Brevet FR2225302A1 — publié le 19741108

L'invention concerne une suspension pneumatique pour véhicules, en particulier pour véhicules à moteur porte-conteneurs, qui comporte une soupape de suspension disposée sur le châssis du véhicule et à laquelle est articulé un levier d'actionnement qui commande la pression dans les soufflets formant ressorts pneumatiques en fonction de la position en hauteur du véhicule, par l'intermédiaire d'une soupape d'admission et d'une première soupape d'échappement et qui est accouplé par son autre extrémité à l'essieu du véhicule. Des soupapes de suspension pneumatique de ce genre servent, en cas de variations de charge, à régler la quantité d'air dans les ressorts pneumatiques de voitures de tourisme, d'autobus, de camions et de remorques ou semi-remorques. La soupape de suspension pneumatique est accouplée à l'essieu du véhicule par l'intermédiaire d'une timonerie d'actionnement, d'un arbre d'actionnement et d'un excentrique disposé sur l'arbre et qui, pour ramener le châssis du véhicule au niveau normal en réglant la pression des soufflets formant ressort pneumatique, utilise la valeur des différences de niveau qui se produisent, en cas de variations de charge, entre le point d'installation prévu sur le châssis pour la soupape de suspension pneumatique et le point de liaison prévu sur l'essieu du véhicule pour l'extrémité du levier d'actionnement. Dans une construction très répandue, la soupape de suspension pneumatique présente une soupape d'admission et une soupape d'échappement et elle est formée d'un siège de soupape d'admission solidaire du corps, d'un siège de soupape d'échappement situé à l'extrémité d'un poussoir creux pouvant coulisser longitudinalement, et d'un clapet ou plateau commun aux deux sièges. Dans la position normale du levier d'actionnement, c'est-à-dire quand la soupape de suspension pneumatique a réglé la pression des soufflets formant ressort pneumatique en fonction d'un poids quelconque du véhicule, les soupapes d'admission et d'échappement sont fermées. L'air comprimé venant du réservoir se trouve au dessus d'une soupape de surpression fermée et de la soupape d'adr.ission. Si la charge du véhicule varie, par exemple si elle augmente, la superstructure du véhicule s'affaisse et avec elle, la soupape de suspension pneumatique, et le levier d'action nement pivote vers le haut conformément à la course d' affaisse- ment de la suspension. Le pivotement du levier a pour effet que l'excentrique monté sur l'arbre d'actionnement relié au levier d'actionnement fait coulisser le poussoir creux vers le haut dans le corps de soupape et ainsi, ferme la soupape d'échappement et ouvre la soupape d'admission.Ensuite, de l'air venant du ré- servoir peut affluer sans entrave aux soufflets formant ressort pneumatique et la superstructure est à nouveau soulevée jusqu'≈la position initiale, c'est-à-dire à la position normale, après quoi, par l'intermédiaire du levier d'actionnement, de l'arbre d'actionnement, de l'excentrique et du poussoir creux, la soupape d'échappement se ferme et l'arrivée d'air est ainsi interrompue. Si un véhicule subit un processus de décharge étalé dans le temps, par exemple parce que des personnes descendent ou parce qu'on le décharge par unités ou graduellement, la superstructure se lève et le levier d'actionnement pivote vers le bas, de sorte que l'excentrique libère le poussoir creux soumis par le haut à la pression d'air en lui permettant de coulisser vers le bas. La soupape d'admission reste fermée et la soupape d'échappement s'ouvre et l'excès de pression dans les soufflets diminue par l'inttermédiaire du passage intérieur du poussoir creux et de l'ouverture de désaération jusqu'à ce que la superstructure ait repris la position normale. Etant donné les variations brèves et faibles de charge qui se produisent dans la marche normale, par exemple au passage sur des inégalités de la chaussée etc., où la tringlerie subit de légers mouvements de pivotement auxquels la soupape de suspension pneumatique réagit également, la soupape d'échappement de celle-ci ne doit