Brevet FR2077826A1 — publié le 19711105

I1 est connu de suspendre des véhicules, notamment routiers ou ferroviaires, à l'aide de dispositiconstitués par exemple par des cylindres å pistons ou des soufflets remplis d'huile ou d'air et communiquant avec des organes d'amortisse- ment tels que des capacités d'air, de façon à amortir les oscillations provoquées par la route ou la voie et améliorer ainsi le confort des passagers. Ces dispositifs sont en général installés aux quatre coins du véhicule et interposés entre la carcasse (caisse ou châssis) et les organes de déplacement (patins, roues, essieux ou bagues). Ces suspensions sont très souples et elles peuvent présenter l'inconvénient de donner à ces véhicules une hauteur et des inclinaisons en tangage et en roulis qui dépendent du poids du chargement ou des passagers, de la position de ce chargement ou de ces passagers dans le véhicule et des forces centrifuges correspondantes en virage. Dans un virage à gauche, par exemple, le véhicule bien suspendu s'incline à droite sous lteffet de la force centrifuge alors qu'il devrait s'incliner à gauche pour le bon confort des passagers. C'est pourquoi la présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et à cet effet elle a essentiellement pour objet un dispositif de réglage automatique de l'inclinaison d'un véhicule muni d'un ou plusieurs organes de suspension, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour au moins l'un de ces organes, un ensemble constitué par un accéléromètre qui est disposé parallèlement au plancher du véhicule et dont la position de repos de la masse mobile correspond à une résultante des forces de pesanteur et d'accélération normale A ce plancher et par des.mo-yens commandés par cet accéléromètre et agissant sur l'organe de suspension. Dans un mode de réalisation avantageux de 1'in- vention, le dispositif est conçu de sorte que, en faisant varier automatiquement la détente ou la compression des organes de suspension, par exemple les quantités d'air ou d'huile admises dans les soufflets ou les cylindres, il règle la hauteur au-dessus du sol à l'avant et à l'arrière du véhicule à une valeur prédéterminée et règle en même temps l'inclinaison en roulis de la caisse à une valeur égale à celle de la verticale apparente, résultant de la pesanteur et de l'accélération centri fugue en virage. Ainsi lesplssagers et les objets transportés ne sont plus entratnés vers l'extérieur ou vers l'intérieur du virage selon que la courbe n'est pas assez ou trop relevée et la vitesse du véhicule excessive ou insuffisante. La description-qui va suivre, en regard des dessins annexés et à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut titre mise en pratique. La figure 1 illustre schématiquement la disposition des principaux organes d'un dispositif conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 représentent une installé tion double à l'avant-ou à l'arrière d'un véhicule routier. Le dispositif illustré par la figure 1 est constitué par un accéléromètre 1 installé transversalement dans la caisse 2 du véhicule sur un bras articulé 3 parallèle au plancher de la caisse. Une extrémité de ce bras est directement articulée en 4 sur la- caisse et ltnutre extrémité, située vers la mi-largeur du véhicule, est reliée, par l'in termédiaire d'une bielle articulée 5, à l'axe de la roue, à l'essieu ou au- bogie 6. L'accéléromètre 1 est un instrument de mesure bien eonnu qui comporte généralement une masselotte 7 mobile parallèlement à un axe avec un rappel elastique constitué par un ressort 8. Le déplacement de cette masselotte est proportionnel à la composante suivant ledit axe de la pesanteur et de 11 accélération centrifuge. L'instrument fournit ainsi un signal proportionnel à cette composante. La disposition du bras 3 et de la bielle 5 est telle que lorsque la caisse stincline en roulis, l'accéléro- mètre prend exactement la même inclinaison; à cette inclinaison s'ajoute celle qui est due à un écart en hauteur de la caisse La suspension du véhicule est constituée par un soufflet 9 rempli d'air sous pression et communiquant avec une capacité d'air~10, quI-ournit lélasticité de la suspension, par l'intermédiaire d'un dispositif de freinage ou de laminage 11, qui assure l'amortissement de la suspension. Le soufflet est rempli ou vidé par une .vanne à trois voies 12 -------- qui le relie soit à une alimentation haute pression 13, soit à une évacuation basse pression 14 qui est ici la pression atmosphérique. La vanne reçoit les ordres de l'accéléromètre par l'intermédiaire d'une transmission électrique, pneumatique ou électropneumatique 15 comportant un organe amplificateur 16 et conçue suivant la technique habituelle des servo-mécanismes. Le fonctionnement de la vanne peut être progressif ou tout ou rien à deux ou trois positions. Dans le cas de la figure 1, le tiroir de la vanne se déplace à droite quand la masselotte de l'accéléromètre se déplace à droite et inversement. Le dispositif élémentaire qui vient d'hêtre décrit sera en général installé aux quatre coins du véhicule. Les figures 