Brevet FR2090177A1 — publié le 19720114

i 2090177 La présente invention concerne un dispositif de régulation de hauteur pour véhicules, en particulier, pour véhicules automobiles, avec au moins un palpeur, relié à un régulateur, qui détecte la distance entre la carrosserie et un ou plusieurs 5 essieux du véhicule, et au moins un servo-moteur commandé par le régulateur, pour modifier la position en hauteur de la carrosserie. Ces dispositifs servent tout d'abord à maintenir le parallélisme entre le véhicule et la chaussée. D'autre part, ils 10 permettent de modifier la position absolue du véhicule en hauteur. En principe, ils sont toujours construits de telle façon que la carrosserie est reliée aux essieux par des organes variables de suspension élastique et d'amortissement, le régulateur constatant alors la distance entre la carrosserie et un ou plu-15 sieurs essieux pour la régler ensuite à une valeur nominale déterminée, fixe ou variable. Dans la suite de la description, 1*expression "palpeur" s'appliquera à tout organe d'actionnement du régulateur. On distinguera donc les véhicules avec régulation d'un ou de plusieurs essieux et ceux avec régulation indépendan-20 te de chaque roue. Dans les sjebèmes de régulation connus, à régulation extérieure, la position en hauteur de la carrosserie est déterminée le plus souvent par un ou plusieurs régulateurs disposés entre l'essieu et la carrosserie. Tous les régulateurs de hauteur ont 25 en commun qu'ils n'accompagnent pas la roue ou l'essieu sur toute la course de ce dernier ou de cette dernière, de sorte qu'une réduction est nécessaire entre la course de l'essieu ou de la roue et celle du régulateur. Dans les essieux rigides, dont le déplacement relativement à la carrosserie est essentiel-50 lement un mouvement de translation, il faut donc prévoir des tiges de transmission avec démultiplication. Dans les automobiles la course de la roue est, par exemple, cinq fois plus grande que la course du régulateur. Le rapport de démultiplication nécessaire, ainsi que la course à vide qui existe sur tous les ré-55 gulateurs de hauteur nuisent à la précision avec laquelle doit réagir l'ensemble du dispositif. Si les roues sont indépendantes et suspendues à des bras ou leviers longitudinaux, transversaux ou obliques, les régulateurs peuvent bien, en principe, être reliés à un. point du bras 40 levier qui effectue une course correspondant à la leur.Cette 71 14243 2 2090177 solution présente toutefois l'inconvénient qu'en raison de la liaison jusqu'ici rigide entre le régulateur et les essieux à réguler, on ne peut dans chaque cas, faire agir sur le régulateur qu'une seule grandeur d'entrée. En outre, particulièrement 5 à cause de l'utilisation de tiges de liaison entre le régulateur et l'essieu, le choix de l'emplacement de ce dernier est très réduit, car la transmission sur de longues distances avec des renvois fréquents est généralement liée à une dépense considérable en moyens constructifs. 10 L'invention a donc pour objet de créer un dispositif du type précité qui permet, tout en simplifiant la construction du régulateur et en facilitant son montage sur le véhicule, de faire agir sur ledit régulateur plusieurs grandeurs de régulation indépendantes l'une de l'autre. 15 A cet effet, le palpeur est monté,en ce qui concerne son sens de déplacement, entre deux groupes d'éléments élastiques, les extrémités libres des éléments élastiques du premier groupe étant reliées directement ou indirectement aux essieux ou aux roues à réguler, tandis que les extrémités libres du second 20 groupe sont reliées à n'importe quelles pièces fixes eu. mobiles du véhicule, pour fournir d'autres grandeurs d'entrée au régulateur. Le principe de cette disposition est que la course de l'essieu par exemple, n'est plus transmise directement au régu-25 lateur,comme dans les dispositifs de régulation connus,mais que cette course est tout d'abord transformée en une force élastique ou en une différence entre deux forces élastiques,qui, de son côté, provoque un déplacement du régulateur. Une