1 La présente invention concerne une suspension bidirectionelle pour véhicules , permettant d'améliorer considérablement le confort de suspension ,tout en permettant d'augmenter la raideur de la suspension verticale .Elle réalise la combinaison d'une suspension horizontale avec une suspension verticale habituellement connue ; le système s'applique aux véhicules équipés d'un nombre quelconque d'essieux : moteurs ou non moteurs ,tels que: automobile ,camion ,remorque ,caravane ,engin de travaux publics,voiture de course ,véhicule à deux roues.. 1 The present invention relates to a bidirectional suspension for vehicles, making it possible to considerably improve the comfort of suspension, while making it possible to increase the stiffness of the vertical suspension. It achieves the combination of a horizontal suspension with a usually known vertical suspension; the system applies to vehicles fitted with any number of axles: motor or non-motor, such as: automobile, truck, trailer, caravan, public works machine, racing car, two-wheeled vehicle, etc.
Les suspensions actuelles possFdent un débattement horizontal de la roue de faible amplitude insuffisant pour protéger efficacement les véhicules lors de franchissement d'obstacles de grande importance et à grande vitesse.Ce débattement est procuré la plupart du temps par les élasticités des différents éléments de la suspension,et en particulier par les articulations élastiques . Le système proposé permet d'augmenter le débattement longitudinal lors du passage de la roue sur l'obstacle et donc de réduire les chocs transmis au véhicule aussi bien dans le sens horizontal que dans le sens vertical.Les trains roulants existants avant ou arrière , sont constitués de 2 parties:
1) Une partie "non suspendue " constituée par la roue, le moyeu , le système de freinage , les roulements et leur boitier fixés sur un porte roue (appelé aussi porte fusée) par l'intermédiaire d'un roulement.Current suspensions have insufficient horizontal amplitude of the wheel, which is insufficient to effectively protect vehicles when crossing large obstacles at high speed. This movement is mostly provided by the elasticity of the various suspension elements. , and in particular by the elastic joints. The proposed system makes it possible to increase the longitudinal travel during the passage of the wheel over the obstacle and therefore to reduce the shocks transmitted to the vehicle both horizontally and vertically. Existing front or rear running gear are consist of 2 parts:
1) An "unsprung" part consisting of the wheel, the hub, the braking system, the bearings and their casing fixed on a wheel carrier (also called spindle carrier) by means of a bearing.
2)Une partie appelée "la suspension qui permet de relier le porte roue au chassis du vehicule .Cette partie est constituée d'une fanon connue, par un ensemble articulé ou non,constitué de bras et de biellettes et un élément élastique ,(ressort ) absorbant l'énergie développée lors des chocs verticaux
La présente invention est caractérisée par la création d'une fonction supplémentaire que nous appelons "suspension horizontale" et indépendemment de la suspension verticale précédemment évoquée .On peut de la meme façon realiser une suspension qui ne possède que la fonction "suspension horizontale" , car les deux fonctions sont réalisées de façon séparées.On distinguera dans la suite du texte :une partie que nous appellerons A constituée par les éléments non suspendues ci dessus énumérés
..et une partie que nous appelerons B constituée par les éléments de la suspension verticale connue ,comprenant les éléments de la suspension proprement dite :bras , ressort et le porteroue (appelé aussi portefusée ) mais sans le boitier de roulement , celui ci étant incorporé à la partie A
La "suspension horizontale" combinée ou non , avec la suspension verticale,constitue l'objet de Itinvention ; La suspension horizontale est du type pendulaire réalisée par deux biellettes verticales ,assurant un débattement horizontal et vertical de la partie A. le guidage est assuré par 3 biellettes horizontales entre A et B : 2 biellettes situées à la partie basse et 1 biellette à la partie haute ;Mais on peut inverser ce montage et meme utiliser 2 biellettes hautes et 2 biellettes basses chaque paire de biellette ayant un débattement compatible évitant le blocage du système
.Le débattement des biellettes verticales peut etre limité par des butés situées entre le porte roue et le boitier de roulement dans sa. nouvelle définition
La description de l'invention peut etre suivie sur les figures jointes
La figure 1 représente une adaptation sur un train avant de type dit "Mac Pherson
La figure 2 représente la position des butées de fin de course situées entre le moyeu et le porte roue
La figure 3 est une variante du positionnement des butées.2) A part called "the suspension which makes it possible to connect the wheel carrier to the chassis of the vehicle. This part consists of a known baleen, by an articulated or not assembly, consisting of arms and links and an elastic element, (spring ) absorbing the energy developed during vertical impacts
