Brevet FR2363454A1 — publié le 19780331

La présente invention concerne un dispositif de soutien de roue pour véhicules, notamment pour véhicules poids lourds, avec un ensemble appelé vérin absorbant la force de soutien a dont au moins une extrémité est articulée a un élément du dispositif de soutien de roue. Par suite du mouvement de la roue produit essentiellement par les inégalités de la route, l'axe longitudinal du vérin exécute des mouvements pendulaires qui ne sont pas enti~rement contenus dans un plan et qui devraient être par suite absorbés par les rotules placées aux deux extrémités du vérin. Pour des raisons de construction, ces dispositifs de soutien de roue doivent présenter une hauteur de montage aussi faible que possible et en outre, les points d'attache doivent demander aussi peu d'entretien que possible, bien qu'ils soient habituellement exposés a un encrassement important. On ne répond pratiquement pas ces exigences avec les articulations mécaniques courantes quand celles-ci sont placées entre le vérin et les parties du dispositif d'appui de roue coopérant avec lui. Pourrésoudre ce problème, on a, dans les dispositifs connus et par exemple dans le dispositif du brevet des Etats-Unis dtAmé- rique n02.922.635 > assujetti au moins une extrémité du vérin au dispositif de soutien de roue à l'aide d'un coussin déformable, le coussin étant constitué sous la forme d'un élément métallique oscillant, c'est-A-dire qu'on avait fixé a une plaque solidaire d'une extrémité du vérin un ou plusieurs coussins en caoutchouc plein, par exemple par vulcanisation, la surface opposée du coussin étant fixée de la même manière a la partie voisine du dispositif de soutien de roue. Les surfaces latérales de ces pièces en caoutchouc étaient libres.Mais cette liaison remplaçant une articulation mécanique a bille a au moins pour inconvénient que le coussin en caouthcouc doit présenter des sections droites relativement grandes afin de ne pas être détruit dans le cas des pressions élevées produites dans les véhicules poids lourds par les forces de soutien, donc pour ne pas être déformé au-delà du domaine élastique. En outre, avec ces tampons connus en caouthcouc, les plaques placées en face l'une de l'autre et les parties qui leurs sont liées se déplacent latéralement l'une par rapport å l'autre.Par ailleurs, ces coussins exercent par inclinaison hors de la position normale, sur la partie du vérin a laquelle ils sontfixés, un couple de rappel qui se traduit par une for#ce qui agit perpendiculairement l'axe longitudinal du vérin et qui augmente le frottement entre les pièces du vérin en déplacement mutuel permanent pendant la circulation et mène par suite a une usure élevée dans le vérin. Le but de l'invention est de perfectionner ce dispositif connu de soutien de roue avec un coussin déformable placé entre le vérin et une partie du dispositif voisine de ce vérin, tout en lui donnant des dimensions aussi petites que possible pour une dépense d'entretien minimale. Le moyen selon l'invention d'atteindre ce but consiste en ce que le coussin est entouré de toute part par un réceptacle en forme de carter dont au moins une portion de paroi, å peu près perpeadicalaire a l'axe longitudinal du vérin, est mobile par rapport a la portion de paroi opposée et au moins inclinable, et en ce qu'elle est reliée au vérin, alors que les autres portions de paroi sont reliées a la portion de soutien de la roue, le coussin se composant d'un matériau liquide ou dtttst solide pré- sentant de la souplesse aux pressions de travail produites. D'après la demande de brevet à la disposition du publie de la République Fédérale d'Allemagne n0 24 03 806, on connais ope suspension pneumatique dans laquelle lesdiametresdu piston et du taibe sont tellement différents que le piston peut se déplacer par rapport au tube, perpendiculairement a l'axe longitudinal. Le coussin d'air est rendu étanche par une membrane fermant la fente entre le piston~et le tube.La liaison oscillante de ce ressort pneumatique est toutefois constituée par des éléments métalliques oscillants signalés plus aut, placés aux extrémités de ce ressort pneumatique, celui-ci étant fixé par lesdits éléments aux parties a relier mutuellement de façon élastique. Toutefois, ces ressorts pourvus de jeu latéral ne conviennent déjà plus pour lsas- sujettissement autour d'un axe oscillant dans le dispositif de soutien de roue, parce qu'ils ont une course élastique bien trop grande assis le sens de la force de soutien et qu'ils sont