démultiplication éventuellement nécessaire entre la course de la roue ou 30 de l'essieu et celle du régulateur peut alors être obtenue facilement par un choix approprié des caractéristiques des éléments élastiques. Pour la liaison élastique selon 1'invention,on peut utiliser tous les éléments élastiques connus,par exemple, des ressorts en acier ,des blocs de caoutchouc, des moyens élas-35 tiques pneumatiques, travaillant en compression, en traction ou en torsion. La transmission de la course des roues ou des essieux aux éléments élastiques peut s'effectuer de façon extrêmement simple, par exemple, à l'aide de câbles de traction. Un autre avantage de ce dispositif est la possibilité 40 qu'il offre de simplifier le régulateur lui-même,car les ressorts 71 14243 3 2090177 qui existent le plus souvent entre le levier de manoeuvre du régulateur et le dispositif amortisseur hydraulique très souvent associé à ce dernier deviennent désormais inutile. Les extrémités libres des éléments élastiques du premier 5 groupe soht reliées aux essieux à réguler.Cette liaison peut être directe,ou indirecte,par l'intermédiaire d'autres pièces qui accompagnent les essieux dans leurs déplacements. Un déplacement de ces essieux -sont considérés comme tels, évidemment,les bras ou leviers auxquels sont suspendues les roues indépendantes- est 10 transmis aux éléments élastiques par n'importe quel organe de transmission, et les éléments élastiques transmettent eux-mêmes au palpeur les forces qui agissent sur eux. Le palpeur est alors dévié de sa position et celle-ci résulte de la position d* équilibre entre les éléments élastiques du premier et du se-15 cond groupe.Les extrémités libres des éléments élastiques du second groupe peuvent être, soit fixes, relativement au régulateur et ils contribuent alors uniquement au rapport de transmission de l'ensemble du dispositif par le choix du sens de leur action et de leur constante élastique, soit utilisés pour fournir 20 d'autres grandeurs d'entrée. Le régulateur peut, selon l'invention, être constitué par une valve qui commande, de façon connue, des servo-moteurs hydrauliques ou pneumatiques, ou par un commutateur électrique monté, de façon également connue, dans des appareils à commande 25 électrique, par exemple des pompes, des compresseurs ou des vannes à commande magnétique. Selon la construction ou 1'actionnement des régulateurs, on distingue les régulateurs télescopiques,qui subissent un déplacement axial sous l'effet de forces de traction ou de com-30 pression,et,comme dans une forme d'exécution préférée du dispositif selon l'invention, des régulateurs constitués par un arbre animé d'un mouvement de rotation et un levier fixé sur le dit arbre, qui joue le rôle de palpeur. Dans une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, 35 e:n particulier,pour la régulation de la position en hauteur de la carrosserie du véhicule relativement à un essieu rigide,il est prévu que le palpeur du régulateur monté sur la carrosserie soit monté entre deux ressorts de traction placés sur une ligne d'action commune, l'extrémité libre du premier ressort étant 40 reliée à l'essieu par un câble de traction, tandis que l'extré 71 14243 4 2090177 mité libre du second ressort est solidaire de la carrosserie. Lorsque la distance entre l'essieu et la carrosserie varie, le premier ressort se tend et fait pivoter le palpeur jusqu'à ce que l'équilibre soit établi entre les forces des deux ressorts. 