Brevet FR2238605A1 — publié le 19750221

L'invention est relative b un procédé et à une installation pour répartir automatiquement la charge sur les roues arrière de véhicules à trois essieux et à suspensions pneumatiques commandées par des soupapes de mise à niveau. Sur les véhicules à trois essieux, le couple moteur n'est normalement appliqué que sur l'un des deux essieux arrière et, en particulier, sur 1'essieu intermédiaire. C'est pourquoi, si le véhicule ne possédait aucun moyen approprié pour agir sur les suspensions pneumatiques, les roues motrices portées par le second es- sieu, pour certaines conditions de marche du véhicule, pourraient avoir une adhérence insuffisante pour permettre au véhicule de démarrer normalement; en général, -les roues motrices pourraient alors patiner sans réussir à faire avancer le véhicule.Pour éviter ces inconvénients, il est nécessaire que l'installation des suspensions pneumatiques comporte des organes capables de différencier les charges -agissant sur les deux essieux arrière du véhicule ou bien des organes qui soulagent, par une commande appropriée, le troisième essieu des roues du train arrière pour permettre ainsi, spécialement au démarrage, d'augmenter l'adhérence des roues motrices. Dans certains cas, ces expédients sont utilisés concurremment. Mais les solutions du problème susvisé qui viennent d' & re rappelées ne répondent pas entièrement aux exigences de la pratique. Pour ce qui est de la première solution, on obtient toujours une division telle de la charge du véhicule, entre les deux essieux, arrière que la charge des roues du train/soit toujours une fraction de celle des roues motrices Mais en pratique, ceci n'est pas rationnel si l'on veut obtenir le maximum d'adhérence. En ce qui concerne la deuxième solution dudit problème, non seulement elle oblige le conducteur à exercer une action alors qu'il est préférable en pratique d'avoir une intervention automatique, mais encore elle a pour inconvénient que, dans des conditions de charges élevées, un poids excessif risque d'être appliqué sur les seules roues motrices. L'invention a pour but de réaliser, pour alimenter automatiquement les suspensions des véhicules à trois essieux, une installation pneumatique telle qu'elle ne reporte sur les roues du troi sième essieu qu'une partie de la charge pouvant être supportée par le deuxième essieu des roues motrices de manière que sur ces dernières roues soit reportez la charge totale du véhicule jusqu'à ce qu elle atteigne une valeur maximale pouvant entre supportée par ce deuxième essieu alors que, sur les roues du train arrière possédées par le troisième essieu, n'est reportée que la charge dépassant ladite charge maximale des roues motrices, en vue d'assurer ainsi à ces dernières roues l'adhérence maximale au sol, spécialement au démarrage. Un autre but de l'invention est d'éviter aux roues du train arrière les vibrations et débattements qui se manifestent surtout lors de la marche du véhicule à vide. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il consiste à appliquer, aux seuls coussins pneumatiques du deuxième essieu portant les roues motrices, une pression pneumatique proportionnée à la charge supportée à tout moment par le véhicule jusqu'S ce que soit atteinte une charge maximale pouvant etre supportée par ces roues motrices; à appliquer aux deux coussins pneumatiques des suspensions des deuxième et troisième essieux, quand ladite charge maximale vient à être dépassée, des pressions pneumatiques différenciées et telles que celle qui est appliquée aux coussins pneumatiques des roues motrices soit pratiquement constante et proportionnée à ladite charge maximale alors que la pression appliquée aux coussins pneumatiques du troisième essieu est proportionnée à la charge dépassant ladite charge maximale, en vue d'assurer aux roues motrices du véhicule l'adhérénce maximale au sol quelles que soient les conditions de la charge transportée par le véhicule. L'installation, qui sert à mettre en oeuvre le procédé venant d'entre défini et dans laquelle les coussins pneumatiques des deuxième et troisième essieux sont alimentés par une source d'air comprimé par l'intermédiaire de soupapes de mise à niveau, est caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens sensibles à la pression pneumatique qui est établie à tout moment dans les coussins pneumatiques des roues motrices, et des organes obturateurs mobiles qui sont actionnés par-lesdits moyens pneumatiques et qui règlent la communication