The present invention is characterized by the creation of an additional function which we call "horizontal suspension" and independently of the vertical suspension previously mentioned. We can in the same way make a suspension which only has the "horizontal suspension" function, because the two functions are carried out separately. We will distinguish in the following text: a part that we will call A consisting of the unsprung elements listed above
..and a part that we will call B consisting of the elements of the known vertical suspension, comprising the elements of the suspension itself: arm, spring and the wheelbarrow (also called portefusée) but without the bearing box, this one being incorporated to part A
The "horizontal suspension" combined or not, with the vertical suspension, constitutes the object of the invention; The horizontal suspension is of the pendulum type produced by two vertical links, ensuring a horizontal and vertical clearance of the part A. the guidance is ensured by 3 horizontal links between A and B: 2 links located at the bottom and 1 link at the part high; But we can reverse this assembly and even use 2 high links and 2 low links each pair of rod having a compatible clearance avoiding the blocking of the system
.The travel of the vertical links can be limited by stops located between the wheel carrier and the bearing housing in its. new definition
The description of the invention can be followed in the attached figures.
FIG. 1 represents an adaptation on a front axle of the so-called "Mac Pherson" type
Figure 2 shows the position of the end stops located between the hub and the wheel carrier
Figure 3 is a variant of the positioning of the stops.
La figure 4 est une variante de cette suspension combinée : les 5 biellettes sont remplacées par 2 biellettes encastrées . Figure 4 is a variant of this combined suspension: the 5 rods are replaced by 2 recessed rods.
La figure 5 représente les butées dans le cas de la fig. 4
Ce dispositif de suspension bidirectionelle peut s'appliquer sur n' importe qu'elle suspension connue, telle que : essieu rigide , bras tirés bras oscillants avec ou sans essieu moteur ... FIG. 5 represents the stops in the case of FIG. 4
This bidirectional suspension device can be applied to any known suspension, such as: rigid axle, trailing arms swing arms with or without driving axle ...
Nous allons décrire la structure de l'invention au moyen de la figure 1
Le dessin représente un train avant Mac Pherson; Le porte roue (portefusée ) est différent du porte roue classique : il est divisé en 2 parties .La partie boitier de roulement est située dans la partie A ,laquelle comprend : la roue 4 , le moyeu 3 , le disque 2 une partie de la transmission 1 , et la partie du porte roue 5 servant de logement au roulement et de point de fixation aux 5 biellettes par l'intermédiaire des articulations rotulantes :28 et 29 , 35 , 36 et 37 . I1 y a 5 biellettes :30 et 31 ,20 , 10 et 11 qui assurent la liaison de 5 avec l'autre partie du porte roue 40 ,c'est à dire la liaison entre A et B .Sur le porte roue sont fixés les éléments habituels des suspensions Mac Pherson :le bras inférieur 41 avec sa rotule 47 , l'amortisseur 45 , le ressort 46 , et la fixation sur chassis 48 . Les 3 biellettes horizontales assurent le guidage de la roue et participent aux efforts horizontaux ; les 2 biellettes verticales transmettent les efforts de suspension .On peut , pour quelque raison que ce soit : facilité de montage , résistance .. disposer deux biellettes de meme nature telles que 20 ;Les articulations 34 et35 d'une part,et 36/37 et 38/39 d'autre part sont des systemes qui doivent fonctionner aussi sans jeu et sans frottement important ;elles peuvent etre constituées par des rotules genre rotule de suspension ou tout autre système ;Les biellettes verticales 30 et 31 transmettent le poids du véhicule et leurs articulations sont constituées par des rotules ou des articulations à grand débattement angulaire ,par ex.des articulations glissantes.We will describe the structure of the invention by means of Figure 1
The drawing represents a front train of Mac Pherson; The wheel carrier (portefusée) is different from the classic wheel carrier: it is divided into 2 parts. The bearing housing part is located in part A, which includes: the wheel 4, the hub 3, the disc 2 part of the transmission 1, and the part of the wheel carrier 5 serving as a bearing housing and as a point of attachment to the 5 connecting rods by means of the ball joints: 28 and 29, 35, 36 and 37. There are 5 links: 30 and 31, 20, 10 and 11 which ensure the connection of 5 with the other part of the wheel carrier 40, i.e. the connection between A and B. On the wheel carrier are fixed the usual elements of MacPherson suspensions: the lower arm 41 with its ball joint 47, the shock absorber 45, the spring 46, and the attachment to the chassis 48. The 3 horizontal rods guide the wheel and participate in the horizontal forces; the 2 vertical rods transmit the suspension forces. We can, for whatever reason: ease of assembly, resistance .. have two rods of the same kind such as 20; The articulations 34 and 35 on the one hand, and 36/37 and 38/39 on the other hand are systems which must also operate without play and without significant friction; they can be constituted by ball joints like suspension ball joint or any other system; The vertical links 30 and 31 transmit the weight of the vehicle and their joints consist of ball joints or joints with large angular movement, e.g. sliding joints.
