Suspension avant Sandford GSUne histoire qui ne manque pas de ressort(s)
A l'occasion de la réfection du train avant je suis tombé sur un problème qui m'a conduit à faire ces recherches. Peut-être manque-t-il une pièce sur le train avant? Commentaires, critiques et informations sur les différences entre mon GS et les autres bienvenus naturellement
I Ressort de rebond
Comme on sait la suspension avant des Sandford est « inspirée » de celle des Morgan. Le porte-fusée coulisse verticalement sur un axe. Au-dessus le ressort principal et au dessous un ressort de rebond désigné par la flèche :
Ph 1
Sur mon Sandford GS ces ressorts inférieurs sont cassés des deux côtés
Ph 2
Comme j'ai entrepris une restauration globale j'ai bien sûr prévu de les remplacer.
J'ai fait des demandes :
Bonjour,
Pouvez-vous me faire deux ressorts:
longueur à vide 150 mm
fil carré 5x5 mm
diam ext 40 mm
diam int 30 mm
11 spires utiles
deux 1/2 spires meulées aux extrémités
L'un des fabricants sollicités m'a fait parvenir ce document avec son offre de prix de 130 € pour les deux ressorts (port non compris) :
Doc 1:
Dessin du Ressort
Enroulement à droite
+Matière: EN 10270-1 Fil patenté
h Epaisseur axiale: 5.00 mm
b Largeur radiale: 5.00 mm
De Diamètre Externe: 40.00 mm
nt Nb. Total de Spires: 12.00
Rs Raideur du Ressort: 21.41 N/mm
L0 Longueur Libre: 150.00 mm
Lc Longueur à bloc 60.00 mm
Fcth Charge à bloc 1926.8 N
Points de Fonctionnement
L1 Longueur: 110.00 mm
F1 Charge: 856.34 N
Note : J'aurais dû compter les spires meulées aux extrémités du ressort car le fabricant les compte :Ph 3
Ce ressort « reconstitué » en mettant les morceaux bout-à-bout doit être compté comme faisant 13 spires et non « 11 et deux ½ spires » comme dans ma demande. J'ai reformulé ma demande accompagnée de la photo ci-dessus. Le fabricant compte cela maintenant comme 13 spires, les deux spires meulées devant être comptées entières.Le document Doc 1 fournit deux informations intéressantes :
Rs Raideur du Ressort: 21.41 N/mm
L1 Longueur: 110.00 mm
Rs est la raideur du ressort en N/mm, ou 2,141 daN/mm. (1 daN = 1kg(f) à 2% près)
Et la constante inverse (souplesse) est donc 1 /2,141 = 0,467 mm/daN.
L1 est la limite de charge acceptée par le ressort selon le fabricant :
LIMITE DE COMPRESSION MAXI DE CE RESSORT 110 mm AU-DELA DE CETTE VALEUR NOUS DEPASSONS LA LIMITE D'ELASTICITE DU FIL, LE RESSORT CRAQUE
II Montage d'origine
Sur l'axe de pivotement de la direction on trouve de bas en haut sur mon GS (voir Ph 1) :
Une pièce tubulaire fixée au châssis et servant d'appui bas au ressort de rebond
Le ressort de rebond (longueur à vide 150 mm)
Le porte-fusée (hauteur 98 mm)
une entretoise (hauteur 20 mm)
Les deux ressorts principaux (longueur à vide 140 mm chaque)
La pièce tubulaire haute servant d'appui haut au ressorts principaux) et son bouchon vissé au sommet.
Entre les deux appuis, haut et bas il y a 455 mm. Les ressorts disposent donc de 455 – (98+20) =
337 mm au lieu de 280+150 = 430 mm. Ils sont pré-compressés. Pour calculer les compressions relatives en place des ressorts hauts et bas il faut d'abord trouver la souplesse des ressorts hauts.
III Mesure de raideur des ressorts principaux
A l'aide d'un pèse-personne j'ai relevé trois points de compression suivants en plus de la longueur 280 à vide :
Ph 4
charge (daN) | longueur (mm) |
0 | 280 |
30 | 272 |
100 | 257 |
130 | 251 |
Ce qui permet de calculer la souplesse du ressort: 0,221 mm/daN.
IV Montage
Quand on effectue le montage les longueurs des ressorts s'établissent en égalisant la charge sur les ressorts hauts et le ressort bas (en négligeant le poids du porte-fusée) :
Ch haut = Ch bas = Cx
Les longueurs sont :
L haut = 280-0,221 x Ch haut = 280-0,221 x Cx
L bas = 150 – 0,467 x Ch bas = 150 – 0,467 x Cx
Et on a L haut + L bas = 337 mm
280-0,221 x Cx + 150 – 0,467 x Cx = 337
280+150-337 = 0,221 x Cx + 0,467 x Cx
93 = 0,688 x Cx
Cx = 93/0,688
Cx = 135 daN
Cette charge s'applique sur les ressorts hauts qui font donc :
280-0,221x135 = 250 mm
et sur le ressort bas qui fait :
150- 0,467 x 135 = 87 mm
et là nous avons un problème car le fabricant nous dit :
LIMITE DE COMPRESSION MAXI DE CE RESSORT 110 mm AU-DELA DE CETTE VALEUR
NOUS DEPASSONS LA LIMITE D'ELASTICITE DU FIL, LE RESSORT CRAQUE.
Le ressort bas ne peut pas supporter la charge appliquée par les ressorts hauts et casse.
Naturellement une fois sur roues le ressort haut est compressé et libère d'autant celui du
bas:
Pour un poids à vide de 350 daN répartis à 75% sur l'essieu avant et une fois enlevé les
masses non suspendues (porte fusée, roues et moyeux 17,5 daN) je trouve :
L haut passe à 225 mm (Ch haut 249 daN) et L bas à 112 mm (Ch bas 21 daN)
ce qui donne seulement 2 mm de marge avant rupture.
V Solution 1
En premier lieu on peut enlever l'entretoise de 20 mm. Le châssis baissera d'autant mais
sera de toutes façons plus haut qu'il n'était avec les ressorts cassés. On a alors L haut + L bas = 357 mm
Cx devient 106 daN
les ressorts haut passent à 257 mm
et celui du bas à 100 mm ce qui n'est toujours pas suffisant.
En charge sur roues toujours dans les conditions plus haut :
L haut passe à 231 mm (Ch haut 220 daN) et L bas à 126 mm (Ch bas 21 daN)
et 16 mm de marge avant rupture. C'est beaucoup mieux mais en cas de rebond il faut
toujours limiter la course.
VI Solution 2
Une butée est nécessaire pour limiter la compression du ressort bas en dessous de 110
mm.
Il vaut mieux garder un peu de marge. Le calcul montre que pour 118 mm on serait à 80%
de la charge de rupture. Cela nous donne une course utile de 150 – 118 = 32 mm.
Un tube 28x20 de 118 mm de long sera donc placé à l'intérieur du ressort bas pour limiter
la course.
Renaud RICHARD 26/12/2014