desdits coussins pneumatiques du troisième essieu soit avec l'échappement soit avec la source d'air comprimé, de manière que la ou les soupapes de mise à niveau ajustent la pression dans les coussins pneumatiques des roues motrices et que les moyens pneumatiques ajustent à leur tour la pression dans les coussins pneumatiques des roues motrices et l'appliquent aux coussins pneumatiques du troisième essieu. Selon l'invention, les moyens sensibles à la pression des coussins pneumatiques des roues motrices comportent un groupe cylindre-piston et des moyens élastiques tarés qui exercent leur action de manière à s'opposer au déplacement du piston dudit groupe, lequel piston peut ainsi occuper trois positions stables dans les première et troisième desquelles les coussins pneumatiques du troisième essieu sont reliés respectivement à l'atmosphère et à la source d'air comprimé alors que, dans la position intermédiaire, les susdites communications sont interrompues. Pour éliminer les débattements auxquels est soumis le train arrière quand le véhicule marche à vide, l'installation conforme à l'invention est agencée pour établir, dans les coussins pneumati ques du troisième essieu, une contre-pression contrôlée qui amortit les vibrations. Une telle contre-pression est réalisée à l'aide d'une soupape de retenue (anti-retour) et d'non réducteur de pression montés en dérivation entre les coussins pneumatiques du troisième essieu et la source d'air comprimé. L'invention va titre maintenant expliquée plus en détail dans le complément de description qui suit et qui fait référence aux dessins annexés, lesquels illustrent, à titre d'exemple, deux modes de réalisation de l'installation conforme à l'invention. La fig. I montre schématiquement le premier de ces modes de réalisation. La fig. 2 montre schématiquement le deuxième mode de réalisation. La fig. 3 montre, en coupe axiale, la forme de réalisation préféried'une servo-commande que comportent les installations conformes aux fig. 1 et 2. La fig. 4 est un diagramme qui fait apparaître la variation des pressions P (P1 et P2) dans les coussins pneumatiques des sus- pensions, en fonction de la charge T transportée par le véhicule. Si l'on considère les schémas des fig. 1 et 2, on y voit un réservoir d'air comprimé A qui est relié a un compresseur (non montré) et qui alimente, d'une manière qui va étre décrite ci-après, les suspensions pneumatiques B1 du deuxième essieu du véhicule (constituant l'essieu moteur) et B2 du troisième essieu (constituant celui du train arrière) alors que le premier essieu du véhicule n'est pas représenté comme n'intervenant pas dans l'invention. L'alimentation des deux suspensions B1 et B2 est cosandée par des soupapes de mise a niveau C, de type connu, lesquelles commandent directement les suspensions pneumatiques B1, alors que les suspensions B2 sont alimentées par l'intermédiaire de servocommandes D et de régulateurs de pression F de type connu, Si l'on se reporte à la fig.3, celle-ci illustre en coupe chacune des servo-commandes D relatives aux installations des fig.1 et 2. La servo-commande représentée est constituée par un boîtier 10 formant, en partie, un cylindre où coulisse avec étanchéité un piston 12, lequel délimite dans le boitier 10 deux chambres de pression D1 et D2.Sur sa face inférieure, le piston 12 est soumis à l'action d'un ressort 14 de caractéristiques appropriées qui tend à pousser ce piston vers un couverole supérieur 16 fermant le boîtier 10. A son extrémité inférieure, le ressort 14 est maintenu par une bague intermédiaire 18 qui, dans le boîtier 10, délimite audessous de la chambre D2 une autre chambre D3. La tige 20 du piston 12 est munie d'un prolongement tubulaire 22 qui coulisse, avec guidage et étanchéité, dans un trou traversant la bague intermédiaire 18 et qui pénètre, avec un jeu notable, dans une ouverture délimitée par une couronne 24. Celle-ci appartient à une coupelle 26 qui est fixée à l'intérieur du boîtier 10 et qui délimite, à la suite de la chambre D3,une autre chambre D4. Les chambres D1 et D4 de la servo-commande D sont reliées de la manière suivante à l'installation considérée. La chambre Dl est reliée à la chambre D4 par un conduit 28 et Ia chambre D4 est reliée au réservoir d'air comprimé A par un raccord 30 et l'une des soupapes de mise à niveau C. La chambre D2 est reliée à l'atmosphère par des ouvertures 32 ménagées dans la paroi du boiter 10. Selon le mode de réalisation représenté, les ouvertures 32 coopèrent-avec un écran 34 en