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Fourche élastique télescopique pour motocycles.
La présente invention a pour objet une fourche télescopique pour motocycles, comportant deux branches cons- titmées chacune par un tube intérieur et un tube extérieur respectivement fermés à leur extrémité extérieure, coulis- sant télescopiquement l'un dans l'autre et délimitant une chambre destinée à recevoir un fluide bydraulique d'amortis- sement, un obturateur annulaire prévu à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité intérieure du tube intérieur et ménageant pour le fluide une communication entre l'intérieur des deux tubes tout en assurant, extérieurement un joint d'étanchéité coulissant, empêchant les fuites de fluide d'amortissement, une tige,
de réglage d'écoulement portée
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/extérieur de façon à pénétrer à l'intérieur du tube par le tube/intérieur en traversant l'obturateur et coopé- rant avec celui-ci pour former un orifice d'étranglement pratiqué dans le tube intérieur et entourant la tige de réglage, de manière que le refoulement du fluide d'amor- tissement par cet orifice amortisse les mouvements téles- copiques des branches de la fourche, des moyens élastiques déterminant dans chaque branche une compression préalable, et des moyens d'accouplement rigides reliant les branches entre elles dans le sens transversal et les maintenant espacées et parallèles entre elles.
L'invention a également pour objet une fourche pour cycles à moteur comportant deux branches télescopiques constituées chacune par un tube extérieur fermé à son extrémité extérieure, un tube intérieur également fermé à son extrémité extérieure, les deux tubes délimitant ensemble une chambre oléo-pneumatique dont le volume varie en fonc- tion des mouvements télescopiques de la fourche sous l'actior des différentes conditions de charge,un obturateur annu- laire prévu à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité intérieure du tube intérieur et ménageant, pour le fluide, une communication entrer*intérieur du tube extérieur et l'intérieur du tube intérieur, tout en assurant à sa péri- phérie un joint d'étanchéité coulissant, empêchant les fuites de fluide hors de la chambre oléo-pneumatique.,
une tige de réglage d'écoulement portée par le tube extérieur de façon à pénétrer dans le tube intérieur en traversant l'obturateur pour que le refoulement du liquide, lors des mouvements télescopiques des branches, s'effectue à travers un orifice d'étranglement pratiqué dans.le tube intérieur et entourant la tige de réglage, des moyens de guidage prévus à l'extrémité intérieure du tube extérieur et coopérant avec l'obturateur et (ou) avec son support pour ne permettre de déplacements relatifs des tubes que dans
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le sens axial, la chambre oléo-pneumatique étant prévue .et agencée de façon à recevoir un liquide d'amortissement jusqu'à un niveau tel que l'obturateur soit toujours immergé dans les conditions de fonctionnement normales, tout en ménageant au-dessus du niveau liquide,
à l'inté- rieur de la chambre oléo-pneumatique, un compartiment renfermant de l'air ou du gaz comprimé, destiné à maintenir élastiquement la branche en compression, les deux branches étant accouplées dans le sens transversal par des entre- toises, tandis que les,deux compartiments à air ou à gaz comprimé sont reliés par un tube d'équilibrage des pressions,
La description qui va suivre , en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu,, partie de ladite invention.
La fig. 1 est une élévation d'une fourche avant télescopique pour cycles à moteur selon l'inventon.
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
Ainsi que le montre la fig. l, la partie exté- rieure 4 (le cylindre) de chaque branche forme Isolément télescopique supérieur et les deux parties extérieures sont ,accouplées transversalement et maintenues parallèlement entre elles par des entretoises supérieure et inférieure 5 et 6. Les parties inférieures et intérieures 7 (les pistons) des branches de la fourche sont montées chacune à coulissement dans leurs cylindres respectifs, et peuvent se déplacer télescopiquement à l'encontre de l'action élastique du volume d'air enfermé, ainsi qu'il sera expli- qué en détail plus loin.
Les pistons 7 portent l'axe 8 de la roue avant et l'une des branches (par exemple celle . de droite sur la fig. 1) porte à.sa base un organe de conne- xion avec le dispositif de freinage destiné à absorber
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la réaction du frein. lorsque la branche de fourche est du type.oléo- pneumatique représenté sur le dessin, un compartiment à air est ménagé à la partie supérieure de chaque cylindre 4, et les deux compartiments à air communiquent entre eux par un conduit prévu, à l'arrière de l'entretoise supérieure 5, l'air étant introduit à la pression nécessaire par une valve de remplissage 9.
Un graisseur 10 est également prévu' pour l'introduction d'un lubrifiant dans l'espace compris entre le piston 7 et l'intérieur du cylindre 4, et un joint annulaire ll est monté dans le bas du cylindre pour empêcher la boue de pénétrer dans l'espace de graissage.
