FR3007478A1 - SPRING DEVICE OF A SUSPENSION IN A MOTOR VEHICLE - Google Patents

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FR3007478A1
FR3007478A1 FR1355893A FR1355893A FR3007478A1 FR 3007478 A1 FR3007478 A1 FR 3007478A1 FR 1355893 A FR1355893 A FR 1355893A FR 1355893 A FR1355893 A FR 1355893A FR 3007478 A1 FR3007478 A1 FR 3007478A1
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spring device
connecting piece
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Christophe Monteil
Jean Marc Allegre
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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Abstract

Ce dispositif à ressorts (1) d'une suspension d'un véhicule automobile comprend un appui inférieur (6), un appui supérieur (5) et un premier ressort hélicoïdal (2) comportant une spire supérieure et une spire inférieure, positionné entre l'appui inférieur (6) et l'appui supérieur (5). Ce dispositif à ressorts (1) comprend en outre : - un second ressort hélicoïdal (3) comportant une spire supérieure et une spire inférieure, positionné entre l'appui inférieur (6) et l'appui supérieur (5) ; et - une pièce de liaison (4) entre la spire inférieure du premier ressort (2) et la spire supérieure du second ressort (3).This spring device (1) of a suspension of a motor vehicle comprises a lower support (6), an upper support (5) and a first coil spring (2) comprising an upper turn and a lower turn, positioned between lower support (6) and the upper support (5). This spring device (1) further comprises: - a second coil spring (3) comprising an upper turn and a lower turn, positioned between the lower support (6) and the upper support (5); and a connecting piece (4) between the lower turn of the first spring (2) and the upper turn of the second spring (3).

Description

DISPOSITIF A RESSORTS D'UNE SUSPENSION DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à dispositif à ressorts d'une suspension dans un véhicule automobile. L'invention appartient au domaine des suspensions pour véhicules automobiles. Certaines suspensions pour véhicule automobile comprennent une jambe de force. Cette jambe de force est elle-même formée d'un amortisseur et d'un ressort hélicoïdal maintenu entre un appui supérieur et un appui inférieur respectivement liés aux parties supérieure et inférieure de l'amortisseur. La jambe de force assure le lien entre la caisse du véhicule et la fusée d'une roue de ce véhicule. Le ressort permet de porter la charge du véhicule et assure également le confort vertical du véhicule en filtrant les inégalités de la route. Dans une telle suspension, l'appui inférieur du ressort est positionné au-dessus du pneumatique, tandis que l'appui supérieur est positionné sous la caisse du véhicule. Le choix du ressort est donc contraint par le volume disponible entre la caisse du véhicule et le haut de la roue. Dans le cas de l'utilisation de pneumatiques de grand diamètre, ce volume disponible est réduit. Le débattement du ressort est également contraint par la longueur minimale, ou course morte, du ressort lorsqu'il est totalement comprimé.The present invention relates to a spring device for a suspension in a motor vehicle. The invention belongs to the field of suspensions for motor vehicles. Some suspensions for a motor vehicle include a strut. This strut is itself formed of a damper and a helical spring held between an upper support and a lower support respectively connected to the upper and lower parts of the damper. The strut provides the link between the vehicle body and the rocket of a wheel of this vehicle. The spring makes it possible to carry the load of the vehicle and also ensures the vertical comfort of the vehicle by filtering the unevenness of the road. In such a suspension, the lower support of the spring is positioned above the tire, while the upper support is positioned under the vehicle body. The choice of spring is therefore constrained by the volume available between the vehicle body and the top of the wheel. In the case of the use of large diameter tires, this available volume is reduced. The travel of the spring is also constrained by the minimum length, or dead stroke, of the spring when fully compressed.