matière souple, formant clapet, lequel écran, d'une part, permet à l'air de sortir de la chambre D2, dès que la pression y dépasse la pression atmosphérique, et, d'autre part, empêche la poussière et autres corps étr-angers de pénétrer dans cette chambre. L'extrémité du prolongement 22, solidaire du piston 12, peut venir en contact de façon étanche avec la face d'un clapet.obtura- teur 36 qui tend à être maintenu en contact avec la couronne 24 de la coupelle 26 par l'action exercée sur ce clapet par des moyens élastiques qui,conjointement avec le ressort 14,exercent des actions élastiques déterminées et appropriées, ainsi qu'expliqué ci-après. Le clapet 36 empêche normalement toute communication entre les chambres D3 et D4 et, manière analogue, le prolongement tubulaire 22, à trous latéraux, établit une communication entre les chambres D2 et D3. Quand le prolongement troué 22 se déplace axialement, il commence par toucher le clapet à ressort 36 de manière à interrompre la communication entre les chambres D2 et D3, puis, en poursuivant son déplacement tout en maintenant interrompue la communication entre les chambres D2 et D3, il ouvre le clapet 36 qui établit alors la communication entre les chambres D3 et D4. ta chambre D3 est reliée par un raccord 38 aux coussins pneumatiques B2 par l'intermédiaire du régulateur de pression F. I1 apparatt clairement de ce qui précède que les coussins B2 pneumatiques/du troisième essieu sont reliés de façon appropriée à la source - d'air comprimé A et qu'une telle liaison est asservie à la servo-commande correspondante D dans la chambre D1 de laquelle s'établit la pression P1 qui, à tout moment, est appliquée aux coussins pneumatiques B1 en fonction de la charge transportée par le véhicule. pneumatique Si l'on considère maintenant l'installation/de la fig. 1, quand on charge le véhicule, les soupapes de mise à niveau C portées par le châssis de ce véhicule relèvent la variation de Sa distance entre ce châssis et les essieux du véhicule et interviennent pour doser convenablement l'air qui est envoyé du réservoir A aux coussins pneumatiques B1 et B2 des suspensions des deuxième et troisième essieux, en fonction tant de la charge que de l'importance et des variations de cette charge. Dans le cas considéré, l'air comprimé en provenance du réservoir A est commandé et réglé par les soupapes de mise å niveau C et, par conséquent, par la charge du véhicule; cet air est envoyé dans les coussins B1 du deuxième essieu. Etant donné les liaisons de l'installation, la pression d'air dans les coussins B1 s'établit aussi dans les chambres D1 de chacune des servo-commandes D, en agissant sur les pistons 12 contre 1'action de leurs ressorts respectifs 14, lesquels sont dimensionnés convenablement pour s'opposer aux pressions des chambres D1. Quand la pression dans chacune des chambres B1 atteint une valeur maximale PI correspondant à une valeur donnée de la charge T transportée par le véhicule et qui s'applique sur le deuxième essieu (charge dont on ne veut pas qu'elle soit dépassée), le piston 12 se déplace contre l'action de son ressort 14 de manière que le prolongement tubulaire 22 vienne s'appliquer sur le clapet 36 à ressort, en interrompant ainsi la communication entre les chambres D2 et D3. A partir de ce moment, toute augmentation de la pression dans la chambre Dl déplace davantage le piston 12 qui provoque l'ouverture du clapet 36 à ressort, lequel laisse passer l'air comprimé de la chambre D4 à la chambre D3. L'air comprimé est envoyé de la chambre D3, par le régulateur de pression F, aux coussins pneumatiques B2 du troisième essieu et ce passage d'air se poursuit tant que la pression dans la chambre D1 n'atteint pas la valeur prédéterminée P1'. Quand une pression sensiblement égale à celle qui règne dans la chambre D1 est atteinte dans la chambre D3, la valeur de cette pression, P1-P2, diminuée des réductions de pression et des pertes de charge déterminées par le régulateur de pression F, correspond sensiblement à celle de la pression P2 qui alimente les coussins B2 de la suspension du troisième essieu. Quand on décharge le véhicule, les pressions baissent d'abord dans les chambres D1 et D3; puis, quand la pression dans cette clto bre D1 atteint la valeur P1, le clapet 36 se ferme sans toutefois que s'établisse la liaison entre les chambres D2 et D3 une nouvelle diminution de la charge du véhicule provoque une diminution suppS mentaire de pression dans la chambre D1. Il en résulte que le pro- rongement tubulaire 22 