Brevet FR2106445A1 — publié le 19720505

La présente invention concerne une installation de suspension pneumatique fermée pour véhicules automobiles, comprenant un compresseur, un réservoir, un régulateur de niveau, ainsi qu'au moins un organe de suspension et un dispositif de régénération ou compensateur de pertes d'air comprimé qui 5 est équipé d'un piston influençant le processus de compensation de pertes, dont l'une des faces utiles est exposée à la pression régnant dans le réservoir et qui est sollicité en sens opposé par un ressort. Une telle installation de suspension pneumatique est connue par le brevet allemand n° 1 263 524. Dans cette suspension, la pression d'un réser-10 voir agit sur un piston sollicité par un ressort et provoquant, dans ses positions extrêmes et au moyen de dispositifs de couplage électriques, la mise en route ou l'arrêt du compresseur entraîné par un moteur électrique et les électroaimants de compensation. Dans ces installations, il est impossible que, indépendamment de 15 l'état de charge du véhicule, la quantité convenable d'air se trouve dans le système pneumatique. En cas d'excès d'air, la carrosserie du véhicule ne peut pas être réglée suffisamment, tandis que le niveau normal ne peut pas être atteint, après un chargement, lorsque la quantité d'air est trop faible puisque la quantité d'air nécessaire doit tout d'abord être aspirée de l'atmosphère. 20 Le but de l'invention est de réaliser un dispositif qui, indé pendamment de l'état de charge, assure que la suspension pneumatique contient la quantité d'air convenable. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le piston présente au moins une face utile supplémenaire qui est exposée 25 à la pression régnant dans les organes de suspension et qui agit également contre le ressort, et que les dimensions des faces utiles du piston sont telles que le rapport entre les aires des surfaces utiles du piston soit le même que le rapport entre les volumes correspondants du réservoir et des organes de suspens ion. 30 Conformément à un perfectionnement de l'objet de l'invention, on obtient une solution avantageuse en réalisant le piston comme un piston étage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-tiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à 35 titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une suspension pneumatique fermée pour un essieu; 71 32293 2 2106445 - la figure 2 est une représentation schématique d'une suspension pneumatique pour deux essieux; et - la figure 3 est une représentation schématique d'une suspension pneumatique pour un essieu, mais comprenant un dispositif de 5 commande électrique. La figure 1 représente une suspension pneumatique fermée pour haute pression, comprenant deux organes de suspension 11 et 12 raccordés chacun à un conduit de liaison 13 ou 14, qui est destinée à un essieu d'un véhicule, par exemple à un essieu avant 15. Celui-ci coopère avec un régulateur de niveau 10 16 qui est influencé par un amortisseur hydromécanique 17. Le régulateur de niveau 16 comprend une chambre de pression 18, une chambre d'alimentation 19 et une chambre de décharge 20. Un compensateur de pertes d'air comprimé 21 présente un corps cylindrique 22 qui est fermé d'un c3té et qui présente de l'autre côté une partie 23 dont le diamètre est plus faible et qui est branchée 15 sur l'orifice d'un réservoir 24. Un conduit d'aspiration 25 traverse le fond du compensateur 21 et fait saillie à l'intérieur de celui-ci, où il se termine par un siège de soupape 26. L'autre partie extrême du conduit d'aspiration 25 contient un clapet de retenue 27 et un filtre 28. Dans le corps 22 peut coulisser un piston étagé 29 présentant des surfaces utiles 30 et 31. Le piston étagé 29 20 est solidaire d'une tige 32 dont l'extrémité porte un obturateur de soupape 33. Un ressort précontraint 34 est disposé entre le fond du corps 22 et le piston étagé 29. Ce dernier subdivise l'intérieur du compensateur 21 en une chambre d'aspiration 35, une chambre de pression 36 et une chambre 37 qui communique directement avec le réservoir 24. 25 Un conduit de décharge 38 mène de la chambre de décharge 20 à la chambre d'aspiration 35, tandis qu'un conduit 39 relie la chambre de pression 18 à la chambre de pression 36. Un conduit d:alimentation 40 relie la chambre 37 à la chambre d'alimentation 19. Un compresseur 41, entraîné en permanence par un moteur non représenté du véhicule, est branché sur un conduit d'aspira-30 tien i2 qui part de la chambre d'aspiration 35, tandis que son côté refoulement est branché sur un conduit de remplissage 44 qui débouche dans la chambre 37 du compensateur 21. Le volume du conduit de remplissage 44, de la chambre 37, du conduit d'alimentation 40 et de la chambre d'alimentation 19 s'ajoute au volume du réservoir 24. De façon analogue, le volume des conduits de liaison 35 13, 14,de la chambre de pression 18, du conduit 39 et de la chambre de pression 36 s'ajoute au volume des organes de suspension 11, 12. 