Cette longueur minimale du ressort totalement comprimé correspond généralement à une position dans laquelle les spires du ressort sont quasiment jointives sans être en contact les unes avec les autres, pour éviter la dégradation du ressort. On connaît du document FR-2-923-183-A1 une suspension de véhicule automobile comportant un ressort hélicoïdal dont certaines spires ont un diamètre plus faible afin de permettre leur imbrication dans des spires de plus grand diamètre lors de la compression du ressort. Cette caractéristique permet de réduire l'encombrement du ressort en augmentant son débattement.This minimum length of the fully compressed spring generally corresponds to a position in which the turns of the spring are almost contiguous without being in contact with each other, to avoid the degradation of the spring. Document FR-2-923-183-A1 discloses a motor vehicle suspension comprising a helical spring, some of whose turns have a smaller diameter in order to allow their nesting in turns of larger diameter during compression of the spring. This feature reduces the size of the spring by increasing its movement.

Un tel ressort présente plusieurs inconvénients. La conception et la réalisation du ressort, dont le diamètre des spires est variable, sont notamment complexes et coûteuses.Such a spring has several disadvantages. The design and construction of the spring, whose diameter of the turns is variable, are particularly complex and expensive.

En outre, un tel ressort présente des contraintes plus élevées dans son fil et des risques accrus de coincement d'objets (cailloux, résidus métalliques ...) dans les spires de plus faible diamètre, ce qui pourrait endommager la peinture du ressort, avec des risques d'oxydation et finalement de rupture. Par ailleurs, si on souhaite modifier l'assiette du véhicule, le dispositif de l'art antérieur connu nécessite de concevoir un nouveau ressort de caractéristique différente. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur au moyen d'un dispositif à ressorts comportant deux ressorts hélicoïdaux liés par une pièce de liaison. Dans ce but, la présente invention propose un dispositif à ressorts d'une suspension d'un véhicule automobile comprenant un appui inférieur, un appui supérieur et un premier ressort hélicoïdal comportant une spire supérieure et une spire inférieure, positionné entre cet appui inférieur et cet appui supérieur, ce dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend en outre : - un second ressort hélicoïdal comportant une spire supérieure et une spire inférieure, positionné entre l'appui inférieur et l'appui supérieur mentionnés précédemment, la spire inférieure du premier ressort étant disposée plus bas que la spire supérieure du second ressort ; et - une pièce de liaison en contact avec la spire inférieure du premier ressort et la spire supérieure du second ressort. Ainsi, l'invention permet d'augmenter par une conception et une réalisation simples le débattement du dispositif dans un volume réduit. Selon une caractéristique particulière, les premier et second ressorts sont au moins partiellement insérés l'un dans l'autre. Ainsi, un ressort étant au moins partiellement inséré dans l'autre, le volume occupé par le dispositif est d'autant plus réduit.In addition, such a spring has higher stresses in its wire and increased risks of jamming objects (pebbles, metal residues ...) in the smaller diameter turns, which could damage the paint of the spring, with risks of oxidation and finally rupture. Moreover, if it is desired to modify the attitude of the vehicle, the device of the known prior art requires designing a new spring of different characteristics. The object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art by means of a spring device comprising two helical springs connected by a connecting piece. For this purpose, the present invention proposes a device with springs of a suspension of a motor vehicle comprising a lower support, an upper support and a first coil spring comprising an upper turn and a lower turn, positioned between this lower support and this upper support, this device being remarkable in that it further comprises: a second coil spring comprising an upper turn and a lower turn, positioned between the lower support and the upper support mentioned above, the lower turn of the first spring; being disposed lower than the upper turn of the second spring; and a connecting piece in contact with the lower turn of the first spring and the upper turn of the second spring. Thus, the invention makes it possible to increase the movement of the device in a small volume by a simple design and implementation. According to a particular characteristic, the first and second springs are at least partially inserted into one another. Thus, a spring being at least partially inserted into the other, the volume occupied by the device is all the more reduced.

