Brevet FR2195537A1 — publié le 19740308

La présente invention est relative à une suspension hydropneumatique d'un type nouveau, destinée à équiper un véhicule automobile et plus particulièrement une ambulance de service urbain. On sait que pour assurer la suspension du châssis d'un véhicule automobile, les principaux problèmes à résoudre sont les suivants a) Encaisser les chocs principaux qui se développent lorsque les roues rencontrent un obstacle. Pour celat on utilise un ressort mécanique ou pneuma tique b) Maintenir sensiblement constante la garde au sol du véhicule, c'està-dire la hauteur du châssis au-dessus du sol, quelle que soit la charge statique transportée. Ce problème n'est convenablement résolu que sur les suspensions de type hydropneumatique ; c) Assurer la correction d'assiette ou de roulis, c'est-àd ire maintenir parallèle à la chaussée, le châssis du véhicule qui a tendance à se coucher, par exemple dans les virages.Pour cela, on utilise des barres de torsion sur les suspensions de type mécanique, ou bien des alimentations d'huile additionnelles sur les suspensions de type hydropneumatique. La résolution de ces trois problèmes conduit, sur les suspensions hydropneumatiques de type connu, à l'utilisation de plusieurs appareils indépendants les uns des autres. I1 en résulte une augmentation du prix de revient, et une complication de construction qui est une source de pannes. Ee particulier, cela entrasse l'adoption d'un circuit de canalisations hydrauliques relativement compliquées, présentant des risques de rupture. La réalisation est particulièrement difficile dans le cas d'un véhicule destiné à être utilise comme ambulanoe dans le service urbain, car les corrections doivent être parfaites tout en laissant à la suspension une grande souplesse. Un élément de suspension hydropneumatique selon l'invention comprend un cylindre fixé au châssis du véhicule et à l'intérieur duquel peut coulisser un piston relié à la roue considérée, et il est caractérisé en ce que le fond du cylindre est solidaire d'une tige centrale fixe dépassant vers l'intérieur, sur la paroi périphérique de laquelle peut coulisser de façon étanche une douille distributrice reliée élastiquement au piston du vérin par un ressort, la paroi de la douille coulissante étant traversée par au moins deux canaux décalés dans le sens axial, susceptibles de venir en conoidence avec des ouvertures latérales de la tige fixe, laquelle est creuse pour relier ces deux ouvertures, l'une à l'arrivée de pression d'huile générale du véhicule, l'autre à une canalisation de retour, tandis qu'enfin la chambre intérieure du cylindre communique en per nanence avec une canalisation hydraulique qui la relie à un accumulateur de suspension à coussin gazeux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la douille distributrice coulissante possède la forme générale d'une bobinie, dans la gorge centrale de laquelle débouchent les deux canaux radiaux, alors que chacun des renflements d'extrémités coulisse avec un jeu réduit mais non nul dans la paroi interne du cylindre, afin de définir dan: le transvasement de l'huile, un effet d'amortissement ou de dash-pot. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le ressort de liaison est un ressort hélicoTdal vissé par une extrémité sur un bossage central du piston, et vissé par l'autre extrémité sur un embout axial de la douille coulissante. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité libre de la tige centrale du fond du cylindre possède une butée susceptible de limiter l'amplitude de coulissement de la douille distributrice lorsque oelle-oi s'éloigne du champ du cylindre. D'une manière connue on intercale sur la canalisation hydraulique reliant le cylindre fise à l'accumulateur gazeux de suspension, un amortisseur par étran- glement à double effet. Le dessin annexé, donne à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue illustrant schématiquement le montage d'un élément de suspension selon l'invention sur la roue d'un véhicule. Fig. 2 est une coupe axiale du vérin de suspension