Brevet FR2427925A1 — publié le 19800104

La présente invention concerne un stabilisateur pour véhicule terrestre, en particulier pour véhicule militaire chenillé ou non, mais équipé d'une part de deux paires de roues qui coopèrent pour assurer la fonction stabilisatrice et dont les positions respectives par rapport au châssis du véhicule peuvent être modifiées au moyen d'amortisseurs hydrauliques que font communiquer des conduites, d'autre part de gyroscopes (ou d'organes équivalents de référence) qui émettent un signal dès que la position du chassis du véhicule varie par rapport à la surface sur laquelle se déplace ce dernier. Pour que certains types de véhicules, surtout des véhicules terrestres de combat chenillés ou non, puissent se déplacer convenablement et correctement accomplir la mission à laquelle ils sont destinés, par exemple la mise en oeuvre des armes qu'ils transportent, il est important de réduire autant que possible les oscillations de leur caisse ou carrosserie, oscillations résultant par exemple de l'inégalité du sol sur lequel ils se déplacent. Pour assurer cette stabilisation, il est courant d'utiliser dans le véhicule des pompes qui, menées par le moteur du véhicule, sont normalement destinées à modifier en fonction des besoins l'attitude de ce dernier par rapport au sol. Mais en général, la puissance de ces pompes est insuffisante pour amortir rapidement et sans arrêt les oscillations transversales et longitudinales du châssis du véhicule par rapport au sol sur lequel il se déplace. La solution consistant à augmenter les dimensions des pompes en question n'est pas très satisfaisante du double point de vue de l'encombrement et du prix. La présente invention concerne un stabilisateur efficace dont le rendement s'améliore à mesure qu'augmente la vitesse du véhicule, ce qui constitue un grand avantage. Cela est particulièrement intéressant dans le cas des véhicules dont les pompes internes sont relativement petites et souvent suffisantes pour assurer la stabilité du véhicule aux basses vitesses, car la puissance demandée à ces pompes augmente avec la vitesse du véhicule. Pour obtenir les avantages précités, la présente invention utilise l'inégalité du sol afin d'engendrer, dans les conduites qui font communiquer les amortisseurs hydrauliques des roues, un pompage réglé de manière à contrarier les oscillations du véhicule, oscillations provoquées précisément par cette inégali té du sol. On peut considérer que la caractéristique essentielle du stabilisateur selon l'invention est la suivante : les roues du véhicule sont situées symétriquement par rapport aux deux axes transversal et longitudinal qui passent par le centre de gravité de ce véhicule, et les conduites qui font communiquer leurs amortisseurs hydrauliques contiennent chacune un appareil distributeur faisant fonction de vanne d'isolement ou de soupape de dérivation. Les signaux émis par les gyroscopes commandent ces appareils de façon à permettre au fluide de passer d'un amortisseur dans un autre afin de contrarier le déplacement du châssis par rapport à la surface sur laquelle se déplace le véhicule. A partir de ce principe essentiel, l'invention comporte d'autres développements qui, pour contribuer à assurer la fonction stabilisatrice, consistent à faire coopérer le dispositif précité avec un circuit hydraulique interne appartenant au véhicule et/ou avec des régulateurs qui assurent l'amortissement convenable des oscillations de chaque roue. L'invention peut aussi s'appliquer à des véhicules qui comportent plus de deux paires de roues et sur lesquels il est souhaitable, pour diverses raisons par exemple d'ordre économique, d'utiliser une suspension mixte, mécanique pour certaines roues, hydraulique pour d'autres, etc. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 représente schématiquement de profil un véhicule comportant le stabilisateur selon 11 invention la figure 2 représente schématiquement en plan certains éléments du véhicule de la figure 1 ; - la figure 3 représente un élément du véhicule des figures 1 et 2 ;et les figures 4a à 4c montrent le sens de l'écoulement du fluide dans le circuit selon l'invention pour différentes attitudes du véhicule de la figure 1. Les figures 1 et 2 représentent schématiquement le châssis 1 d'un véhicule, par exemple d'un véhicule de combat chenillé et/ou à roues. Le support de ce châssis est assuré par deux paires de roues 4, 4' et 5, 5' suspendues aux extrémités libres de deux bras pivotants 2 et 3. Sur chacun de ces bras pivotants s'arti cule la tige 6 dTun piston 7 coulissant dans le cylindre d'un amortisseur hydraulique 9 contenant par exemple de l'huile sous pression 8. Chaque roue est également