Brevet FR2574349A1 — publié le 19860613

La présente invention a pour objet un élément de suspension hydropneumatique d'un véhicule lourd, ou du train d'atterrissage d'un aéronef. Plus particulièrement, l'invention est re- lative à un élément de suspension du type comprenant un corps tubulaire solidaire d'une roue, monté cou- lissant sur une tige articulée sur le châssis du véhi- cule, le corps tubulaire contenant une chambre de gaz et une chambre de liquide hydraulique séparée en deux compartiments par une bague centrale fixée à la tige. Dans les éléments de suspension de ce genre, la chambre de gaz est habituellement séparée de la chambre de liquide hydraulique par un piston mobile ou par une membrane souple. On constate qu'en pratique, l'étanchéité ainsi réalisée entre l'huile et le gaz n'est pas toujours satisfaisante. De plus, cette mem- brane ou ce piston n'assure qu'une isolation thermique insuffisante entre le gaz et le liquide hydraulique. Il en résulte que le laminage du liquide hydraulique provoqué par les oscillations du corps tubulaire sur la tige lorsque le véhicule est en mouvement, notam- ment.sur terrains accidentés (-par "laminage" on entend les va-et-vient répétés de l'huile par des rétrécisse- ments de passage d'un compartiment à l'autre de la chambre hydraulique durant les oscillations), provoque un échauffement de l'huile qui se transmet au gaz à travers la membrane souple ou le piston. De ce fait, le volume du gaz augmente et modifie de manière indésirable la garde au sol du véhicule. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Conformément à l'invention, l'élément de suspension est caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un dispositif de laminage du liquide hydraulique, agencé extérieurement au corps tubulaire. Ainsi, les va-et-vient du liquide hydrau- lique se font en partie à l'extérieur du corps tubulaire, ce qui permet d'évacuer à l'extérieur de l'élément de suspension la plus grande partie de la chaleur emmagasinée par le liquide, donc sans pro- voquer d'échauffement sensible du gaz. Suivant un mode de réalisation de l'inven- tion, le dispositif de laminage comprend un corps fixé latéralement au corps tubulaire, dans lequel sont mé- nagées deux chambres communiquant entre elles ainsi- qu'avec deux conduits de circulation de liquide hy- draulique agencés dans le corps tubulaire, et qui débouchent dans les extrémités opposées de la chambre de liquide hydraulique, les chambres précitées conte- nant chacune un moyen anti-retour dont l'un assure l'amortissement de la compression et l'autre l'amor- tissement de la.détente. Ainsi la chaleur emmagasinée par le laminage de l'huile est transmise pour la plus grande partie i ce dispositif, d'o elle est dissipée dans l'at- mosphère extérieure. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, la chambre de gaz et la chambre de li- quide hydraulique sont'séparées par un épaulement an- nulaire intérieur du corps tubulaire formant palier, et par lequel le corps tubulaire est en appui coulis- sant sur la tige, cet épaulement étant pourvu de mo- yens assurant l'étanchéité entre les chambres de gaz et de liquide hydraulique. Un tel palier, réalisé -avec une longueur suffisante, assure une étanchéité pratiquement absolue entre l'huile et le gaz. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de réalisation à titre d'exemple non limitatif: - La Figure 1 est une vue en perspective schématique de l'élément de suspension visé par l'invention et de ses articulatioons sur le châssis du véhicule; - les Figures 1A et lB sont deux demi-vues complémentaires en coupe axiale longitudinale d'une forme de réalisation de l'élément de suspension hy- dropneumatique pour véhicule lourd visé par l'inven- tion, ces demi-vues étant raccordées suivant la ligne A-B; - la Figure 2 est une vue en coupe trans- versale suivant II-II de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue en coupe longi- tudinale du dispositif de laminage équipant l'élément selon l'invention, suivant III-III de la Figure 1; - la Figure 4 est une vue en coupe longitu- dinale d'un dispositif de dilatation du liquide hy- draulique suivant IV-IV de la Figure 1, ce dispositif étant fixé latéralement au corps tubulaire. L'élément de suspension hydropneumatique représenté aux dessins est destiné a équiper une roue 1 d'un véhicule lourd, ou du train d'atterrissage d'un aéronef, à chaque roue 1 étant associé un tel élément, dont l'axe longitudinal X-X est normalement vertical. Cet élément comprend un corps tubulaire 2 solidaire de 1-'essieu 3 de la roue 1, monté coulissant sur une tige 4 articulée sur le châssis 5 du véhicule, de manière connue en soi. De plus, le corps 2 est articulé sur un bras de suspension B.