Brevet FR2610255A1 — publié le 19880805

- i1 La présente invention concerne une suspension mixte d'essieu de véhicule automobile comportant montés en parallèle des moyens élastiques métalliques et des moyens élastiques hydropneumatiques. Les suspensions d'essieu automobile à ressorts mé- talliques se prêtent difficilement à la correction de hauteur de sorte que la hauteur de l'essieu dé- pend de la charge ainsi que les caractéristiques de rigidité et d'amortissement. Dans ces conditions, il est également difficile de réaliser un amortissement dépendant des paramètres de conduite tels que la vitesse, l'angle du volant, l'accélération ou le freinage. D'autre part, les suspensions à ressorts métalliques présentent des avantages; ainsi, elles admettent en général des fréquences propres plus élevées que les suspensions hydropneumatiques donnant ainsi une impression de rigidité. 2 - On connait des suspensions mixtes d'essieu de véhi- cule automobile qui comportent montés en parallèle des moyens élastiques métalliques et des moyens élastiques hydropneumatiques, les moyens métalliques prenant en compte par exemple 80% de la charge en ordre de marche et les moyens hydropneumatiques pre- nant en compte le reste de la charge de l'essieu. Dans ces suspensions mixtes qui remédient aux in- convénients des suspensions uniquement métalliques et des suspensions uniquement hydropneumatiques, les moyens élastiques hydropneumatiques sont composés d'un élément porteur qui comporte un piston monté coulissant dans un cylindre relié hydrauliquement à un accumulateur de suspension; ces suspensions mix- tes comportent également des moyens de correction de hauteur et des moyens d'amortissement agissant sur les moyens élastiques hydropneumatiques. La présente invention a pour objet une suspension mixte de ce genre dans laquelle on peut faire varier l'amortissement en fonction de divers paramètres de conduite sans modifier la rigidité. Cette suspension est caractérisée en ce que les moyens d'amortissement comprennent un premier amor- tisseur monté sur le piston de l'élément porteur et un deuxième amortisseur monté fixe à l'entrée de l'accumulateur hydropneumatique, ce deuxième amor- tisseur étant associé à un tiroir hydraulique ad- mettant une première position dans laquelle il relie directement l'élément porteur à l'accumulateur et une deuxième position dans laquelle il relie l'élément porteur à l'accumulateur en passant par l'amortis- seur, et des moyens pour déplacer le tiroir en - 3 - fonction d'un paramètre de conduite. Dans cette suspension, l'effet des moyens élastiques métalliques est indépendant de la charge étant don- né la présence du correcteur de hauteur. Une varia- tion de la charge n'agit ainsi que sur les moyens élastiques hydropneumatiques. L'amortissement est normalement réalisé par l'amortisseur monté sur le piston de l'élément porteur. Mais lorsqu'un critère désiré intervient, par exemple la vitesse du véhicu- le, un coup de volant, une accélération ou un frei- nage, l'amortisseur incorporé à l'accumulateur hydropneumatique entre en action et augmente l'amor- tissement. Dans un mode de réalisation particulier de l'inven- tion, le cylindre de l'élément porteur est relié hydrauliquement à l'accumulateur du côté opposé à la tige du piston et le piston est monté périphéri- quement étanche avec l'amortisseur, des liaisons hydrauliques faisant communiquer à travers l'amor- tisseur les deux côtés du piston. Dans ces condi- tions, pendant le débattement du piston, seule la section annulaire autour de la tige du piston inter- vient dans le fonctionnement du premier amortisseur alors que la section de la tige intervient dans le fonctionnement des moyens élastiques hydropneumati- ques et dans celui du second amortisseur. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limita- tif, un mode de réalisation de la suspension mixte selon l'invention, avec référence aux dessins an- nexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en élévation de la suspension; - 4 - La Figure 2 est une vue en coupe axiale à plus grande échelle de la partie supérieure de l'élément porteur; La Figure 3 est une vue semblable à la Figu- re 2 de la partie inférieure de l'élément por- teur; La Figure 4 est une vue en coupe axiale de l'accumulateur hydropneumatique et de son sup- port; La Figure 5 est le schéma hydraulique de la suspension. A la Figure 1, on voit un essieu arrière comprenant pour chaque roue un triangle supérieur 1 qui est monté pivotant en 2 sur la caisse 3 du véhicule, et un triangle inférieur 4 qui est monté pivotant en 5 sur cette caisse. Les deux triangles 1 et 4 sont reliés l'un à l'autre, à leurs extrémités, par le pivot de roue 6. La suspension est assurée d'une part par un ressort de compression métallique 7 qui est interposé entre la