FR2574041A1 - Suspension applicable aux roues d'une motocyclette ou d'un vehicule de meme technique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RAPPORTE A UNE SUSPENSION APPLICABLE AUX ROUES D'UNE MOTOCYCLETTE OU D'UN VEHICULE DE MEME TECHNIQUE. ELLE EST CARACTERISEE EN CE QUE LE SYSTEME DE GUIDAGE CONSTITUE AVEC L'ELEMENT SUSPENDU 8, 15 UNE CHAINE CINEMATIQUE FERMEE THEORIQUEMENT PLANE A SIX ELEMENTS 3 A 8 ET 12 A 17 ET SEPT LIAISONS ROTOIDES A, B, C, D, E, F ET G OU H, I, J, K, L, M ET N LAQUELLE CHAINE EST ORGANISEE DE MANIERE TELLE QUE L'ELEMENT SUSPENDU 8 OU 15 ET L'ELEMENT 3 OU 12 PORTANT LA ROUE 1 OU 10 MATERIALISENT DES ELEMENTS BINAIRES DE LA CHAINE CINEMATIQUE SUR CHACUN DESQUELS S'ARTICULENT UN ELEMENT BINAIRE 6, 7, 13 OU 16 A L'ELEMENT TERNAIRE 4, 5, 14 OU 16. APPLICATION A L'INDUSTRIE DES VEHICULES A DEUX ROUES.

Description

L'objet de l'invention est une suspension applicable aux roues d'une motocyclette ou d'un véhicule de même technique.

L'invention porte plus précisément sur le sous-systeme de guidage qui s'associe à un sous-systeme séparé ressort-amortisseur de type connu pour constituer soit une suspension avant, soit une suspension arrière.

Appliqués à la suspension de la roue avant d'une motocyclette, les systèmes de guidage connus retiennent l'une des solutions ci-apres : le quadrilatère articulé, le bras oscillant ou la fourche télescopique.

Le quadrilatère articulé se retrouve dans plusieurs organisations qui se distinguent par la partie basse ou haute du quadrilatère, par le caractere suspendu ou non suspendu du pivot de direction, associé ou intégré à l'un des éléments du quadrilatère,
Le bras oscillant peut être articulé au pivot de manière à pousser ou à tirer la roue.

Contrairement à ces solutions, la fourche télescopique fait exclusivement appel à des guidages cylindriques, au nombre de deux, agissant en parallèle, de manière à matérialiser une liaison prismatique avec un certain degré d'hyperstaticité.

Toutes les solutions actuellement utilisées ont en commun de ne pouvoir maitriser les flexibilités verticale, longitudinale ou transversale. En outre, lorsque les suspensions ainsi conçues ne sont pas munies d'un systeme additionnel d'anti-plongée, elles ne concilient jamais de bonnes caractéristiques de guidage et d'anti-plongée.

En ce qui concerne les systèmes à quadrilatere articulé, il y a lieu de remarquer que les systèmes dont le quadrilatère est en position haute présentent par une cinématique de guidage non satisfaisante et incompatible avec la cinématique d'anti-plongée souhaitable.

De même, les solutions utilisant un pivot non suspendu sont le siège de frottements genants pour la sensibilité de la direction à basse vitesse.

En outre, il faut remarquer que les systèmes à quadrilatère en position basse et pivot suspendu nécessitent le doublement de la plupart des éléments de guidage, et compte tenu de la limitation de leur encombrement transversal, leur mode de travail implique un mauvais rapport masse/raideur globales.

Enfin, les systèmes à quadrilatere en position basse et pivot non suspendu sont handicapés par la difficulté de concilier l'angle de braquage nécessaire et l'inclinaison possible de la moto en virage avec l'encombrement transversal limité ; de plus, la répartition des masses de l'ensemble roue-pivot n'est pas idéale pour la majorité des phases courantes d'évolution.

En ce qui concerne les systèmes à bras oscillant et à roue tirée, la cinématique de guidage est mauvaise si le bras oscillant fait avec l'horizontale un angle trop important et la diminution de cet angle complique la conception du chassis qui acquiert difficilement la raideur souhaitable à l'endroit ou s'articule le bras oscillant.

En outre, le recours à un systeme additionnel d'anti-plongée est indispensable.

Par contre, les systèmes à bras oscillant et à roue poussée présentent trop d'anti-plongée naturelle en position de détente.

Ces systèmes ont également l'inconvénient de présenter une raideur globale du système de guidage insuffisante, couplée à une mauvaise répartition des masses.

Pour ce qui est des fourches télescopiques, il y a lieu de noter que ces systèmes présentent des frottements excessifs, dus au guidage prismatique situé le plus souvent trop loin de l'action du sol sur la roue.

De plus, la raideur globale du mecanisme de guidage est insuffisante et il y a egalement incompatibilité entre la recherche de l'amélioration des qualites de guidage et une répartition idéale des masses.