(Figure 1) lié au châssis'5 du véhicule de manière connue. Ce corps tubulaire 2 est formé de deux par- ties coaxiales entre elles et avec le bras 4, donc d'axe commun X-X: une première partie tubulaire 6 dont l'extrémité inférieure est fixée à l'essieu 3, et une seconde partie tubulaire 7 pourvue à son extrémité inférieure d'un renflement cylindrique 9 dans lequel vient s'emboiter l'extrémité 8 de la première partie 6, l'extrémité 8 étant fixée au renflement 9 par tout moyen approprié tel que par exemple vissage. La partie inférieure 6 du corps tubulaire 2 contient une chambre de gaz comprimé 11, par exemple de l'azote, pouvant être introduit par un chapeau terminal 12 de manière connue en soi, tandis que la seconde partie tubulaire -7 renferme une chambre 13 de liquide hydraulique, de préférence de l'huile. La chambre 13 est délimitée par la paroi intérieure de la partie tubulaire 7 et par la périphérie de la tige 4, et est donc annulaire, l'huile pouvant être introduite dans la chambre 13 par une tubulure 14 d'alimentation. Suivant l'invention, l'élément de suspension est pourvu d'un dispositif de laminage 15 du liquide hydraulique (que l'on supposera être de l'huile dans la suite de la description), agencé extérieurement au corps tubulaire 2. Le dispositif de laminage 15 comprend un corps 16 fixé latéralement par des vis 20 à la partie tubulaire 7 du corps 2, et dans ce corps 16 sont ménagées deux chambres 17, 18 communiquant entre elles par un passage central 19 ainsi qu'avec deux conduits 21, 22 de circulation de l'huile, agencés dans la partie 7 du corps 2. Les conduits 21, 22 débouchent sur des butées annula-ires opposées 23, 23a de la chambre 13, laquelle est divisée en deux compartiments - 13a, 13b par une bague centrale 25 fixée à la tige 4, et sur laquelle la partie tubulaire 7 peut coulisser de manière étanche. Les conduits 21, 22 de laminage de l'huile débouchent donc respectivement dans les chambres 17 et 18 du dispositif de laminage 15 par des perçages du corps 16 (non visibles dans le plan de la Figure 3), ces chambres étant reliées au passage central 19 par des alésages 26, 27. Le passage central 19 peut être fermé par un clapet 28 monté coulissant dans un alésage transversal 29 dans lequel débouchent deux tubulures 31, 32 qui communiquent avec la tubulure 14. Cette dernière constitue avec le clapet 28 un circuit permettant le blocage de toute circulation d'huile dans la chambre 13 lorsqu'on commande de manière connue en soi, la fermeture du passage 19 par le clapet 28, l'élément de suspension étant ainsi lui-même bloqué dans une position prédéterminée. Chaque chambre 17, 18 du dispositif de la- minage 15 est munie d'un moyen anti-retour, à savoir dans l'exemple décrit une bille respective 33, 34 sollicitée par un ressort 35, 36 sur un siège formé dans une pièce 37, 38 fixée dans la chambre 17, 18 et percée d'un canal 39, 41t. Ce dernier débouche dans un compartiment 17a, 18a qui communique lui-même avec l'ouverture 26, 27 et le passage central 19. Les pièces 37, 38 traversent des supports , 60 fixés dans le corps 16 et qui délimitent res- pectivement, d'une -part la chambre 17 et le compar- timent 17a, et d'autre part la chambre 18 et le com- partiment 18a,- Les supports 50, 60 sont respectivement traversés par plusieurs perçages 70, 72 (dont un seul pour chaque support est visible dans le plan de la Figure 3), qui font communiquer les chambres 17, 18, et les compartiments 17a, 18a. Les perçages 70 du support 50 sont normalement obturés par des clapets déformables 71 correspondants, solidarisés avec le support 50 et disposés autour de la pièce 37, ces clapets 71 pouvant se soulever lorsque la pression d'huile dans les perçages 70 est suffisante. De même, des clapets déformables 73 similaires aux clapets 71 sont fixés sur la face du support 60 délimitant le compartiment 18a, et obturent normalement les perçages 72. Ces clapets 73 