32293 3 2106445 La figure 2 représente une suspension pneumatique fermée pour haute pression qui est destinée à l'essieu avant et l'essieu arrière d'un véhicule. Comparativement à l'exemple de la figure 1, cette suspension comprend les éléments supplémentaires ou différents suivants. Elle est équipée d'organes de suspension 51, 52 et de conduits de liaison 53 et 54 pour un essieu arrière 55. Celui-ci coopère avec un régulateur de niveau 56 qui est influencé par un amortisseur hydromécanique 57. Le régulateur de niveau 56 présente également une chambre de pression 58, une chambre d'alimentation 59 et une chambre de décharge 60. L'installation comprend un compensateur 61 qui se distingue du compensateur 21 par le fait qu'il comprend un piston étagé 62 qui est pourvu d'un étage supplémentaire 63 présentant une surface utile 70, et que le corps 64 est pourvu d'un tronçon supplémentaire 65, de sorte que ce compensateur comprend une chambre de pression 66 à côté de la chambre de pression 36. Un conduit de décharge 67 débouche dans le conduit de décharge 38 pour l'essieu avant 15, et un embranchement 68 du conduit d'alimentation 40 mène à la chambre d'alimentation 59 du régulateur de niveau 56. Un conduit de pression 69 relie la chambre de pression 58 à la chambre de pression 66. Le volume du réservoir 24 comprend également, en plus de celui des éléments cités relativement à la figure 1, le volume de l'embranchement 68 et de la chambre d'alimentation 59. En plus du volume des organes de suspension 11. 12 de l'essieu avant 15, l'installation comprend levolume des organes de suspension 51, 52 de l'essieu arrière 55, auquel vient s'ajouter le volume de la chambre de pression 66, du conduit de pression 69, de la chambre de pression 58 et des conduits de liaison 53, 54. Le compensateur décrit relativement à la figure 1 travaille de la manière suivante : au moment de la mise en service de la suspension pneumatique, l'obturateur de soupape 33 est écarté du siège 26 par le ressort 34 et le compresseur 41 aspire de l'air de l'atmosphère à travers le filtre 28 et la chambre d'aspiration 35, et refoule l'air comprimé dans le conduit de remplissage 44, la chambre 37, le réservoir 24 ainsi que, à travers le conduit d'alimentation 40, dans la chambre d'alimentation 19 et, de là, dans les organes de suspension 11, 12, jusqu'à ce que la soupape de la chambre d'alimentation 19 se ferme. Dès que la pression dans le réservoir 24 a atteint une valeur prédéterminée, la force agissant sur les faces utiles 31 et 30 dépasse celle du ressort 34, de sorte que le piston étagé 29 est déplacé vers la gauche et que l'obturateur 33 ferme le siège de soupape 26, si bien que l'aspiration 71 32293 4 2106445 d'air de l'atmosphère est arrêtée. Le compresseur 41 continue à tourner et refoule de l'air jusqu'à ce qu'une dépression déterminée règne dans la chambre d'aspiration 35. La succion agissant par suite sur le piston étagé 29 provoque la fermeture brusque et fiable du conduit d'aspiration 25. 5 Au moment d'un chargement de la carrosserie non représentée du véhicule, la chambre d'alimentation 19 est à nouveau mise en communication avec la chambre de pression 18 et de l'air comprimé entre dans les organes de suspension 11, 12 et la chambre de pression 36, jusqu'à ce que la carrosserie du véhicule ait à nouveau atteint son niveau normal. La position du 10 piston étagé 29 ne change pas pendant ce temps car la force globale agissant sur les faces utiles 30 et 31 reste constante puisque le rapport entre le volume du réservoir 24 et celui des organes de suspension 11, 12 est le même que le rapport entre l'aire de la face utile 31 et l'aire de la face utile 30. A supposer, par exemple, que l'aire de la face utile 30 est deux fois plus 15 grande que l'aire de la face utile 31 et que le volume des organes de suspension 11, 12 est donc également deux fois plus grand que celui du réservoir 24; si la pression dans le réservoir 24 est réduite, par exemple à la moitié, par le passage d'air comprimé de la chambre d'alimentation 19 dans la chambre de pression 18, la pression dans les organes de suspension 11, 12 monte seulement 20 d'un quart de la pression initiale dans le réservoir 24. La force agissant sur la face utile 31 tombe donc à la moitié, tandis que la force sur la face utile 30 augmente dans la même mesure. La force globale reste par conséquent constante. Si la carrosserie du véhicule doit être abaissée, une partie de l'air comprimé contenu dans les organes de suspension 11, 12 ainsi que dans la 25 chambre de décharge 20 est permise de s'échapper dans la chambre d'aspiration 35 du compensateur 21 d'où cet air est immédiatement refoulé dans le réservoir 24 par le compresseur 41. Pendant ce processus, la force globale ne se modifie pas davantage, de sorte que la position du piston étage 29 reste également inchangée. 