Brevet FR2387810A1 — publié le 19781117

L'invention concerne une suspension hydropneumatique en particulier pour l'essieu arrière de chargeuses a pneus ou de véhicules analogues munis d'un essieu avant blocable, comprenant une source de fluide sous pression, une bâche ou réservoir, au moins un cylindre de suspension pour chacun des deux côtés du véhicule, des butées d'abaissement et des butées de montée limitant les courses des cylindres de suspension, au moins une soupape régulatrice de niveau commandée en fonction de la dis tance entre la masse suspendue et la masse non suspendue du véhicule et destinée à relier les cylindres de suspension à la source de fluide sous pression lorsque cette distance descend au-dessous d'une distance de consigne et à les relier à la bâche lorsqu'elle dépasse la distance de consigne, la soupape régulatrice de niveau étant suivie, en aval, par une soupape antiretour déverrouillable qui s'ouvre en direction des cylindres de suspension et dont l'action de blocage de l'écoulement-en sens inverse peut être supprimée (déverrouillage) par une pression amenée par une conduite pilote branchée, en amont de la soupape régulatrice de niveau, sur une conduite d'alimentation venant de la source de fluide sous pression. On sait que les constructeurs de chargeuses, bouteurs à pneus et d'engins analogues équipent leurs véhicules de plus en plus de façon complète pour qu'ils satisfassent aux prescriptions régissant l'admission b la circulation routière. Alors qu'il faut habituellement des transports coûteux sur des semi-remorques surbaissées pour le transfert d'un chantier à un autre, les véhicules ainsi équipés peuvent circuler normalement sur les routes et couvrir toute distance désirée par leurs propres moyens. Pour augmenter leur vitesse de croisière, surtout sur des routes en mauvais état, et pour améliorer le confort, spécialement en ce qui concerne le bien-être du conducteur, on munit de tels véhicules depuis peu également de suspensions hydropneumatiques.Pendant le travail sur le chantier, la suspension est mise hors service et la caisse (partie suspendue) du véhicule est mise sur ses butées d'abaissement. L'essieu avant est bloqué et est alors relié rigidement au chassis du véhicule. L'essieu arrière est appliqué librement contre les butées d'abaissement et peut basculer autour de l'une ou l'autre de ces butées. Le véhicule se comporte alors à la façon d'un véhicule à essieu avant fixe et essieu arriere oscillant Il n'est pas possible de bloquer également l'essieu arrière car cela entrainerait des difficultés lors du déplacement du véhicule sur terrain accidenté et pourrait en outre provoquer, sur des véhicules à direction brisée, des surcharges des articulations de brisure.Alors que l'abaissement de la partie suspendue du véhicule jusqu'à l'appui des butées d'abaissement sur l'essieu arrière mais sans blocage de cet essieu est encore possible sans inconvénients particuliers dans le cas des bouteurs à pneus, les conditions de travail interdisent une telle solution pour les chargeuses à pneus. I1 arrive en effet, lors du travail avec le godet sur une paroi, que la partie arrière du véhicule est soulevée, l'essieu avant agissant comme axe de basculement. L'essieu arrière, appliqué contre les butées d'abaissement, peut alors s'en détacher et retomber sans rencontrer de résistance et sans être freiné, parfois jusque contre les butées de montée. Une partie considérable du contrepoids (pour le godet) fait ainsi défaut ou s'ajoute seulement après une certaine course. Si le poids de l'essieu est de 2 tonnes par exemple, le travail s'accompagne alors d'à-coups et de chocs qui sont inacceptables pour diverses raisons. Sur terrain accidenté, l'essieu peut également s'écarter unilatéralement du reste du véhicule. La retombée subséquente du châssis sur l'essieu s'effectue sans amortissement, si l'on ne tient pas compte de l'élasticité des butées d'abaissement. L'invention évite ces inconvénients liés à une suspension hydropneumatique du type en question par une réalisation de la suspension qui permet la circulation normale et confortable, aussi bien sur les routes que sur le terrain, mais dont l'faction sur l'essieu arrière est pratiquement supprimée pendant le travail, cette suppression étant en particulier combinée avec le blocage de l'essieu avant, sans que l'essieu arrière puisse s'écarter de façon brutale du reste du véhicule, ce qui évite en mme temps le risque