Brevet FR2519720A1 — publié le 19830718

L'invention, concernant la suspension de véhicu- lest est plus spécifiquement relative à de tels systèmes de suspension hydraulique dans lesquels la carrosserie d'un véhicule est soutenue par au moins deux jambes sup- ports de suspension hydraulique incluant des ressorts de suspension et actionnées par une source de fluide hydrau- lique commune, la longueur des-dites jambes de suspension étant réglable par suite du déplacement du fluide hydrau- lique qui entre dans les jambes ou qui en sort, pour sou- lever ou abaisser la carrosserie du véhicule. Des systèmes de suspension de ce genre peuvent être utilisés dans des autobus pour abaisser la carrosse- rie lorsque l'autobus est à l'arrêt, de façon à faciliter l'entrée et la sortie des passagers, puis soulever la car- rosserie avant que l'autobus ne redémarre Il est impor- tant de faire en sorte que l'assiette de la carrosserie soit stable au cours de son abaissement ou élévation, ce qui implique que l'allure du réglage de la longueur de toutes les jambes de suspension soit nécessairement con- tr 1 lée en mrme temps qu'indépendante de la charge sur les jambes Si l'allure n'était pas contr 8 lée, le fluide ten- drait à s'introduire plus rapidement dans une Jambe légè- rement chargée que dans une jambe fortement chargée lors- que la carrosserie est en train d'gtre soulevée et à s'échapper plus vite d'une jambe fortement chargée que d'une Jambe légèrement chargée pendant une opération d'a- baissement Il est clair que ceci modifierait l'assiette de la carrosserie pendant le réglageo Conformément à la présente invention, dans un système de suspension hydraulique pour véhicule du genre ci-dessus exposé, chaque jambe de suspension comporte un organe de commande associés situé entre la source de fluide et la jambe, et pouvant se déplacer d'une distance limitée afin de commander le déplacement du fluide entrant dans la Jambe et en sortant, le mouvement de chaque organe de commande répondant à la différence de pression de part et d'autre de l'organe de commande, et le système comprend un moyen de synchronisation pour synchroniser le fonc- tionnement des organes de commande de manière à procurer une arme allure de réglage pour les longueurs de toutes les jambes. Ainsi en prévoyant un moyen de synchronisation on assure que l'assiette de la carrosserie soit stable au cours du réglage de la longueur des jambes de suspension. Il convient que la pression du fluide dans la source d'alimentation soit augmentée pour soulever la carrosserie et soit diminuée pour l'abaisser La source de fluide se trouve normalement à une pression relative- ment élevée, de façon à maintenir la carrosserie dans sa position soulevée. De préférence chaque organe de commande compred un piston de déplacement qui est susceptible de se dépla- cer librement entre les extrémités opposées d'un perçage associé et est exposé d'un c 8 té à la pression de la source et de l'autre c 8 té au fluide se trouvant dans la jambe as- sociée. Le moyen de synchronisation peut comprendre des régulateurs d'écoulement de fluide dans les deux sens, un régulateur étant situé entre chaque organe de commande et sa jambe de suspension associée. De façon convenable le régulateur est constitué par un dispositif régulateur d'écoulement de fluide com- prenant un étranglement constant, relié en série avec-un étranglement variable défini entre deux organes relative- ment mobiles L'écoulement du fluide au travers du régula- teur produit une différence de pression dans l'étrangle- ment constant, qui commande le mouvement relatif des orga- nes pour déterminer la grandeur de l'étranglement variable de façon qu'une augmentation de la différence de pression produise une réduction de la grandeur de l'étrangment va- riable Un moyen élastique sollicite l'un des dits organes relativement mobiles, à l'encontre de l'action de la diffé- rence de pression dans l'étranglement constant, pour chaque sens d'écoulement du fluide au travers du régulateur, de sorte que pour chaque sens d'écoulement du fluide le mou- vement relatif des organes relativement mobiles est com- mandé de façon qu'une augmentation de la différence de pression produise une réduction de la grandeur de l'étran- glement variable. Avec un tel régulateur, lorsque la carrosserie doit être abaissée par exemple, la jambe de suspension