Selon une caractéristique particulière, les diamètres respectifs des spires des premier et second ressorts sont constants. Ainsi, la conception et la réalisation de l'invention sont peu coûteuses. Selon une caractéristique particulière, le premier ressort a un diamètre de spires inférieur au diamètre de spires du second ressort.According to a particular characteristic, the respective diameters of the turns of the first and second springs are constant. Thus, the design and the realization of the invention are inexpensive. According to a particular characteristic, the first spring has a diameter of turns smaller than the diameter of turns of the second spring.

Selon une caractéristique particulière, le premier ressort et le second ressort sont concentriques.According to a particular characteristic, the first spring and the second spring are concentric.

Selon une caractéristique particulière, le premier ressort a une raideur différente de celle du second ressort. Cette caractéristique offre davantage de possibilités pour le réglage de la raideur du dispositif selon l'invention. En particulier, lors de l'utilisation de ce dispositif dans une suspension d'un train arrière d'un véhicule, tel qu'un véhicule utilitaire avec des variations de charge importantes, la raideur peut alors varier avec la charge. Selon une caractéristique particulière, la pièce de liaison est composée d'un cylindre dont une extrémité est recourbée vers l'intérieur et dont l'autre l'extrémité est recourbée vers l'extérieur de ce cylindre. Ainsi, il est possible, pour faire varier l'assiette du véhicule, de modifier la longueur du dispositif avec une pièce de liaison de longueur différente. Selon une caractéristique particulière, lorsque la pièce de liaison est en contact avec l'appui inférieur mentionné plus haut, le second ressort est totalement comprimé. Cette dernière caractéristique permet d'optimiser l'encombrement du dispositif tout en permettant que le second ressort puisse se comprimer en totalité. Dans le même but, l'invention a aussi pour objet une jambe de force d'une suspension d'un véhicule automobile comprenant une partie inférieure et une partie supérieure d'un amortisseur, cette jambe de force comportant un tel dispositif, l'appui supérieur de ce dispositif étant lié à cette partie supérieure et son appui inférieur étant lié à cette partie inférieure. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant une telle jambe de force. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif à ressorts selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif à ressorts selon l'invention lorsqu'il est totalement comprimé ; et - la figure 3 est une vue en coupe d'une jambe de force comportant un dispositif à ressorts selon l'invention.According to a particular characteristic, the first spring has a stiffness different from that of the second spring. This feature offers more possibilities for adjusting the stiffness of the device according to the invention. In particular, when using this device in a suspension of a rear axle of a vehicle, such as a utility vehicle with large load variations, the stiffness can then vary with the load. According to a particular characteristic, the connecting piece is composed of a cylinder, one end of which is bent inwards and the other end of which is curved towards the outside of this cylinder. Thus, it is possible, to vary the attitude of the vehicle, to change the length of the device with a connecting piece of different length. According to a particular characteristic, when the connecting piece is in contact with the lower support mentioned above, the second spring is completely compressed. This last feature makes it possible to optimize the bulk of the device while allowing the second spring to compress in its entirety. For the same purpose, the invention also relates to a strut of a suspension of a motor vehicle comprising a lower portion and an upper portion of a shock absorber, said strut comprising such a device, the support upper of this device being linked to this upper part and its lower support being linked to this lower part. The invention also relates to a motor vehicle having such a strut. The invention will be better understood and other aspects and advantages will appear more clearly on reading the following description of a particular embodiment, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings. in which: - Figure 1 is a sectional view of a spring device according to the invention; and - Figure 2 is a sectional view of a spring device according to the invention when fully compressed; and - Figure 3 is a sectional view of a strut comprising a spring device according to the invention.