instables dans le sens perpendiculaire. L'avantage particulier de la construction de l'intention tient d'abord au fait que l'entourage du coussin de tous côtés resserve le matériau de la destruction et que par suite ces coussins peuvent être soumis å des pressions très élevées, par exemple 400 bars. Par sainte, la section droite de ces coussins peut être choisie relativeinsat faible, ce qui donne d'intéressantes possibilités de construction pour le soutien de roue. Des déplacements latéraux des parties mobiles mutuellement ne peuvent pas se produire. Un autre avantage de l'invention provient de ce qu'on peut utiliser pour ce coussin de nombreux matériaux, a savoir tous les matériaux qui, quand ils sont totalement encastres, peuvent supporter la force d'appui produite par les véhicules poids lourds sur le dispositif d'appui de roue, notamment les matériaux solides se déformant sous ces forces de soutien. Dans de nombreux matériaux solides, la déformabilite augmente quand la pression augmente et ainsi la résistance opposée au mouvement d'oscillation diminue. Notamment on peut utiliser des matériaux qui se déforment plastiquement sous ces pressions.L'utilisation de ces matériaux a l'avantage supplémentaire que, pour une élasticité qui diminue et une plasticité qui augmente au cours du mouvement d'oscillation, ils sur surla pièce inclinée qu'un couple de rappel faible ou même nul qui se traduit par une force agissant perpendiculairement à l'axe longitudinal du vérin. Descoussinsqui présentent un couple de rappel particulière- ment faible peuvent Entre constitués par exemple de liquides5 notamment de milieux visqueux qui apportent évidemment des problèmes d'étanchéité certains qui peuvent toutefois être surmontés. Par exemple, le coussin peut consister également en de nombreuses petites billes en matériau dur. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le coussin est constitué de gomme élastique ou de caouthcouc. Dans le cas des forces de soutien importantes agissant sur le coussin, son élasticité ne joue qu'un rôle accessoire. La résistance au cisaillement d'un caoutchouc de ce type est cependant suffisante pour qu'il ne pénètre pas dans les plans de joint qui existent entre les deux parties en déplacement mutuel du réceptacle en forme de carter. Dans cet exemple de réalisation, on voit apparaître d'une façon particulièrement claire l'avantage provenant de l'encastrement de tous les cotés du coussin en caoutchouc. Grâce à cet encastrement, le coussin en caoutchouc peut subir sans destruction une charge plusieurs fois supérieure a celle qui correspond a l'absence d'encastrement de tous côtés. Dans une forme de réalisation de l'invention, au moins l'une des surfaces en contact mutuel du coussin et du réceptacle est bombée de façon convexe. Cela peut être par exemple le coussin élastique qui présente une courbure convexe sur laquelle s'appuie le vérin par une surface plane, ou inversement. Deux surfaces voisines peuvent également être bombées et présenter un rayon de courbure différent. Dans une forme de réalisation de l'invention, le coussin élastique est courbé de façon convexe, donc bombé sur un seul caté. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le coussin a par contre la forme d'une lentille.Gracie cette forme du coussin, le couple de rappel que le coussin, par suite de son élasticité, exerce sur la partie mobile en cas de mouvement dlos- cillation, ainsi que la force agissant perpendiculairement å l'axe du vé rivet provoquant l'usure de celui-ci, sont sensiblement réduits. Grace a cette mise en forme, il se produit également un effet supplémentaire de suspension élastique quand le véhicule est vide, les forces de soutien sont concentrées au centre du vérin, ce qui réduit encore davantage le couple de rappel exercé sur le vérin. On suppose ici que le coussin en forme de lentille stappuw par ses deux surfaces bombées sur des surfaces complémentaires planes ou au moins sur des surfaces qui sont moins bombées que celles du coussin. Les surfaces en contact du coussin et du réceptacle peuvent cependant être planes, si bien que le coussin peut avoir une forme de disque. Le coussin possède avantageusement un pourtour circulaire et sa surface n'est pas interrompue par des évidements, non plus, en particulier, que par des pièces pénétrant dans ces évidements ou traversant par exemple un évidement central. Ces pièces, notamment un boulon métallique introduit au travers du centre du coussin, perturberaient la déformation du coussin au