En outre, les fluctuations du couple de freinage exploitent l'élasticité importante du mécanisme de guidage et provoquent des variations importantes de la force d'appui pouvant conduire, dans les cas extrêmes, au driblage et à la chute du pilote.

Appliques à la suspension de la roue arrière d'une motocyclette, les systèmes de guidage connus font appel aux solutions ci-après : "suspension coulissante", bras oscillant et exceptionnellement quadrilatère articulé.

Aucune de ces solutions ne permet le fitrage des vibrations longitudinales de l'axe de la-roue.

Les suspensions coulissantes ont disparu en raison des conséquences des jeux inévitables pris par les organes de guidage cylindrique et des effets des frottements.

Le quadrilatère articule n'a pu faire la preuve d'aucun avantage sensible par rapport au bras oscillant de réalisation plus simple.

Le bras oscillant classique présente l'inconvénient d'être difficilement compatible avec une transmission de puissance par arbre.

La suspension objet de l'invention comporte un sous-système de guidage constituant avec un élément suspendu une chaine cinématique fermée, théoriquement plane, à six élements et sept liaisons rotondes. Cette chaine est organisée de maniere à ce que l'élément suspendu et l'élément portant la roue matérialisent des éléments 11binaires" (c'est à dire ne comportant que deux liaisons) de la chaîne cinématique fermée, sur chacun desquels s'articule un élément binaire et un élément "ternaire" (c'est à dire comportant trois liaisons) de la meme chaîne cinématique.

Dans la réalisation la plus courante de cette suspension, quatre des sept liaisons rotondes au plus sont voulues imparfaites par rapport à la liaison rotonde théorique (c'est à dire réalisées notamment par des articulations élastiques et amorties -"silentblocs11 - pour conférer à la suspension une aptitude au filtrage de vibrations bidirectionnelles et/ou réalisées par des guidages assimilables à des liaisons sphériques ou cylindriques pour éliminer les hyperstaticités dues aux imperfections de réalisation).

Dans cette réalisation, l'élément suspendu, l'élément portant la roue et deux éléments intermédiaires de la chaîne cinématique fermée constituent une chaine cinématique ouverte ne comportant que des liaisons rotondes aussi parfaites que possible.

Que la suspension ainsi conçue s'applique à une roue avant ou à une roue arrière, elle se caractérise par une plus grande liberte de conception que toute autre suspension connue : elle permet d'abord de choisir, avec une certaine liberté, la trajectoire de l'axe de la roue par rapport à l'élément suspendu par rapport auquel elle est guidée, et ce en respectant une répartition de masse favorable ; cette liberté de conception permet surtout d'obtenir, sans recourir à aucun élément supplémentaire, de bonnes caractéristiques d'anti-plongée et d'anti-cabrage.

Elle permet ensuite contrairement aux systèmes connus, de concilier une grande raideur transversale et une capacité propre d'amortissement élevée des vibrations horizontales et verticales, et ce, quelle que soit la trajectoire retenue pour l'axe de la roue.

Appliqué à la roue avant, ce système de suspension guide l'élément portant la roue et les étriers de frein par rapport au pivot de direction qui, solidaire du chassis, constitue l'élément suspendu.

Dans une réalisation particulière d'une telle suspension avant, les deux éléments intermédiaires de la chaine cinématique ouverte correspondant à la réalisation la plus courante évoquée ci-desss sont des éléments ternaires, de maniere -à réduire l'importance des masses non suspendues.

Dans une autre réalisation particulière, les élements binaires de la chaîne cinématique fermée sont doublés symétriquement de manière à agir en parallèle ; une telle disposition permet de loger entre les éléments doublés la roue d'une part, et, d'autre part, le sous-système ressort-amortisseur alors constitue d'un seul ressort et d'un seul amortisseur coaxiaux de manière -à faciliter les reglages.

Applique à la roue arrière, ce systeme de suspension guide par rapport au chassis l'élément portant à la roue, l'étrier de frein et le pignon d'attaque du couple conique, organe terminal de la transmission de puissance à la roue, lorsque cette transmission est assurée par un arbre.

Dans une réalisation particuliere d'une telle suspension arrière, les deux éléments intermédiaires de la chaine cinématique ouverte sont l'un binaire, l'autre ternaire, de manière à faciliter l'implantation du sous-système de guidage.

Quelle que soit la réalisation de la suspension arriere conforme à l'invention, cette suspension est la seule qui s'adapte naturellement à une transmission par arbre tout en préservant intégralement des capacités de filtrage horizontal et vertical.

Les figures 1,-2 et 3 des planches 1/2, 2/2 représentent à titre d'exemples non limitatifs deux suspensions conformes à l'invention.

La figure 1 de la planche 1/2 représente, en vue isometrique, une suspension avant.

Les figures 2 et 3 de la planche 2/2 representent respectivement une vue en élévation et une vue en plan, avec coupes partielles, d'une suspension arrière.