caisse 3 et le triangle infé- rieur 4, et d'autre part par un élément porteur qui est désigné d'une façon générale au dessin par la référence 8 et est articulé respectivement en 9 et sur la caisse 3 et sur le triangle 4. Comme on le voit plus particulièrement aux Figu- res 2 et 3, l'élément porteur 8 est constitué par un cylindre 11 à l'intérieur duquel peut coulisser une tige de piston 12, l'étanchéité étant assurée par un joint en matière plastique 13 et un joint torique en élastomère 14 du côté de la haute pres- sion et par un joint torique en élastomère 15 et un joint en feutre 16 du côté de la basse pression. - A la partie inférieure de la tige de piston 12 est soudé un boltier 17 à l'intérieur duquel se trouve une rotule 18 maintenue en place par deux circlips 19 et assurant la liaison de l'élément au triangle 4. A la partie supérieure de la tige de piston 12 est vissé un palier supérieur 20 qui constitue le pis- ton proprement dit et comporte une étanchéité réali- sée par l'ensemble joint en matière plastique 21/joint torique 22. A l'intérieur du palier 20 est serti un amortisseur 23 muni d'un perçage calibré axial, du genre de ceux qui sont représentés à la Figure 1 du brevet FR 2 088 803, sur cet amortisseur 23, un cla- pet 24 est légèrement en tension, la levée de ce clapet étant limitée par une butée 25; le clapet 24 est percé d'un trou 24a plus petit que celui percé dans l'axe de l'amortisseur 23. Par suite, dans le sens de la détente, le liquide traverse le trou 24a alors que dans le sens attaque, le clapet s'écarte de l'amortisseur, en étant limité dans sa course par la butée 25, et le liquide peut passer par le trou plus grand de l'axe de l'amortisseur. La partie supérieure du cylindre 11, c'est-à-dire le côté de l'élément 8 opposé à la tige de piston 12, est fermé par une tête 26 vissée sur celui-ci, l'étan- chéité étant assurée par un joint 27. Cette tête comporte un alésage qui reçoit une rotule 28, main- tenue en place par des circlips 29; deux joints double lèvres 30 mettent la rotule à l'abri des pro- jections d'eau et des poussières. Deux douilles 31 servent à la fixation sur la caisse 3 du véhicule. La tête 26 comporte un conduit 32 qui se termine par un filetage o est fixé un flexible de liaison 33 à une sphère de suspension 34. 6 - A l'intérieur de l'élément porteur 8, entre le cy- lindre 11 et le'piston 12, une butée de détente en caoutchouc 35 limite la course de détente. La butée vient en appui sur une rondelle plastique 36 aména- gée pour laisser passer le liquide par des trous 37 et 38. Un parepoussière 39 vient coiffer la partie inférieure du cylindre et est tenu en place par le collier à double serrage 40. Ce pare-poussière com- porte une première tétine de retour de suintement 41 et une seconde tétine de mise à l'atmosphère 42 dans un endroit à l'abri de la poussière, de façon à per- mettre la respiration du pare-poussière qui envelop- pe totalement la rotule en se plaçant dans les deux gorges des deux rondelles 43 qui servent à la fixation sur véhicule. La sphèrede suspension 34 est vissée sur un support 44, l'étanchéité étant assurée par un joint 45 (voir Figure 4). Ce support comporte trois trous 46 servant à sa fixation sur la structure du véhicule. A l'in- térieur de ce support est placé un amortisseur 47 maintenu en place par un écrou 48. Un tiroir 49 nor- malement maintenu en appui sur un raccord 50 par un ressort 51, lui-même centré par une coupelle 52, met en communication l'orifice d'arrivée 53 du liqui- de venant du conduit flexible 33 et de l'élément porteur 8 avec un conduit 54 menant à la sphère de suspension. Le conduit 55 menant à l'amortisseur 47 est fermé par le tiroir 49. Le ressort 51 est main- tenu par un bouchon 56 solidarisé au support 44 par un jonc 57 et étanchéifié par un joint 58. Une butée 59 limite la course du tiroir 49. Une pis- sette 60 permet le retour des suintements du tiroir au réservoir 61. Un raccord 62 reçoit la canalisa- - 7 - tion qui vient de la pompe 63. Le raccord 50 étan- chéifié par un joint 64 est relié à la pompe 63 par une électro-vanne 65. A la Figure 5 on voit les éléments porteurs 8a et 8b des deux roues de l'essieu avec leurs sphères de suspension 34a et 34b auxquelles ils sont reliés par les flexibles 33a et 33b. Les deux sphères sont reliées par leurs raccords 62 à un correcteur de freinage 66 qui est lui-même relié en 67a et 67b aux circuits de freinage arrière respectivement gauche et droit et en 68 au maître cylindre. Les sphères de suspension sont également reliées à la pompe 63 par l'intermédiaire d'un clapet anti- retour 69 et au réservoir 61 par l'intermédiaire d'une élec- tro-vanne 70 en parallèle de laquelle est prévu un clapet de sécurité 71; la pompe 63 est entrainée par un moteur 72. Un capteur électronique 73 lié mécaniquement