On voit sur la fig. 2 que le cylindre 4 est fermé à son extrémité supérieure par un chapeau 12, tan- dis qu'il est ouvert à son extrémité inférieure pour rece- voir le piston coulissant 7. Ce piston 7 est également creux et fermé à son extrémité inférieure, tandis que son extrémité supérieure porte un piston annulaire 13 coulis- sant avec jeu sur une tige centrale 14. Cette tige centrale est de préférence creuse ce qui la rend plus légère et fatt office d'élément de réglage d'écoulement du fluide, comme on le verra plus loin. Un tampon élastique 15 sert de butée supérieure pour limiter le degré de contraction de la branche sous l'action de la charge. La butée inférieure limitant le degré d'extension de la branche est constituée par un empilage de rondelles élastiques lb.
Les butées 15 et 16 sont de préférence en caoutchouc synthétique ou en une matière appropriée similaire résistant à l'action de l'huile.
En cours de fonctionnement, l'intérieur de la branche est rempli d'huile en quantité suffisante puur que cette.huila atteigne le niveau des orifices 17 lorsque la branche est complètement comprimée. Les orifices
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17 sont en communication avec un canal annulaire 18 situé dans-l'alésage du collier de fixation 19 qui, à son tour, est relié à l'entretoise supérieure :? (fig.l) ou fait corps avec elle. Le collier 19 comporte un joint convenable pour empêcher les fuites et assure la communication avec le conduit de compensation passant par l'entretoise supérieure
5.
Le piston 13 est muni d'une garniture d'étanchéi- té annulaire 20 de section en U, appliquée contre un épau- lement du piston par une bague d'espacement 21 elle-même appliquée dans l'évidement central de la garniture par une rondelle de diamètre réduit 22, ménageant entre elle et la paroi du cylindre 4 un certain intervalle. Grce à cet agencement, la..garniture annulaire 20 travaille toujours immergée dans l'huile et balaie la paroi intérieure du cylindre 4 pour empêcher les fuites d'huile entre le piston
13 et la paroi du cylindre.
Le niveau de l'huile ayant été déterminé dans la position de compression complète de la branche, on permet l'extension de celle-ci jusqu'à une position imposée par la charge statique normale,lorsqu'elle est montée sur une machine de poids connu prévue pour une surcharge déterminée. L'air comprimé est ensuite introduit dans le compartiment au-dessus de l'huile, à l'aide d'un appareil de gonflage raccordé à la valve 9 (fig.l) qui communique avec l'intérieur du cylindre 4 par les orifices 17,.
Au cours du fonctionnement, la branche cède élastiquement lorsqu'elle franchit des bosses, et ce à l'enoontre de l'action élastique exercée par l'air comprimé enfermé au-dessus du niveau.de l'huile dans le oylindre
4. Un amortissement bydraulique important est assuré par la difficulté qu'éprouve l'huile passer à travers l'in- tervalle annulaire 23 prévu entre le piston 13 et la tige centrale fixe 14 qui fait office de tige de réglage.
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Le remplissage de la branche avec de l'huile s'effectue en enlevant le chapeau 12 et en le soulevant suffisamment pour retirer la butée supérieure 15 ajustée et serrée sur la tige 14; on peut alors élever et abaisser cette tige pour faciliter l'écoulement de l'huile à l'in- térieur du piston 7, Un orifice d'échappement 24 est percé dans la paroi du cylindre 4 à proximité de son extrémité supérieure pour permettre l'échappement de l'air comprimé avant l'enlèvement complet du chapeau 12, afin que celui-ci. ne soit pas projeté dangereusement ou intempestivement si l'on essaye de le dévisser lorsque la branche contient encore de l'air comprimé.
Pour le même motif, un orifice d'échappement 25 est pratiqué dans le boulon de blocage 26, pour permettre la réduction de la pression de l'air lorsque la tige tubulaire du boulon 26 démasque l'orifice 27 qui communique avec l'intérieur de la tige centrale creuse 14.
Il est fait remarquer que le boulon de fixation 26 est prévu comme moyen d'attache commode, parce qu'il est très simple de braser la tige centrale 14 sur la tige creuse du boulon 26 mais, une fois mis en place, il n'est plus nécessaire d'enlever ce boulon si ce n'est pour le démontage complet de la branche.