5 Le régulateur est donc actionné dans le sens d'une compensation de la modification de la distance. Il est cependant également possible de relier l'extrémité libre du second ressort de traction à un autre organe de détection de la distance entre la carrosserie et un autre essieu, non 10 régulé du véhicule. De cette façon, la modification de la distance de l'essieu non régulé peut être utilisée pour agir sur l'essieu régulé. Dans une autre variante de réalisation,1*extrémité libre du second ressort de traction peut être reliée à un levier 15 actionné à la main, qui permet de modifier à volonté,par exemple du siège du conducteur, le point de régulation de hauteur. Dans une autre forme d'exécution pour un véhicule muni de roues indépendafces et de stabilisateurs mécaniques entre les deux roues de chaque essieu,1'extrémité libre du premier ressort 20 est reliée,par l'intermédiaire d'un câble de traction,à une poulie calée sur le stabilisateur de l'essieu à réguler,1'extrémité libre du second ressort étant reliée à une autre poulie, calée sur le stabilisateur de l'essieu non régulé.Le s poulies sont de préférence,calées sur le point milieu des stabilisateurs 25 Etant donné que les stabilisateurs ne tournent que lorsque les roues du même essieu se déplacent simultanément et dans le même sens relativement à la carrosserie,il ne se produit un signal à l'entrée du régulateur que dans ce seul cas. Lorsque le déplacement des deux roues est de sens contraire,la partie centrale 30 du stabilisateur ne tourne pas, de sorte qu'aucun ordre de régulation ne peut être envoyé. De même, lorsque la carrosserie s'affaise tout en conservant son parallélisme avec la chaussée, il ne se produit pas d'ordre de régulation,car les deux stabilisateurs sont tournés dans le même sens,de sorte que les forces 35 antagonistes du premier et du second ressort s'annulent. Suivant une autre caractéristique du dispositif selon l'invention, le premier groupe d'éléments élastiques est constitué par deux ressorts de traction indépendants l'un de l'autre, reliés au palpeur, dont les extrémités libres sont reliées aux 40 roues indépendantes du véhicule, dont la régulation est commune. 71 14243 2090177 De cètte façon, on obtient le même effet que dans le cas décrit précédemment où le régulateur est commandé par des poulies calées au point milieu des stabilisateurs. Il n'est pas tenu compte de l'alternance des mouvements d'affaissement et de relè-5 vement,car l'augmentation de force d'un ressort fait face à la diminution de force de l'autre ressort. Dans une nouvelle variante du dispositif selon l'invention, il est prévu que le premier et le second groupe d'éléments élastiques sont formés chacun par deux ressorts de traction reliés 10 au palpeur indépendamment l'un de l'autre et influençables indépendamment l'un de l'autre par leurs extrémités libres et le régulateur est construit,de façon connue en soi, de telle manière qu'il peut exploiter aussi bien la grandeur que le sens des signaux transmis par les ressorts. Outre la course et la 15 constante élastique de chaque ressort,1*angle sous lequel la force agit sur le régulateur détermine aussi l'entrée en action du régulateur. Par exemple, si les ressorts sont reliés aux quatre roues régulables individuellement d'un véhicule,et si le régulateur comprend des valves ou des commutateurs qui entrent 20 en action dans deux plans, la hauteur de l'ensemble du véhicule peut être commandée par un seul régulateur. Il est particulièrement avantageux pour un petit rapport de démultiplication entre la course des roues et celle du régulateur que ce dernier soit, selon une autre caractéristique de 25 l'invention, munie de deux butées qui limitent la course du palpeur, la course maximale de ce dernier correspondant alors à la course maximale de régulation. Dans la zone délimitée par les deux butées, le rapport de démultiplication peut être très faible, de 1/1 à 1,1/1,par exemple, suivant le choix de la cons-50 tante d'élasticité des ressorts. On peut ainsi améliorer considérablement la précision avec laquelle réagit le régulateur. Une fois que le palpeur est en appui contre une des butées, les ressorts peuvent absorber le reste du déplacement des roues, sans que le régulateur soit détérioré. 35 De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif : 3?ig.1 représente un régulateur de hauteur avec une entrée 40 variable et une entrée fixe ; 71 14243 ^ 2090177 Fig.2 représente un régulateur analogue à celui de fig.1, avec deux entrées variables ; Fig.3 représente un régulateur analogue à celui de fig.1, avec deux entrées variables et une entrée fixe ; 5 Fi g-. 