en position neutre. Fig. 3 est une coupe analogue illustrant le fonctionnement du dash-pot pour un deplacement en compression. Fig. 4 est une coupe analogue pour un déplacement en extension. On a représenté schématiquement sur la figure t le chassies 1 d'un véhoule sur lequel est articulé en 2 un bras de suspension 3. Ce bras porte l'axe d'une roue 4 qui roule sur le sol. Le bras de suspension 3 agit par une tige 5 sur le piston 6 d'un vérin dont le cylindre 7 est solidaire du châssis 1. Ce piston 6 définit à l'intérieur du cylindre 7 une chambre principale 8 qu'une ouverture latérale 9 et une canalisation tO relient à un aooumulateur hydropneumatique de suspension 11. Dans oet accumulateur, la chambre à huile ta est séparée par une membrane déformable 13, de la chambre 14 contenant un gaz fortement oomprimé. Un amortisseur par étranglement à double effet 16 est intercalé sur la canal sation 10. Le piston 6 possède un bossage central 17 muni d'un filetage extérieur sur lequel on visse une extrémité d'un ressort helicoidal 18 à grande flexibilité. L'autre extrémité de ce ressort 18 est vissée de la meme façon sur un embout 19 dont elle est rendue ainsi solidaire. Cet embout 19 fait partie d'une douille distributrice 20 dont l'alésage intérieur coulisse de façon étanche sur une tige fixe 21 dépassant axialement vers l'intérieur du cylindre T. Cette tige 21 est solidaire du fond 22 du cylindre. Elle est creuset traversée par une canalisation d'alimentation 23 en huile sous pression, et par une canalisation de retour d'huile 24. Ces canalisations s'ouvrent vers l'extérieur sur des embouts de raccordement réffrencés respectivement 25 et 26. La canalisation d'arrivée 23 débouche sur le ooté de la tige 2t par une ouverture 27. Par ailleurs, la canalisation de retour 24 débouche sur le cté de la tige 2t par une autre ouverture 28, décalée axialement par rapport à l'ouverture 27 et plus proche que celle-ci du fond 22.Les deux ouvertures 27 et 28 sont décalées angnlairement autour de l'axe général de la tige 21 et du vérin 6, 7 : en particulier, elles peuvent hêtre diamétralement opposées comme schématisé sur les figures 2 à 4. La paroi de la douille coulissante 20 est traversée par deux canaux 29 et 30 décalés dans le sens axial. le canal 30 est susceptible de venir faire face à l'ouverture 28 par suite du coulissement de la douille 20. De même, le canal 29 est susceptible de venir s'adapter face à l'ouverture 27. Le canal 29 est plus éloigné du fond 22 que lfouverture 27.Le canal 30 est plus proche du fond 22 que l'ouverture 28. Ason extrémité libre, la tige 21 comporte un épaulement 3t qui fait saillie autour de sa périphérie. Cet épaulement peut être constitué par exemple par rur oirolips. Il sert de butée pour limiter l'amplitude de coulissement de la douille 20 dans le sens où elle tend à s'éloigner du fond 22. IQlfin, la douille 20 a la forme générale d'une bobine, c'est-à-dire qu'elle comporte une gorge cylindrique centrale 32 dans laquelle débouchent les deux canaux 29 et 30, prise entre deux flasques d'extrémités de plus grand diamètre 33 et 34. Chaque flasque d'extrémité ooulisse à l'intérieur du cylindre fixe 7 avec un jeu réduit, mais non nul, de façon à offrir un effet d'amortissement par dash-pot s'opposant au transfert de l'huile de la chambre 8 à la chambre opposée 35, pendant les déplacements axiaux de la douille 20. Le fonctionnement est le suivant Pendant le fonctionnement normal du véhicule, la douille distributrice 20 occupe la position illustrée sur la figure 2, pour laquelle ohacune des deux ouvertures 27 et 28 est obturée. Ainsi, tout déplacement du piston 6 se traduit par un transfert d'huile entre la cfiabre 8 et la ct^mbre t2 de l'accumulateur de suspension 11 qui fonctionne donc à la manière usuelle d'une suspension hydropneumatique. Si le mouvement d'enfoncement du du piston 6 (flèche 36) s'effectue brusquement, la flexibilité du ressort t8 permet à la douille 20 de ne pas suivre ce mouvement. En effet, la douille 20 est alors fortement ralentie, sinon immobilisée, par l'effet de