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SUSPENSION ELASTIQUE POUR CYCLES ET VEHICULES LEGERS ANALOGUES
Cette invention concerne les suspensions élastiques des roues avant des cycles et véhicules légers analogues tels que les cycles propulsés par un moteur du type dans lequel le moyeu de la roue avant du véhicule est supporté par une extrémité d'une fourche supplémentaire soumise à la charge d'un res- sort et articulée par des paires de biellettes parallèles à des points de la direction du cycle ou du véhicule légero
La suspension élastique.\! objet de la présente invention est du ty- pe sus-rappelé mais est caractérisée en ce que la fourche élastique supplémen- taire porte une pièce travaillant en cantilever formant pont constituant la butée d'appui d'un ressort de compression logé principalement à l'intérieur du tube de direction et supportant la charge du système de
suspension en sous- trayant ainsi les pivots d9articulation placés entre la fourche élastique et la fourche de direction aux forces de cisaillement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention la pièce for- mant pont travaillant en cantilever est disposée entre les branches de la four- che de direction au-dessous de sa tête et est munie d'un téton dressé de mise en place recevant l'extrémité inférieure du ressort à l'endroit où celui-ci prend appui contre cette pièce formant ponto
La disposition est étudiée de telle sorte que la majeure partie de la charge qui pèse sur la suspension agisse par l'intermédiaire de la four- che supplémentaire et du tube de la colonne de direction et du ressort de jonction et non pas par l'intermédiaire du système articulée en sorte que les pivots sont soustraits aux forces de cisaillemento
Le système articulé et la pièce formant pont sont rationnellement montés de telle sorte
que le ressort se trouve sensiblement dans l'alignement axial du tube de la colonne de direction pendant toutes les déflexions de la suspension.
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A la pièce formant pont est, en outre, incorporée de préférence une pièce de fixation d'un frein à levier en compas, de telle sorte que ce dernier puisse être infléchi avec la roue avant et son garde-boue par rapport à l'ensemble du système de direction du véhiculée La pièce formant pont assu- re également la fixation du garde-boueo
Les dessins schématiques annexés représentent un mode de réalisa- tion préféré de l'objet de l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation de face avec coupe partielle de la suspension de la roue avant d'un cycleo
La figure 2 est une vue en élévation latérale de cette suspension, certaines parties de la roue du cycle et du garde-boue étant également rerésentéeso g
La figure 3 est une vue en coupe verticale par la ligne 3-3 en fi- gure 1.
La figo 4 est une vue en coupe verticale fragmentaire faite per- pendiculairement à la figure 3 montrant la suspension en position entièrement infléchie et en supposant que le système de ressorts se trouve sous compres- siono
La figo 5 est une vue en plan du dessus d'un palpnnier unitaire prévu dans cette suapensiono
La figo 6 est une vue en coupe par la ligne 6-6 en fig. 2.
Comme représenté,, une fourche élastique supplémentaire 10 est dis- posée entièrement en avant de la direction du véhicule dont on peut dire, pour la commodité de l'exposé, qu'elle comprend une fourche 11 dont la tête 12 formant couronnement est fixée rigidement à l'extrémité inférieure du tu- be 13 de la colonne de directiono La fourche supplémentaire 10 a en section droite la forme d'une gouttièreo A leurs extrémités inférieures les branches de la fourche 10 sont renforcées par des goussets 14 montés dans les branches à profil en gouttière et fixés à elles.
Le corps c'est-à-dire la partie prin- cipale de chaque gousset 14 est placé à quelque distance de la base de la branche évidée dans laquelle il s'appuieo
Les extrémités inférieures des branches de la fourche supplémen- taire 10 sont coupées de la manière usuelle d'encoches 15 pour loger l'axe ou essieu de la roue avant (comme le montre la figure 2).
Dans le voisinage de leurs extrémités inférieures, les branches de la fourche supplémentaire 10 sont reliées aux extrémités inférieures des branches de la fourche de di- rection 11, tandis que les extrémités supérieures des branches de la fourche supplémentaire 10 sont reliées à la tête 12 de la fourche llo
A cet effet9 les extrémités épanouies en goussets des branches de la fourche supplémentaire 10 sont flanquées par des paires de biellettes parallèle 16 qui pivotent à leurs extrémités avant sur un axe 17 traversant des trous des branches 16 ainsi que ces extrémités épan@utes des branches et un manchon 18 à épaulement placé entre le gousset 14 et le bec des branches élégies de la fourche 10.