équipée d'un classique amortisseur oléopneumatique 10 dont les deux compartiments internes l0a et lOb, séparés par un piston, contiennent le premier de l'huile et le second un gaz quelconque.Chaque amortisseur oléopneumatique 10 communique avec l'amortisseur hydraulique correspondant au moyen de deux tuyaux lîs et llb dont le premier contient un clapet anti-retour 12 et une vanne réglable d'isolement ou une soupape réglable de retenue 13, tandis que le second contient un clapet anti-retour 14. Cet ensemble 12, 13, 14, qui est classique, est destiné à amortir de façon déterminée le mouvement de la roue, surtout de haut en bas, entre le châssis et le sol ainsi que, par exemple, à empêcher que cette roue n'exerce une poussée susceptible d'amplifier les oscillations du véhicule. Chaque roue du véhicule coopère avec un dispositif semblable 6 à 14, mais la figure 1 ne montre que les deux roues 4 et 5 et le dispositif d'amortissement avec lequel elles coopèrent. Les amortisseurs hydrauliques 9 des deux roues qui se trouvent du même côté par rapport à l'axe longitudinal 15 du véhicule communiquent l'un avec autre au moyen d'une conduite 16 ou 16' qui contient un appareil distributeur 17 comportant deux conduits parallèles 17a et 17b dans chacun desquels sont montés en série un clapet anti-retour 17c ou 17c', et une vanne réglable d'isolement 17d ou 17d'. Les deux extrémités de chacune des conduites 16 ou 16' communiquent avec l'amortisseur hydraulique correspondant par l'intermédiaire de la vanne d'isolement ou de la soupape réglable de retenue 13 que contient le tuyau lla. Le véhicule de la figure 1 est également équipé d'un circuit hydraulique interne comportant deux pompes 18, 18' montées chacune en parallèle avec un appareil réglable 19 ou 19', qui fait fonction de soupape de dérivation pour chacun des sens d'écoulement du fluide refoulé par la pompe, et deux conduites diagonales indépendantes 20, 20' qui relient chacune les roues opposées en diagonale, ctest-à-dire d'une part les roues 5 et 4' et d'autre part, les roues 5' et 4. Chacune de ces conduites diagonales 20, 20' communique avec la conduite 16 ou 16' près de l'amortisseur hydraulique de la roue correspondante. Les pompes sont, de façon classique, menées par le moteur (non représenté) du véhicule.Les appareils distributeuMs 19, 19' comportent aussi, comme les appareils 17, deux conduits parallèles contenant chacun en série un clapet anti-retour 19a ou l9a' et une vanne réglable d'isolement 19b ou l9b'. La figure 3 montre la structure des vannes d'isolement 17d, 17d', l9b et l9b'. Dans un tuyau R est intercalé le logement V d'un papillon d'obturation A dont la position de fermeture est représentée par un trait continu, tandis que sa position d'ouverture est représentée par un pointillé. La commande de ce papillon entre ces deux positions se fait électriquement, de façon classique, au moyen d'un conducteur électrique L. Un même ensemble de commande 21 actionne toutes les vannes réglables d'isolement au moyen de conducteurs électriques 22a, 22b, 22c, 22d et 22e (voir figure 1), en fonction de signaux émis par une éventuelle direction 23 et deux gyroscopes 24, 24' (ou organes équivalents de référence), les signaux précités étant transmis à la commande 21 par des conducteurs électriques 25a et 25b. Le premier gyroscope 24 détecte les oscillations longitudinales du véhicule, tandis que le second 24' détecte ses oscillations transversales. Comme le montre la figure 2, les roues 4, 4', 5, 5' sont placées symétriquement de part et d'autre des deux axes longitudinal 15 et transversal 25 qui passent par le centre de gravité Tp du véhicule. La figure 2 montre aussi d'autres roues 26, 26' et 27, 27' égaRement montées sur le véhicule, mais qui sont indépendantes du dispositif précédemment décrit et peuvent être munies d'amortisseurs classiques, par exemple mécaniques. La commande 21 peut faire prendre aux appareils distributeurs 17, 17' que contiennent les conduites.16, 16' des positions correspondant à quatre modes différents d'écoulement, à savoir, dans ces deux appareils simultanément : soit un écoulement d'arrière en avant seulement, soit un écoulement d'avant en arrière seulement, soit un écoulement dans les deux sens, soit enfin une interruption de tout écoulement dans les deux sens. Les deux premières de ces positions sont destinées à amortir les oscillations du véhicule vers l'avant et vers l'arrière autour de son axe transversal 25. Lorsque ces appareils distributeurs bloquent le passage du fluide dans les deux sens, ce ne sqnt que les pompes 18, 18' et les dispositifs 6-13 qui assurent la fonction stabilisatrice, c'est-à-dire l'amortissement de ces mêmes oscillations. Le