du piston 12 s'écarte du clapet 36 en reliant ainsi la chambre D2 et, par conséquent, les coussins pneuma- tiques B2 à la chambre D3 et par conséquent a 1'atmosphère. La réduction de pression qui se produit dans la chambre D3 de la servo-commande D provoque une augmentation de pression dans 1' autre chambre D1, du fait que la charge transportée par le véhicule s'applique maintenant en plus sur les coussins B1 des roues motrices du second essieu. de la Quand la pression dans la chambre D1/ servo-commande D atteint la valeur Pi, l'équilibre se rétablit et la communication entre la chambre D3 et l'atmosphère est à nouveau interrompue, étant donné que le prolongement 22 du piston 12 s'appuie de nouveau sur la face du clapet 36. Si l'on poursuit le déchargement du véhicule, les opérations décrites ci-dessus se répètent jusqu'S ce que soient atteintes les conditions dans lesquelles les coussins B2 se trouvent complètement déchargés et que tout le poids du véhicule s'applique sur les coussins B1 du deuxième essieu. Pour éviter que les coussins B2 du troisième essieu ne soioeit soumis à des secousses quand le véhicule est complètement déchargé, on modifie l'installation comme le montre la figure 2 où les é1é- -- ments identiques à ceux de la fig. 1 sont désignés par les mimes chiffres ou lettres de référence. Dans l'installation de la fig. 2, 1'air comprimé du réservoir A traverse les soupapes de mise à niveau C, les servo-conan- des D et les régulateurs de pression F et alimente les coussins pneumatiques B2 de la manière décrite précédemment. Ces coussins B2 sont reliés directement à la source d'air comprimé A par l'intermédiaire d'une canalisation 40 , de réducteurs de pression K et de soupapes de retenue H, lesquelles ne permettent à.l'air de passer que du réservoir A aux coussins pneumatiques B2.En ce cas, quand les coussins B2 sont complètement soulagés du poids du véhi- cule, il est admis dans ceux-ci de 11 air comprimé par l'interre- diaire des réducteurs de pression K et des soupapes de retenue R qui maintiennent ainsi, dans ces coussins B2, une pression d'air convenablement réduite et propre à assurer 1 1adhérence sur le sol des roues du troisième essieu.Dans ce cas, l'action susvisée dXes ressorts 14 sur les prolongements 22 des servo-commandes D et des pièces correspondantes des régulateurs de pression F, est commandez et réglée convenablement pour empecher que ces pièces ne provoquent la décharge complète des coussins B2 et pour assurer ainsi le ataiP- tien d'une pression minimale dans ces coussins. On pourrait apporter, à l'installation décrite et représentée, des modifications et variantes en ce qui concerne les caractéristiques d'utilisation: par exemple, on pourrait grouper la servocommande D et le régulateur de pression F pour former une seule unité en vue de faciliter ainsi le montage de l'installation. On pourrait en outre prévoir des moyens pour régler l'action du ressort 14 en fonction des régimes de pression que l'on veut établir dans la chambre D1. Avec de telles variantes ainsi que d'autres, on resterait dans le cadre de l'invention et, par conséquent, dans la portée de ce brevet. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour répartir automatiquement la charge sur les roues arrière de véhicules à trois essieux et à suspensions pneumatiques, les roues motrices du véhicule étant portées par le deuxième essieu, caractérisé par' le fait qu'il consiste a appliquer, aux seuls coussins pneumatiques (Bl) du deuxième essieu portant les roues motrices, une pression pneumatique (PO - P1) proportionnée à la charge supportée à tout moment par le véhicule jus qu'à ce que soit atteinte une charge maximale (P1) pouvant titre supportée par ces roues motrices; à appliquer aux deux coussins pneumatiques (B1, B2) des suspensions des deuxième et troisième essieux, quand ladite charge maximale (P1) vient d entre dépassée, des pressions pneumatiques différenciées (Pl-Pl' et P2-P2') et telles que celle qui est appliquée aux coussins pneumatiques (B1) des roues motrices soit pratiquement constante et proportionnée à ladite charge maximale alors que la pression appliquée aux coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu est proportionnée a la charge dépassant ladite charge maximale, en vue d'assurer aux roues motrices du véhicule l'adhérence maximale au sol qllèlles que soient les conditions de la charge transportée par le véhicule. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérise par le fait qu'on ajuste la pression (P2-P2') dans les coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu de manière qu'elle soit toujours inférieure à la pression (Pi-Pi') régnant-dans les coussins pneumatiques (B1) du deuxième essieu. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, quand le véhicule est déchargé ou pratiquement déchargé, on établit dans les coussins (B2) du troisième essieu une contre-pression convenable pour amortir les vibrations et oscillations des roues du troisième essieu pendant la marche du véhicule. 4 - Installation pneumatique pour la mise en oeuvre du pro cédiS selon l'une des revendications I et 2, dans laquelle les coussins pneumatiques des deuxième et troisième essieux sont alimentés par une source d'air comprimé par l'intermédiaire de soupapes de mise à niveau, caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (10, 12, 14) sensibles à la pression pneumatique (P1) qui est établie à tout moment dans les coussins pneumatiques (B1) des roues motrices7des organes obturateurs mobiles (22, 26, 36) qui sont actionnés par lesdits moyens pneumatiques et qui règlent la communication desdits coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu soit avec l'échappement (32) soit avec la source d'air comprimé (A), de manière que la ou les soupapes de mise à niveau (C) ajustent la pression dans les coussins pneumatiques (B1) des roues motrices et que les moyens pneumatiques ajustent à leur tour la pression dans les coussins pneumatiques (B1) des roues motrices et l'appliquent aux coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu. 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les organes sensibles à la pression pneumatique des coussins pneumatiques (B1) des roues motrices comportent des moyens élastiques (14) propres à s'opposer à-et à équilibrer l'action de la pression établie à tout moment par la soupape de mise à niveau (C) dans lesdits coussins pneumatiques (B1) des roues motrices. 6 - Installation selon l'une des revendications 4 et 5, ca ractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un groupe cylindre-piston (10,12) dont le piston (12) est influencé sur l'une de ses faces par l'action d'un ressort taré (14) et délimite dans le cylindre (10) des chambres de pression, l'une de ces chambres CDI)- étant reliée par le soupape de mise à niveau (C) à la source d'air comprimé (A) et l'autre chambre (D2) étant reliée à l'atmosphère et abritant ledit ressort taré (14) agissant sur le piston (12) en opposition avec la pression qui s'établit dans la première (Dl) de ces chambres, alors que la tige (20) du piston porte à l'une de ses extrémités un prolongement tubulaire (22) coopérant de façon étanche avec un clapet taré (36) qui commande la communication entre ladite chambre (D1) et une chambre intermédiaire (D3) reliée' pneumatiquement aux coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu, de telle manière que le déplacement dudit piston (12) relie cette chambre intermédiaire (D3) soit à la source d'air comprimé (A), soit à l'atmosphère, ou bien interrompe ces deux communica- tions à la fois. 7 - Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée par le fait que la chambre pneumatique intermédiaire (D3) reliée aux coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu est ménagée dans le cylindre (10) du groupe cylindrepiston (12) à l'aide d'une bague (18) à travers laquelle passe de façon étanche le prolongement tubulaire (22) de la tige (20) du piston (12) et qui délimite dans le cylindre (10), outre la chambre intermédiaire (D3), une autre chambre (D4) reliée à la chambre de pression (D1) du groupe cylindre-piston (10, 12) par un conduit (28) et à la source d'air comprimé (A) par la soupape de mise à niveau (C). 8 - Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait qu'elle comprend, entre les coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu et les moyens sensibles à la pression (10, 12, 14), des organes régulateurs (F) qui limitent la pression maximale dans ces coussins pneumatiques a une valeur qui est toujours inférieure à la pression régnant dans les coussins pneumatiques (B1) des roues motrices. 9 - Installation pneumatique selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend un réducteur de pression (K) et un clapet de retenue (H) dérivés entre la source d'air comprimé (A) et les coussins pneumatiques (B2) du troisième essieu, pour établir dans ces coussins pneumatiques une pression appropriée qui limite et amortit les oscillations du train arrière pendant la marche du véhicule.