comportant la charge la plus grande est soumise à la plus grande différence de pression de part et d'autre'de son organe de commande et au travers de l'étranglement cons- tant de son régulateur, de sorte que l'écoulement de flui- et de à partir de la jambe de suspension/au travers du régu- lateur est le plus restreint, ce qui fait que les vitesses de réglage des jambes de suspension sont égalisées. Suivant une autre possibilité le moyen de syn- chronisation peut comprendre une liaison mécanique entre les organes de commande, ce qui assure qu'ils se déplacent à la mime vitesse pour commander l'allure du réglage. Sur les dessins ci-annexés on a représenté un mode de réalisation de l'invention ainsi que certaines mo- difications et, parmi ces dessins: la figure l est une représentation schématique d'un sys- tème de suspension hydraulique pour véhicule incorporant un moyen de synchronisation qui comprend des régulateurs d'écoulement de fluide dans les deux sens; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un régulateur d'écoulement de fluide qui peut être incorporé dans le système de suspension hydraulique de véhicule de la figure 1; la figure 3 montre le régulateur de la figure 2, pour un mode de fonctionnement différent et la figure 4, un autre régulateur d'écoulement de fluide, qui peut être incorporé dans le système de suspension de la figure 1. Le système de suspension de la figure 1 est adap- té à supporter une carrosserie de véhicule (non représen- tée) et comporte quatre jambes de suspension hydraulique 26, 27, 28, 29, dont chacune inclut un ressort à gaz ou en acier (non représenté) utilisable pour le fonctionne- ment normal de la suspension La longueur de chaque jambe de suspension est réglable en faisant entrer ou sortir du fluide hydraulique dans les jambes ou hors d'elles de fa- çon à soulever ou abaisser la carrosserie du véhicule La longueur des jambes 26, 27, 28, 29 est réglée à partir d'une source de fluide commune 30 Chaque jambe est rac- cordée à la source d'alimentation 30 par un organe de com- mande associé 31, 32, 33, 34, dont chacun comprend un pis- ton de déplacement 35 ayant un mouvement limité dans un perçage 39, ménagé dans un cylindre 36, le déplacement étant réglé par la différence de pression au travers Un moyen de synchronisation 37 est prévu sous la forme d'un régulateur de débit de fluide 38 dans les deux sens, pla- cé entre chaque jambe et son organe de commande associé. Le moyen de synchronisation 37 assure que l'allure du ré- glage soit la même pour chaque jambe, quelles que soient les charges sur les jambes Ainsi le moyen de synchronisa- tion 37 égalise l'allure de réglage des jambes, afin de maintenir la carrosserie dans une assiette stable au cours des opérations d'élévation et d'abaissement Si-les allu- res n'étaient pas égalisées, le fluide tendrait à passer plus rapidement dans une jambe peu chargée que dans une jambe plus fortement chargée, mais sortirait moins rapide- ment de la jambe peu chargée que de la jambe plus forte- ment chargée Il est clair que ceci modifierait l'assiette de la carrosserie au cours du réglage. Un système de ce genre convient bien pour un au- tobus Lorsque l'autobus se déplace, la carrosserie se trouve dans une position soulevée, mais elle peut être abaissée lorsque l'autobus est immobile, de façon à faci- liter l'entrée et la sortie des passagers. Ainsi, en fonctionnement la pression du fluide dans la source 30 est supérieure à celle dans les jambes 26, 27, 28, 29, de sorte que chaque piston de déplacement bute contre l'extrémité de droite de son cylindre 36. Lorsque la carrosserie doit être abaissée, ce qui requiert que du fluide soit chassé des jambes, la pression du fluide dans la source 30 est rapidement ré- duite à une valeur inférieure à la pression du fluide dans les jambes Ceci inverse la différence de pression au travers des pistons de déplacement 35, de sorte que ceux-ci se déplacent vers la gauche, en permettant de chasser du fluide des jambes au travers des régulateurs 38 Les régulateurs 38 fonctionnent de manière à assurer que l'allure du réglage soit la même pour toutes les jam- bes Si l'une des jambes, par exemple la jambe 26, est plus fortement chargée que les autres, la différence de pression entre la source 30 et cette jambe 26 sera supé- rieure à celle pour les autres jambes Par conséquent le fluide