stabilisateur en question assure de façon déterminée le libre passage du fluide sous pression entre les amortisseurs hydrauliques des roues situées du côté considéré du véhicule. Le gyroscope qui détecte les mouvements du châssis du véhicule se déplaçant sur une surface inégale 28 fait prendre aux appareils distributeurs 17 que contiennent les conduites 16 et 16' l'une ou l'autre des deux premières positions précitées de façon à engendrer dans ces conduites un pompage qui a pour effet de stabiliser le véhicule, quelles que soient ses oscillations provoquées par cette surface inégale. Seul le pompage externe est envisagé dans le paragraphe suivant. Comme on l'a précédemment indiqué, les autre roues du véhicule qui coopèrent pour assurer la fonction stabilisatrice sont placées symétriquement de part et d'autre des axes longitudinal et transversal qui passent par le centre de gravité T p de ce véhicule, de sorte que les forces qui s'exercent sur ce dernier du fait de la dérivation du fluide sous pression sont aussi celles qui le font basculer. Elles sont équilibrées par les forces d'inertie qui s'exercent dans le sens de ce basculement, ce qui implique que le pompage externe ne peut être stabilisé que s'il a le temps d'agir avant qu'aient été surmontées les forces d'inertie du véhicule.Cette stabilisation dépend essentiellement de la résistance à l'écoulement dans les conduites 16, 16', de l'étroitesse convenable des appareils distributeurs 17, enfin de la vitesse à laquelle il est possible de les faire changer de position. Le pompage externe dépend donc de la vitesse du véhicule, et son rendement est d'autant meilleur que cette vitesse est grande. Pour de basses vitesses du véhicule sur un terrain inégal, il est possible d'obtenir sa stabilisation au moyen du pompage interne assuré par les pompes hydrauliques 18 et 18' dont la puissance peut donc être assez faible du fait que les forces stabilisatrices à exercer dans ces conditions sont relativement faibles. Les dispositifs classiques précédemment décrits 6 à 14 contribuent également à assurer une bonne fonction stabilisatrice. Sur une surface de roulement parfaitement lisse, le pompage externe n'assure aucune fonction stabilisatrice et doit donc être remplacé par un moyen différent quelconque, par exemple par un pompage interne assuré par le circuit hydraulique, par des amortisseurs commandés, etc. Lorsque l'amortissement des oscillations du véhicule est assuré au moyen du circuit hydraulique interne et des amortisseurs hydrauliques représentés, le sens et la vitesse de circulation du fluide sous pression ainsi que les positions des appareils distributeurs 17 sont déterminés par l'angle d'inclinaison du véhicule que mesurent le gyroscope 24 dans le sens longitudinal et le gyroscope 24' dans le sens transversal. I1 est aussi possible d'utiliser deux gyroscopes pour mesurer les oscillations le long de chaque diagonale. Sur les figures 4a à 4c, un parallélépipède schématise le châssis du véhicule, et à l'intérieur de ce parallélépipède des flèches indiquent le sens d'écoulement du fluide dans le circuit hydraulique pour quelques attitudes du véhicule dont les arêtes cornières sont indiquées par les lettres a, b, c et d. Les arêtes cornières b et c se trouvent du côté vers lequel se déplace le véhicule. Les flèches 4a et 4c qui longent les flancs du véhicule ainsi que les flèches diagonales indiquent comment circule le fluide dans le circuit. En. ce qui concerne notamment les diagonales, une double flèche indique une plus grande vitesse de circulation du fluide qu'une simple flèche. La diagonale tronçonnée de la figure 4c indique que le fluide ne circule ni dans un sens ni dans l'autre dans la conduite correspondante.Sur la figure 4a, le véhicule bascule en avant et à droite. Les diagonales 20 et 20' sont longitudinalement inclinées dans le même sens mais suivant des angles différents. Les deux pompes 18 et 18' refoulent le fluide vers l'avant mais à des vitesses différentes. Les appareils distributeurs 19 et 19' laissent passer vers l'avant le fluide dans les conduites diagonales 20 et 20', tandis que les appareils 17 et 17' qui sont le long des flancs du véhicule le font passer vers l'avant dans le même sens que dans la conduite diagonale 20 la plus inclinée. Sur la figure 4b, le véhicule est incliné en arrière et à droite, mais l'arête cornière a est à un niveau supérieur à celui de l'arête cornière c. Les conduites diagonales 20 et 20' ne sont pas inclinées dans le même sens, de sorte que le fluide pompé y circule dans des sens et à des vitesses différents. Le courant de fluide qui longe les flancs du véhicule circule longitu dinalement dans le sens de la diagonale la plus