Brevet FR2606711A1 — publié le 19880520

L'invention part d'un dispositif pour la suspension avec utilisation de L'air comprimé comme fluide d'appui d'un vehicule à plusieurs essieux arrière dont l'un au moins sert d'essieu moteur et dont au moins un autre sert d'essieu arrière non commandé, en particulier d'essieu relevable, comprenant - des ressorts pneumatiques d'un essieu moteur, placés entre L'essieu moteur et La carrosserie du véhicule, ainsi que des ressorts pneu matiques de l'essieu relevable, placés entre l'essieu relevable et la carrosserie du véhicule, - des soupapes par lesquelles les ressorts pneumatiques de l'essieu moteur et de l'essieu relevable peuvent être reliés à une source de fluide de pression ou à l'atmosphère, les soupapes pouvant être commandées de manière que les ressorts pneumatiques d'un des deux essieux soient alimentés en air comprimé et que, en même temps, les ressorts pneumatiques de l'autre essieu soient détendus et - un ressort pneumatique de levage, en lui-même connu, pour soulever l'essieu relevable et qu'un dispositif de distribution permet de relier à la source de fluide de pression ou à l'atmosphère. Sur de tels véhicules, l'un seulement de plusieurs essieux arrière porte des roues motrices dans la plupart des cas, tandis que les autres essieux arrière, non commandés, n'ont pas de fonction motrice. Dans le cas des véhicules à essieu en tandem par exemple, L'essieu situé à l'avant des deux essieux arrière est moteur dans la plupart des cas, mais il n'en est pas ainsi obligatoirement. Le plus souvent, l'essieu non moteur, appelé ci-après "essieu relevable", est susceptible d'être soulevé par un dispositif, tel qu'un ressort pneumatique de levage. L'essieu en question est soulevé surtout lorsque le véhicule est seulement peu chargé, dans le but d'éviter ainsi les pertes par frottement dues à l'essieu relevable.Par contre, lorsque le véhicule est chargé plus fortement, l'essieu relevable est abaissé et ses ressorts pneumatiques sont gonflés à la même pression d'air que les ressorts pneumatiques de l'essieu moteur, ou avec une pression présentant un rapport défini avec celle-ci, de sorte que la charge du véhicule se répartit uniformément ou proportionnellement sur Les deux essieux. Par la demande de brevet allemand DE-OS 34 28 867, on connaît un dispositif pour une suspension à air comprimé, du type décrit ci-dessus, avec lequel les opérations "alimentation en air comprimé des ressorts pneumatiques de l'essieu moteur" et "détente des ressorts pneumatiques de l'essieu relevable" peuvent se dérouler simultanément et il en va de même pour les opérations inverses "détente des ressorts pneumatiques de l'essieu moteur" et "alimentation en air comprimé des ressorts pneumatiques de l'essieu relevable". Cette superposition d'opérations de réglage dans des sens contraires permet une adaptation particulièrement rapide de la répartition de la charge sur les essieux, par exemple dans le but de faciliter le démarrage du véhicule.En effet, en alimentant les ressorts de L'essieu moteur en air comprimé et en détendant en même temps les ressorts de L'essieu relevable - avec le soutien éventuel procuré par le soulèvement de l'essieu relevable au moyen d'un ressort pneumatique de levage - la charge et la pression d'appui de l'essieu moteur peuvent être augmentées, ce qui conduit à une meilleure traction du véhicule dans des situations difficiles, par exemple sur une surface de roulement instable. Ce dispositif connu a l'inconvénient d'être onéreux en raison du nombre élevé des soupapes employées. L'un des buts de l'invention est d'éviter cet inconvénient. Selon l'invention, un dispositif comme défini au début est caractérisé en ce que les ressorts pneumatiques de L'essieu relevable sont reliés entre eux et le dispositif comporte, en tout, six soupapes pour commander la pression de l'air dans les ressorts pneumatiques des deux essieux et dans le ressort pneumatique de levage. Un tel dispositif a l'avantage de permettre la régulation indépendante de la pression de l'air dans les ressorts de l'essieu moteur et de l'essieu relevable et ceci également avec'un plus petit nombre de soupapes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est un schéma fonctionnel d'un dispositif selon l'invention. Sur le dessin, les références 1 et 2 désignent des ressorts pneumatiques de L'essieu moteur, disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal d'un véhicule et formant un coussin d'air élastique entre un essieu moteur (TrA) et une carrosserie de véhicule. Derrière les ressorts pneumatiques 1 et 2 de l'essieu moteur, dans le sens de marche du véhicule, se trouvent des-ressorts pneumatiques 3 et 4 d'un essieu relevable (LiA), formant également un coussin d'air élastique entre cet essieu et la carrosserie du véhicule. Le dessin ne montre pas la suspension de l'essieu avant du véhicule. Celui-ci peut être équipé en plus d'un ressort pneumatique de levage 5 qui sert à soulever l'essieu relevable. Le dispositif est alimenté en air comprimé à