Conformément à l'invention, le dispositif à ressorts 1 de la figure 1 est constitué d'un premier ressort hélicoïdal 2, d'un second ressort hélicoïdal 3, d'une pièce de liaison 4, d'un appui supérieur 5 et d'un appui inférieur 6. Le premier ressort 2 et le second ressort 3 comportent chacun une spire supérieure et une spire inférieure. Les premier et second ressorts 2, 3 sont positionnés entre l'appui inférieur 6 et l'appui supérieur 5. Selon le mode particulier de réalisation de la figure 1, le premier ressort 2 et le second ressort 3 ont un diamètre de spire constant. Le premier ressort 2 et le second ressort 3 sont au moins partiellement insérés l'un dans l'autre et la spire inférieure du premier ressort 2 est disposée plus bas que la spire supérieure du second ressort 3. Ainsi, selon le mode de réalisation non limitatif de la figure 1, dans lequel le premier ressort 2 a un diamètre de spire inférieur à celui du second ressort 3, le premier ressort 2 se trouve au moins partiellement inséré dans le second ressort 3. Le premier ressort 2 et le second ressort 3 peuvent par exemple être concentriques, comme représenté sur la figure 1. La spire supérieure du premier ressort 2 est en contact avec l'appui supérieur 5 et sa spire inférieure est en contact avec la pièce de liaison 4.According to the invention, the spring device 1 of FIG. 1 consists of a first helical spring 2, a second helical spring 3, a connecting piece 4, a top support 5 and a a lower support 6. The first spring 2 and the second spring 3 each comprise an upper turn and a lower turn. The first and second springs 2, 3 are positioned between the lower support 6 and the upper support 5. According to the particular embodiment of FIG. 1, the first spring 2 and the second spring 3 have a constant turn diameter. The first spring 2 and the second spring 3 are at least partially inserted one inside the other and the lower turn of the first spring 2 is disposed lower than the upper turn of the second spring 3. Thus, according to the embodiment no 1, wherein the first spring 2 has a smaller coil diameter than the second spring 3, the first spring 2 is at least partially inserted into the second spring 3. The first spring 2 and the second spring 3 may for example be concentric, as shown in Figure 1. The upper turn of the first spring 2 is in contact with the upper support 5 and its lower turn is in contact with the connecting piece 4.

La spire inférieure du second ressort 3 est en contact avec l'appui inférieur 6 et sa spire supérieure est en contact avec la pièce de liaison 4. La pièce de liaison 4 est donc disposée entre le premier ressort 2 et le second ressort 3, en contact avec la spire inférieure du premier ressort 2 et la spire supérieure du second ressort 3.The lower turn of the second spring 3 is in contact with the lower support 6 and its upper turn is in contact with the connecting piece 4. The connecting piece 4 is arranged between the first spring 2 and the second spring 3, in contact with the lower turn of the first spring 2 and the upper turn of the second spring 3.

De manière préférentielle, la pièce de liaison 4 est composée d'un cylindre dont une extrémité est recourbée vers l'intérieur et dont l'autre l'extrémité est recourbée vers l'extérieur de ce cylindre. Ainsi, une extrémité du ressort de plus faible diamètre, correspondant au premier ressort 2 dans le mode de réalisation représenté par la figure 1, se trouve en appui sur la partie de la pièce de liaison 4 recourbée vers l'intérieur. A l'inverse, le ressort de plus grand diamètre, correspondant au second ressort 3 dans le mode de réalisation représenté par la figure 1, se trouve en appui sur la partie de la pièce de liaison 4 recourbée vers l'extérieur. Le premier ressort 2 a une raideur K1 et le second ressort 3 a une raideur K2.Preferably, the connecting piece 4 is composed of a cylinder, one end of which is bent inwards and the other end of which is curved towards the outside of this cylinder. Thus, one end of the smaller diameter spring, corresponding to the first spring 2 in the embodiment shown in Figure 1, is supported on the portion of the connecting piece 4 curved inwards. Conversely, the larger diameter spring, corresponding to the second spring 3 in the embodiment shown in Figure 1, is supported on the portion of the connecting piece 4 curved outwardly. The first spring 2 has a stiffness K1 and the second spring 3 has a stiffness K2.