4 représente un régulateur analogue à celui de fig.1, avec quatre entrées variables ; Fig.5 représente un dispositif de régulation analogue à celui de fig.1,avec deux butées limitant la course du palpeur ; 10 Fig.6 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un dispositif de régulation analogue à celui de fig.1 ; Fig.7 est une vue en perspective d'une variante de réalisation du dispositif de régulation représenté à la fig.2. Le régulateur 1_ représenté aux fig.1 à 4 comprend un 15 arbre 2 et un levier fixé sur cet arbre, qui sert de palpeur pour détecter la distance entre un essieu et la carrosserie du véhicule. Comme le montre la fig.1, le palpeur est monté entre deux ressorts de traction 4,£ disposés sur une même ligne d'action. L'extrémité libre du ressort 4 est reliée à l'essieu 20 à réguler par un organe de liaison non représenté. L'extrémité libre du ressort £ est reliée à la carrosserie, sur laquelle est fixé le régulateur 1_. Une modification de la distance entre la carrosserie et l'essieu est transmise par le ressort 4 au palpeur £ et provoque un pivotement proportionnel de celui-ci. 25 La course de l'extrémité du palpeur, presque rectiligne pour de petits angles de pivotement, est le résultat de la nécessité d'un équilibre entre les forces respectives des ressorts 4 et On a comme relation : x4,c4 + x5*c5 30 "^R » dans laquelle + c^ Xg est la course du levier du régulateur, x^ est la course du ressort 4, x^ est la course du ressort 5» 35 est la constante d'élasticité du ressort 4, est la constante d'élasticité du ressort On comprend facilement qu'il est possible, par le choix des constantes appropriées, d'obtenir le rapport de démultiplication désiré. 40 La fig.2 représente une variante de la fig.1,dans 71 14243 7 2090177 laquelle seule 1* extrémité libre du ressort ]_ représente une entrée variable. (Jette entrée variable peut être reliée, par exemple, à un levier déplaçable manuellement, qui permet de modifier à volonté le point de régulation de hauteur en modi-5 fiant la tension initiale du rèssort. Une autre possibilité consiste à relier l'entrée variable du ressort de traction à un essieu non régulé, ainsi qu'il sera exposé en détail dans la description d'une autre forme d'exécution. Le régulateur représenté à la fig.3 est influencé par deux 10 grandeurs de régulation indépendantes, transmises par les ressorts de traction 8 et Ces deux ressorts peuvent être reliés par exemple, respectivement à la roue avant droite et à la roue avant gauche d'un véhicule à roues indépendantes. Lorsque ces roues se déplacent en sens contraire l'une de l'autre 15 relativement à la carrosserie, il ne se produit aucun ordre de régulation, car l'augmentation de force d'un des ressorts est compensée par la diminution de force de l'autre ressort. Lorsque ces déplacements sont simultanés et de même sens, il se produit un pivotement du palpeur 3 et, de ce fait, un ordre 20 de régulation. Dans cette forme d'exécution, le ressort de traction 10 ®st celui relié à la carrosserie du véhicule. Sa fonction correspond à celle du ressort 5 a la fig.1. Il peut évidemment avoir une entrée variable comme à la fig.2. La fig.4 représente une variante de réalisation dans la-25 quelle le palpeur 3 est influencé par quatre grandeurs de régulation indépendantes, transmises par les quatre ressorts de traction H»i2,13 et 14. Tout comme la grandeur des forces des ressorts, le sens de ces forces peut aussi constituer une information. Si l'on utilise un régulateur qui réagit dans deux plans 50 et si les quatre ressorts 11_ à 14 sont reliés, par exemple,. aux quatre roues d'un véhicule, avec un tel dispositif on peut alors réguler la hauteur de l'ensemble du véhicule avec un seul régulateur. La fig.5 représente une autre forme d'èxécution dans la-55 quelle le palpeur du régulateur 21_ peut seulement pivoter entre deux butées 25,24. Dans la zone comprise entre ces butées, par un choix approprié des constantes d'élasticité des ressorts on peut maintenir le rapport de démultiplication entre la course de l'essieu ou de la roue et celle du