Un fourreau de guidage 28 est prévu à proximité de l'ouverture du cylindre 4. Ce fourreau 28 peut être du type auto-lubrifiant, mais il peut également comporter un ' ou plusieurs conduits destinés à prélever du lubrifiant dans l'espace 29 situé entre le piston 7 et la paroi inté- rieure du cylindre 4,
Ainsi qu'il a été indiqué en regard de la fig. 1, le joint annulaire 11 intervient pour empêcher la pénétra- tion de la boue dans le guide d'extrémité et dans l'espace de graissage 29, mais le pompage produit par ies mouvements télescopiques de la branche en cours de fonctionnement exige /) un joint annulaire de constitution spéciale.
A cet effet,
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ce joint annulaire comporte deux lèvres orientées en sens opposés et portant contre le piston également dans deux sens opposés, d'une part pour empêcher;les fuites du lubrifiant hors de l'espace de graissage,29, d'autre part pour empêcher la pénétration de corps étrangers. De plus, pour empêcher la déformation du joint annulaire 11 par l'effet de pompages-déformation qui pourrait provoquer des pertes de lubrifiant., ce joint est percé radialement de canaux régulièrement espacés. Un de ces canaux est indiqué en 30 sur la fig. 2. Ces canaux mènent à un conduit extérieur 31 qui communique avec des orifices percés dans l'enveloppe 32.
Cette enveloppe 32 du joint annulaire peut être fixée par soudure tendre sur l'extré- mité infétieure du cylindre, et le. joint 11 lui-même peut être encastré dans l'enveloppe lors du montage.
Pour démonter la fourche, on peut enlever faci- lement les éléments de fixation de la roue et du frein, prévus à l'extrémité inférieure du piston. L'ensemble du mécanisme intérieur de la branche est alors facile à extraire par le haut, après dévissage et enlèvement du chapeau 12..
Il y a également lieu de noter que, quoiqu'il soit/nécessaire jusqu'à un certain point d'assurer l'étan- chéité du¯joint 11, pour empêcher les pertes de lubrifiant dans l'espace 29 et la pénétration de graisse et de corps étrangers dans le guide d'extrémité, l'étanchéité contre les pertes d'huile et de pression à l'intérieur de la branche est réalisée par la garniture annulaire 20, dont l'étanchéité contre les fuites sous l'effet de la charge appliquée à la branche, augmente au fur et à mesure que la pression augmente elle-même.
D'autre part, .il y a lieu de noter que la friction produite par la garniture annulaire
20 contribue sensiblement et avantageusement à l'effet d'amortissement nécessaire,
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La fig. 2 représente la branche de fourche dans une des positions qu'elle occuperons l'action d'une charge statique, par exemple lorsque le conducteur est assis sur la selle de la machineDans cette position, le niveau de l'huile se fixe éventuellement environ à la hauteur indi- quée en 33,1'inclinaison provenant du fait que la fourche, une fois montée sur la machine, présente une inclinaison importante vers l'avant.
La pression de "remplissage" varie dans une certaine mesure avec les différents types de machines et selon les exigences du conducteur, étant donné que certains conducteurs préfèrent une suspension relativement dure pour une marche à grande vitesse, tandis que d'autres préfèrent une suspension plus douce pour les randonnées en touriste. La pression de remplissage peut être réglée en conséquence mais, pour'un poids moyen de la machine et du conducteur,une pression d'environ 2,9 kg/cm2 donne généralement un degré d'élasticité convenable pour un fonctionnement normal dur, avec une extension d'environ
100 mm au-delà, de la position représentée,, avant l'arrêt par la butée inférieure. La course vers le haut est d'en- viron 75 mm avant l'arrêt par la butée supérieure.
Cette butée supérieure 15 est de préférence enserrée dans une virole métallique 34 engagée avec du jeu radial dans le cylindre pour empêcher l'obstruction des orifices 17. Le but de la virole métallique 34 est d'assurer un arrêt positif métal sur métal entre la rondelle 22 du piston et la rondelle fixe 35 prévue dans la partie supérieure du cylindre, ceci afin de limiter la compression du tampon élastique 15. La pression de remplissage et le niveau du liquide étant choisis de la maniéré précédemment indiquée, la fourche est parfaitement capable d'absorber des charges à peu près égales à quatre fois la charge statique, avant d'atteindre sa course limiteL'expérience a montré que.
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cet agencement convient à toutes les conditions normales de'travail.
Dans des conditions exceptionnellement sévères, par exemple dans le cas de courses d'utilisation de la maohine dans des contrées montagneuses ou sur des routes en très mauvais état, la tendance au choc prématuré contre la butée supérieure peut être évitée par une augmen- tation de la pression de remplissage, bien que, pour .l'usage normal, la suspension ainsi obtenue soit d'une dureté indésirable.