La roue avant 1 et les etriers de frein tels que 2 sont portés par la fourche 3 qui s'articule en a sur le culbuteur 4 qui constitue un element ternaire articulé par ailleurs en b sur le basculeur 5 et en c' et c" sur des bielles telles que 6 elles-mêmes articulées en g' et g" sur le pivot de direction 8 (élément suspendu).

Le basculeur 5, deuxième élément ternaire, est articulé en d sur le pivot 8 et en e' et e" sur deux bielles telles que 7, elles-mêmes articulées en f' et f" (f" non représenté) sur la fourche 3.

Le combiné ressort-amortisseur 9 est articulé, d'une part, sur le pivot 8 et d'autre part, sur le culbuteur 4. Les six éléments théoriques de la chaine cinématique fermee sont : la fourche 3, le culbuteur 4, le basculeur 5, la bielle 6 et son homologue, la bielle 7 et son homologue, ainsi que le pivot de direction 8.

Les quatre éléments de la chaîne cinématique ouverte sont la fourche 3, le culbuteur 4, le basculeur 5 et le pivot de direction 8.

Les liaisons rotondes aussi parfaites que possible sont les liaisons a, b et d ; les quatre liaisons voulues imparfaites c', c", e', e", f', f" et g', g" sont pour deux d'entre elles f', f" et g', g" des silentblocs sur bague anti-friction, et pour les deux autres c', c" et e', e" des guidages cylindriques à aiguilles.

La roue arrière 10, l'étrier de frein 11, et le pignon d'attaque (non visible) sont portés par le carter 12, qui s'articule en h sur la bielle 13, elle-même articulée en i sur le balancier 14, premier élément ternaire, articulé, d'une part, en j sur le chassis 15 (élément suspendu) et, d'autre part, en k sur le culbuteur 16, second élément ternaire, lui-même articulé, d'une part, en 1 sur le carter 12, et, d'autre part, en m sur la bielle 17 également articulée en n sur le chassis 15.

Le combiné ressort-amortisseur 18 est articulé d'une part en p sur le carter 12 et en q sur le chassis 15.

Les six éléments de la chaine cinématique fermée sont le carter 12, la bielle 13, le balancier 14, le chassis 15, le culbuteur 16, et la bielle 17.

Les quatre éléments de la chai ne cinématique ouverte sont le carter 12, la bielle 13, le balancier 14 et le chassis 15;
Les liaisons rotoldes aussi parfaites que possible sont les liaisons h, i et j ; les quatre autres liaisons k, 1, m, n voulues imparfaites sont pour deux d'entre elles k et n des guidages cylindriques à aiguilles et pour les deux autres 1 et m des silentblocs sur bagues anti-friction.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Suspension de motocyclette constituée d'un sous-système ressort-amortisseur unique et d'un sous-système de guidage,

CARACTERISE en ce que le sous-systeme de guidage constitue avec l'élément suspendu (8, 15) une chaine cinématique fermée theoriquement plane à six éléments (3, 4, 5, 6, 7 et 8 ou 12, 13, 14, 15, 16 et 17) et sept liaisons rotondes (a, b, c, d, e, f et g ou h, i, j, k, 1 et n) organisee de manière telle que l'élément suspendu ( 8 ou 15) et-f'élement (3 ou 12) portant la roue (1 ou 10) materialisent des éléments binaires de la chaine cinématique @@@ @h@c d q s s'articule u'.i élément binaire (6, 7, 13 ou 16) et un élément ternaire (4, 5,14 ou 16).

2. Suspension selon la revendication 1 caractérisée en ce que quatre (c, e, f, g, ou k, 1, m, n) des sept liaisons au plus sont voulues imparfaites par rapport à la liaison rotonde théorique, l'élément suspendu (8, 15), l'élément (3 ou 12) portant la roue (1 ou -lO),et deux éléments intermédiaires (4 et 5 ou 12 et 13) de la chaine cinématique fermée constituant une chaine cinématique ouverte ne comportant que des liaisons rotondes aussi parfaites que possible.

3. Suspension selon la revendication 1 ou 2 appliquée à la roue avant (1) caractérisée en ce que l'élément suspendu (8) est un pivot de direction solidaire du chassis.

4. Suspension selon la revendication 3 caractérisée en ce que les deux éléments intermédiaires (4, 5) de la chai ne cinématique ouverte sont ternaires.

5. Suspension selon la revendications 3 ou 4 caractérisée en ce que les éléments binaires (3, 6, 7, 8) de la chaine cinématique fermee sont doubles symétriquement de manière à agir en parallèle.

6. Suspension selon la revendication 1 ou 2 appliquee à la roue arrière (10) , caractérisée en ce que l'élément suspendu (15) s'identifie au chassis de la motocyclette.

7. Suspension selon la revendication 6 caractérisée en ce que les deux éléments intermédiaires (13, 14)-de la chaîne cinématique ouverte sont l'un (13) binaire, l'autre (14) ternaire.