cours du mouvement d'oscillation. Dans une forme de réalisation préférée de 11 invention J on a rapporté sur le vérin ou la partie voisine du dispositif d'appui de roue une boite recevant le coussin et dans laquelle pénètre toujours 11autre partie. La boîte guide donc l'une des deux parties (vérin ou partie du dispositif d'appui de roue voisine de celui-ci) de façon a interdire des déplacements transversaux. La partie mobile peut etre fixée dans la boite de façon qu'elle pousse le coussin sous une pression préalable, par exemple une pression comparable à celle exercée par la force d'appui, par exemple par sertissage du bord de la boite. Ainsi, la partie mobile du carter, même en cas de forme bombée du coussin, n'exécute pratiquement aucun mouvement dans le sens axial du vérin.Dans d'autres formes de réalisation de l'invention, les réceptacles en forme de carter peuvent permettre aussi éventuellement, outre des mouvements d'oscillation pure, des petits mouvements dans le sens de l'axe longitudinal du vérin. Dans cette forme de réalisation, pour empêcher qu'en cas de levage d'une ou plusieurs roues du véhicule muni du dispositif de l'invention, le vérin s'échappe du réceptacle en question, on a prévu, dans une forme préférée de réalisation, une sécurité évitant que le vérin se sépare du coussin. Cette sécurité a de préférence la forme d'un bras, d'un étrier ou analogue, qui saisit par dessous ou par dessus une saillie du vérin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant au dessin unique annexé qui représente, en vue latérale et en coupe partielle, un dispositif de soutien de roue selon l'invention, avec différentes positions de la roue. A un châssis 10 de véhicule, on a rapporté un étrier 18 avec un profil à section droite en U, qui peut s'orienter par exemple autour d'un axe vertical non représenté de la caisse du véhicule ou qui est articulé à une pièce portée par celle-ci. L'étrier 18 possède pour sa part, entre deux joues latérales 41, un axe 20 autour duquel peut osciller une biellette 22 qui supporte l'axe non détaillé 12 d'une roue porteuse 24 simplement esquissée. Le soutien de la biellette 22 par rapport a l'étrier 18, donc par rapport a la caisse du véhicule, est assuré par un vérin hydraulique appelé dans ce qui suit vérin 26. Celui-ci est articulé normalement en 28 à la biellette 22, alors que l'extrémité supérieure du vérin 26 selon l'invention est assujettie a l'étrier 18 et a la caisse du véhicule de façon à s'incliner sous les petits angles nécessaires par rapport l'étrier 18 et à la caisse du véhicule. On a fixé à l'étrier 18 un anneau circulaire 34 qui forme, en commun avec la plaque supérieure 44 de étrier 18, une boite 30 ouverte vers le bas et possédant une face interne 47, dans laquelle est disposé un coussin 32 en caouthcouc plein ayant a peu près la forme d'une lentille, ses surfaces bombées étant désignées par, 45 et 46. Ciest sur ce coussin que s'appuie le vérin 26 par une plaque supérieure 43 dont la surface 48 tournée vers le coussin est plane et dont la forme et le diamètre correspondent a ltespace libre du cylindre 34, tout en laissant le jeu nécessaire aux mouvements d'oscillation. Grace à ltinvention, on a donc réalisé un point de jonction totalement exempt de fragilité et de surveillance entre le vérin 26 et l'étrier 18, cette jonction présentant une hauteur de montage extraordinairement faible. Dans l'étrier 18, on a fixé un autre étrier 40 en forme de U qui saisit par dessous une saillie 42 du vérin 26, afin qu'en cas de soulagement de la roue 24, la plaque supérieure 43 ne puisse s'échapper de la boite 30, De cette fanon, un collage par vulcanisation du coussin 32 sur l'étrier 18 et/ou le vérin 26 est superflu. On préfère des coussins en gomme ou caoutchouc naturel ou synthétique, ces coussins devant être en caoutchouc plein. Les deux positions du dispositif de l'invention représentées sur le dessin montrent que le logement selon ltinvention convient surtout pour l'extrémité supérieure du vérin, car à cet endroit les angles d'oscillation, dans la construction préférée représentée, sont relativement petits, par exemple + 100. Etant donné que dans une série de types de véhicule les vérins des dispositifs de soutien de roue ont non seulement pour fonction dé répartir la charge entre les différentes roues porteuses, raison pour laquelle les vérins sont reliés hydrauliquement les uns aux autres, mars également de permettre d'abaisser une plateforme de chargement ou analogue, il est essentiel que la