Un coussinet de portée 19 formé par exemple de bronze phosphoreux entoure le corps de l'axe 17 et prend appui dans le man- chon 18 dont les extrémités épaulées portent respectivement contre les fa- ces internes du gousset espacé 14 et contre l'embase de la gouttière. Une extrémité de l'axe de pivotement 17 peut être rivée en 20 par-dessus la bran- che 16 non loin du gousset 14, tandis que l'autre extrémité de cet axé 17, qui est filetée, fait saillie par rapport à l'autre biellette 16 et porte un écrou de fixation 21. Des rondelles 22 convenablement placées sont égale- ment montées sur l'axe de pivotement 17.
Les extrémités postérieures des biellettes 16 pivotent sur-l'axe 17 qui traverse des trous de ces biellet- tes ainsi que les extrémités inférieures aplaties 23 de la branche de la fourche de direction llo L'espacement des extrémités postérieures de la pai- re de biellettes 16 est maintenu par un manchon 24 présentant à une extrémi- té un épaulement prenant appui dans un trou de l'extrémité 23 de la fourche de direction 11 et dont l'autre extrémité bute contre la biellette externe
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16 de la paireo Un coussinet 19, un rivet et des écrous 20 et 21 de fixation de l'axe sont également prévus, de même que des rondelles 22 comme le met en évidence la figure 1.
Les biellettes 16 ont une longueur suffisante pour assu- rer un espacement adéquat entre les extrémités inférieures de la fourche sup- plémentaire 10 et la fourche llo
Les extrémités supérieures des branches de la fourche supplémentai- re 10 pivotent sur un axe 25 monté dans l'extrémité avant d'un palonnier uni- taire 26 disposé entre les extrémités supérieures des branches. Cet axe 25 est pourvu d'une tête 27 à l'une de ses extrémités et est fileté à son autre extré- mitéo Le palonnier 26 est espacé des extrémités supérieures des branches de la fourche supplémentaire 10 par des rondelles 28 et 29.
Les rondelles 29 présen- tent un épaulement à une extrémité pour s'appuyer dans la base de la gouttière formant chaque branche de la fourche 100 L'axe 25 est maintenu en position par un écrou de blocage garni d'une rondelle 30 et monté sur son extrémité filetée qui est implantée dans une rondelle taraudée adjacente 29 à épaulement (voir la figo 1). Un garnisseur 31 est placé à un endroit convenable sur l'extrémité avant du palonnier 26 pour permettre le graissage de l'axe de pivotement 25 et de son palier.
Le palonnier 26 est coudé vers le haut dans le voisinage de son extrémité avant pour passer librement entre les branches et au-delà des bran- ches de la fourche de direction 11 à l'endroit où elle est articulée sur des pattes de fixation 32 faisant saillie vers l'arrière à partir de la tête 12 de la fourche 11 et fixées rigidement à elle ou faisant corps avec elle. L'ar- ticulation de l'extrémité postérieure du palonnier 26 est assurée, comme cel- le de son extrémité antérieure, par un axe de pivotement 25 à tête monté dans le palonnier 26 et maintenu en position par un écrou de blocage avec rondelle 30.
Un graisseur 31 est prévu ici égalemento Le corps du palonnier 26 est plein à l'endroit situé entre ses extrémités pivotantes sauf qu'il y est prévu un orifice central 33 placé immédiatement au-dessous de l'extrémité inférieure béante du tube 13 de la colonne de direction.
Au-dessous de leur articulation sur le palonnier 26, les extré- mités supérieures des branches de la fourche supplémentaire 10 sont réunies par une pièce cintrée 34 formant pont en cantilever ménageant des bras-de-fi- xation élégis 35 se logeant dans les branches de la fourche supplémentaire 10 et rivés ou autrement fixés en 36 à la base de la gouttière formée par chaque brancheo Le pont 34 forme également au-dessus de ses bras 35 une plate-forme plane 37 qui s'étend vers l'arrière entre les branches de la fourche 11. Une bride de renforcement 38 intéressant les côtés et la partie postérieure du pont 34 pend au-dessous de la plate-forme 37 et relie les bras 35.
L'ensemble con- stitué par le pont 34., les bras 35., la plate-forme 37 et la bride 38 est obte- nu par moulage ou matriçage sous pression et possède donc la robustesse requi- se. Une plaque 39 en forme d'L est fixée sur la plate-forme 37 ; sa partie avant forme une patte relevée 40 qui est perforée pour livrer passage au boulon de fixation du frein à levier en compas (non représenté)o
Au-dessous de l'extrémité inférieure béante du tube 13 de la colon- ne de direction se trouve un téton dressé 41 placé dans son alignement axial et fixé à son extrémité inférieure à la plate-forme 37 et à la plaque 39.
