Brevet FR2492745A1 — publié le 19820430

La présente invention se rapporte aux systèmes de suspension des essieux pour véhicules dans lesquels le châssis du véhicule et un essieu sont interconnectés de façon à absorber les mouvements verticaux brusques et les à-coups entre l'essieu et le châssis. Les décapeuses ou "scrapers" sont des véhicules utilisés dans de nombreuses applications de construction, la construction de routes étant probablement l'exemple le plus commun, pour transporter de lourdes charges et notamment des matériaux tels que les déblais, les graviers et autres, d'un emplacement à un autre et ce quel que soit le type de construction dont il s'agisse et aussi pour charger, répandre et terrasser ces matériaux. En général, un tracteur scraper comprend un tracteur à un seul essieu et un scraper à un seul essieu, ces machines étant interconnectées par un dispositif d'attelage qui permet à chaque composant de l'ensemble de pivoter par rapport à l'autre autour d'un axe vertical. En général, les conducteurs aiment "sentir" ce que le véhicule est en train de faire. Lorsque les essieux des machines ne sont pas suspendus, ou ont des suspensions très raides, par rapport au châssis, il n'y a pas de problème puisque le conducteur sent chaque bosse que le tracteur ou que le scraper ren- contre. Toutefois, ceci se traduit par une situation relativement inconfortable et fatiguante pour le conducteur et c'est la raison pour laquelle des suspen- sions à amortisseurs sont généralement utilisées pour les essieux des tracteurs. En général, un tel dispositif de suspension d'essieu comprend deux biellettes ou bras, un de chaque côté de l'axe longitudinal du véhicule, qui assurent la liaison entre l'essieu et le châssis afin d'empêcher le premier de se déplacer vers l'avant ou l'arrière par rapport au second, tout en permettant à l'essieu de se déplacer verticalement par rapport au châssis, et deux amortis- seurs, un de chaque côté de l'axe longitudinal du véhicule, qui assurent la liaison entre l'essieu et le châssis afin de tenir le premier au niveau qui convient au-dessus du second, tout en permettant un mouvement vertical de l'es- sieu par rapport au châssis dans le cas o le véhicule passe sur des bosses ou descend dans des dépressions du terrain. Dans les tracteurs, ces amortisseurs comprennent souvent un cylindre hydraulique entre l'essieu et le châssis et un accumulateur pressurisé qui assure l'extension ou la rétraction du cylindre en réponse aux variations de la charge s'exerçant sur les cylindres lorsque le véhicule circule sur un terrain inégal. Toutefois, ces suspensions a amortisseurs introduisent une certaine "flexion" dans le système, c'est-à-dire permettent à l'un des côtés de l'essieu de s'élever ou de s'abaisser par rapport à l'autre quand l'une des roues du véhicule rencontre une bosse ou tombe dans une dépression. Lorsque le degré de flexion permis par le dispositif de suspension est relativement important, le conducteur est perturbé car il ne "sent" plus les bosses ou les creux que la roue du tracteur rencontre et il lui semble qu'il n'a plus le plein contrôle de la machine. Le conducteur est également perturbé quand le véhicule est en marche, après qu'une roue du tracteur a heurté une bosse dont il ne s'est pas beaucoup aperçu, du fait du mouvement brusque de roulement introduit dans le tracteur par le dispositif de suspension quand la roue correspondante et non suspendue du scraper rencontre la même bosse. L'amplitude de la flexion peut être réduite en augmentant la rigidi- té des supports assurant la liaison entre le châssis et l'essieu afin de freiner l'inclinaison longitudinale de l'essieu quand les roues rencontrent des bosses ou des creux. Toutefois, plus cette restriction est importante, plus sont grandes les forces de torsion qui s'exercent sur les supports et sur leurs liaisons avec l'essieu et le châssis. En conséquence, la réalisation d'un système de suspension d'essieu permettant un mouvement vertical d'absorption des à-coups de l'essieu par rap- port au châssis et dans lequel les mouvements de flexion sont limités sans que pour autant s'exercent des forces excessives sur les supports pose un problème. La présente invention s'est fixé pour but d'apporter une solution au problème précédent. Selon la présente invention, dans un véhicule comportant deux amor- tisseurs, entre l'essieu et le châssis, pour permettre un mouvement vertical relatif entre ceux-ci, une barre de torsion est montée à rotation sur le châssis, cette barre de torsion étant espacée et parallèle à l'essieu, et une première et seconde