que le ch ssis du véhicule retombe sans amortissement sur l'essieu. Pour ménager d'éventuelles articulations de brisure, l'essieu arrière peut s'adapter néanmoins aux irrégularités du terrain, pendant la circulation sur terrain accidenté, par son basculement autour des butées.La mise en oeuvre de l'invention est simple et peu coûteuse et est applicable également et en particulier en tant que perfectionnement d'une suspension hydropneumatique existante, sans que cela nécessite des transformations importantes sur le véhicule. Une suspens ion selon l'invention est en outre adaptable & différents appareils susceptibles d'etre montés à l'arrière du véhicule. L'invention assure également la protection de la suspension contre des surcharges statiques ou dynamiques pendant le travail. Selon l'invention, une suspension telle que définie au début est essentiellement caractérisée en ce qu'une soupape de commutation est montée entre la source de fluide sous pression et le branchement de la conduite pilote sur la conduite d'alimentation pour, à une première position, relier la source de fluide sous pression à la conduite d'alimentation de la soupape régulatrice de niveau et, à une deuxième position relier la conduite d'alimentation à la bâche et relier la source de fluide sous pression à l'orifice d'alimentation d'un dispositif à soupapes formé d'une soupape régulatrice de pression et d'une soupape limitatrice de pression, ce dispositif présentant en outre un orifice basse pression communiquant avec les cylindres de suspens ion et un orifice de réservoir relié à la bâche, de manière que, lorsque la pression dans les cylindres de suspension est infé rieur à une pression de consigne, du fluide de pression sfécoule depuis l'orifice d'alimentation vers les cylindres de suspension et, lorsque cette pression depasse la pression de consigne, du fluide s'écoule au contraire hors des cylindres de suspension vers l'orifice de réservoir, la pression de consigne étant ajustée, sur la soupape régulatrice de pression, à une valeur qui dépasse d'une quantité prédéterminée celle qui s'établit dans des conditions de service statiques, un dispositif étant prévu pour empêcher le reflux de fluide de pression à travers l'orifice d'alimentation de la soupape régulatrice de pression lorsque la soupape de commutation occupe sa première position. Lorsque la soupape de commutation est commutée de la première à la deuxième position, du fluide sous pression pénètre dans les cylindres de suspension jusque ce que l'essieu arrière soit appliqué contre les butées de montée. L'essieu arrière est ainsi bloqué hydrauliquement de manière qu'il ne peut plus s'écarter brutalement des butées de montée. La pression qui règne alors dans les jambes de suspension dépasse d'une quantité définie la pression statique qui s'y établit lorsque la suspension est en service. La différence de pression est cependant suffisamment faible pour que, pendant le déplacement du véhicule sur terrain accidenté, lors des augmentations unilatérales de la charge de l'essieu arrière, un côté de l'essieu peut s'écarter élastiquement de la butée de montée correspondante et s'approcher du chassis du véhicule. Un mouvement de suspension se produit également lorsque toute la partie arrière du véhicule s'est soulevée pendant le travail et retombe sur l'essieu arrière au moment où le godet est déchargé. La suspension évite ainsi les chocs. Bien que la soupape régulatrice de niveau soit alors en position "abaissement", le châssis du véhicule n'est pas abaissé parce que la conduite pilote de la soupape antiretour déverrouillable est sans pression, de sorte que cette soupape ne s'ouvre pas. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif a soupapes est une valve régulatrice de pression a trois voies qui réunit en elle les fonctions d'une soupape régulatrice de pression et d'une soupape limitatrice de pression. L'utilisation d'une telle valve apporte une simplification supplémentaire puisque les fonctions de la soupape régulatrice et de la soupape limitatrice sont assurées dans ce cas au moyen d'un seul piston de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente, en partie par un schéma hydrau lique, une suspension hydropneumatique selon l'invention dont la soupape régulatrice de niveau est en position neutre et qui comprend un dispositif à soupapes composé d'une soupape régulatrice de pression et d'une soupape limitatrice de pression, et - la figure 2 