Ce téton 41 forme l'organe de mise en place de l'extrémité inférieure d'un res- sort à boudin 42 agissant par compression dont le corps passe de bas en haut à travers l'orifice 33 du palonnier 26 et est logé dans une douille tubulaire 43 appuyée contre l'extrémité inférieure ouverte du tube 13 de la colonne de direction.
L'extrémité supérieure de la douille 43 est obturée par une plaque 44 formant une butée ou un coussin flexible pour l'extrémité supérieure du res- sort 42, tandis que l'embouchure de la douille 43 présente un épaulement 45 pour s'appuyer contre le pourtour du tube 13 à la base de la tête de fourche 12 ou bien (comme représenté) pour buter contre une rondelle 46 placée entre le pourtour du tube 13 et l'épaulement 450
Il est rationnel que l'embouchure de la douille 43 soit encochée sur les côtés opposés dans une direction axiale et évasée vers l'extérieur
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avant d'être introduite dans le tube 13, de façon que, lors de l'introduc- tion,
l'embouchure évasée 47 de la douille 43 vienne s'appuyer par flexibi- lité contre la surface conique interne de l'extrémité béante du tube 13.
Une rondelle ou un tampon en caoutchouc 48 appuyé contre la plaque 39 en- toure l'extrémité inférieure du ressort 42 et constitue une butée flexible pour l'épaulement 45 de la douille 43 lorsque la suspension fléchit au ma- ximum sous l'effet de la charge de compression du ressort 42.
Comme indi- qué par la figure 2., un garde-boue 49 peut être fixé à la bridé pendante 38 de la pièce 34 formant ponto
La construction est étudiée de telle sorte que, pendant toutes les déflexions dues à la charge et aux inégalités de la surface de la route, l'extrémité inférieure du ressort 42 se trouve sensiblement dans l'aligne- ment de l'axe du tube 13 de la colonne de direction et qu'aucun fléchisse- ment latéral capable de provoquer une cristallisation du métal ne se pro- duise.
Lorsque la suspension travaille sous une certaine charge, la fourche supplémentaire 10 est déviée par rapport à l'ensemble de la direction, les chocs ou les vibrations résultant de la charge étant absorbés par le res- sort 42 qui se trouve sous compression par suite des charges dues aux cahots et sous tension sous l'action de charges de rebondissement. Les mouvements de déflexion de la fourche supplémentaire 10, quand elle se trouve soumise à une charge, sont astreints grâce à sa liaison articulée avec la fourche de direction 11 à se produire dans un plan sensiblement parallèle à elle,
le choc dû à toute charge excessive provenant d'une dénivellation de la rou- te étant supporté par le coussin en caoutchouc 48 qui se meut avec le pont infléchi 34 pour engager l'extrémité inférieure de la douille tubulaire 43 dans le tube de la colonne de direction (voir figure 4).
L'orifice 33 du pa- lonnier 26 est suffisamment grand pour franchir le tampon de caoutchouc 48 et l'épaulement 45 de la douille 43.Comme l'extrémité inférieure de cette douille bute contre le tube de la colonne de direction, la charge s'exerçant sur le ressort 42 est transférée par la douille 43 à la base de la tête de fourche 120
La disposition particulière de la fourche supplémentaire 10 et du ressort 42 par rapport à l'ensemble formant la direction est telle que toute charge s'exerçant sur la suspension est supportée presque entièrement par l'intermédiaire de cette fourche 10, du pont 34, du ressort 42 et du tube 13 de la colonne de direction,
de sorte que les axes de pivotement 17 et 22 sont soustraits aux forces de cisaillemento
On voit par ce qui précède que l'invention permet de réaliser une suspension de roue avant particulièrement compacte et robuste sans modifier notablement l'aspect normal du véhicule
Les détails de construction peuvent être modifiés sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.
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ELASTIC SUSPENSION FOR CYCLES AND SIMILAR LIGHT VEHICLES
This invention relates to elastic suspensions of the front wheels of cycles and similar light vehicles such as cycles propelled by an engine of the type in which the hub of the front wheel of the vehicle is supported by one end of an additional fork subjected to the load of the vehicle. 'a spring and articulated by pairs of connecting rods parallel to points in the direction of the cycle or light vehicle
The elastic suspension. \! object of the present invention is of the above-mentioned type but is characterized in that the additional elastic fork carries a cantilever working part forming a bridge constituting the bearing stop of a compression spring housed mainly at the inside the head tube and supporting the load of the steering system.
suspension thereby subtracting the articulation pins placed between the elastic fork and the steering fork from the shear forces.