partir d'une source de fluide sous pression 6; de l'air excédentaire peut s'échapper par une soupape de retenue 7. Une première conduite d'alimentation 10 amène de L'air comprimé à un dispositif de distribution 12 pour l'essieu moteur, tandis qu'une seconde conduite d'alimentation 15 amène de l'air comprimé à un dispositif de distribution 17 pour l'essieu relevable. Le dispositif de distribution 12 pour l'essieu moteur est constitué de trois soupapes 21, 22 et 23 et fonctionne comme suit. A sa première position, la soupape 21 coupe la première conduite d'alimentation 10 et relie en même temps les soupapes 22 et 23 à l'atmosphère. A sa seconde position, la soupape 21 relie les soupapes 22 et 23 à la source de fluide de pression 6. Les soupapes 22 et 23 sont de même type et fonctionnent à la façon d'une soupape d'arrêt, donc en établissant ou en coupant une liai son. Les soupapes 22 et 23 sont raccordées d'une part à la soupape 21 et d'autre part aux ressorts pneumatiques 1 et 2 de l'essieu moteur, chacune des soupapes 22 et 23 servant à L'alimentation en air comprimé d'un des ressorts 1, 2. Le dispositif de distribution 17 pour l'essieu relevable est constitué également de trois soupapes 31, 32 et 33 et son fonctionnement est le suivant : La soupape 31 coupe un passage dans sa première position et libère ce passage dans sa seconde position, ce qui permet l'établissement d'une liai son entre le ressort de levage 5 et la canalisation reliant les soupapes 21 et 22, respectivement 22 et 23. La soupape 32 est fermée à sa première position et relie la seconde conduite d'alimentation 15 aux ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable à sa seconde position. La soupape 32 sert donc à L'alimentation en air comprimé des ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable, tandis que la détente de ces ressorts s'opère par la soupape 33 lorsque celleci est commutée à sa seconde position. A cette position, la soupape 33 relie les ressorts 3 et 4 de L'essieu relevable à l'atmosphère, tandis que cette communication est fermée à la première position de la soupape 33. Une condu-ite de liaison 35 relie les ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable entre eux et aux soupapes 32 et 33. Des capteurs de pression 41, 42, 43 et 44 servent à détecter la pression de l'air dans chacun des ressorts pneumatiques 1 et 2 de L'essieu moteur, dans les ressorts pneumatiques 3 et 4 de l'essieu relevable, présentant une pression à peu près égale, ainsi que dans le ressort de levage 5. Les capteurs 41 à 44 génèrent un signal électrique qui est envoyé à une unité de commande électrique 45. Cette unité reçoit également des signaux de mesure d'au moins deux capteurs de déplacement 48, 49 qui sont installés sur la carrosserie ou sur des éléments de l'essieu moteur et qui détectent la distance entre une roue et la carrosserie sur chaque côté du véhicule. L'unité de commande électronique 45 forme des signaux de sortie par lesquels sont commandées les soupapes 21, 22, 23, 31, 32 et 33. Toutes ces soupapes peuvent être réalisées comme des soupapes à rappel par ressort, à commande par fluide de pression et possédant chacune un raccordement de commande pneumatique actionné par un électro-aimant pilote. Les électro-aimants de pilotage de toutes les soupapes 21, 22, 23, 31, 32 et 33 sont connectés Far des lignes électriques à L'unité de commande électronique 45. On peut utiliser également des électrovannes commandées directement à la place de ces soupapes pilotées. Outre celles déjà décrites, L'unité de commande électronique 45 peut recevoir encore d'autres grandeurs de'mesure, telles que la vitesse du véhicule, détectée à l'aide d'un tachymètre. Des valeurs de consigne du dispose'if de suspension à air comprimé, telles que la distance entre la caisse du véhicule et les essieux et les pressions d'air dans les ressorts pneumatiques 1, 2, 3 et 4, ainsi que dans le ressort de levage 5, sont stockées dans une mémoire de l'unité de commande électronique 45. Un dispositif de comparaison de cette unité compare les valeurs de consigne avec les valeurs réelles eut fournit, en cas d'écarts, des impulsions de commande par des lignes électriques aux soupapes 21 à 33. L'unité 45 peut être connectée en plus à des commutateurs à commande manuelle. Il devient ainsi possible d'agir manuellement sur les pressions dans les ressorts pneumatiques, par exemple afin de faciliter le départ du véhicule. Le mode de fonctionnement du dispositif sera décrit ci-après par plusieurs exemples. Lors du chargement, la carrosserie du véhicule s'abaisse à mesure que la charge augmente. Les capteurs de déplacement 48, 49 signalent à l'unité de commande électronique 45 que la distance entre la carrosserie et l'essieu moteur diminue, ce qui déclenche une opération de commande, laquelle rétablit la distance normale préfixée entre la carrosserie et cet essieu. L'élévation de la pression nécessaire à cet effet dans les ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur s'effectue par l'ouverte ture