ressort à une valeur 40 réduite. Pour une diminution simultanée de la plage de 71 14243 8 2090177 régulation, la précision avec laquelle réagit le régulateur augmente considérablement. A l'extérieur de cette plage de régulation, c'est-à-dire lorsque le palpeur 20 a atteint les butées, les déplacements des roués peuvent être absorbés par > les ressorts, sans provoquer de détérioration du régulateur. La fig.6 montre le montage habituel d'un essieu arrière rigide 50 relié à la carrosserie par des ressorts à lames 31, 32. Chacune des deux roues est associée en outre, à un amortisseur pneumatique 33«34«dont les chambres à gaz 35,sont ^ reliées par des conduites 37,38, un distributeur temporisé 39 et une conduite 40, à un compresseur 41. Ce compresseur 41 est commandé par le régulateur électrique 42 auquel il est relié par les lignes 4^,. Le palpeur 44 du régulateur est monté entre les deux ressorts de traction 4£,4(5. L'extrémité libre du ressort 15 es"k reliée à l'essieu 30 par l'intermédiaire d'un câble de traction 48,qui passe sur la poulie 42- L'extrémité libre du ressort 46 est fixée à la carrosserie (non visible). Si, par exemple, la carrosserie s'affaisse sous une charge, la force du ressort 4£ diminue, de sorte que le palpeur 44 pi-20 vote en direction du ressort 46. Cette position du palpeur 44 correspond au signal "correction par relevage" dè sorte que le compresseur 41_ envoie de l'air aux chambres à gaz 2£,;56 des amortisseurs ^.,^4 jusqu'à ce que la carrosserie atteigne sa hauteur nominale et que le palpeur 44 revienne en position 25 neutre. La fig.7 représente un dispositif à l'aide duquel la position en hauteur d'un véhicule automobile est réglée par basculement autour de son ax:e transversal.Le véhicule £0 a quatre roues indépendantes £1_ à £4. Les deux roues avant sont 30 accouplées par un stabilisateur mécanique tandis que les deux roues arrière le sont par un autre stabilisateur mécanique 56. Le stabilisateur avant 55 agit directement sur les demi-essieux £2,£8 des roues avant. Par contre, le stabilisateur arrière 56 est relié aux roues arrière par des bras longitudinaux 59 Chaque vérin contient une chambre à air 6£,64 et une chambre hydraulique 6£,66,placée au-dessous de la chambre à air et séparée d'elle par une membrane. Les chambres à air servent d'éléments 40 élastiques, tandis que les chambres hydrauliques déterminent, 71 14243 9 2090177 suivant leur degré de remplissage, la position en hauteur de la carrosserie relativement aux roues arrière. Le régulateur hydraulique §2 comporte un palpeur 68,monté entre deux ressorts de traction 62»22* L'extrémité libre du 5 ressort 6^ est reliée par un câble 21 à une poulie 22* calée sur le point milieu du stabilisateur arrière 56. De même, l'extrémité libre du ressort 22 est reliée à une poulie 2â> calée sur le point milieu du stabilisateur avant 55» Par exemple, si la carrosserie s'affaisse à l'arrière sous 10 l'effet d'une charge, la poulie 2f=. tourne dans le sens où elle tend le ressort de traction 6^. De ce fait, le palpeur 68 bascule dans sa position "correction par relevage". Il libère le passage du fluide débité par la pompe 7± en direction des chambres hydrauliques 6^,66 et la carrosserie est relevée . Dès 15 que la carrosserie a atteint sa hauteur nominale, le palpeur revoient à sa position neutre et le processus de relevage s'arrête. Par contre, si la carrosserie s'affaisse à l'avant, le ressort de traction 22 est tendu par une rotation correspondante du stabilisateur avant et de sa poulie 22. et le régulateur 20 62 est actionné dans le sens d'une "correction par descente". Le fluide hydraulique est alors expulsé hors des chambres 65*66 en passant à travers le régulateur et par la conduite de retour 75 et arrive dans le réservoir 2§ jusqu'à ce que la carrosserie soit de nouveau parallèle à la chaussée. i£5 Si les deux roues avant ou les deux roues arrière ont un déplacement simultané et de sens inverse, relativement à la carrosserie, le milieu des stabilisateurs ne tourne pas et il ne se produit donc pas de signal de régulation. Si la carrosserie s'affaisse sous une charge to*ut en restant parallèle à la 30 chaussée, les signaux produits par les deux stabilisateurs sont identiques, les forces des ressorts de traction 6^ et 22 s'annulent, de sorte que dans ce cas aussi, il ne se produit aucun signal de régulation. 