According to another characteristic of the invention, the part forming a cantilevered bridge is disposed between the branches of the steering fork below its head and is provided with an upright positioning pin receiving the. lower end of the spring at the point where it bears against this part forming a ponto
The arrangement is designed so that most of the load on the suspension acts through the additional fork and the steering column tube and the junction spring and not through the intermediary. of the articulated system so that the pivots are subtracted from the shear forces
The articulated system and the part forming the bridge are rationally assembled in such a way
that the spring is substantially in axial alignment with the steering column tube during all suspension deflections.
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In the part forming the bridge is, moreover, preferably incorporated a part for fixing a brake with a caliper lever, so that the latter can be bent with the front wheel and its mudguard relative to the assembly. of the vehicle's steering system The part forming the bridge also secures the attachment of the mudguard.
The accompanying schematic drawings show a preferred embodiment of the object of the invention.
Figure 1 is a front elevational view with partial section of the front wheel suspension of a cycleo
Figure 2 is a side elevational view of this suspension, with parts of the cycle wheel and fender also being shown.
Figure 3 is a vertical sectional view taken through line 3-3 in Figure 1.
Figo 4 is a fragmentary vertical sectional view taken per- pendicular to Fig. 3 showing the suspension in the fully flexed position and assuming the spring system is under compression.
Figo 5 is a top plan view of a unitary palpnnier provided in this suapensiono
Fig. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in fig. 2.
As shown, an additional elastic fork 10 is disposed entirely in front of the steering of the vehicle which can be said, for the convenience of the explanation, that it comprises a fork 11 whose crown head 12 is rigidly fixed. at the lower end of the tube 13 of the steering column o The additional fork 10 has the shape of a gutter in cross section o At their lower ends the branches of the fork 10 are reinforced by gussets 14 mounted in the branches to gutter profile and attached to them.
The body, that is to say the main part of each gusset 14, is placed at some distance from the base of the recessed branch in which it rests.
The lower ends of the branches of the additional fork 10 are cut in the usual manner of notches 15 to accommodate the axle or axle of the front wheel (as shown in FIG. 2).
In the vicinity of their lower ends, the branches of the additional fork 10 are connected to the lower ends of the branches of the steering fork 11, while the upper ends of the branches of the additional fork 10 are connected to the head 12 of the steering fork. the fork llo
To this end, the open gusseted ends of the branches of the additional fork 10 are flanked by pairs of parallel links 16 which pivot at their front ends on an axis 17 passing through holes in the branches 16 as well as these open ends of the branches and a shoulder sleeve 18 placed between the gusset 14 and the spout of the elegies branches of the fork 10.
A bearing pad 19 formed, for example, of phosphor bronze surrounds the body of the pin 17 and bears in the sleeve 18, the shouldered ends of which bear respectively against the internal faces of the spaced gusset 14 and against the base of the pin. the gutter. One end of the pivot pin 17 can be riveted at 20 over the branch 16 not far from the gusset 14, while the other end of this axis 17, which is threaded, protrudes relative to the another link 16 and carries a fixing nut 21. Suitably placed washers 22 are also mounted on the pivot pin 17.
The rear ends of the connecting rods 16 pivot on the axis 17 which passes through the holes in these connecting rods as well as the flattened lower ends 23 of the branch of the steering fork llo The spacing of the posterior ends of the pair of connecting rods 16 is held by a sleeve 24 having at one end a shoulder resting in a hole in the end 23 of the steering fork 11 and the other end of which abuts against the external connecting rod
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16 of the pairo A bushing 19, a rivet and nuts 20 and 21 for fixing the axle are also provided, as well as washers 22 as shown in Figure 1.
The connecting rods 16 are of sufficient length to ensure adequate spacing between the lower ends of the additional fork 10 and the fork llo
The upper ends of the branches of the additional fork 10 pivot on a pin 25 mounted in the front end of a unitary spreader bar 26 disposed between the upper ends of the branches. This pin 25 is provided with a head 27 at one of its ends and is threaded at its other end. The spreader bar 26 is spaced from the upper ends of the branches of the additional fork 10 by washers 28 and 29.
The washers 29 have a shoulder at one end to rest in the base of the gutter forming each branch of the fork 100 The axle 25 is held in position by a locking nut fitted with a washer 30 and mounted on its threaded end which is implanted in an adjacent threaded washer 29 with a shoulder (see fig. 1). A packing 31 is placed at a suitable location on the front end of the lifter 26 to allow lubrication of the pivot pin 25 and of its bearing.
