Brevet FR2357397A1 — publié le 19780203

La présente invention a pour objet un siège de véhicule du genre tracteur agricole, engin de travaux publics ou engin militaire motorisé, et plus généralement tout véhicule devant se déplacer en terrain accidenté et dont l'absence de suspension ou le manque d'efficacité de sa suspension propre, n'assure pas un confort suffisant à l'utilisateur. On connaît divers sièges prévus pour de tels véhicules et équipés de suspensions assurant le rappel élastique et l'amortissement des oscillations du siège consécutives aux chocs, dans un plan vertical. Dans une de ces réalisations, le siège est relié à un b ti par un système de bielles formant un parallélogramme articulé, dont les bielles inférieures sont solidarisées avec une couronne en caoutchouc servant d'organe de rappel élastique et d'amortisseur des oscillations. Cette couronne de caoutchouc travaille en cisaillement-torsion et autorise un amortissement tant des chocs que des oscillations, grâce à l'hystérésis du caoutchouc. Une autre réalisation connue comprend deux paires de bras articulés disposés latéralement entre le berceau et l'embase du siège, et dont les extrémités peuvent se déplacer sur des chemins de roulement horizontaux agencés sur le berceau et ltemba6e. Les quatre bras ou bielles sont identiques et forment deux X, les bras du haut étant plus longs que ceux du bas. La suspension de ce siège est constituée par une barre métallique transversale de torsion, dont une extrémité est fixée de manière réglable et dont l'autre extrémité coopère avec une bielle. L'expérience montre que ces dispositifs ne donnent pas entière satisfaction en ce qui concerne l'amortissement recherché des chocs et des oscillations, en particulier le second, qui en outre est relativement complexe et onéreux. Dans ce second dispositif en outre l'effort de réaction de la barre de torsion formant ltélément élastique n'est transmis que d'un seul côté du mécanisme, ce qui entraîne un dévers, et corrélativement des vrillages anormaux dans les différents éléments métalliques qui composent la suspension. I1 en résulte une usure plus importante des articulations d'un côté du siège par rapport à l'autre. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Le siège de véhicule, objet de l'invention tel que tracteur agricole ou engin de travaux publics, comporte une suspension élastique montée sur une embase et munie dlun organe élastique de rappel pouvant Btre règlé à une tension préalable prédéterminée. Suivant l'invention, le siège est caractérisé en ce que la suspension comprend une bielle maitresse centrale inclinée et articulée d'une part sur l'embase et d'autre part sur la partie postérieure d'un berceau supportant le coussin du siège, et en ce que cette bielle mattresse coopère avec deux bielles latérales parallèles, articulées d'une part sur la partie postérieure de 1' embase et d'autre part sur la partie antérieure du siège, ces bielles étant chacune solidarisée dans leur partie médiane avec un axe transversal pouvant tourillonner dans la bielle maîtresse. La bielle maîtresse rigide transmet le couple résistant de l'organe élastique, qui tend à s'opposer aux mouvements verticaux du berceau. L'ensemble des trois bielles articulées selon l'agencement ci-dessus forme un système rigide permettant au berceau d'effectuer des déplacements verticaux uniformes correspondant au débattement de la suspension. Suivant un mode de réalisation préféré, la partie terminale inférieure de la bielle maRtresse est pourvue de galets pouvant rouler dans des chemins à sections enter fixés au berceau, ce dernier étant légèrement incliné sur l2horizontal ainsi que les chemins de roulement complémentairement, l'invention prévoit que les parties terminales inférieures des bielles latérales sont également pourvues de galets roulant dans des chemins à section en2rfixés à l'embase et disposés horizontalement. Le berceau du siège tend donc à rester approximativement dans un mtme plan légèrement incliné sur l'horizontale, tandis que les galets précités roulent dans leurs chemins à section en U lorsqutune secousse déplace verticalement l'embase. D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront au cours de la description détaillée qui va suivre. Au dessin an nexé, donné à titre d'exemple non limitatif, on a représenté un un mode de réalisation de l'invention. - La Figure 1 est une vue en coupe suivant I - I de la Figure 2 d'une forme de réalisation du siège conforme à l'invention. - La Figure 2 est une vue en élévation arrière du siège représenté à la Figure 1. - La Figure 9 est une