tiges s'étendant de la barre de torsion à l'essieu, ces tiges étant disposées une de chaque côté de l'axe longitudinal du châssis et étant reliées de façon non rotative à la barre de torsion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après uniquement à titre d'exemple nulle- ment limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure I est une vue latérale d'un tracteur-scraper conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue latérale, partiellement en coupe et à plus grande échelle, d'une partie du tracteur de la figure 1, montrant le dis- positif de suspension d'essieu de la présente invention plus en détail; la figure 3 est une vue latérale agrandie, partiellement en coupe, de l'une des tiges de suspension d'essieu de la présente invention, montrant sa liaison avec l'essieu et la barre de torsion - la figure 4 est une vue latérale en coupe de la suspension d'es- sieu de la figure 2,suivant la ligne 4-4 de cette figure; et - la figure 5 est un plan par dessous de la suspension d'essieu de la figure 2, suivant la ligne 5-5 de cette figure. En se référant maintenant au dessin, qui illustre un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, on voit sur la figure 1 un tracteur-scraper 10 comportant un ensemble de traction, ou tracteur, à un seul essieu 11, relié par un dispositif d'attelage 12 à un scraper à un seul essieu 13 de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe vertical 14. Le tracteur Il comprend un châssis 16, un poste de conducteur 17 et est supporté par deux roues motrices 18 qui sont au contact du sol. Le scraper 13 comprend une benne 21 dans la- quelle les matériaux sont transportés, une lame-racleuse 22 et deux roues arrières de support 23 reposant sur le sol. En se référant plus particulièrement aux figures 2, 4 et 5, on voit que les roues motrices 18 de l'ensemble de traction Il sont montées aux extré- mités d'un essieu 25 d'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du chassis 16, la force motrice étant fournie aux roues par le moteur du trac- teur (non représenté) au moyen d'un arbre de transmission 26, d'une trans- mission à changement de vitesse 27 et d'un arbre 28. Deux amortisseurs, représentés ici par des cylindres hydrauliques 31 et 32, sont prévus de chaque côté de l'axe longitudinal du châssis, l'ex- trémité inférieure de chaque cylindre étant reliée à l'essieu 25, tandis que son extrémité supérieure est fixée à l'un des deux longerons arrières 33 et 34 du chassis 16. Les cylindres 31 et 32 font partie d'un système hydraulique appro- prié (non représenté) destiné à tenir le châssis 16 au niveau voulu audessus de l'essieu 25, la contraction de l'extension des cylindres 31, 32 seprodui- sant en réponse aux variations de la charge s'exerçant sur le cylindre pendant que le véhicule se déplace au-dessus d'un sol accidenté, de sorte que le mouvement vertical relatif du châssis et de l'essieu peut absorber les à-coups de la marche. Une biellette de stabilisation 36, qui s'étend pratiquement en paral- lèle à l'essieu 25, est articulée en 37 à ce dernier et en 38 au châssis 16 et sert à empêcher un mouvement longitudinal de l'essieu 25 par rapport au châssis 16. Conformément à la présente invention, une barre de torsion allongée , ayant une section circulaire, est montée à rotation sur le châssis 16, la barre de torsion 40 étant espacée en arrière de l'essieu 25. Plus précisé- ment, la barre de torsion 40 est montée dans des paliers 41 et 42 qui sont supportés par des supports 43 et 44 fixés aux longerons 33 et 34 de sorte que la barre de torsion 40 s'étend à l'extérieur et de part et d'autre de l'axe longitudinal du châssis 16. Une première et une seconde tiges 46 et 47, une de chaque côté de l'axe longitudinal du châssis 16, et une troisième et une quatrième tiges 48 et 49, également disposées de part et d'autre de l'axe longitudinal du châssis 16, s'étendent en avant de la barre de torsion 40 vers l'essieu 25. Comme on le voit sur les figures 3 et 5, l'extrémité arrière 51 de la tige 46 est reliée de façon non rotative à l'extrémité 52 de la barre de torsion 40 par un accouple- ment 53a formé par des cannelures 54 prévues sur la barre de torsion 40 et par une ouverture de forme complémentaire 55 percée dans l'extrémité arrière 51 des tiges. La tige 48 est reliée à l'extrémité 52 de la barre de torsion 40 et les tiges 47 et 49 sont reliées à l'extrémité opposée 56 de la barre de torsion par des accouplements non rotatifs à cannelures semblables 53c, 53b et 53d. Comme on le voit sur les figures 3, 4 et 5, l'extrémité antérieure 57 de la tige 46 est reliée à