avoir qu'une petité section. Autrement, les variations continuelles de charge qui oscillent autour d'une valeur moyenne entraîneraient une grande consommation d'air comprimé par suite de l'alternance qui en résulterait entre alimentation et évacuation des soufflets formant ressort pneumatique. Par suite, la structure à petite section de la soupape d'échappement est conditionnée par le fonctionnement. Si la diminution de charge d'un véhicule à suspension pneumatique s'effectue soudainement, la superstructure s'élève brusquement par suite de la lente diminution de la haute pression des soufflets formant ressort pneumatique, jusqu'à la butEe supérieure de fin de course de amortisseuts. Cela peut con duire à la destruction des amortisseurs et il faut l'éviter en vue de la sécurité de fonctionnement du véhicule. En pratique, des cas de ce genre peuvent se produire en particulier lors du déchargement de véhicules porte-conteneurs, donc lorsqu'on enlève les conteneurs. L'invention a pour but de réaliser par des moyens très simples une soupape de suspension pneumatique permettant de réaliser une évacuation rapide d'air en cas de décharges brusques du véhicule et qui se distingue par un faible encombrement supplémentaire et un montage facile. I1 s'agit d'éviter la montée brusque de la superstructure du véhicule en cas de décharge brusque de véhicules à soufflets formant ressort pneumatique et de réaliser une disposition qui assure une désaération rapide des soufflets avant que la superstructure ne heurte les butées de fin de course des amortisseurs. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la suspension comporte une deuxième soupape d'échappement, qui a une grande section relativement à la première soupape d'échappement et contrôle parallèlement à celle-ci la pression des soufflets formant ressort pneumatique, mais qui est ouverte par le levier d'actionnement seulement quand celui-ci est dans la position qui correspond à la position la plus haute du châssis.Une autre caractéristique.de l'invention réside dans le fait que la deuxième soupape d'échappement est une soupape pilote à petite section actionnée directement par le levier d'actionnement et qui contrôle l'application de la pression à un pis-ton qui, à son tour, actionne une soupape de désaération disposée dans une liaison à grande section prévue entre les soufflets formant ressorts pneumatiques et l'atmosphère et comporte une soupape d'échappement à grande section actionnée par le piston. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse de la soupape de suspension pneumatique qui présente un arbre d'actionnement relié, d'une part, au levier d'actionnement et accouplé, d'autre part, par l'intermédiaire d'un excentrique à un poussoir de soupape qui actionne la soupape d'admission et la première soupape d'échappement, l'arbre d'actionnement présente un excentrique supplémentaire servant à actionner la soupape pilote. Du fait que la soupape de suspension pneumatique selon l'invention est munie d'une deuxième soupape d'échappement à grande section destinée à la désaération rapide, il devient possible de l'incorporer de façon simple fonctionnellement et struc turellement à des soupapes de ressorts pneumatiques de construction et de fonctionnement usuels et elle assure une amélioration notable des suspensions pneumatiques, en particulier en ce qui corps cerne leur fonctionnement prolongé sans perturbations. A titre d'exemple on a écrit en détail ci-après et représenté au dessin annexé plusieurs formes de réalisation de la soupape suivant l'invention. La figure 1 est une coupe purement schématique d'une soupape de suspension pneumatique dans la phase d'alimentation; La figure 2 une coupe correspondante de cette soupape dans la phase de désaération; La figure 3 montre la disposition d'une soupape pilote et dtune soupape d'échappement à grande section suivant une forme de réalisation dè soupape de ressorts pneumatiques; La figure 4 montre une forme de réalisation d'une soupape de suspension pneumatique, avec coupe partielle dans la région de l'arbre d'actionnement; La figure 