Bien que dans le mode de mise en oeuvre le plus avantageux de l'invention, les branches de la fourche se présentent sous la forme d'un amortisseur de chocs télescopiques oléo-pneumatique, il va de soi que l'éla- licite peut être assurée par d'autres moyens que par un certain volume d'air ou de gaz comprimé. Par exemple, la , rondelle 22 du piston peut s'opposer à la poussée élasti- que exercée par. un ressort hélicoïdal intercalé avec une tension préalable dans la partie supérieure du cylin- dre 4.
Dans d'autres cas, la suspension élastique peut être assurée par la combinaison d'un ressort et d'un certain volume d'air comprimé :
REVENDICATIONS
1) Fourche élastique télescopique pour cycles à moteur comportant deux branches constituées chacune par un tube intérieur et un tube extérieur, fermés respecti- vement à leurs extrémités extérieures et coulissant téles.. copiquement l'un dans l'autre, en délimitant une chambre destinée à recevoir un fluide bydraulique d'amortissement,.
un obturateur annulaire prévu à l'extrémité ou à proximité de l'extrémité intérieure du tube intérieur et ménageant pour le fluide une communication entre l'intérieur des deux tubes, tout en constituant par sa partie extérieure
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un joint d'étanchéité coulissant, empêchant les fuites de fluide., une tige de réglage d'écoulement du fluide.portée par le tube extérieur de façon à pénétrer à l'intérieur du tube en traversant l'obturateur et coopérant avec lui pour 'former un orifice d'étranglement pratiqué dans le tube intérieur et entourant la tige de réglage de manière que le refoulement du fluide amortisse les mouvements téles- copiques de chaque branche.,
des moyens élastiques détermi- nant dans chaque branche une compression préalable et des moyens d'accouplement rigides reliant les branches entre elles' et les maintenant espacées et parallèles l'une à l'autre.
2) Fourche élastique comme spécifié dans la revendication 1, caractérisée en ce que les deux tubes de chaque branche délimitent une chambre oléo-pneumatique dont le volume varie en fonction des mouvements télesco- piques de la fourche sous l'action des différentes charges.
3) Fourche élastique comme spécifié dans les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'obturateur annulaire prévu à l'extrémité intérieure du tube intérieur assure par sa périphérie un joint étanche empêchant les fuites hors de la,chambre oléo-pneumatique.
4) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'à l'extrémité intérieure du tube extérieur sont prévus des moyens de guidage coopérant avec l'obturateur et (ou) avec son enveloppe pour limiter les mouvements relatifs des tubes à des déplacements uniquement axiaux.
5) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la chambre oléo-pneumatique est faite et agencée pour recevoir un liquide d'amortissement jusqu'à un niveau tel que l'obturateur soit toujours immergé dans les condi- tions normales de travail, tout en ménageant au-dessus du A
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niveau du liquide un compartiment pour de l'air ou du gaz comprimé desthés à maintenir élastiquement la 'branche en compression,
6) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'accouplement transversal des branches de la fourche est assuré par des entretoises et/Les deux chambres de remplissage sont reliées entre elles par un tube d'équilibrage des pressions.
7) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque tige de réglage d'écoulement du fluide porte des moyens d'arrêt élastiques destinés à limiter l'extension télescopique de la fourche.
8) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une butée élastique limitant la contraction télescopique de la fourche est également prévue sur chaque tige de réglage.
9) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes,, caractérisée en ce que le diamètre extérieur du tube intérieur est plus petit que le diamètre intérieur du tube extérieur, la différence étant telle qu'il en résulte un jeu appré- ciable entre les tubes intérieur et extérieur, sauf aux points où ils coopèrent pour permettre un déplacement strictement et uniquement télescopique, par l'intermé- diaire du guide prévu à l'extrémité intérieure du tube extérieur et de l'obturateur et (ou) de son support situés à l'extrémité intérieure du tube intérieur.'
10) Fourche élastique comme spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'intervalle ménagé radialement entre les tubes
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intérieur et extérieur,
et limité axialement par le guide à l'extrémité intérieure du tube extérieur et par l'obtu- rateur et (ou) son support à l'extrémité intérieure du tube intérieure intervalle' dont le volume varie en fonction des mouvements télescopiques des branches, est fermé de façon étanche à l'extrémité intérieure du tube extérieur par un joint annulaire élastique muni de lèvres orientées axialement dans des sens opposés de façon à porter contre le tube intérieur lors de ses déplacements par rapport au tube extérieur.
11) Fourche élastique comme spécifié dans la revendication 10) caractérisée en ce qu'entre.les lèvres . opposées au joint annulaire est ménagé un espace maintenu sensiblement à la pression de l'air extérieur à l'aide d'une ou de plusieurs ouvertures percées dans la paroi de ce joint annulaire.