vue en coupe suivant III - III de la Figure 1 - La Figure 4 est une vue en élévation frontale du siège des Figures 1 à 3. Le siège représenté aux Pigures 1 ,à 4 est destiné à équiper des véhicules devant se déplacer sur terrain plus ou moins accidenté, tels que matériels agricoles engins de travaux publics, camions, engins de manutention etc... Il comporte, de façon connue en soi, une suspension élastique montée sur une embase 1 et munie d'un organe élastique de rappel 2, de préférence en caoutchouc et qui peut être règlé à une tension préalable prédéterminée. Le siège est muni d'un berceau 3 qui supporte les garnitures souples, ou coussins 4 du doss3çr-^et du fauteuil, qui sont en contact direct avec l'opérateur. Conformément à I'invention, la suspension comprend une bielle maîtresse centrale 5 inclinée et articulée, d'une part sur l'embase 1 à l'avant de celle-ci, et d'autre part sur la partie postérieure du berceau 3. La bielle rigide 5 est ainsi inclinée, dans l'exem- ple décrit, d'environ 45 degrés sur un plan horizontal. Complémentairement selon l'invention, la bielle maitresse 5 coopère avec deux bielles latérales parrallèles 6, articulées dtune part sur la partie postérieure de l'embase 1, et et--d'autre part sur la partie antérieure du berceau 3. Les bielles latérales 6 sont chacune solidarisées dans leur partie médiane vec un axe transversal 7 pouvant tourillonner dans la bielle maîtresse 5. A cet effet, la bielle 5 est munie de deux bossages cylindriques médians 8 à l'intérieur desquels sont engagés les axes transversaux 7 de support des bielles 6. Par ailleurs, la bielle mattresse 5 est fixée à un tube transversal médian 9, reposant sur le bord antérieur de l'embase 1 et solidaire d'un élément sensiblement cylindrique en matière élastique formant l'organede rappel 2 précité. l'élément élastique de rappel 2 est disposé intérieurement au tube 9. l'tlément élastique de rappel 2 est disposé intérieurement au tube 9 et est traversé coaxialement à ce dernier par un axe 1 1 également solidarisé avec l'élémentélastique 2. L'axe Il présente dans l'exemple représenté, une section hexagonale, mais qui peut autre différente facilitant la liaison en rotation de façon connue en soi, par une poignée latérale de manoeuvre 12, la fixation du tube 9 et de l'axe il à l'élément élastique 2, étant exécutée de façon connue en soi par adhésion et vulcanisation. Suivant une particularité de l'invention, la partie terminale supérieure de la bielle mattresse 5 est munie de deux galets latéraux 13 pouvant rouler dans des chemins métalliques 14 à section en1Lrfixés au berceau 3. Ce dernier, ainsi que les chemins de roulement 14, est légèrement incliné sur l'horizontale en direction du dossier du siège, comme on le voit à la Figure 1. Les chemins de roulement 1 4 sont positionnés de façon que l'une des branches latérales des7précités serve d'appui au galet associé 13, comme on le voit nettement aux Figures 2 et 4. Le dispositif selon l'invention présente encore d'autres particularités : ainsi la bielle maitrèsse 5 est constituée par une plaque Sa munie de deux mules latérales 5b, et elle est traversée dans son bord postérieur attenant au berceau 3 par un axe transversal 15 qui porte les deux galets d'extrémité 13. D'autre part, des écrous 16 vissés sur les axes 7 maintiennent ceux-ci assemblés avec les bielles 6. Les deux extrémités de l'axe hexagonal 11 sont encastrées dans des organes de support 17 dont l'un est un système réducteur relié à la poignée de manoeuvre 12, et agencé pour permettre le réglage angulaire de l'axe 11 par rotation de cette poignée. Cette rotation avant mise en service du siège détermine la tension initiale, ou le couple élastique de rappel de l'élément élastique 2, en fonction du poids du conducteur sur le berceau 3. les extrémités supérieures des bielles 6 attenantes au berceau 3 sont traversées par des axes 18 logés dans des bagues 19, ces organes étant maintenus en place par des cornières 21 fixées an berceau 3 et coopérant avec des écrous 22. Selon une particularité, l'invention prévoit que les parties terminales inférieures 23 des bielles latérales 6 sont équipées de galets 24, qui peuvent rouler dans des chemins de roulement 25 à section entre façon similaire aux galets 13. A cet effet, un axe transversal 26 traverse les extrémités inférieures des bielles 6 et porte les deux galets 24 à ses parties terminales. Les chemins de roulement 25 sont réalisés, dans exemple représenté, d'une seule pièce avec l'embase métallique 1, les deux branches duU placées horizontalement en serrant entre elles le galet considéré 24, qui