5 montre la soupape de suspension pneumatique des figures 3 et 4, en coupe perpendiculaire au plan de celles-ci et passant par l'axe 55. Dans un corps commun la sont logées, comme le montrent les figures 1 et 2, une soupape de suspension pneumatique 1, une soupape pilote 2 et une deuxième soupape d'échappement 3. La soupape de suspension pneumatique 1 présente une cavité 4 qui est soumise à la pression d'un réservoir à air non réprésenté, par l'intermédiaire d'un raccord 5 et d'une soupape de retenue 6 munie d'un ressort 7. L'extrémité d'appuie 8 du ressort 7- de la soupape de retenue 6 agit en meme temps dans le sens de fermeture d'un clapet 9 sur un double siège de soupape concentrique 10,11. Le siège extérieur 10 de cette soupape 9, 10 sépare, dans la position de fermeture, la cavité 4 d'un alésage de guidage 12 dans lequel est disposé un poussoir creux 13 muni d'un joint 13a, de manière à pouvoir coulisser d'une façon étanche. Dans la région de la transition vers la cavité 4, l'alésage de guidage 12 est élargi en une chambre annulaire 14 dans laquelle se trouve le siège 10 solidaire du corps, coopérant avec le clapet 9, et qui communique, par un raccord 15, avec les soufflets formant ressorts pneumatiques non représentés. Le poussoir creux 13 présente dans la partie inférieure de sa paroi des ouvertures 16 qui communiquent avec l'atmosphère par le conduit 17, la sortie 18 et un clapet de retenue 18a. La soupape pilote 2 présente un poussoir d'actionnement 19 muni d'un poussoir de soupape 19a qui coulisse dans un élément de guidage 20. L'élément de guidage constitue une traversée du corps la à travers laquelle le poussoir de soupape 19a, muni d'un anneau de joint 21, est amené à l'extérieur. L'extrémité extérieure du poussoir de soupape 19a porte, dans un exemple de réalisation, une tête carrée ou hexagonale 22 permettant d'appliquer un outil de réglage. Le poussoir 19a est poussé par son extrémité inférieure, présentant une surface frontale 26 sur un élément palpeur 50, en direction d'un excentrique 27 d'un arbre d'actionnement 28, sous l'action d'un ressort 23 qui pousse en même temps le clapet 24 disposé dans la région moyenne du poussoir dans le sens de la fermeture sur un siège 25 solidaire du corps. La soupape 24, 25 est disposée entre une cavité 29 et une cavité 30. La cavité 29 communique par un perçage longitudinal 31, un perçage transversal 32, la cavité cylindrique 33 et une liaison 34, avec la chambre annulaire 14 et donc avec la pression qui règne dans les soufflets formant ressort pneumatique. La soupape d'échappement 3 comporte un piston 35 muni d'un joint annulaire 36 qui peut coulisser dans une cavité de cylindre 33a. A la pièce tubulaire 37 prévue sur le côté frontal du piston 35 se raccorde, à l'extrémité opposée au piston, un clapet annulaire 38 qui est poussé par un ressort 39, dans le sens de la fermeture, sur un siège 40. Le ressort 39 s'appuie par une extrémité sur la partie centrale en forme de douille 41 d'une monture 41a solidaire du corps et destinée au clapet de fermeture 18a tandis que son autre extrémité s'applique au point de liaison entre la surface frontale du piston 35 et la pièce tubulaire 37 à l'interieur de cette dernière. Le piston 35 présente, du côté opposé à la pièce tubulaire 37, un court élément de guidage 42 muni d'un joint annulaire 43 qui coulisse dans un alésage 44 du corps la et sépare hermétiquement de la cavité de cylindre 33a la cavité 29 de la soupape 24, 25. La cavité de cylindre 33a est reliée d'une part par un conduit 30a à la cavité 30 et d'autre part à l'atmosphère, par une buse constamment ouverte 34a et par la sortie 18. A une extrémité de l'arbre d'actionnement 28, qui sort du corps la à travers un joint annulaire 45, est articulé un levier d'actionnement 46. L'autre extrémité du levier d'actionnement 46 est reliée à l'essieu non représenté du véhicule. L'arbre d'actionnement 28 porte un excentrique 47 servant à commander le poussoir d'actionnement 19 de la soupape pilote 2. La surface de fond 27a de l'excentrique est directement formée par une gorge