71 14243 2090177 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de régulation de hauteur pour véhicules, en particulier, pour véhicules automobiles, avec au moins un palpeur, relié à un régulateur, qui détecte la distance entre 5 la carrosserie et un ou plusieurs essieux du véhicule, et au moins un servo-moteur commandé par le régulateur, pour modifier la position en hauteur de la carrosserie, caractérisé en ce que le palpeur est monté, e^. ce qui concerne son sens de déplacement, entre deux groupes d'éléments élastiques, les extrémités libres 10 des éléments élastiques du premier groupe étant reliées directement ou indirectement aux essieux ou aux roues à réguler, tandis que les extrémités libres des éléments élastiques du second groupe sont reliées à n'importe quelles pièces fixes ou mobiles du véhicule pour fournir d*autres grandeurs d'entrée au 15 régulateur. 2.- Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que le régulateur est constitué par une valve de distribution qui commande des moteurs hydrauliques ou pneumatiques. 5.- Dispositif selon la revendication 1-,caractérisé en ce 20 que le régulateur est constitué par un commutateur électrique qui, dans des positions déterminées, commande des servo-moteurs hydrauliques, pneumatiques ou électriques. 4„- Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que le régulateur est commandé par l'intermédiaire d'un arbre 25 sur lequel est fixé le palpeur en forme de levier. 5»- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 4, en particulier pour la régulation de la position en hauteur de la carrosserie d'un véhicule par rapport à un essieu rigide, caractérisé en ce que le palpeur du régulateur fixé à la carros-30 serie est monté entre deux ressorts de traction disposés sur une même ligne d'action, l'extrémité libre du premier ressort étant reliée, par l'intermédiaire d'un câble, à l'essieu, tandis que l'extrémité libre de l'autre ressort est relié â la carrosserie. 55 6.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité libre du second ressort est reliée à une pièce qui détecte la distance relative d'un autre essieu, non régulé du véhicule. 7.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 6, 40 en particulier pour des véhicules à quatre roues indépendantes 71 14243 n 2090177 et stabilisateurs mécaniques entre les deux roues de chaque essieu, caractérise en ce que l'extrémité libre du premier ressort est reliée pat un câble a une poulie calée sur le stabilisateur de l'essieu a réguler, tandis que l'extrémité libre du 5 second ressort est reliée à une poulie ffc'alée sur le stabilisateur de l'essieu non régulé. 8.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que l'extrémité libre du second ressort est reliée a un levier manoeuvré à la main. 10 y.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 â 4, caractérisé en ce que le premier groupe d'éléments élastiques est constitue par deux ressorts de traction reliés au palpeur indépendamment l'un de l'autre, dont les extrémités libres sont reliées chacune à l'une des roues indépendantes du véhicule, 15 régulées par un dispositif commun. 'i0.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 4 et 9 caractérisé en ce que le premier et le second groupe d'éléments élastiques sont constitués chacun par deux ressorts de traction reliés au palpeur indépendamment 1' un de 1'autre et HO dont les extrémités libres sont influençables indépendamment l'une de l'autre, et en ce que le régulateur est construit de façon à exploiter non seulement la grandeur, mais encore le sens des forces transmises par les ressorts. 11.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 à 4, 25 caractérisé en ce que le régulateur est muni de deux butées pour limiter la course du palpeur. 1