tend à 8 tre chassé plus rapidement de la jambe 26 que des autres, mais le régulateur restreint l'écoulement du fluide, en assurant que l'allure du réglage soit la même que pour les autres jambes, quelle que soit leur charge individuelle. De façon semblable, lorsque le corps doit être soulevé, la pression de la source 30 est à nouveau rapide- ment accrue, ce qui actionne les pistons de déplacement 35 pour faire entrer du fluide dans les jambes au travers des régulateurs 38, qui agissent de façon à synchroniser les allures de réglage de la longueur des jambes. Si l'on utilise les régulateurs d'écoulement de fluide dans les deux sens 38, ceci signifie que la cons- truction du système est relativement simple. De préférence chaque régulateur d'écoulement de fluide comprend celui représenté sur les figures 2 et 3. Le régulateur représenté sur les figures 2 et 3 comprend un corps enveloppe 1 pourvu d'un perçage 2 à gra- dins, dans lequel un piston 3 se déplace Le piston 3 et la paroi du perçage 2 comprennent les organes relativement mobiles du régulateur Le piston 3 présente un perçage 4 qui forme un étranglement constant 5 à une extrémité Lors- que le fluide s'écoule au travers du perçage 4 et de l'étranglement constant 5, il se produit une chute de pression dans l'étranglement constant 5 et la différence de pression agissant sur le piston 3 règle le mouvement du piston 3 dans le perçage 2 Des passages radiaux 6 vont du perçage de piston 4 à un évidement annulaire 7 prévu dans le piston 3 L'évidement annulaire 7 définit, en combinaison avec un passage 8 dans le corps enveloppe 1, qui mène au perçage 2, un étranglement variable 9 en- tre un bord de l'évidement 7 et une paroi correspondante du passage 8 qui fait face Un autre passage 10 dans le corps enveloppe 1 part du perçage 2, de sorte que le flui- de peut s'écouler, en entrant et en sortant du régulateur par les passages 8 et 10. Le piston 3 est sollicité, contrairement à l'e X- fet d'une différence de pression et pour chaque sens de l'écoulement du fluide, par des moyens élastiques compre- nant respectivement un premie#ressort de compression 11 et un deuxième ressort de compression 12 Chaque ressort 11, 12 est encagé et porte par son extrémité extérieure contre le corps enveloppe 1 et, par son extrémité intérieure, contre un anneau de butée 13, 14 Chaque ressort peut agir sur le piston 3 par l'intermédiaire d'un anneau de butée respectif 13, 14, contrairement à l'action de la différen- ce de pression sur le piston 3 pour un sens de l'écoule- ment du fluide Ainsi chaque ressort, 11, 12 agit seule- ment pour un sens d'écoulement de fluide, comme on peut voir sur les figures 2 et 3, le ressort 11 agissant sur la figure 2 et le ressort 12, sur la figure 3 Pour l'autre sens d'écoulement du fluide le ressort est inactif et n' agit pas sur le piston 3, car l'anneau 13 ou 14 s'appuie contre un gradin 15 ou 16 dans le perçage 2. Le régulateur est représenté dans deux de ses positions de travail respectivement sur les figures 2 et 3. Sur la figure 2, le fluide s'écoule dans le régulateur en passant par le passage 8, par l'étranglement variable 9 et puis par l'étranglement constant 5 et s'écoule en sortant par le passage 10 L'écoulement de fluide au travers de l'étranglement constant 5 crée une chute de pression dans cet étranglement, la pression du côté amont étant supé- rieure à celle au côté aval de l'étranglement 5 La dif- férence de pression agit sur le piston 3 pour le déplacer contrairement à l'action du-ressort 11 agissant, en fai- sant ainsi varier la grandeur de l'étranglement variable 9 Il est clair que plus la différence de pression dans l'étranglement constant 5 est grande, plus la grandeur de l'étranglement variable 9 diminue Le ressort 12 est ina- gissant, car l'anneau 14 est en butée contre le gradin 16 dans le perçage 2. i 3 ur la figure 3 l'écoulement de fluide se fait en sens inverse et le fonctionnement du régulateur est semblable à celui de la figure 2, le ressort 12 étant actif pour solliciter le piston 3 contrairement à l'ac- tion de la différence de pression, de manière à commander la grandeur de l'étranglement variable 9, et le ressort 11 étant inagissant. Le régulateur décrit ci-dessus comporte des res- sorts encagés, mais dans une variante on pourrait utili- ser tout autre type de moyens élastiques, tels que des ressorts non