Les raideurs K1 et K2 peuvent avantageusement avoir des valeurs différentes, mais peuvent également être de valeurs identiques. Le premier ressort 2 étant en série avec le second ressort 3, la raideur équivalente K' du dispositif à ressorts hélicoïdaux est donnée par l'équation suivante : 1 / K' = 1 / K1 + 1 / K2 Sur la figure 2, on peut voir le dispositif à ressorts 1 selon l'invention lorsqu'il est totalement comprimé. De manière avantageuse, la hauteur de la pièce de liaison 4 est telle que lorsque la pièce de liaison 4 est en contact avec l'appui inférieur 6, le second ressort 3 est totalement comprimé dans l'espace situé entre le point d'appui de ce ressort 3 sur la pièce de liaison 4 et son point d'appui sur l'appui inférieur 6. Par l'expression ressort totalement comprimé on entend une position dans laquelle les spires du ressort sont quasiment jointives sans être en contact les unes avec les autres, pour éviter la dégradation du ressort. La jambe de force sur la figure 3 comporte un amortisseur et un dispositif à ressorts 1 conforme à l'invention. L'amortisseur est constitué d'une partie inférieure 8 et d'une partie supérieure 7 coulissant l'une dans l'autre. La partie supérieure 7 peut par exemple coulisser dans la partie inférieure 8, ainsi que représenté sur la figure 3, mais l'inverse est également possible. Ainsi que cela est habituellement le cas dans une suspension de type pseudo Mac-Pherson, la partie supérieure 7 peut, à titre d'exemple non limitatif, être liée à la caisse d'un véhicule et la partie inférieure 8 à la fusée d'une roue de ce véhicule. Cette caisse et cette fusée de roue ne sont pas représentées sur la figure 3. L'appui supérieur 5 est alors lié à la partie supérieure 7 de l'amortisseur et l'appui inférieur 6 est lié à la partie inférieure 8 de l'amortisseur. Selon un autre mode de réalisation particulier non représenté sur les figures, le dispositif à ressorts 1 selon l'invention peut être installé sur un essieu arrière à traverse déformable. Ainsi, un dispositif à ressorts conforme à l'invention, une jambe de 35 force ou un véhicule comportant un dispositif à ressorts conforme à l'invention, sont conçus et réalisés de façon économique avec un débattement maximisé dans un encombrement réduit. En outre, on peut faire varier l'assiette du véhicule en modifiant la longueur de la pièce de liaison 4.The stiffness K1 and K2 may advantageously have different values, but may also be of identical values. The first spring 2 being in series with the second spring 3, the equivalent stiffness K 'of the helical spring device is given by the following equation: 1 / K' = 1 / K1 + 1 / K2 In FIG. see the spring device 1 according to the invention when fully compressed. Advantageously, the height of the connecting piece 4 is such that when the connecting piece 4 is in contact with the lower support 6, the second spring 3 is completely compressed in the space between the support point of this spring 3 on the connecting piece 4 and its point of support on the lower support 6. By the term fully compressed spring means a position in which the spring turns are almost contiguous without being in contact with each other. others, to avoid the deterioration of the spring. The strut in Figure 3 comprises a damper and a spring device 1 according to the invention. The damper consists of a lower portion 8 and an upper portion 7 sliding one into the other. The upper part 7 can for example slide in the lower part 8, as shown in Figure 3, but the opposite is also possible. As is usually the case in a pseudo Mac-Pherson type suspension, the upper part 7 may, by way of non-limiting example, be linked to the body of a vehicle and the lower part 8 to the rocket. a wheel of this vehicle. This box and this wheel spindle are not shown in Figure 3. The upper support 5 is then connected to the upper portion 7 of the damper and the lower support 6 is connected to the lower portion 8 of the damper . According to another particular embodiment not shown in the figures, the spring device 1 according to the invention can be installed on a rear axle with deformable cross member. Thus, a spring device according to the invention, a force leg or a vehicle comprising a spring device according to the invention, are designed and produced economically with a maximized clearance in a small footprint. In addition, the attitude of the vehicle can be varied by changing the length of the connecting piece 4.