member 9, the spindle head 21 and a second arm 22 articulated at 23 to the cross member. It goes without saying that instead of the arm 5, the upper arm 22 may be mounted on a tube spring, or there may be two springs, one for each level 5 and 22, for example when the vehicle is being driven. heavy. 24 and 25 are two @ cardan shafts of the motor shaft 26, provided in the case where the wheel is
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The tubular springs 1 being rigid in bending, can directly support the engine and the body of the automobile which are attached thereto by means of sleeves also mounted on rubber.
As a result, the construction of the automobile is simplified to a considerable extent.
Of course, all the embodiments of the tubular spring and all its applications in general come within the scope of the invention, the examples described and shown not having a limiting nature.
CLAIMS.
1) Torsion spring, characterized in that it is formed of a tube split longitudinally from one end to the other.