peuvent se soulever et laisser pas- ser l'huile des perçages 72 dans le compartiment 18a, lorsque la pression d'huile dans les perçages 72 est suffisante. Ainsi, les conduits 21, 22 débouchant res- pectivement dans les chambres 17, 18, une circulation d'huile dans le conduit 21 vers le dispositif de la- minage 15 (suivant la flèche F sur la Figure 1A), tra- verse la chambre 17, les perçages 70, soulève les clapets dèformables 71, traverse le compartiment 17a, l'ouverture 28, le passage 19. l'ouverture 27 et.le compartiment 18a, décolle la bille 34 de son siège, passe dans la chambre 18 et de là dans le conduit 22. puis dans le compartiment 13b de la chambre hydrau- lique 13. Inversement, l'huile chassée par le conduit 22 entre dans le compartiment 18. traverse les perçages 72, soulève les clapets déformables 73, traverse le compartiment 18a, l'ouverture 27, le passage 19, l'ouverture 26 et le compartiment 17a, puis décolle la bille 33 de son siège et traverse la chambre 17 pour s'écouler dans'le compartiment 13a par le conduit 21. La chambre 1.7 et le clapet 33, 35 assurent l'amortissement de la compression de l'huile, tandis que la chambre 18 et le clapet anti-retour 34, 36 assurent l'amortissement de la détente, durant les oscillations successives-de l'élément de suspension. Suivant une particularité de l'invention, la chambre 11 de gaz comprimé et la chambre 13 d'huile sont séparées par un palier annulaire 42 du corps tubulaire 2, et par lequel le corps 2 est en appui coulissant sur la tige 4, cet épaulement ou palier 42 étant pourvu de moyens assurant l'étanchéité entre les chambres 11 et 13. Dans l'exemple décrit, le palier 42 constitue l'extrémité de la partie tubulaire 6 embol- tée dans la partie terminale 9 de la partie tubulaire 7, et les moyens d'étanchéité entre les chambres 11 et 13 comprennent deux joints dynamiques internes 43, logés dans des gorges du palier 42 et qui sont en contact coulissant étanche avec la surface du bras 4. Un joint statique extérieur 44 logé dans une gorge correspondante tournée vers l'extérieur assure l'étanchéité entre la chambre 13 et la paroi intérieure de la partie terminale 9. Enfin, deux ba- gues porteuses 45 sont logées dans le palier 42 de part et d'autre des joints dynamiques 43, et en con- tact coulissant avec la tige 4, et un évidement an- nulaire 46 est agencé à l'extrémité du palier 42 contiguë à la chambre 13. Cet évidement 46 constitue une butée haute susceptible de recevoir en fin de course un épaulement conjugué 47 formé sur la bague 25. De plus, cet in- tervalle annulaire assure un amortissement de la fin de la course du corps tubulaire 2 sur la tige 4, par laminage-de l'huile lorsque l'épaulement 47 vient s'engager dans l'évidement 46. La bague 25 est fixée à la tige 4 par un jonc 49 du côté du compartiment 13b, et par un cir- clips 51 du côté du compartiment 13a. Deux joints dvnamiques 52 montes dans la bague 25 assurent l'étanchéité entre celle-ci et la partie tubulaire 7, et un joint statique 53 garantit l'étanchéité entre la tige 4 et la bague 25, une bague porteuse 54 étant enfin disposée entre les joints 52. L'extrémité de la partie tubulaire 7 la plus proche de l'articulation de la tige 4 sur le châssis 5 est munie d'un palier 55 similaire au palier 42, fixé par tout moyen approprié tel que vissage ou soudure à la partie terminale du corps 7, et en appui coulissant étanche sur le bras 4. Les deux paliers étanches 42, étant donc solidaires de la partie tubulaire 7 du corps 2, sont ainsi séparés par un intervalle constant D, quelles que soient les positions respectives de la tige 4 et du corps tubulaire 2. Le palier 55 présente notamment.à son ex- trémité délimitant le compartiment 13b de la chambre 13, un évidement 46a identique à l'évidement 48 du palier 42, et constituant une butée basse susceptible de recevoir un épaulement saillant correspondant 56 de -la bague 25 en fin de course du corps 2. L'épaulement 56 en pénétrant dans l'évtidement 46a lamine l'huile contenue dans cet évidement et expulsée lors de la pénétration de l'épaulement 56, ce qui a pour effet de freiner énergiquement le corps 2 qui. vient alors en butée à vitesse nulle, cet agencement étant similaire à celui de la butée 23 et de l'évidement 46. Le dispositif de laminage 15 est relié à une chambre de dilatation 58 formée