2 et 3 représentent une installation disposée à l'avant ou à l'arrière du véhicule et constituée de deux dispositifs selon la figure 1 symétriques par rapport au plan de symétrie longitudinal du véhicule. Dans le cas de)a figure 2, le véhicule roule en ligne droite. La caisse est représentée dans la position d'équilibre choisie. Si, par suite d un accroissement de la charge qu'elle emporte ou pour toute autre raison, la caisse tend à s'enfoncer, les bras supportant les accéléromètres s'inclinent symétriquement; les masselottes s'écartent vers l'extérieur; les vannes mettent en communication les deux soufflets avec l'alimentation en fluide haute pression et gonflent les soufflets jusqu'à ce que les deux bras soient redevenus horizontaux et que la caisse ait repris sa hauteur normale. Les phénomènes inverses se produisent si la charge dans la caisse diminue. Si, par suite d'un déplacement transversal de la charge qu'elle emporte ou pour toute autre raison, la caisse s'incline en roulis, par exemple à droite, les deux bras s'inclinent dissymétriquement; les masselottes se déplacent toutes deux vers la droite; la vanne de gauche met le soufflet- de gauche en communication avec 11 évacuation basse pression de telle sorte que le soufflet se dégonfle; la vanne de droite au contraire fait se gonfler le soufflet de droite; la caisse bascule vers la gauche jusqu a ce que les deux bras soient redevenus horizontaux et que la caisse ait repris sa position horizontale. Les phénomènes inverses se produisent si la caisse a tendance à s'incliner à gauche. Si une telle installation de régulation est disposée et à l'avant et à l'arrière du véhicule, la caisse reste à bonne hauteur et à inclinaison nulle par rapport au sol aussi bien en tangage qu'en roulis. Le cas de la figure 3 est plus général. Le véhicule à la vitesse V décrit une courbe de rayon R de telle sorte qu'à la pesanteur G s'ajouteune accélération centrifuge horizontale V2 pour donner une verticale apparente dirigée suivant F. R En outre on a donné à la route ou à la voie une certaine pente en roulis. La caisse est encore représentée dans la position d'équilibre voulue, ciest-à-dire avec son plancher perpendiculaire à la verticale apparente et le milieu de la caisse à bonne hauteur par rapport au sol. Les bras sont parallèles au plancher et les accéléromètres indiquent zéro avec leurs masselottes au milieu. Si la caisse tend à monter ou à descendre ou à s'incliner à gauche ou à droite,les phénomènes décrits précédemment se produisent à nouveau pour conserver à la caisse la positon d'équilibre voulue. En plus du virage, le véhicule peut être soumis, particulièrement sur voie ferrée, à un mouvement de "lacet pur" qui crée des accélérations transversales de même orientation que les accélérations centrifuges, mais qui sont de sens opposés à l'avant et à l'arrière du véhicule contrairement aux accélérations centrifuges. Pour éviter de donner des ordres de roulis inverses à l'avant et à l'arrière, on peut injecter dans l'amplificateur qui commande la vanne de chaque soufflet, en plus du signal venant de l'accéléromètre correspondant à ce soufflet, la moitié de chacun des signaux venant des deux accéléromètres situés à l'autre bout du véhicule; de cette façon, en cas de mouvement de lacet purs la somme des signaux est nulle et la vanne ntest pas actionnée. D'autres installations du dispositif conforme à l'invention sont évidemment possibles. On peut SuPPrimer à l'avant et à l'arrière du véhicule l'un des deux accéléromètres montés sur bras à condition d'installer un troisième accéléromètre monté rigidement dans la caisse de préférence à mi-longueur, et destiné à donner uniquement le roulis apparent de la caisse. Les amplificateurs des vannes ainsi démunies de leur accéléromètre, à l'avant et à l'arrière,recevront le signal de l'accéléromètre restant, qui leur donne le bon écart en hauteur, mais un écart en roulis de mauvais signe, auquel on ajoutera le double du bon signal d'écart en roulis fourni par le troisième accéléromètre. Le dispositif est applicable sans modification dans le cas où l'avant ou l'arrière du véhicule n'est pas directement suspendu sur des roues, un essieu ou un bogie > mais est accroché par une articulation å rotule à un autre véhicule. Le mouvement de lacet pur indiqué ci-dessus est alors corrigé en faisant passer des signaux du second véhicule sur le premier. Bien que plus avantageux pour une suspension pneumatique ou oléo-pneumatique, le dispositif peut être utilisé également dans le cas d'une suspension mécanique à ressort; le point d'ancrage du ressort sur la caisse, au lieu entre fixe, est alors réglable en hauteur à l'aide dtun vérin. La vitesse d'élongation de ce vérin est commandée par un amplificateur recevant comme précédemment le signal de l'accéléromètre. La transmission utilisée pourrait astre de tout autre type que ceux décrits, par exemple électro-hydraulique ou pneumatique-hydraulique. La vanne utilisée doit être évidemment d'un type adapté à la nature de l'organe de suspension; ce pourrait être par exemple un relais