circonférentielle, prévue dans l'arbre d'actionnement 28 et munie des rebords latéraux 48 nettement en saillie. Le poussoir d'actionnement 19 de la soupape 24, 25 porte, à son extrémité tournée vers l'excentrique 27, un organe de réglage 51 réglable longitudinalement. Cet organe 51 est formé de l'élément palpeur 50 guidé de manière à pouvoir coulisser longitudinalement de façon étaid dans le corps de soupape la et qui est guidé sans pouvoir tourner par les rebords 48 de la gorge et présente un poussoir de soupape 19a, vissé à cet élément de façon réglable en longueur et portant un clapet 24 sollicité vers la position d'enfoncement de l'élément palpeur 50. On décrit ci-après le processus de désaération en cas de décharge soudaine du véhicule, au moyen de la soupape de suspension pneumatique selon l'invention, telle que la montrent les figure 3, 4 et 5. En cas de déchargement soudain du véhicule, par exemple parce que l'on décharge un conteneur, étant donné le levage immédiat du châssis du véhicule par les soufflets de ressort pneumatique remplis, le levier d'actionnement 46' pivote rapidement vers le bas. L'arbre d'actionnement 28', qui dans les soupapes antérieures est mis en rotation par le levier d'actionnement 46', libère dès le début de sa rotation, par l'excentrique 47', le poussoir 13' qui ouvre alors la soupape d'échappement à petite section, d'une façon non décrite ici d'une façon plus détaillée. Etant donné que la soupape d'échappement n'a obligatoirement qu'une petite section parce qu'elle réagit fréquemment dans les conditions normales de marche, elle ne peut pas assurer une diminution rapide d'un excès d'air comprimé qui se produit soudainement dans les soufflets. Mais avant que le châssis montant brusquement n'amène d'une façon indésirable les amortisseurs contre la butée de fin de course à cause de la faible desaeration des soufflets par la soupape d'échappement à petite section,l'excentrique sup plémentaire 27' provoque selon l'invention le soulèvement du poussoir d'actionnement 19', après le pivotement ultérieur du levier 46' et donc la rotation ultérieur de l'arbre d'actionnement 28'. Quand le poussoir 19' se soulève, la soupape pilote 24', 25' s 'ouvre. La cavité 29' située au dessus de la soupape pilote 24', 25' est toujours soumise à la pression qui règne dans les soufflets de ressort pneumatique car elle est reliée, par le perçage longitudinal 31', le perçage transversal 32',la cavité cylindrique 33' et le raccord 52', à une communication située hors du corps 1' et menant aux soufflets formant ressort pneumatique dont la pression est commandée par la soupape d'admission et d'échappement. Si la soupape pilote 24', 25' s'ouvre, la pression arrive de la cavité 29' à la cavité 30' et par le conduit 30b, à la chambre de cylindre 33b, après quoi le piston 35' est déplacé dans le sens d'ouverture de la soupape d'échappement 38', 40', à l'encontre de l'action du ressort de rappel 39'.A ce moment, par la soupape d'échappement à grande section 38', 40' qui est ouverte, une plus grande quantité d'air peut s'échapper, parallèlement à la soupape d'échappement à petite section, et les soufflets formant ressort pneumatique s'adaptent de façon accélérée aux conditions présentes de charge du châssis du véhicule. Une possibilité d'ajustement est prévue afin que pour une position déterminée et désirée du levier d'actionnement 46' et de l'excentrique 27' le soulèvement du poussoir d'actionne- ment 19' et l'ouverture de la soupape 24', 25t se produisent simultanément. La distance entre l'élément palpeur 50' et le clapet 24' est réglable grâce à un vissage entre l'obturateur 24' et le poussoir de soupape 19b, de sorte que le moment de l'ouverture de la soupape 24', 25' peut être adapté à la course ascendante imprimée au poussoir 19' par l'excentrique 27', 27b, par l'intermédiaire de l'élément palpeur 50'. Dans une forme de réalisation de la soupape de suspension pneumatique comportant un excentrique supplémentaire 27' sur l'arbre d'actionnement 28', le guidage assuré à l'élément palpeur 50' du poussoir d'actionnement 19' par les rebords- 