l'essieu 25 par un joint universel 58a comprenant, par exemple, une rotule 59 montée sur un support en C 61, qui est vissé à l'es- sieu 25, et une cuvette 62 formée à l'extrémité antérieure 57 de la tige 46. D'une manière analogue, des joints universels semblables 58b,58c et 58d sont respectivement prévus pour relier les extrémités antérieures des tiges 47, 48 et 49 à l'essieu 25. Les tiges 46 et 47 ont la même longueur et il en est de même des tiges 48 et 49. Les tiges 46 et 47 sont parallèles entre elles, de même que les tiges 48 et 49 sont parallèles quand l'essieu 25 et la barre de torsion 40 sont parallèles l'un à l'autre. Les liaisons 58a et 58c des tiges 46 et 48 avec l'es- sieu sont verticalement espacées, les liaisons avec l'essieu 58b et 58d des tiges 47 et 49 étant de même espacées verticalement l'une de l'autre. Les accouplements à cannelures 53a, b; c, d, la barre de torsion 40, les paliers 41 et 42 et les supports 43 et 44 ont ensemble pour fonction d'em- pêcher un mouvement longitudinal des tiges 46-49 par rapport au châssis, de sorte queavec le concours de l'espacement vertical entre les groupes de joints universels 58a, c et 58b, d qui relient les tiges 46-49 à l'essieu 25, cet essieu est empêché de tourner autour de son axe longitudinal. Le fonctionnement est le suivant: Lorsque l'essieu 25 a tendance à se déplacer verticalement par rapport au châssis, et lorsque ses deux extrémités se déplacent verticalement dans la même mesure, les tiges 4649 obligent les deux extrémités de la barre de torsion de tourner dans les paliers 41 et 42 et ce dans la même mesure. De plus, puisque la barre de torsion 40 est libre de tourner autour de son axe, les ex- trémités de l'essieu 25 ne sont pas empêchées de se déplacer verticalement de façon égale par rapport au châssis 16. Par contre, lorsque le terrain est inégal, de sorte que l'une des extrémités de l'essieu 25 tend à se déplacer verticalement plus que l'autre, ce mouvement vertical inégal des extrémités de l'essieu a pour effet que les tiges 46-49 exercent un effort de torsion sur les extrémités de la barre de torsion 40, le couplerésistant de cette barre servant, dans ce cas, à s'opposer à ce mouvement inégal des extrémités de l'essieu et par conséquent, tend à s'opposer à la flexion de l'essieu. Le dispositif de suspension qui vient d'être décrit réduit aussi considérablement les contraintes indésirables rencontrées pendant la flexion de l'essieu. La liaison entre l'essieu et le châssis qui permet à ce dernier de se déplacer autour d'un axe horizontal, c'est-a-dire, autour de l'axe de la barre de torsion 40, comme représenté, applique à l'essieu une force de torsion dans le cas d'un mouvement vertical inégal des extrémités de celui-ci et quand les axes de l'essieu 25 et de la barre de torsion 40 cessent d'être parallèles. Dans le présent dispositif, une grande proportion de cette force de torsion est, en fait, transférée de l'essieu à la barre de torsion, qui est moins rigide, de sorte que les contraintes indésirables appliquées à l'essieu sont sensiblement réduites. De plus, les joints universels séparés 58a, b, c, d entre les extré- mités des tiges 46-49 et l'essieu permettent des mouvements individuels des extrémités des tiges par rapport à l'essieu, au besoin, de sorte que le couple de forces agissant sur l'essieu n'impose pas d'effort de cisaillement à ces liaisons. Enfin, avec le présent dispositif de suspension, les forces de flexion s'exerçant sur la barre de torsion, dues aux mouvements de flexion de l'essieu, sont réduites à un minimum, de sorte que les charges indésirables sur les paliers 41 et 42 dans une direction autre que la direction axiale sont également réduites h un minimum. Bien que la présente invention ait des applications plus larges, elle convient tout particulièrement h la suspension de l'essieu du tracteur d'un ensemble tracteur-scraper. En plus de l'avantage direct résidant dans une restriction des efforts de flexion de l'essieu avec un minimum de contraintes indésirables, la présente invention offre plusieurs autres avantages, à savoir: En général, plus la force qu'un essieu doit pouvoir supporter est grande, plus sa structure est compliquée et plus son coût est élevé. Etant donné que la présente invention réduit les efforts de torsion s'exerçant sur l'essieu, la structure de celui-ci peut être simplifiée et il peut être allégé, de sorte que son coût est diminué. De plus, en général, plus le poids non suspendu est grand, c'est-a- dire, plus est grand le poids de l'essieu, des roues et des autres éléments qui s'élèvent et s'abaissent par