électrique lorsque l'organe de suspension est commandé par un vérin électrique. On pourrait bien entendu remplacer aussi la vanne à trois voies unique par deux vannes à deux voies. Le système accéléromètre-bras-bielle pourrait également être disposé longitudinalement sur le véhicule de façon d permettre un réglage d'inclinaison en tangage. - REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage automatique de l'inclinai- son d'un véhicule muni d'un ou plusieurs organes-de suspension, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour au moins l'un de ces organes (9), un ensemble de réglage constitué par un accéléro- mètre (1) qui est disposé parallèlement au plancher du véhicule et par des moyens (12) commandés par cet. accéléromètre et agissant sur l'organe de suspension de façon à maintenir nul le signal de l'accéléromètre. 2. Dispositif salon la revendication 1 permettant également le réglage automatique de la hauteur du véhicule, caractérisé par le fait que l'accéléromètre (1) est disposé le long d'un bras articulé (3) qui est parallèle au plancher du véhicule pour la hauteur désirée et pour une inclinaison nulle du plancher par rapport à la résultante des forces, une première extrémité (4) de ce bras étant directement articulée sur l'un (2) des éléments (2,6) du véhicule entre lesquels est monté l'organe de suspension et la seconde extrémité étant reliée par l'intermédiaire d'une bielle articulée (5) à l'autre (6) de ces éléments. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 > --caractérisé par le fait que I'accéléromètre est disposé transversalement par rapport au Véhicule, cet accéléromètre étant alors soumis à des forces d'a-ceéiération centrifuge et l'inclinaison étant une inclinaison en roulis. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'extrémité du bras sur laquelle est articulée la bielle est située dans un plan vertical médian du véhicule. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait outil comprend, pour une paire d'organes de suspension disposés de part et d'autre d'un plan vertical médian du véhicule, un groupe de deux -ensembles de réglage identiques, mais symétriques l'un de l'autre par rapport au plan médian. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour deux paires d'organes de suspension disposées respectivement sur deux capotés opposés du véhicule, deux groupes de deux ensembles de réglage symétriques par rapport au plan médian du véhicule. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens (12) de chaque ensemble d'un groupe reçoivent, outre le signal venant de l'accéléromètre de cet ensemble, la moitié de chacun des signaux venant des deux accé léromètres des ensembles de l'autre groupe. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que, pour deux paires d'organes de suspension disposées respectivement sur deux côtés opposés du véhicule, il comprend, sur chacun des côtés, un ensemble de réglage complet installé parallèlement à ce côté et commandant l'un des organes et des moyens (12) séparés commandant l'autre organe, et, entre les deux c8tés, un accéléromètre supplémentaire monté de façon rigide parallèlement à ces côtés et au plancher du véhicule, chacun des moyens (12) séparés recevant le signal de l'accéléromètre de l'ensemble disposé de leur côté et le double du signal de l'accéléromètre supplémentaire. 9. Dispositif selon l'une quélconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que,pour un véhicule du genre dont une extrémité est accrochée et portée par un autre véhicule et l'autre extrémité munie d'un groupe de deux ensembles de réglage complets, les moyens (12) de chacun de ces ensembles reçoivent, outre le signal venant de l'accéléromètre qui leur est associé, la moitié de chacun des signaux venant des deux accéléromètres d'un groupe de deux ensembles de réglage complets situés sur l'autre véhicule. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le ou les organes de suspension sont pneumatiques et constitués par un soufflet disposé entre la carcasse du véhicule et un organe de déplacement de celui-ci, par une capacité d'air et par un élément de laminage, les moyens (12) étant constitués par une vanne pneumatique de mise sous pression ou de mise à 11 air à trois voies. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à g, caractérisé par le fait que le ou les organes de suspension sont oléo-pneumatiques,ét constitués par un cylindre à piston disposé entre la carcasse du véhicule et un organe de déplacement de celui-ci, par une capacité d'air et par un élément de laminage. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le ou les organes de suspension sont mécaniques et constitués par un ressort disposé entre un organe de déplacement du véhicule et un vérin solidaire de la carcasse. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'entre l'accéléromètre et les moyens (12) est disposée une transmission électrique, pneumatique ou électropneumatique comportant un organe amplifieateur. 14. Véhicule, notamment routier ou ferroviaire, équipé d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.