est maintenu dans le sens transversal par la partie intermédiaire verticale duit. L'axe il traversant l'organe de rappel 2 est positionné légèrement au-dessus du niveau de l'axe 26 d'articulation des parties terminales 23 des bielles 6. Corrélativement, les parties de ces dernières comprises entre leurs axes de tourillonnement 7 dans la bielle martresse 5 et leurs articulations sur le berceau 3, ont une longueur X sensiblement supérieure à la longueur 1 de leurs parties comprises entre lesdits axes de tourillonnement 7 et leurs articulations sur embase 1. Cet agencement présente l'avantage de conserver du berceau 3 pendant toutes ses courses verticales. Le siège selon l'invention est pourvu de butoirs limitant les déplacements verticaux du berceau 3, l'embase 1 étant supposée dans un plan horizontal. Le mode d'exécution illustré aux dessins comporte aussi deux butoirs 36 hémisphériques, fixés à l'embase 1 de part et d'autre du plan vertical médian du siège sous la bielle maîtresse 5, pour arrêter la ratation de celle-ci vers l'embase 1. Deux butoirs 27 sont placés sur embase 1 aux extrémités des chemins de roulement 25 intérieures à ladite embase, pour arrêter les bielles latérales 6 dans leur position haute, représentée à la Figure f. Les butoirs 36, 27 sont réalisés de préférence en une matière élastique telle que le caoutchouc, les butoirs 36 étant assujettis à des supports enlf 28, cestes étant inversés et solidarisés avec lterlbase 1 par leurs branches incurvées à leurs extrémités, comme on le voit à la Pigure 1. Pour utiliser le siège conforme à l'invention, il suffit que le conducteur du véhicule équipé de ce siège règle au préalable le couple élastique de l'organe de rappel 2 gr ce à la poignée de manoeuvre 2, en fonction de son propre poids. Le berceau 3 peut alors osciller entre deux positions extrêmes déterminées par la course des galets 13 et 24 dans leurs chemins de roulement 14,25. L'ensemble des bielles 5 et 6, desquatre galets mobiles 13 et 24, des six articulations fixes entre la bielle 5 et les bielles 6 d'une part et aux extrémités antérieures des bielles 5 et 6 d'autre part, forme un système rigide permettant au berceau 3 d'effectuer un mouvement vertical uniforme correspondant au débattement de la suspension. En plus des avantages déjà mentionnés, l'invention en présente d'autres. Aussi, les composantes formées par les différentes forces qui s'appliquent sur l'assise du siège et sur le dossier, fournissent une résultante parfaitement répartie sur l'élément élastique 2 ainsi que sur les articulations, quels que soient les points d'application de ces forces au niveau du siège. Ceci montre l'intérêt de la non-modification du rendement de la suspension, en fonction des variations inévitables dues aux différentes positions du corps du conducteur en cours de service du siège. On obtient également un aplatissement du tracé de la courbe chargement/déflexion en fonction de la charge ou décharge progressive de la suspension, du fait de la modification des longueurs des bras- de leviers pendant l'affaissement de la suspension. Ceci corrige d'une façon très appréciable, d'une part ltaugmentation de ladureté au fur et à mesure de ltenfoncement} d's;utre part la tempérance à la remontée, de l'énergie åccumulFe lors de ltécra- sement. On évite ainsi les à-coups brutaux dits "coups de raquette" bien connus dans les réalisations antérieure Toutes les articulations se décomposent en efforts de roulement grée aux galets, d'où une absence presque totale de frottement sec qui augmente considérablement la sensibilité de la sus pension. Les galets 13 et 24 sont avantageusement réalisés en une matière plastique appropriée telle qutune polyamide, et tourillonnent sur des axes judicieusement polis et graissés 7. De ce fait on obtient un coefficient de frottement extremement bas qui favorise la liberté de mouvement et la sensibilité de l'ensemble. L'effort de réaction de 11 élément élastique 2 du siège conforme à l'invention se situe exactement dans l'axe de la bielle maîtresse 5, ce qui confère en service une excellente stabilité à l'ensemble de la suspension. De ce fait, les sollicitations dynamiques sont également réparties au niveau des articulations, ce qui évite tout vrillage anormal dans les éléments constitutifs de la suspension. Ltelement élastique 2 est avantageusement réalisé en un composé caoutchouc/métal, qui présente en service un auto-amortissement estr8mement intéressant de par son hystérésis0 Cette caractéristique apporte un progrès technique certain par rapport à la barre de torsion métallique de la réalisation