Le fonctionnement sera décrit avec la figure Fig.l : Le mouvement de l'ensemble A ,qui est celui de la roue , est une translation suivant un arc de cercle dont le rayon est égal à celui des biellettes verticales. La partie A constitue la masse d'un pendule oscillant sur les 2 biellettes 30 et 31. Le montage ,quand la roue est soumise à un choc horizontal, permet un déplacement avec une grande facilite dans le sens horizontal quand les 2 biellettes 30 et 31 sont voisines de la position verticale ,procurant ainsi une grande douceur de roulement et par contre une raideur très grande quand les biellettes 30 et 31 sont voisines de la position horizontale ;Lors du freinage ou de l'accélération ,les biellettes verticales s'inclinent pour encaisser les efforts et le rappel vers la position vertical est toujours assurer : l'effort de freinage est inférieur ou au maximum égal au poids supporté par la roue
Le meme raisonnement est applicable en ce qui concerne l'effort de virage: d'autre part le déplacement horizontal est le meme pour les biellettes horizontales et pour les biellettes verticales;l'effort vertical étant supérieur à l'effort transversal horizontal ,le systeme revient vers sa position d'équilibre ; Les.biellettes peuvent être de longueurs différentes : pour éviter de trop grandes variations de voie lors des débattements horizontaux , on peut disposer une biellette supérieure 20 plus courte que les biellettes inférieurs 10 et 11 .En inclinant les 2 biellettes horizontales 10 et 11 l'une par rapport à l'autre on peut obtenir des variations de pincements de la roue dans le sens que l'on veut en cours du débattement horizontal .On peut de la même façon incliner les biellettes verticales 30 et 31 l'une par rapport à l'autre pour obtenir un pendulage sur une longeur de biellette fictive de longueur différente de celle des biellettes réelles .Enfin dans le cas ou les 2 biellettes inférieures horizontales sont parallèles et de meme longueur ,on peut utiliser 2 biellettes horizontales supErieures de meme longueur également
Enfin pour assurer les braquages des roues ,le porte roue 40 reste fixe,et le porte roulement 5 de la partie A tourne devant l'élément B sous l'action de la direction agissant sur la rotule de direction ,fixée sur le porte roue 40 ( non représentée ) .Le porte roue 40 entraine en rotation l'ensemble A ,par l'intermédiaire des 5 biellettes
Pour éviter que les biellettes verticales dépassent au cours de débattements , la position horizontale
on prévoit pour des débattements extremes , de disposer des butées de fin de course entre la pièce 5 et la pièce 40 ,tel que représenter sur la fig.2 et la Fiq.3 à titre d'exemple
La Fig.2 montre une modification des pièces 5 et 40 : 2 appendices 48 sur 5 et 49 sur 40 servent de butée de fin de course .Un élément élastique 71 situé entre les 2 pièces amortit le choc. La fig 3 représentent un montage ou la biellette 20 est faite par un bras entourant l' amortisseur 45; La limitation de course se fait quand le bras vient s'appuyer sur le corps de l'amortisseur 45 par la butée 70.The operation will be described with the figure Fig.l: The movement of the assembly A, which is that of the wheel, is a translation according to an arc of circle whose radius is equal to that of the vertical rods. Part A constitutes the mass of a pendulum oscillating on the 2 rods 30 and 31. The assembly, when the wheel is subjected to a horizontal shock, allows displacement with great ease in the horizontal direction when the 2 rods 30 and 31 are close to the vertical position, thus providing a great smoothness of rolling and on the other hand a very great stiffness when the links 30 and 31 are close to the horizontal position; When braking or accelerating, the vertical links tilt to absorb the forces and the return to the vertical position is always ensured: the braking force is less than or at most equal to the weight supported by the wheel