dans un corps cylindrique 59 fixé extérieurement à la partie tubulaire 7 par des vis 10 et permettant la dilatation de l'huile en cas d'échauffement important. A cet effet, la chambre 58 contient un piston coulissant 61, fixé à une extrémité d'un ressort intérieur-coaxial 62 dont l'autre extrémité est solidaire du fond du cylindre 59. La chambre 58 communique avec le passage central 19 du dispositif de laminage 15 par un conduit transversal 63 contournant la partie tubulaire 7. En cas d'échauffement important de l'huile, celle-ci se dilate dans la chambre 58 et repousse le piston 61 contre la sollicitation antagoniste du ressort de rappel 62. L'invention prévoit également de ménager une chambre 64 dans la partie terminale 4a de la tige 4 logée dans la chambre de gaz 11. Cette chambre 64, d'axe X-X, contient un piston 65 pouvant y coulisser de manière étanche grâce à des joints dynamiques 66, et communique, d'un côté du piston 65 avec la chambre de gaz 11 par un alésage 67 formé dans un fond s68 fixé à l'extrémité 4a, et de l'autre côté du piston 65 avec une canalisation 69, d'axe X-X et assurant l'alimentation de la chambre 64 en liquide hydraulique de commande du piston 65. A l'extrémité opposée de la tige 4, la canalisation 69.débouche dans une tubulure 71 d'un circuit d'huile-non représenté.. La position du piston 65. déterminée par la quantité d'huile dans la canalisation 69 et la chambre 64, permet de régler la pression du gaz dans la cham- bre 11 et par conséquent la garde au sol du véhicule ou du train d'atterrissage. Durant les oscillations de l'élément de sus- pension qui vient d& être décrit, lorsque le véhicule roule sur un terrain plus ou moins accidenté, le corps tubulaire. 2 coulisse sur la tige 4, les limites haute et basse de ces oscillations étant déterminées res- pectivement par l'emboitement de l'épaulement 47 dans l'évidement correspondant 46 et par l'emboitement de l'épaulement saillant 56 dans l'évidement 46a du pa- lier 55. Pendant ces oscillations, l'huile des com- partiments 13a, 13b est alternativement chassée dans le dispositif de laminage 15 par l'extérieur de l'évi- dement 46, le conduit 21, la chambre 17, le comparti- ment 17a, le passage central et la chambre 18 avec ouverture du clapet anti-retour 34, 36 durant la course de compression, et inversement durant la course de détente par l'extérieur de l'évidement 46a du pa- lier 55. le conduit 22, la chambre 18, les perçages 72, le compartiment 18a, le passage central 19,- la chambre 17 avec ouverture du clapet 33, 35 et enfin retour dans le compartiment 13a par le conduit 21. En fin de course, les intervalles e assurent l'amortis- sement sur les butées 23, 23a et l'huile échauffée par ce laminage dissipe la plus grande partie-de sa cha- leur pendant son passage dans le dispositif de lami- nage 15. Ainsi la chaleur emmagasinée par l'huile n'est pas transmise au gaz de la chambre 11, et la garde au sol du véhicule n'est pas déréglée intem- pestivement. D'autre part, comme déjà indiqué, la sépa- ration des chambres 11 et 13 par le palier 42 assure une étanchéité.quasiabsolue entre l'huile et le gaz, et donc une meilleure isolation thermique entre ces deux fluides. Le fait de prévoir deux paiiers 42, 55 avec entre eux une distance constante, présente un avantage important, car cette distance constante assure une ré- sistance constante de l'élément de suspension à la torsion provoquée par les déplacements de la-roue 1. En effet, une telle résistance constante à la torsion ne serait pas obtenue si- le deuxième palier était fixé à un piston mobile,- comme cela est le cas dans certaines réalisations connues. On obtient donc ainsi une meilleure résistance mécanique de l'élément de suspension. Enfin, l'agencement du piston coulissant 65 dans la chambre 64 de la tige 4 permet de faire varier la pression du gaz dans la chambre 11, donc la garde au sol du véhicule. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et peut comporter de nombreuses variantes d'éxécution. Le dispositif de laminage 15 notamment peut être remplacé par tout autre dispositif équivalent à celui représenté aux dessins, assurant le refroidissement de l'huile à l'extérieur du corps 2, et les paliers 42, 55 peuvent éventuellement ne com- porter qu'un seul joint dynamique 43. REVENDICATIONS 1 - Elément de suspension hydropneumatique d'un véhicule lourd notamment blindé, ou du train d'atterrissage d'un aéronef, comprenant un corps tu- bulaire (2) solidaire du moyeu (3) d'une roue (1), articulé au bas du châssis (5) par un bras (B) et monté coulissant sur une tige (4) articulée sur le châssis (5) du véhicule. le corps tubulaire.