inclinée 2G'. Sur la figure 4c, le véhicule est incliné en avant et à droite, mais la diagonale 20' est dans un plan horizontal, de sorte que le fluide n'y circule ni dans un sens ni dans l'autre. Dans ce cas, les appareils distributeurs peuvent laisser passer le fluide dans les deux sens. Lorsqu'un pompage intervient de l'arête cornière a vers l'arête cornière c, l'équilibre cesse bientôt dans la diagonale 20' qui relie l'une à l'autre les arêtes cornières b et d,-et la situation redevient la mêe que sur l'une des figures 4a et 4b, etc. Dans ce cas, ce n'est pas non plus un libre pompage externe qui neutralise les forces tendant à faire basculer le véhicule du seul fait de ses accélérations. Dans le cas présent, lorsque ces dernières sont de même nature que les forces d'inertie, il faut les neutraliser d'une autre façon, par exemple au moyen d'un pompage interne et d'un amortissement contrôlé, cela étant vrai pour les oscillations aussi bien transversales que longitudinales. L'exemple suivant montrera l'influence d'une accélération du véhicule. Supposons qu'on fasse virer le véhicule à gauche sur une surface horizontale et lisse. I1 tend alors à basculer à droite de sorte que le circuit hydraulique fait passer du fluide des amortisseurs hydrauliques des roues de gauche vers ceux des roues de droite. Pour contrarier aussitôt ce mouvement, il conviendrait d'amortir fortement le basculement des roues de gauche vers l'extérieur. Mais cela n'est pas absolument nécessaire pour empêcher le véhicule de devenir plus instable qu'un véhicule comportant une suspension élastique ordinaire. Si le véhicule bascule ensuite soudainement en sens inverse, les appareils distributeurs coopérant avec les pompes prendront une position qui aura pour effet d'équilibrer la pression entre les amortisseurs oléopneumatiques de droite et de gauche. Mais le véhicule peut très bien avoir le temps de basculer vers la gauche avant la fin de cet équilibrage, plus encore même qu'un véhicule équipé d'une suspension élastique normale. Pour éviter cet inconvénient, il est possible de faire coopérer des amortisseurs classiques quelconques avec le circuit hydraulique interne. Si la solution adoptée pour remédier à cet inconvénient est celle d'un amortissement réglable, il est en outre judicieux de le faire correspondre assez précisément avec notamment l'ampli tude de l'oscillation- et la durée du passage du fluide dans les conduites qui font communiquer les différents amortisseurs oléopneumatiques. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au stabilisateur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Stabilisateur pour véhicule terrestre, en particulier pour véhicule militaire chenillé ou non mais équipé d'une part de deux paires de roues (4, 4' et 5, 5') qui coopèrent pour assurer la fonction stabilisatrice et dont les positions respectives par rapport au châssis du véhicule peuvent être modifiées au moyen d'amortisseurs hydrauliques que font communiquer des conduites (16, 16'), d'autre part de gyroscopes (24, 24'), ou d'organes équivalents de référence qui émettent un signal dès que la position du châssis du véhicule varie par rapport à la surface (28) sur laquelle se déplace de dernier, ce stabilisateur étant caractérisé en ce que les roues précitées sont situées symétriquement par rapport à deux axes transversal (25) et longitudinal (15) passant par le centre de gravité (T ) du véhicule ; et p les conduites (16, 16') contiennent chacune un appareil distributeur (17) faisant fonction de vanne d'isolement ou de soupape de dérivation, appareil que le signal précité commande de façon à permettre au fluide de passer d'un amortisseur hydraulique dans un autre afin de contrarier le déplacement du châssis par rapport à la surface (28). 2. Stabilisateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un même ensemble (21) commande les appareils distributeurs (17) de façon à leur faire utiliser les oscillations du véhicule qui résultent de l'inégalité du terrain pour engendrer extérieurement dans les conduites et entre les amortisseurs hydrauliques un pompage qui contribue à assurer la fonction stabilisatrice. 3. Stabilisateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière à coopérer avec un circuit hydraulique interne appartenant au véhicule et comportant deux pompes (18 et 18'). 4. Stabilisateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des régulateurs indépendants assurent chacun l'amortissement convenable des oscillations d'une des roues. 5. Stabilisateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule comporte plus de deux paires de roues, les roues supplémentaires ne contribuant pas à assurer la fonction stabilisatrice.