The same reasoning is applicable with regard to the turning force: on the other hand the horizontal displacement is the same for the horizontal rods and for the vertical rods; the vertical force being greater than the horizontal transverse force, the system returns to its equilibrium position; Les.biellettes can be of different lengths: to avoid too large track variations during horizontal deflections, one can have an upper link 20 shorter than the lower links 10 and 11. By tilting the 2 horizontal links 10 and 11 one with respect to the other, it is possible to obtain variations in the pinching of the wheel in the direction that is desired during the horizontal movement. In the same way, the vertical rods 30 and 31 can be inclined relative to the other to obtain a pendulum on a length of fictitious rod of length different from that of the real rods. Finally in the case where the 2 horizontal lower rods are parallel and of the same length, one can use 2 horizontal rods superior of the same length also
Finally to ensure the steering of the wheels, the wheel carrier 40 remains fixed, and the bearing carrier 5 of part A rotates in front of the element B under the action of the direction acting on the steering ball joint, fixed on the wheel carrier 40 The wheel carrier 40 rotates the assembly A, via the 5 links
To avoid vertical rods sticking out during travel, the horizontal position
provision is made for extreme travel, to have end-of-travel stops between the part 5 and the part 40, as shown in FIG. 2 and Fiq. 3 by way of example
Fig. 2 shows a modification of parts 5 and 40: 2 appendices 48 out of 5 and 49 out of 40 serve as end of travel stops. An elastic element 71 located between the 2 parts absorbs the shock. FIG. 3 represents an assembly where the link 20 is made by an arm surrounding the shock absorber 45; The stroke limitation is done when the arm comes to bear on the body of the shock absorber 45 by the stop 70.
........ On peut utiliser un montage simplifié si l'encombrement le permet,constitué par deux biellettes verticales encastrées à chaque extrémité sur 2 roulements (coniques par ex ), tel qu'indiqué sur la figure 4 et 5 : les 2 biellettes verticales 30/31 sont équippées à chaque extrémité de roulements coniques 50/51/52/53 assurant un encastrement à la facon d'un montage de roue.Les pièces 5 et 40 possèdent des appendices 55 et 56 qui permettent de limiter le débattement vers le haut des biellettes 30 et 31 ; une butée 72 en matériau élastique est disposée entre les 2 pièces pour permettre un arrêt progressif . Ce montage avec encastrement des articulations permet de supprimer le système de biellettes horizontales. ........ We can use a simplified assembly if the space allows, consisting of two vertical rods embedded at each end on 2 bearings (tapered for example), as shown in Figure 4 and 5: the 2 vertical rods 30/31 are fitted at each end with tapered bearings 50/51/52/53 ensuring a fitting in the manner of a wheel mounting. Parts 5 and 40 have appendices 55 and 56 which make it possible to limit the upward movement of the rods 30 and 31; a stop 72 made of elastic material is disposed between the 2 parts to allow a gradual stop. This mounting with recessed joints eliminates the horizontal link system.
L'application industrielle consiste à réaliser un boitier de roulement 5 permettant de fixer dessus 5 biellettes ,ce qui est possible avec une pièce forgée et usinée ; Mais cette pièce peut etre faite de 2 parties : un boitier cylindrique d'une part sur lequel on fixe une pièce porte biellettes ,portant les points de fixation de celles ci
.Le porte roue 40 peut etre réalisé lui aussi en une ou 2 parties . L'ensemble est "interchangeable " avec un train existant The industrial application consists in making a bearing box 5 allowing 5 rods to be fixed thereon, which is possible with a forged and machined part; But this part can be made of 2 parts: a cylindrical case on the one hand, on which one fixes a part carrying rods, carrying the fixing points of these
.The wheel carrier 40 can also be made in one or 2 parts. The set is "interchangeable" with an existing train