encagés Néanmoins il faut tenir compte de. deux conditions affectant le moyen élastique et ces con- ditions impliquent que l'emploi des ressorts encagés pré- sente certains avantages. En premier lieuil est souhaitable de réduire le mouvement à vide dans la course du piston qui se produit lorsque le sens de l'écoulement du fluide est inversé, c'est-à-dire la distance dont le piston se déplace entre une position dans laquelle l'orifice variable est juste complètement ouvert pour une direction d'écoulement du fluide et une position semblable pour l'autre direction d'écoulement du fluide En deuxième lieuil est souhaita- ble de maintenir un écoulement de fluide uniforme au tra- vers du régulateur Si l'on emploie des ressorts non enca- gés, il est nécessaire d'avoir un fort ressort pour ré- duire le mouvement à vide dans la course du piston, mais il faudrait un faible ressort pour maintenir un écoule- ment uniforme Ainsi si l'on utilise des ressorts non en- cagés, la force du ressort doit constituer un compromis en ce qui concerne ces deux exigences Néanmoins, si l'on utilise des ressorts encagés, la première condition peut être satisfaite en prévoyant des butées pour les ressorts (tels que 15, 16 sur les figures 2,3) qui assu- rent une réduction du mouvement à vide, tandis que les forces du ressort peuvent être choisies pour assurer un écoulement de fluide uniforme. Ainsi l'emploi des ressorts encagés comme avec le mode de réalisation des figures 2 et 3, présente l'avantage que le régulateur fonctionne de manière effi- cace et fournit également une certaine liberté vis-à-vis des tolérances de fabrication. Le régulateur de la figure 4 constitue une variante par rapport à celui représenté sur les figu- res 2 et 3 et l'on a utilisé des repères correspondants pour désigner les parties ou pièces homologues. Ainsi le régulateur de la figure 4 comporte un corps enveloppe 1 pourvu d'un perçage 2 dans lequel se déplace un piston 3 Les passages 8 et 10 sont sem- blables à ceux de la figure 2, de même que l'étranglement constant 5 et l'étranglement variable 9. Le moyen élastique sollicitant le piston contrairement à l'effet de la différence de pression pour chaque direction de l'écoulement du fluide comprend un seul ressort 17 agissant à la fois à la compression et à la traction Les extrémités 18, 19 du ressort 17 ont un diamètre et un pas réduits et chaque extrémité comporte une partie saillante respective 20, 21 L'extrémité 18 est montée sur un prolongement fileté 22 du piston 3 et l'ex- trémité 19, sur un prolongement fileté 23 d'un bouchon 24 qui se visse dans une extrémité du perçage 2 Normalement les extrémités 18, 19 du ressort 17 saisissent leurs pro- longements respectifs 22, 23, afin que des forces puissent être transmises dans les deux sens entre le piston 3 et le ressort 17 lors du fonctionnement Néanmoins la lon- gueur du ressort 17 peut Otre réglée en faisant tourner les prolongements 22, 23 Le piston 3 est pourvu à l'ex- trémité opposée au prolongement 22, de fentes 25 qui peu- vent être utilisées pour aider à l'opération de réglage. Le fonctionnement du régulateur de la figure 4 est semblable à celui des figures 2 et 3 La longueur du ressort 17 est initialement réglée pour assurer que la po- *sition de repos de la position 3 soit correcte, comme on voit sur la figure 4. En fonctionnement, lorsque le fluide s'écoule pour entrer dans le régulateur en passant par le passage 8, la différence de pression dans l'étranglement constant agit pour déplacer le piston 3 vers le passage 10 Le ressort 17 agit à la traction contrairement à l'effet de la différence de pression pour régler la grandeur de l'élément variable 9 Lorsque le fluide s'écoule en sens opposé, le ressort 17 agit en compression sur le piston 3, contrairement à l'effet de la différence de pression. Dans une modification du système de suspension dé la figure 1 (non représenté), le moyen de synchronisa- tion comprend une interconnexion mécanique entre les pis- tons de déplacement 35 pour assurer qu'ils se déplacent à la même vitesse, ce qui signifie ainsi que l'allure de ré- glage de toutes les jambes est la même. Le système représenté sur le dessin comporte quatre jambes de suspension, mais il est clair qu'un nom- bre convenable quelconque de jambes,au-dessus du minimum de deux, pourrait fonctionner à partir de la source de fluide 30 Les jambes