est une représentation analogue mais montrant l'essieu appliqué contre les butées de montée et une valve régulatrice de pression à trois voies à la place du dispositif a soupapes représenté sur la figure 1. Les dessins représentent un assieu arrière 1 sur lequel sont montées des roues 2 et 3. Près de chaque extrémité de l'essieu I est monté un cylindre de suspension 4 ou 5 dont le piston 6 ou 7 est relié à l'essieu arrière 1 et dont le cylindre 8 ou 9 est en appui sur le chassis 10 du véhicule. Sur le chassis 10 sont disposées, à proximité des cylindres de suspension 4 et 5, des butées d'abaissement ll et 12 et des butées de montée (de la partie suspendue du véhicule par rapport à l'essieu) 13 et 14. Aux chambres de pression 15 et 16 des cylindres de suspension 4 et 5 sont raccordés, à travers des étranglements 17, 18 formant amortisseur, des accumulateurs hydropneumatiques 19 et 20, reliés l'un à l'autre par une conduite de liaison 21. Du fluide de pression venant d'une source de fluide sous pression 24 qui n'est pas représentée en détail arrive à l'orifice de raccordement P d'une soupape de commutation 23, laquelle possède trois autres orifices de raccordement : A, B et T. L'orifice T est relié à une bache 24. L'orifice A est relié une conduite d'alimentation 25 qui mène à un orifice de raccordement P1 d'une soupape régulatrice de niveau 26. Cette soupape possède deux autres orifices de raccordement : A1 et T1. L'orifice T1 est relié à la biche 24 et l'orifice A1 est relié å l'orifice de raccordement P2 d'une soupape antiretour déverrouillable 27. La soupape 27 présente en outre un orifice de raccordement A2 qui communique à travers une conduite 28 avec la conduite de liaison 21. Un orifice de raccordement Z2 de la même soupape 27 est relié par une conduite pilote 29 à la conduite d'alimentation 25. La soupape 27 s'ouvre toute seule dans le sens P2 - A2. L'écoulement de fluide dans le sens A2 - P2 n'est cependant possible que quand une pression suffisamment élevée est appliquée à l'orifice Z2 L'orifice B de la soupape de commutation 23 est relié à travers un clapet antiretour 30 à un orifice d'alimentation P3 d'un dispositif 31 à soupapes qui présente en outre un orifice de raccordement basse pression A3 et un orifice de réservoir T3 qui est raccordé à la biche 24. Entre les orifices P3 et A3 est montée une soupape régulatrice de pression 32 tandis que les orifices A3 et T3 sont séparés l'un de l'autre par une soupape limitatrice de pression 33 dont la pression d'ouverture est légèrement plus élevée que la basse pression ajustée sur la soupape régulatrice de pression 32.De l'orifice basse pression A3 part une conduite 34 qui débouche dans la conduite de liaison 21. La soupape régulatrice de niveau 26 est manoeuvrée par l'intermédiaire d'un levier 35 qui est relié à peu près au milieu de l'essieu arrière 1. La soupape régulatrice de niveau 26 présente trois positions : O, a et b. A la position 0 ou neutre, les orifices A1, P1 et T1 sont isolés les uns des autres. A la position a, la soupape établit la liaison P1 - A1 ; à la position b; la soupape établit la liaison A1 - Tl. La soupape de commutation 23 présente deux positions : c et d. A la position c, elle établit les liaisons P-A et B-T ; à la position d, elle établit les liaisons P-B et A-T. La suspension représentée sur la figure 2 se distingue uniquement de celle de la figure 1, si l'on ne tient pas compte des positions différentes des soupapes, par le remplacement du dispositif à soupapes 31 par une valve régulatrice de pression 31' à trois voies. Le fonctionnement de la suspension dans des conditions normales peut êtr expliqué le mieux relativement à la figure 1. Il ressort de ce qui précède et des dessins que la soupape de commutation 23 occupe alors la position c, où elle établit les liaisons P-A et B-T. Du fluide sous pression venant de la source 22 arrive donc à travers la conduite d'alimentation 25 à l'orifice P1 de la soupape régulatrice de niveau 26. En mveme temps arrive du fluide sous pression à travers la conduite pilote 29 à l'orifice Z2 de la soupape antiretour déverrouillable 27. Comme indiqué par le symbole de cette soupape, celle-ci est alors déverrouillée. Cela signifie que du fluide peut s'écouler aussi bien de l'orifice P2 vers orifice A2 qu'en sens inverse. Partant de la position O de la soupape régulatrice de niveau 26, une augmentation de la charge du véhicule produira un léger abaissement de la partie suspendue du véhicule, ce qui équivaut à un léger rapprochement de l'essieu arrière 1 par rapport au chtssis 10, ce qui a pour effet que la soupape régulatrice de niveau 26 est commutée par l'intermédiaire du levier 35 à sa position a.A travers la liaison P1 - A1 ainsi établie, du fluida sous pression, passant par la soupape antiretour, la conduite 28 et la conduite de liaison 21, pénètre dans les accumulateurs hydropneumatiques 19 et 20 et les cylindres de suspension 4 et 5, de sorte que le chassis du véhicule est légèrement soulevé. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que la soupape régulatrice de niveau 26 occupe de nouveau sa position neutre 0. Lorsque, à l'inverse > il se produit une diminution de la charge du véhicule,les chambres de pression 15 et 16 s'agrandissent, ce qui revient à dire que l'essieu 1 sléloigne du chassies 10 du véhicule.La soupape régulatrice de niveau 26 est alors amenée par le levier 35 a sa position b, où elle établit la liaison A1 - T1. Du fluide peut de ce fait sortir des cylindres de suspension 4 et 5 et retourner a la bache 24 jusqu'a ce que la soupape régulatrice soit ramenée à sa position 0. Pendant ce processus, la soupape antiretour déverrouillable 27 permet, comme déjà mentionné, le libre passage du fluide de orifice A2 à l'orifice P2. Lorsque le véhicule doit exécuter certains travaux, son essieu avant (non représenté) est bloqué contre les butées d'abaissement. La soupape 23 est commutée a sa position d. Cela a pour conséquence que la conduite d'alimentation 25 est maintenant reliée a la bache par la liait son A-T et ne reçoit donc plus de pression, de sorte qu'il n'y a pas davantage de pression à l'orifice Z2 de la soupape antiretour 27. Cette dernière ne peut maintenant plus être déverrouillée et l'écoulement de fluide dans le sens A2 - P2 est devenu impossible.OuelIe que soit la position de la soupape régulatrice de pression 26, l'écoulement de fluide hors des cylindres de suspension 4 et 5 par la soupape antiretour 27 est de ce fait impossible. Le fluide sous pression débité par la source 22 arrive maintenant par la liaison P-B de la soupape 23 et a travers le clapet antiretour 30 jusqu'a l'orifice d'alimentation P3 de la valve régulatrice de pression 311 à trois voies. A l'intérieur de cette valve, entre l'orifice P3 et llori- rice A3, la pression du fluide est réduite d'une quantité déterminée le fluide dont la pression a ainsi été reduite arrive depuis l'orifice A3 et à travers la conduite 34 et la conduite de liaison 21 jusque dans les accumulateurs 19 et 20 et les chambres de pression 15 et 16 des cylindres de suspension 4 et 5.L'augmentation du volume des chambres de pression 15 et 16 a pour conséquence que la caisse 10 du véhicule est soulevée, le soulèvement se poursuivant jusque ce que l'essieu 1 s'applique contre les butées de montée 13 et 14. Comme la pression ajustée sur la valve régulatrice de pression 31' est légèrement plus élevée que la pression qui établit dans des conditions de fonctionnement statiques dans les chambres de pression 15 et 16, on obtient ainsi un blocage hydraulique quasiment rigide de l'essieu 1.La pression ajustée nlest cependant pas suffisamment élevée pour que, s'il se produit une charge unilatérale sur le véhicule, l'un des pistons 6 et 7 ne puisse rentrer davantage dans la chambre de pression correspondante, permettant ainsi le basculement de l'essieu 1 autour de la butée de montée 13 ou 14 près de l'extrémité opposée de l'essieu. Le blocage hydraulique de l'essieu arrière 1 permet également des mouvements de suspension de la caisse du véhicule lorsque, au moment de la décharge du godet d'une chargeuse par exemple, la caisse 10, ayant pu etre soulevée avec l'essieu 1, retombe brusquement. Si, en pareil cas, les montées de pression qui se produisent dans les chambres de pression 15 et 16 dépassent la pression ajustée, la soupape limitatrice de pression 33 ou la valve régulatrice de pression 311 établit une liaison entre les orifices A3 et T3. Du fluide contenu dans les chambres de pression 15 et 16 peut alors retourner à la biche 24.Dès le rétablissement de conditions normales, du fluide s'écoulera de nouveau de l'orifice P3 à l'orifice A3, avec la conséquence que essieu arrière 1 est de nouveau appliqué contre les butées -de montee 13 et 14. Comme déjà mentionné, la soupape régulatrice de niveau 26 ne produit pas un abaissement dans ce cas puisque la soupape antiretour 27 est