48' de la gorge de l'excentrique 27' constitue un assujettissement axial de l'arbre d'actionnement 28' de sorte que tous moyens supplémentaires deviennent superflus pour assujettir l'arbre d'actionnement 28' dans le corps 1'. Les figures 3, 4 et 5 représentent une forme de réalisation de la soupape de suspension pneumatique qui montre une disposition avantageuse de la soupape pilote 2', de la soupape d'échappement à grande section 3' et de l'arbre d'actionnement 28', relativement aux composants connus d'une soupape de suspension pneumatique comprenant une soupape d'admission, une soupape d'échappement lb, des points dè raccordement 5' pour la source d'air comprimé et les raccords 15' des soufflets formant ressort pneumatique ainsi qu'une ouverture de désaération 58'. La figure 4 montre l'arbre d'actionnement 28', l'excentrique 47' associé à la soupape d'admission et d'échappement lb, du côté frontal de l'arbre d'actionnement 28' et i-cté de cet excentrique, l'excentrique supplémentaire 27' formé par usinage du diamètre de l'arbre. La figure 5 montre une coupe transversale du poussoir 13' de la soupape d'admission et d'échappement lb et une coupe longitudinale de la soupape pilote 2' dont les axes 56 et 55, dans un exemple de réalisation comportant deux excentriques sur l'arbre d'actionnement 28', ont un espacement déterminé qui permet l'accès des éléments palpeurs aux excentriques 47' et 27'. L'axe 55 de la soupape pilote 2' est perpendiculaire à l'axe 54 de la soupape d'échappement à grande section 3' commandée directement par celle-ci et coupe cet axe. La soupape pilote 2' et la soupape d'échappement à grande section 3' étroitement liée fonctionnellement à celle-ci sont disposées, 'coi-e le montrent les figures 3 et 5, immédiate-ment à la suite de la région 59' où s'effectue l'actionnement de la soupape d'admission et d'échappementZlb par l'excentrique 47'. Etant donné que le point de fixation destiné au montage de la soupape de suspension pneumatique est ici avantageusement situé près du milieu, l'axe 55 de la soupape pilote 2' (figure 3) fait ici un angle 57 de 450 avec l'axe- 56 de la soupape d'admission et d'échappement lb, tandis que (figure 5) l'axe 55 et les axes 53 et 54 sont dans un meme plan. Si dans une forme de réalisation spéciale on renonce à prévoir un deuxième excentrique sur 1' arbre d'actionnement 28, 28', une deuxième surface excentrée prévue sur l'excentrique 47, 47' qui actionne la soupape d'admission 1 et la première soupape d'échappement lb peut assurer l'actionnement de la deuxième soupape d'échappement à grande section 3, 3' ou de la soupape pi lote 2, 2'. On signalera pour terminer un autre cas d'application de la soupape de suspension pneumatique décrite. Sur les camions et les autobus, lorsqu'on roule sur un sol non carrossable, il peut être nécessaire pour éviter un accrochage du châssis de prévoir, un soulèvement du châssis et de l'habitacle au moyen des soufflets formant ressort pneumatique. Dans cette position soulevée, on risque qu t en cas d'extension prononcée le châssis ne heurte les butées terminales des amortisseurs ou que les soufflets ne soient endommagés. Donc, précisément lorsqu'on roule dans cette position soulevée du châssis, proche des butées de fin de course, étant donné le jeu de débattement très restreint, il est important que des abaissements rapides des soufflets soient assurés en cas de variations excessives de charge dues à la chaussée. REVENDICATIONS 1. Suspension pneumatique pour véhicules, en particulier pour véhicules à moteur porte-conteneurs, qui comporte une soupape de suspension disposée sur le châssis du véhicule et à laquelle est articulé un levier d'actionnement qui commande la pression dans les soufflets formant ressorts pneumatiques en fonction de la position en hauteur du véhicule, par l'intermédiaire d'une soupape d'admission et d'une première soupape d'échappement et qui est accouplé par son autre extrémité à l'essieu du véhicule, suspension caractérisée par le fait qu'élle comporte une deuxième soupape d'échappement (3), qui a une grande section re lativement à la première soupape d'échappement (9, 11) et contrôle parallèlement à celle-ci la pression des soufflets formant ressort pneumatique, mais qui est ouverte par le levier d'actionnement (46) seulement quand celui-ci est dans la position qui correspond à la position la plus haute du châssis. 