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Dispositif à ressorts (1) d'une suspension d'un véhicule automobile comprenant un appui inférieur (6), un appui supérieur (5) et un premier ressort hélicoïdal (2) comportant une spire supérieure et une spire inférieure, positionné entre ledit appui inférieur (6) et ledit appui supérieur (5), caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - un second ressort hélicoïdal (3) comportant une spire supérieure et une spire inférieure, positionné entre ledit appui inférieur (6) et ledit appui supérieur (5), la spire inférieure dudit premier ressort (2) étant disposée plus bas que la spire supérieure dudit second ressort (3) ; et - une pièce de liaison (4) en contact avec la spire inférieure dudit premier ressort (2) et la spire supérieure dudit second ressort (3).REVENDICATIONS1. Spring device (1) of a suspension of a motor vehicle comprising a lower support (6), an upper support (5) and a first coil spring (2) comprising an upper turn and a lower turn, positioned between said support lower (6) and said upper support (5), characterized in that it further comprises: - a second coil spring (3) comprising an upper turn and a lower turn, positioned between said lower support (6) and said support upper (5), the lower turn of said first spring (2) being disposed lower than the upper turn of said second spring (3); and - a connecting piece (4) in contact with the lower turn of said first spring (2) and the upper turn of said second spring (3). 2. Dispositif à ressorts selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier (2) et second (3) ressorts sont au moins partiellement insérés l'un dans l'autre.2. A spring device according to claim 1, characterized in that said first (2) and second (3) springs are at least partially inserted into one another. 3. Dispositif à ressorts selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les diamètres respectifs des spires desdits premier (2) et second (3) ressorts sont constants.3. Spring device according to claim 1 or 2, characterized in that the respective diameters of the turns of said first (2) and second (3) springs are constant. 4. Dispositif à ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier ressort (2) a un diamètre de spires inférieur au diamètre de spires dudit second ressort (3).4. Spring device according to any one of the preceding claims, characterized in that said first spring (2) has a diameter of turns smaller than the diameter of turns of said second spring (3). 5. Dispositif à ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier ressort (2) et ledit second ressort (3) sont concentriques.5. Spring device according to any one of the preceding claims, characterized in that said first spring (2) and said second spring (3) are concentric. 6. Dispositif à ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier ressort (2) a une raideur différente de celle dudit second ressort (3).6. Spring device according to any one of the preceding claims, characterized in that said first spring (2) has a stiffness different from that of said second spring (3). 7. Dispositif à ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce de liaison (4) est composée d'un cylindre dont une extrémité est recourbée vers l'intérieur et dont l'autre l'extrémité est recourbée vers l'extérieur dudit cylindre.7. A spring device according to any one of the preceding claims, characterized in that said connecting piece (4) is composed of a cylinder, one end of which is bent inwards and the other end of which is bent. outwardly of said cylinder. 8. Dispositif à ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque ladite pièce de liaison (4) est en contact avec ledit appui inférieur (6), ledit second ressort (3) est totalement comprimé.8. A spring device according to any one of the preceding claims, characterized in that when said connecting piece (4) is in contact with said lower support (6), said second spring (3) is fully compressed. 9. Jambe de force d'une suspension d'un véhicule automobile comprenant une partie inférieure (8) et une partie supérieure (7) d'un amortisseur, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif à ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit appui supérieur (5) étant lié à ladite partie supérieure (7) et ledit appui inférieur (6) étant lié à ladite partie inférieure (8).9. Strut of a suspension of a motor vehicle comprising a lower portion (8) and an upper portion (7) of a shock absorber, characterized in that it comprises a spring device according to any one of preceding claim, said upper support (5) being connected to said upper part (7) and said lower support (6) being connected to said lower part (8). 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une jambe de force selon la revendication 9.10. Motor vehicle characterized in that it comprises a strut according to claim 9.
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