construction de l'invention ne présente qu'un faible encombrement en hauteur. Comme le coussin de l'invention est placé librement dans le réceptacle ou la boite, on élimine également les frais de travaux de fixation tels que le collage par vul callisation. Au voisinage de la fente de la jointure, le matériau du coussin peut présenter une résistance au cisaillement sensiblement plus grande que dans les autres zones, où le matériau peut être déformable, par exemple de façon plastique. De cette façon, d'une part le matériau du coussin, a cause de sa rigidité plus élevée, ne peut s'échapper de la fente, mais d'autre part, a cause des zones situées plus en arrière et possédant une rigidité plus faible, il ne présente qu'une très faible élasticité, donc un faible couple de rappel. Comme matériau de ce type, i peut s'agir par exemple de matière plastique dont la rigidité diminue en fonction de la distance à l'une de ses surfaces extérieures. Le coussin peut se composer également pa#r exemple de deux matériaux différents dont alun, au niveau de la fente de jointure, présente une très grande résistance au cisaillement et se compose par exemple d'une plaque en un matériau utilisé pour les garnitures d'étanchéité. On peut disposer en dessous un matériau à déformation plastique, par exemple un milieu visqueux, un gel, une matière plastique extrêmement molle ou analogue. De tels coussins allient l'avantage de ne pas poser de problèmes d'étanchéité à celui de présenter des forces de rappel extrêmement faibles et par suite une apparition d'usure extrêmement réduite dans le vérin. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de soutien de roue pour véhicules, notamment pour véhicules poids lourds, avec un ensemble appelé vérin absorbant la force de soutien, dont au moins une extrémité est articulée à un élément du dispositif de soutien de roue, caractérisé en ce que le coussin est entouré de toute part par un réceptacle en forme de carter dont au moins une portion de paroi, à peu près perpendiculaire b l'axe longitudinal du vérin, est mobile par rapport à la portion de paroi opposée et au moins inclinable, et en ce qu'elle est reliée au vérin, alors que les autres portions de paroi sont reliées à la portion de soutien de la roue, le coussin de composant dsun matériau liquide ou d'un solide présentant de la souplesse aux pressions de travail produites. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coussin est en gomme ou caoutchouc. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une des surfaces du coussin se trouvant en contact mutuel et perpendiculaires à l'axe longitudinal du vérin d'une part et du réceptacle en forme de carter d'autre part est courbée de façon convexe. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coussin se composant d'un matériau élastique est de forme convexe, notamment en forme de lentille. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coussin est placé librement dans le réceptacle en forme de carter. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes J caractérisé en ce qu'on a rapporté sur le vérin ou sur 1,1 étrier du dispositif de soutien de roue une boite contenant le coussin et dans laquelle pénètre la partie mobile du réceptacle. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendiations précédentes, caractérisé en ce que le vérin placé de façon a peu près verticale est articulé dans le bas et s'appuie en haut sur le coussin. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes J caractérisé par une sécurité empêchant le vérin de s'écarter du coussin. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coussin ntest pas perforé. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coussin comporte une bordure lisse. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie mobile est maintenue sans pouvoir se déplacer dans le carter perpendiculairement a l'axe du vérin. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, sauf la revendication 2, caractérisé en ce que les matériaux du coussin présentent au niveau de la fente de la jointure~une résistance au cisaillement plus grande que dans les autres régions. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le coussin se compose de matériaux ayant une résistance au cisaillement différente. 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le coussin se compose d'une plaque élastique servant à l'étan- chéité et s'appuyant contre la fente de la jointure, et en ce qu'il se compose d'un matériau déformable plastiquement et placé a l'arrière.