rapport au châssis, plus il est difficile et coûteux de réaliser un système d'amortissement convenable. Dans la présente invention, les tiges 46-49 sont relativement légères comparativement aux organes de support beaucoup plus massifs qui ont été utilisés auparavant pour assurer une liaison structurale entre l'essieu et le châssis. En conséquence, lorsque l'on utilise la présente suspension de la barre de torsion, on obtient une réduction sensible du poids non suspendu, même si l'essieu reste le rmême. Toutefois, le poids non suspendu pourrait encore être réduit davantage en utilisant un essieu plus léger, calculé pour une charge plus faible résultant de l'utilisation de la suspension de la barre de torsion selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour un véhicule (10) comportant un châssis (16), un essieu (25) perpendiculaire à l'axe longitudinal du châssis (16), et deux amortisseurs (31, 32) entre le châssis et l'essieu (16) pour permettre un mouvement vertical relatif entre ledit châssis (16) et ledit essieu (25), caractérisé en ce qu'il comprend une barre de torsion (40) espacée de l'essieu (25) et parallèle à celui-ci: - des paliers (41,42) pour monter à rotation la barre de torsion (40) sur le châssis (25) de part et d'autre de l'axe longitudinal et extérieure- ment à celui-ci; - une première et une seconde tiges (46,47) de part et d'autre de l'axe longitudinal, ces tiges (46, 47) s'étendant respectivement de la barre de torsion (40) à l'essieu (25) - des premiers moyens (53a, 53b) pour relier de façon non rotative les tiges (46, 47) à la barre de torsion (40); et - des seconds moyens (58a, 58b) pour relier les deux tiges (46, 47) à l'essieu (25). 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde tiges (46, 47) ont la même longueur et sont parallèles l'une à l'autre quand la barre de torsion (40) et l'essieu (25) sont parallèles. 3. Dispositif de suspension selon la-revendication 1, caractérisé en ce que les seconds moyens (58a, 58b) sont des joints universels s'étendant entre chacune des tiges (46, 47) et l'essieu (25). 4. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens (53a, 53b) sont des accouplements à cannelures entre chacune des tiges (46, 47) et la barre de torsion (40). 5. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - une troisième et une quatrième tiges (48, 49), la troisième tige (48) étant placée du même côté de l'axe longitudinal que la première tige (47), tandis que la quatrième tige (49) est du même côté de l'axe longidudinal que la seconde tige (47); - des troisièmes moyens (40-44, 53c, 53d) pour empêcher un mouvement longitudinal de la troisième et de la quatrième tiges (48, 49) par rapport au châssis - des quatrièmes moyens (58, 58d) pour relier la troisième et la quatrième tiges (48, 49) à l'essieu, la liaison (58c) de la troisième tige (48) à l'essieu (25) étant espacée verticalement par rapport à la liaison (58a) de la première tige (46) à l'essieu (25), tandis que la liaison (58d) de la quatrième tige (49) à l'essieu est espacée verticalement par rapport à la liaison (58b) de la seconde tige (47) à l'essieu (25). 6. Dispositif de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première et la seconde tiges (46, 47) ont la même longueur et sont parallèles l'une à l'autre quand la barre de torsion (40) et l'essieu (25) sont parallèles et en ce que la troisième et la quatrième tiges (48, 49) ont également la même longueur et sont également parallèles quand la barre de torsion (40) et l'essieu (25) sont parallèles. 7. Dispositif de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que les seconds et les quatrièmes moyens (58a, 58b, 58c, 58d) sont des joints universels reliant chacune des tiges (46, 47, 48, 49) à l'essieu (25). 8. Dispositif de suspension selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers moyens (53a, 53c) et les troisièmes moyens (40-44, 53c, 53d) comprennent un accouplement à cannelures (53a, 53b, 53c, 53d) entre chacune des première, seconde, troisième et quatrième tiges (46, 47, 48, 49) et la barre de torsion (40). 9. Dispositif de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que la barre de torsion (40) est espacée en arrière de l'essieu (25), et en ce que les première, seconde, troisième et quatrième tiges (46, 47, 48, 49) s'étendent toutes en avant, de la barre de torsion (40) à l'essieu (25). 10. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule (10) est un tracteur-scraper comprenant un tracteur à un seul essieu (11) et un scraper à un seul essieu (13), l'essieu (25) et le châssis (16) faisant partie du tracteur (11).