au milieu de la barre anti-devers 74 est connecté au moteur 72 et à l'électro-vanne 70 de façon à mettre en service le moteur 72, donc la pompe 63, si le véhicule est trop bas, ou à ouvrir l'électro-vanne 70 si le véhicule est trop haut. Le ressort métallique 7 est défini pour qu'il ne prenne que 80% environ de la charge en ordre de mar- che, soit environ 150 daN à chaque roue; il ne prendra jamais une charge plus élevée puisque le capteur 73 maintient constante la hauteur du véhi- cule. En revanche, l'élément porteur 8 prend en comp- te le restant de la charge en ordre de marche, soit 20% de cette charge; de plus il prend en compte les charges allant de la charge en ordre de marche à la charge limite, ce qui détermine une pression hydrau- lique d'environ 28 bars en ordre de marche et de - 8- 118 bars en charge limite. Comme on l'a indiqué précédemment, l'effet d'amortis- sement produit par l'amortisseur 23 est différent en détente, le liquide devant passer par le petit trou 24a du clapet 24 qui est appliqué sur l'amortisseur 23, et en attaque, le liquide pouvant alors passer par le trou axial plus grand de l'amortisseur. Lorsque l'électro-vanne 65 est fermée, le tiroir 49 est maintenu par le ressort 51 en appui sur le rac- cord 50, position dans laquelle le raccord 53 est directement en communication avec la sphère de sus- pension 34. En revanche, si cette électro-vanne est ouverte, le tiroir se déplace contre l'action du ressort 51 et vient occuper une position dans la- quelle le raccord 53 est isolé du perçage 54 et mis en communication avec le perçage 55; le liquide doit donc traverser l'amortisseur 47 pour aller de l'élé- ment 8 à la sphère de suspension 34 ou inversement. Cet amortisseur vient ajouter un effort d'amortisse- ment supplémentaire en attaque et en détente à celui fourni par l'amortisseur 23. L'électro-vanne 65 peut être commandée par exemple en fonction de la vitesse du véhicule, de l'angle ou de la vitesse de pivote- ment du volant de direction afin d'éviter un angle de roulis trop important, de l'accélérateur pour éviter le cabrage, ou du frein pour éviter la plongée. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. 26 1 0255 - 9 - Revendications 1. Suspension mixte de véhicule automobile compor- tant montés en parallèle des moyens élastiques métal- liques (7) et des moyens élastiques hydropneumatiques composés d'un élément porteur (8) qui comporte un piston (20) monté coulissant dans un cylindre (11) relié hydrauliquement à un accumulateur à membrane (34), des moyens de correction de hauteur (70, 72 et 73) et des moyens d'amortissement agissant sur les moyens élastiques hydropneumatiques, caractérisée en ce que les moyens d'amortissement comprennent un premier amortisseur (23) monté sur le piston (20) de l'élément porteur (8) et un deuxième amortisseur (47) monté fixe à l'entrée de l'accumu- lateur hydropneumatique 34, ce deuxième amortisseur (47) étant associé à un tiroir hydraulique (49) ad- mettant une première position dans laquelle il relie directement l'élément porteur (8) à l'accumulateur (34) et une deuxième position dans laquelle il relié l'élément porteur (8) à l'accumulateur (34) en pas- sant par l'amortisseur (47), et des moyens pour dé- placer le tiroir (49) en fonction d'un paramètre de conduite. 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir hydraulique (49) est en équilibre entre des moyens élastiques (51) et une pression hydraulique qui dépend d'un ou plu- sieurs paramètres de conduite. 3. Suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément porteur (8) est agencé de telle sorte que le fonctionnement du pre- mier amortisseur (23) fait intervenir la section - 10 - annulaire de l'élément porteur alors que les moyens élastiques hydropneumatiques font intervenir la section de la tige (12) du piston (20). 4. Suspension selon la revendication 3, caractérisée en ce que le cylindre (11) de l'élé- ment porteur (8) est relié hydrauliquement à l'accu- mulateur (34) du côté opposé à la tige (12) du pis- ton (20) et en ce que le piston (20) est monté péri- phériquement étanche avec l'amortisseur (23), des liaisons hydrauliques faisant communiquer à travers l'amortisseur les deux côtés du piston. 5. Suspension selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément porteur (8) comporte un clapet de fuite (24) monté en tension et coopérant avec une butée (25) de manière à autoriser une fuite plus importante lorsque l'élément porteur tra- vaille en attaque que lorsqu'il travaille en détente. 6. Suspension selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur (73) sensible à la hauteur de l'essieu et propre à déli- vrer des signaux actionnant une pompe (63) ou une électro-vanne de retour (70) de manière à modifier le volume de liquide des accumulateurs hydropneuma- tiques.