(2) contenant une chambre de gaz (11) et une chambre de liquide hydraulique (13) séparée en deux compartiments (13a. 13b) par une bague centrale (.25) fixée a'la tige (4), caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un dispositif de laminage (15) du liquide hydraulique, agencé extérieurement au corps tubulaire (2). 2 - Elément de suspension selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le dispositif de - laminage (15) comprend un corps (16) fixé latéralement au corps tubulaire (2), dans lequel sont ménagées deux chambres- (17, 18) communiquant entre elles ainsi qu'avec deux conduits (21, 22) de circulation de li- quide hydraulique agencés dans le corps tubulaire (2), et qui débouchent dans les extrémités opposées de la chambre de liquide hydraulique (13), les chambres pré- citées (17, 18) contenant chacun un moyen anti-retour (33, 34) dont l'un assure l'amortissement de la com- pression et l'autre l'amortissement de la détente. 3 - Elément de suspension selon la reven- dication 2, caractérisé en ce -que les deux chambres (17, 18) du dispositif de laminage (15) sont reliées par un passage (19) susceptible d'être obturé par un clapet de fermeture (28) pouvant être commandé par un circuit (14) de blocage.de la suspension. 4 - Elément de suspension selon l'une des revendicationss 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de gaz (11) et la chambre de liquide hydrau- lique (13) sont séparées par un épaulement annulaire intérieur (42) du corps tubulaire (2) formant palier, et par lequel le corps tubulaire (2) est en appui coulissant sur la tige (4). cet épaulement (42) étant pourvu de moyens assurant l'étanchéité entre les chambres '-de gaz (11) et de liquide hydraulique (13). - Elément de suspension selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que l'épaulement ou palier (42) constitue l'extrémité d'une première partie tubulaire (6) emboitée dans une seconde partie tubulaire (7) qui constitue avec la première partie (6) le corps tubulaire (2), et lesdits moyens d'étan- chéité comprennent au moins un joint dynamique interne (43) en contact coulissant avec la tige (4), et au moins un joint externe statique (44) assurant l'étan- chéité entre les deux parties (6, 7) du corps tubu- laire (2). 6 - Elément de suspension selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'ex- trémité du corps tubulaire (2) la plus proche de l'articulation de la tige (4) sur le châssis (5) est munie d'.un palier (55) en contact coulissant et étanche avec la tige (4), ces deux paliers étanches (42, 55) étant solidaires du corps tubulaire (2) et ainsi séparés par un intervalle constant (DI quelles que soient les positions respectives de la tige (4) et du corps tubulaire (2). 7 - Elément de suspension selon la reven- dication 6, caractérisé en ce que les deux paliers (42, 55) du-corps tubulaire (2) sont munis de butées haute et basse (23) respectivement et de moyens d'amortissement en fin de course du corps tubulaire (2), adaptés pour recevoir des épaulements conjugués (47, 5-6) formés sur les côtés opposés de la bague centrale (25) fixée à la tige (,4). 8 - Elément de suspension selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une chambre (54) contenant un piston (65) coulissant de manière étanche est formée dans la tige (4) et communique, d'un côté du piston (65) avec la chambre de gaz (11) et de l'autre côté du piston (65) avec une canalisa- tion (69) d'alimentation en liquide hydraulique de commande du piston (65) ménagée axialement dans la tige (4), la position du piston (65) permettant de régler la pression du gaz et donc la garde au sol du véhicule ou du train d'atterrissage. 9 - Elément de suspension selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dis- positif de laminage (15) est relié à une chambre (58) de dilatation du liquide hydraulique fixée au corps tubulaire (2) contenant un piston (61) sollicité par un organe élastique (62), et permettant la dilatation du liquide en cas d'échauffement important.