bloquée dans la direction considérée. La commutation de la soupape 23 à la position c rétablit la liaison P-A, de sorte que la conduite d'alimentation 25 et la conduite pilote 29 reçoivent de nouveau la pression. La soupape antiretour 27 est de nouveau déverrouillée et la soupape régulatrice de niveau 26 reprend sa fonction normale.L'essieu arriere 1 se détache des butées de montée 13 et 14 et reprend, après un processus de régulation dans le sens de l'abaissement, sa position de consigne normale. Les cylindres de suspension 4 et 5 peuvent de nouveau effectuer leurs mouvements de suspension normaux. Il va de soi que la comeutation de la soupape 23 peut etre couplée d'une manière appropriée queelconque avec llabaissement et le blocage de l'essieu avant non représenté. Comme indiqué sur les dessins par la représentation de la soupape régulatrice de niveau 26 et de la soupape antiretour déverrouillable 27 dans une case commune (en traits mixtes), il est parfaitement possible de réunir ces deux soupapes en un seul bloc. Le fonctionnement de la suspension selon l'invention est par ailleurs totalement indépendant du type de la soupape régulatrice de niveau 26. Enfin, le clapet antiretour 30 pourrait naturellement être supprimé par l'utilisation d'une soupape commu- tatrice 23 qui coupe la liaison B-T a sa position c. REVENDICATIONS 1. Suspension hydropneumatique, en particulier pour l'essieu arrière de chargeuses a pneus ou de véhicules analogues munis d'un essieu avant blocable, comprenant une source de fluide sous pression, une bache ou réservoir au moins un cylindre de suspension pour chacun des deux cotés du véhicule, des butées d'abaissement et des butées de montée limitant les courses des cylindres de suspension au moins une soupape régulatrice de niveau conmrand8e en fonction de la distance entre la masse suspendue et la masse non suspendue du véhicule et destinée à relier les cylindres de suspension a la source de fluide sous pression lorsque cette distance descend au-dessous d'une distance de consigne et à la relier & la bache lorsqu'elle dépasse la distance de consigne, la soupape régulatrice de niveau étant suivie, en aval, par une soupape antiretour deverouillable qui s'ouvre en direction des cylindres de suspension et dont l'action de blocage de l'écoulement en sens inverse peut être supprimée (déverrouillage) par une pression amenée par une conduite pilote branchée, en amont de la soupape régulatrice de niveau sur une conduite d'alimentation venant de la source de fluide sous pression, caractérisée en ce qu'une soupape de commutation (23) est montée entre la source de fluide sous pression (22) et le branchement de la conduite pilote (29) sur la conduite d'alimentation (25) pour, à une première position(c), relier de fluide sous pression (22) à la conduite d'alimentation (25) de la soupape régulatrice de niveau (26) et > a une deuxième position (d), relier la conduite d'alimentation (25) à la banche (24) et relier la source de fluide sous pression (22) à l'orifice d'alimentation(P3) d'un dispositif à soupapes 31, 31' formé d'une soupape 3 régulatrice de pression (32) et d'une soupape limitatrice de pression (33), ce dispositif présentant en outre un orifice basse pression(A3) communiquant 3 avec les cylindres de suspension 4, 5 et un orifice de réservoir (T3) relié å la bache (24), de manière que, lorsque la pression dans les cylindres de suspension 4, 5 est inférieure à la pression de consigne, du fluide de pression s'écoule depuis l'orifice d'alimentation (P3) vers les cylindres de suspension 4, 5 et, lorsque cette pression dépassa la pression de consigne, du fluide s'écoule au contraire hors des cylindres de suspension 4, 5 vers l'orifice de réservoir (T3), la pression de consigne étant ajustée, sur la soupape régulatrice de pression (32), (31'), à une valeur qui dépasse d'une quantité prédéterminée celle qui s'établit dans des conditions de service statiques, un dispositif (clapet antiretour 30) étant prévu pour empocher le reflux de fluide de pression a travers l'orifice d1ali- mentation (P3) de la soupape régulatrice de pression (32), (31) lorsque la soupape de commutation (23) occupe sa première position (c). 2. Suspension hydropneumatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif a soupapes est une valve régulatrice de pression (31') a trois voies qui réunit en elle les fonctions d'une soupape régulatrice de pression et d'une soupape limitatrice de pression.