peuvent comporter des aires effecti- ves égales, ou bien elles peuvent avoir des aires effecti- ves différentes correspondant à la répartition des poids du véhicule Dans ce dernier casles aires ou les courses des pistons de déplacement peuvent 8 tre modifiées pour s'adapter aux différents volumes de fluide qui sont dépla- cés au cours du réglage Les jambes de suspension peuvent être également du type à mise à niveau automatique, compor- tant des moyens pour maintenir automatiquement l'assiette de la carrosserie, quelles que soient les modifications des charges sur la carrosserie. REVENDICATIONS l I Système de suspension hydraulique pour véhi- cule, dans lequel la carrosserie du véhicule est soutenue par au moins deux jambes supports de suspension hydrauli- que incluant des ressorts de suspension et actionnées par une source de fluide hydraulique commune, la longueur des- dites jambes de suspension étant réglable par suite du dé- placement du fluide hydraulique qui entre dans les jambes ou qui en sort, pour soulever ou abaisser la carrosserie du véhicule, caractérisé en ce que chaque jambe de suspen- sion ( 26, 27, 28, 29) comporte un organe de commande asso- cié ( 31, 52, 33, 34) situé entre la source de fluide ( 30) et la jambe ( 26, 27, 28, 29), et pouvant se déplacer d'une distance limitée afin de commander le déplacement du flui- de entrant dans la jambe associée ( 26, 27, 28, 29) et en sortant, le mouvement de chaque organe de commande ( 31, 32, 33, 34) répondant à la différence de pression de part et d'autre de cet organe et en ce que le système comprend un moyen de synchronisation ( 37) pour synchroniser le fonctionnement des organes de commande ( 31, 32, 33, 34) de manière à procurer une même allure de réglage pour les lon- gueurs de toutes les jambes ( 26, 27, 28, 29). 2 Système de suspension hydraulique selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que la pression du fluide dans la source ( 30) est augmentée pour soulever la carrosse- rie et diminuée pour l'abaisser, la source de fluide ( 30) se trouvant normalement A une pression relativement élevée, de façon A maintenir la carrosserie dans sa position soule- vée. 3 Système de suspension hydraulique selon la re- vendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque organe de commande ( 31, 32, 33, 34) comprend u Fiston de déplacement ( 35) qui est susceptible de se déplacer librement entre les extrémités opposées d'un perçage associé et est exposé d'un c 8 té à la pression de la source ( 30) et de l'autre cô- té au fluide se trouvant dans la Jambe associée ( 26, 27,28, 29). il 4 Système de suspension hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de synchronisation ( 37) comprend des régula- teurs ( 38) d'écoulement de fluide dans les deux sens, l'un des régulateurs ( 38) étant situé entre chaque organe de commande ( 31, 32, 33, 34) et sa jambe de suspension associée ( 26, 27, 28, 29). Système de suspension hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque régulateur ( 38) comprend un étranglement constant ( 5), relié en sé- rie avec un étranglement variable ( 9) défini entre deux organes relativement mobiles ( 2,3), l'écoulement du flui- de au travers du régulateur produisant une différence de pression dans l'étranglement constant ( 5) qui commande le mouvement relatif des organes ( 2, 3) pour déterminer la grandeur de l'étranglement variable ( 9) de façon qu'une augmentation de la différence de pression produise une ré- duction de la grandeur de l'étranglement variable ( 9) et en ce que le régulateur incorpore un moyen élastique ( 11, 12, 17) sollicitant l'un ( 3) desdits organes relativement mobiles ( 2,3) à l'encontre de l'action de la différence de pression dans l'étranglement constant ( 5) pour chaque sens d'écoulement du fluide au travers du régulateur( 38), de sorte que pour chaque sens d'écoulement du fluide le mouvement relatif des organes relativement mobiles ( 2,3) est commandé de façon qu'une augmentation de la différen- ce de pression produise une réduction de la grandeur de 11 étranglement variable ( 9). 6 Système de suspension hydraulique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de synchronisation ( 37) comprend une liaison méca- nique-entre les organes de commande ( 31, 32, 33 34), ce qui assure qu'ils se déplacent à la même vitesse pour com- mander l'allure du réglage.