antérieure précitée, ou aux ressorts hélieoSdaux travaillant soit à la traction, soit à la compression. En effet, l'assistance d'un amortisseur hydraulique n'eet plus indispensable, comme cela est le cas dans un système métallique aux réactions nécessaiment plus brutales. Il en résulte une constance remarquable des performances du siège conforme à l'invention après une longue durée de service, alors que les suspensions connues subissent une perte d'efficacité après une utilisation prolongée, en raison de l'inévitable baisse des performances des amortisseurs hydrauliques. L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite et peut apporter des variantes d'exécutioninsi, les deux butoirs 26 limitant le pivotement de la bielle mattres6e 5 pourraient éventuellement être réduits à un seul, bien que cela soit moins avantageux pour l'équilibre dynamique de la suspension. Les galets de roulement 13 et 24 pourraient également etre constitués en toute matière appropriée & faible coefficient de frottement, autre qu'une polyamide, et leurs chemins de roulement pourraient présenter une section autre quten U REVENDICATIONS 1.- Siège pour tout véhicule à roues ou à chenilles tel que tracteur agricole ou engin de travaux publics, comportant une suspension élastique montée sur une embase et munie d'un organe élas tique de rappel pouvant etre réglé à une tension préalable prédéterminée, caractérisé en ce que la suspensinn comprend une bielle maîtresse centrale inclinée et articulée d'une part sur l'embase et d'autre part sur la partie postérieure d'un berceau supportant le coussin du siège, et en ce que cette bielle maîtresse coopère avec deux bielles latérales parallèles, articulées d'une part sur la partie postérieure de l'embase et d'autre part sur la partie antérieure du siège, ces bielles étant chacune solidarisées dans leur partie médiane avec un axe transversal pouvant tourillonner dans la bielle mattresse. 2.- Siège de véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie terminale supérieure de la bielle maîtresse est pourvue de galets pouvant rouler dans des chemins à section par exemple en = fixés au berceau, ce dernier étant légèrement incliné sur l'horizontale ainsi que les chemins de roulement. 3. - Siège de véhicule suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les parties terminales inférieures des biélles latérales sont pourvues de galets qui peuvent rouler dans des chemins de roulement à section par exemple en U horizon- taux et fixés à l'embase. 4.- Siège de véhicule suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bielle maitresse est munie de deux bossages médians à l'intérieur desquels sont engagés les axes transversaux de support des bielles latérales. 5.- Siège de véhicule suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bielle maitresse est fixée à un tube transversal reposant sur l'embase et solidaire d'un élément en matière élastique, disposé intérieurement au tube, et en ce qu'un e également solidarisé avec la matière élastique travérse cette dernière coaxialement audit tube, l'axe étant réglable manuellement en rotation pour déterminer la tension initiale de l'élément élastique qui constitue l'organe de rappel précité. 6.- Siège de véhicule suivant la~revendication 5, caractérisé en ce que l'axe traversant l'élément élastique de rappel est positionné iégèrement au-dessus du niveau de l'axe d'articulation des parties terminales des bielles latérales articulées sur l'embase, et en ce que les parties desdites bielles latérales situées entre leurs axes de tourillonnement dans la bielle maîtresse et leurs articulations sur le berceau ont une longueur sensiblement supérieure à la longueur de leurs parties comprises entre lesdits axes de tourillonnement et leurs articulations sur l'embase. 7- Siège de véhicule suivant l'une quelconque des revendica tisons 1 à 6, caractérisé en ce qutil est pourvu de butoirs limitant les déplacements verticaux du berceau, ltembase étant supposée dans un plan horizontal. 8.- Siège de véhicule suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un butoir est fixé à embase sous la bielle maîtresse pour arrêter la rotation de celle-ci vers l'embase, tandis que deux butoirs sont placés sur l'embase aux extrémités des chemins de roulement intérieures à ladite embase pour arrêter les bielles latérales dans leur position haute ; ces butoirs étant de préférence en une matière élastique telle que le caoutchouc. 9A- Siège de véhicule suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les galets de roulement sont en une matière plastique appropriée telle qu'une polyamide.