The rudder bar 26 is bent upwards in the vicinity of its front end to pass freely between the branches and beyond the branches of the steering fork 11 where it is articulated on fixing lugs 32 forming projecting rearwardly from the head 12 of the fork 11 and rigidly attached to it or integral with it. The articulation of the rear end of the spreader 26 is ensured, like that of its anterior end, by a pivot pin 25 with a head mounted in the spreader 26 and held in position by a locking nut with washer 30. .
A grease nipple 31 is also provided here. The body of the lifter 26 is solid at the place situated between its pivoting ends except that there is provided a central orifice 33 placed immediately below the gaping lower end of the tube 13 of the steering column.
Below their articulation on the rudder bar 26, the upper ends of the branches of the additional fork 10 are joined by a curved part 34 forming a cantilever bridge leaving elegis fixing arms 35 which are housed in the branches. of the additional fork 10 and riveted or otherwise fixed at 36 to the base of the gutter formed by each branch. The bridge 34 also forms above its arms 35 a planar platform 37 which extends rearward between the branches of the fork 11. A reinforcing flange 38 affecting the sides and the rear part of the bridge 34 hangs below the platform 37 and connects the arms 35.
The assembly constituted by the bridge 34., the arms 35., the platform 37 and the flange 38 is obtained by molding or die-forging and therefore has the required strength. An L-shaped plate 39 is fixed to the platform 37; its front part forms a raised tab 40 which is perforated to provide passage for the fixing bolt of the compass lever brake (not shown) o
Below the gaping lower end of the steering column tube 13 is an upright stud 41 placed in its axial alignment and attached at its lower end to the platform 37 and the plate 39.
This stud 41 forms the member for placing the lower end of a coil spring 42 acting by compression, the body of which passes from bottom to top through the orifice 33 of the lifter 26 and is housed in a tubular bush 43 pressed against the open lower end of the tube 13 of the steering column.
The upper end of the sleeve 43 is closed by a plate 44 forming a stopper or a flexible cushion for the upper end of the spring 42, while the mouth of the sleeve 43 has a shoulder 45 to rest against. the periphery of the tube 13 at the base of the fork crown 12 or else (as shown) to abut against a washer 46 placed between the periphery of the tube 13 and the shoulder 450
It is rational that the mouth of the socket 43 is notched on the opposite sides in an axial direction and flared outward.
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before being introduced into the tube 13, so that, during the introduction,
the flared mouth 47 of the socket 43 comes to rest flexibly against the internal conical surface of the gaping end of the tube 13.
A washer or rubber pad 48 pressed against the plate 39 surrounds the lower end of the spring 42 and provides a flexible stopper for the shoulder 45 of the bush 43 when the suspension flexes to the maximum under the effect of the compressive load of the spring 42.
As shown in figure 2., a mudguard 49 can be fixed to the pendant flange 38 of the part 34 forming a bridge.
The construction is designed so that, during all deflections due to the load and unevenness of the road surface, the lower end of the spring 42 is substantially in line with the axis of the tube 13 of the steering column and that no lateral deflection capable of causing crystallization of the metal occurs.
When the suspension is working under a certain load, the additional fork 10 is deflected with respect to the entire steering, the shocks or vibrations resulting from the load being absorbed by the spring 42 which is under compression as a result of the loads due to bumps and under tension under the action of rebound loads. The deflection movements of the additional fork 10, when it is subjected to a load, are restricted by virtue of its articulated connection with the steering fork 11 to occur in a plane substantially parallel to it,
the shock due to any excessive load from a drop in the road being supported by the rubber pad 48 which moves with the flexed bridge 34 to engage the lower end of the tubular sleeve 43 in the column tube direction (see figure 4).
The hole 33 in the pin 26 is large enough to pass through the rubber buffer 48 and the shoulder 45 of the bushing 43. As the lower end of this bushing abuts the steering column tube, the load s 'exerting on the spring 42 is transferred by the sleeve 43 to the base of the fork crown 120
The particular arrangement of the additional fork 10 and of the spring 42 with respect to the assembly forming the steering is such that any load exerted on the suspension is supported almost entirely by means of this fork 10, the bridge 34, the spring 42 and tube 13 of the steering column,
so that the pivot axes 17 and 22 are subtracted from the shear forces
It can be seen from the foregoing that the invention makes it possible to produce a particularly compact and robust front wheel suspension without significantly modifying the normal appearance of the vehicle.
The construction details can be changed without departing from the invention, in the field of mechanical equivalences.