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la deuxième soupape d'échappement est une soupape pilote à petite section actionné directement par le levier d'actionnement et qui contrôle l'application de la pression à un piston qui, à son tour, actionne une soupape de désaération disposée dans une liaison à grande section prévue entre les soufflets formant ressorts pneumatiques et l'atmosphère et comporte une soupape d'échappement à grande section actionnée par le piston. 3. Suspension suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la soupape pilote (2) est disposée dans une liaison (34) entre les soufflets de ressort pneumatique et une cavité de cylindre (33a) qui alimente le piston (35) dans le sens d'ouverture de la soupape d'échappement (38,40), contre une forte de ressort. 4. Suspension selon l'ensemble des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que la cavité de cylindre (33a) est reliée à l'atmosphère par une buse (34) constamment ouverte. 5. Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la première et la deuxième soupapes d'échappement (9, 10 et 38, 40) présentent une sortie commune (18)isolée de l'atmosphère par un clapet de retenue (18a) en lui-même connu. 6. Suspension selon la revendication 2, dans laquelle la soupape de suspension pneumatique comporte un arbre d'ac tionnement relié d'une part au levier d'actionnement et accouplé d'autre part par l'intermédiaire d'un excentrique à un poussoir de soupape qui actionne la soupape d'admission et la première soupape d'échappement, caractérisée par le fait que l'arbre d'ac- tionnement (28) présente un excentrique supplémentaire (27) servant à actionner la soupape pilote (24, 25). 7. Suspension suivant l'ensemble des revendications 1, 2 et 6, caractérisée par le fait que la surface excentrée (27a) de l'excentrique (27) qui actionne la soupape pilote (24, 25) est formée par la surface de fond d'une gorge circonfé- rentielle ménagée dans l'arbre d'actionnement (28) et dans laquelle un poussoir d'actionnement (19) de la soupape pilote (24, 25) disposé perpendiculairement à l'arbre d'actionnement (28),est enfoncé élastiquement. 8. Suspension selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée par le fait que le poussoir d'actionnement (19) est réglable longitudinalement. 9. Suspension suivant la revendication 8, ca ractérisée par le fait que le poussoir d'actionnement (19) présente un élément palpeur (50) guidé de manière à pouvoir coulisser longitudinalement de façon étanche dans le corps de soupape (la) et guidé sans pouvoir tourner par les rebords (49) de la gorge, et un poussoir de soupape (19a) vissé de façon réglable à l'élé- ment palpeur et portant un obturateur (24) sollicité dans le sens d'enfoncement de l'élément palpeur (50), et que le poussoir de soupape (19a) est monté dans le corps de soupape (la) de manière à pouvoir coulisser et tourner de façon étanche et accessible de ltextérieur du corps. 10. Suspension suivant l'ensemble des revendications 1, 2 et 6, caractérisée par le fait que le poussoir d'actionnement (19) de la soupape pilote (24, 25) peut être commandé par une deuxième surface excentrée de l'excentrique (47) qui actionne la soupape d'admission et d'échappement t 11. Suspension suivant l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'axe (56) de la soupape d'admission et d'échappement (lb) et l'axe (53) de l'arbre d'actionnement (28') se coupent et sont perpendiculaires entre eux, que l'axe (54) de la deuxième soupape d'échappement (3') est parallèle à l'axe (53) de l'arbre d'actionnement (28'), et que l'axe (55) de la soupape pilote (2') est perpendiculaire à ces deux axes (54, 53) et situé, avec ceux-ci, dans un même plan qui fait un angle de 450 (57) avec l'axe (56) de la soupape d'admission et d'échappement (lb).