transvasement d'huile d'une chambre 35 à l'autre chambre â du dash pot. Cette disposition permet de filtrer les oscillations de fréquence élevée, dues aux irrégularités du profil de la route. Si par contre ltenfoncement du piston 6 est durable comme représenté en figure 3 (par exemple si on a augmenté la charge statique du véhicule ou bien Si le châssis tend à se déverser dans un virage) la poussée du ressort 18 provoque à la longue l'avancement de la douille distributrice 20 vers le fond 22, jusqu'a amener le canal 29 face à l'ouverture d'alimentation 27. L'huile sous pression admise par l'embout 25 est alors envoyee par le canal 29 jusqu'à l'intérieur des chambres 8 et 35. Ainsi cet appoint d'huile agit sur le coussin gazeux t4 et provoque le déplacement du piston 6 vers le bas (figure 3, flèche 37) ce qui ramène la garde au sol du véhicule à sa position initiale. Bien entendu, le dispositif agissant indépendamment sur les quatre roues du véhicule, il assure aussi de façon automatique la correction d'assiette, c'est-à-dire la correction des mouvements de roulis. Si au contraire le piston 6 tend à descendre dans le sens de la flèche 38 (figure 4), le fonctionnement s'effectue en sens inverse, à savoir a) Si cet abaissement du piston 6 n'est que passager, la douille distributrice 20 ne bouge pas et conserve sa position neutre de la figure 2 b) Si ce mouvement du piston 6 dans le sens de la flèche 37 est durable, le ressort t8 finit par provoquer l'abaissement de la douille 20 jusqu'à amener son canal 30 face à ltouverture de retour huile 28. La suspension se dégonfle alors jusqu'a ramener la garde au sol à sa valeur initiale (flèche 39) R3VENDICÂTIONS t. Elément de suspension hydropneumatique, comprenant un cylindre fixé au châssis du véhicule et à l'intérieur duquel peut coulisser un piston relié à la roue oonsideréet et caractérisé en ce que le fond du cylindre est solidaire d'une tige centrale fisse dépassant vers l'intérieur, sur la paroi périphérique de laquelle peut coulisser de façon étanche une douille distributrice reliée élastiquement au piston du vérin par un ressort, la paroi de la douille coulissante étant traversée par au moins deux canaux décalés dans le sens axial, susceptibles de venir en cobLoidence avec des ouvertures latérales de la tige fixe, laquelle est creuse pour relier ces deux ouvertures l'une à l'arrivée de pression d'huile générale du véhicule, l'autre à une canalisation de retour, tandis qu'enfin la chambre interizure du cylindre communique en permanence avec une canalisation hydraulique qui la relie à un accumulateur de suspension à coussin gazer. 2. Elément de suspension hydropneumatique suivant la revendication 1 caracterisé en ce que la douille distributrice coulissante possède la forme géné- rale d'une bobine, dans la gorge centrale de laquelle débouchent les deux canaux radiaux, alors que chacun des renflements d'extrémités ooulisse avec un jeu réduit mais non nul dans la paroi interne du cylindre, afin de definir dans le tranvasement de l'huile, un effet d'amortissement ou de dash-pot. 3. Elément de suspension hydropneumatique suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce que le ressort de liaison est un ressort hélicoTdal vissé par une extrémité sur un bossage central du piston, et vissé par l'autre extrémité sur un embout axial de la douille coulissante. 4. Elément de suspension hydropneumatique suivant la revendication t, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la tige centrale du fond du cylindre possède une butée susceptible de limiter l'amplitude de coulissement de la douille distributrice lorsque celle-ci s'éloigne du champ du cylindre. 5. élément de suspension hydropneumatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue un ensemble intégré et peu enoombrant possédant seulement trois canalisations de raccordement, à savoir s - une canalisation de raccordement à l'alimentation en huile sous pression - une canalisation de raccordement au circuit de retour d'huile - une canalisation de raccordement au coussin gazeux de suspen3ion.