30 Par contre, si des fuites provoquent des pertes d'air de l'instal lation de suspension pneumatique, la force globale diminue jusqu'à ce que la force du ressort 34 prédomine et repousse le piston étagé 29 vers la droite. L'obturateur de soupape 33 est alors écarté de son siège 26 et de l'air de l'atmosphère est aspiré et refoulé dans le réservoir 24 et, éventuellement, 35 dans la chambre de pression 36, jusqu'à ce que la force globale soit à nouveau supérieure à celle du ressort 34, si bien que le piston étagé 29 referme le siège de soupape 26. 71 32293 5 2106445 Le compensateur 61 de la suspension pneumatique représentée sur la figure 2 travaille de la même façon que le compensateur 21 de la figure 1. Les aires des faces utiles du piston étagé 62 de cet exemple présentent ici également le même rapport que les volumes correspondants. 5 La figure 3 représente une installation de suspension pneumatique fermée qui est également prévue pour un essieu, mais qui est équipée d'un dispositif de commande électrique. La différence essentielle par rapport à l'exemple de la figure 1 réside dans le fait que l'essieu 15 du véhicule coopère avec un régulateur de niveau électrique 73. De plus, le conduit de 10 décharge 38 contient une soupape à électro-aimant 74, tandis que le conduit d'alimentation 40 contient une soupape à électro-aimant 75. La tige 32 du piston étagé 29 porte un interrupteur 76 monté dans le circuit d'alimentation d'une bobine 77. Cette dernière commande un contact électrique 78 qui est monté dans le circuit d'alimentation d'un moteur électrique 79 entraînant le compres-15 seur 41. La suspension pneumatique représentée sur la figure 3 fonctionne de la manière suivante : avant la mise en service, l'installation est hors pression et le contact 76 est fermé. Au moment de la mise en service, la bobine 77 provoque la fermeture du contact 78 et le moteur électrique 79 entraîne le compresseur 41 qui remplit le réservoir 24 et la chambre de pression 36 avec de l'air comprimé. 20 Dès que la force globale agissant sur les faces 30, 31 dépasse celle du ressort 34, le contact 76 est ouvert, de sorte que le contact 78 s'ouvre et que le moteur électrique 79 s'arrête. Lorsque, pendant le chargement de la carrosserie non représentée du véhicule, le régulateur de niveau 73 ferme le circuit d'alimentation de 25 1'électro-aimant 75', celui-ci ouvre la soupape 75 et de l'air comprimé venant du réservoir 24 entre dans les organes de suspension 11, 12, jusqu'à ce que le régulateur de niveau 73 ouvre le circuit d'alimentation électrique. Pendant ce temps, la position du piston étagé 29 ne change pas. Lorsque, pendant la décharge de la carrosserie du véhicule, le 30 régulateur de niveau 73 ferme le circuit d'alimentation électrique de l'électroaimant 74', celui-ci ouvre la soupape 74 et de l'air comprimé venant de la chambre de pression 36 entre dans la chambre d'aspiration 35. Par suite, la force appliquant le piston étagé 29 contre le ressort 34 diminue, de sorte que ce ressort repousse le piston étagé 29 vers la droite et provoque ainsi la 35 fermeture de l'interrupteur 76. Le compresseur 41 est mis en route et aspire de l:air de la chambre d'aspiration 35 et des organes de suspension 11, 12, jusqu'à ce que le piston étagé 29 ouvre à nouveau l'interrupteur 76. 32293 6 2106445 Les installations de suspension pneumatique décrite conviennent pour un fonctionnement à haute pression dans lequel la pression maximale du réservoir 24 est égale ou supérieure à la pression maximale régnant dans les organes de suspension 11, 12 ou 51, 52. L'invention est cependant également applicable aux suspensions pneumatiques fonctionnant à une pression moyenne et dans lesquelles les pressions maximales du compresseur 41,du réservoir 24 et des organes de suspension 11, 12 ou 51, 52 sont à peu près égales. 1 32293 7 2106445 REVENDICATIONS 1. Installation de suspension pneumatique fermée pour véhicules automobiles, comprenant un compresseur, un réservoir, un régulateur de niveau, ainsi qu'au moins un organe de suspension et un dispositif de régénération ou compensateur de pertes d'air comprimé qui est équipé d'un piston influençant le processus de compensation de pertes, dont l'une des faces utiles est exposée à la pression régnant dans le réservoir et qui est sollicité en sens opposé par un ressort, caractérisée par le fait que le piston présente au moins une face utile supplémentaire qui est exposée à la pression régnant dans les organes de suspension et qui agit également contre le ressort, et que les dimensions des faces utiles du piston sont telles que le rapport entre les aires des surfaces utiles du piston soit le même que le rapport entre les volumes correspondants du réservoir-et des organes de suspension. 2. Installation de suspension pneumatique fermée pour véhicules automobiles selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston est un piston étagé. 3. Installation de suspension pneumatique fermée pour véhicules automobiles selon la revendication 1 ou 2, caractériséeen ce que le compensateur est monté sur le réservoir. 4. Installation de suspension pneumatique fermée pour véhicules automobiles selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le piston étagé est accouplé à un obturateur de soupape.