des soupapes 21, 22 et 23, de sorte que de l'air comprimé de la source 6 pénètre dans les ressorts 1 et 2. Les ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable peuvent être alimentés simultanément en air comprimé par L'ouverture de la soupape 32. L'alimentation des ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur et l'alimentation des ressorts 3 et 4 de L'essieu relevable s'effectuent indépendamment l'une de L'autre puisqu'elles sont réalisées par les deux conduites d'alimentation indépendantes 10 et 15. Le rappor de la pression dans les ressorts 1 et 2 de L'essieu moteur à la pression dans les ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable est fixé dans L'unité de commande électronique 45.Comme déjà décrit, la pression dans les différents ressorts pneumatiques est déterminée à l'aide des capteurs 41, 42 et 43. Il n'est pas utile de décrire ici en détail les critères de fixation du rapport de pression, mais on s'efforcera en règle générale de gonfler les ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur de manière que ce dernier supporte la charge maximale admissible et que L'essieu relevable supporte La charge excédentaire (en vue de l'optimisation de la traction). Lorsque le chargement du véhicule est terminé, les soupapes 22, 23 et 32 sont ramenées à leur première position ou position de fermeture. Au déchargement du véhicule, la carrosserie s'élève à mesure que la charge diminue. Les capteurs de déplacement 48, 49 signalent à l'unité de commande 45 que la distance entre la carrosserie et L'essieu moteur augmente, ce qui déclenche une opération de commande rétablissant la distance normale préfixée entre la carrosserie et cet essieu. A cet effet, les soupapes 22 et 23 sont ouvertes, tandis que la soupape 21 est amenée à sa première position d'établissement de la communication avec l'atmosphère, si bien que les ressorts 1 et 2 de L'essieu moteur sont détendus dans l'atmosphère. La soupape 33 est ouverte aussi, avec le résultat que les ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable se détendent également dans l'atmosphare. La détente des ressorts 1 à 4 est surveillée aussi par les capteurs de pression 41, 42 et 43 et est signalée à l'unité 45 sous forme de signaux électriques. Le ressort pneumatique de levage 5 peut participer aussi aux opérations décrites lors du chargement et du déchargement du véhicule. Dans ce cas, L'alimentation en air comprimé du ressort de levage 5 - soulevant l'essieu relevable dans son ensemble provoque, à travers la soupape 31 ouverte, la détente des ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable et, par suite, l'augmentation simultanée de la charge des ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur. L'alimentation en air comprimé du ressort de levage 5 conduira donc à l'abaissement de la carrosserie, ce qui doit être compensé par l'augmentation de la pression des ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur.Etant donné que, dans le cas inverse, la mise à l'échappement du ressort de levage 5 provoque, à travers la soupape 33 ouverte, L'élévation de la pression dans les ressorts 3 ef 4 de l'essieu relevable et la montée de la carrosserie, cette montée doit être compensée par une détente des ressorts 1 et 2 de L'essieu moteur. Donc, des processus de réglage sur le ressort de levage 5 et sur les ressorts pneumatiques 1 et 2 de l'essieu moteur peuvent se dérouler seulement, ce qui est judicieux, dans le même sens; pour cette raison, le ressort de levage 5 est raccordé, à travers la soupape 31, à la conduite d'alimentation qui mène aux ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur. Au cas où le véhicule est chargé ou déchargé unilatéralement, les capteurs de déplacement 48 et 49 indiquent des niveaux différents pour les deux côtés du véhicule. Les capteurs de pression 41 et 42 peuvent également signaler des pressions différentes dans les ressorts 1 et 2 de L'essieu moteur sur les deux côtés du véhicule. Les soupapes 22 et 23 sont alors actionnées différemment, de manière que la carrosserie soit ramenée à sa position parallèle à cet essieu. En cas de besoin, par exemple pour faciliter Le départ du véhicule sur un sol peu stable, la charge de l'essieu moteur peut être accrue, si la charge du véhicule le permet. A cet effet, les ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur sont alimentés en air comprimé, ce qui peut être déclenché par exemple par la manoeuvre manuelle d'un interrupteur, et les ressorts3 et 4 de L'essieu relevable peuvent être détendus. Le ressort de levage 5 ne participe pas, normalement, à cette opération. C'est seulement au cas où une augmentation plus importante de la charge de l'essieu moteur est désirée que l'on peut produire cet effet par Le soulèvement de L'essieu relevable au moyen du ressort 5.Cependant, ce soulèvement n'est possible que si la pression dans les ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable est égale ou inférieure à une pression résiduelle préfixée et si le soulèvement de l'essieu relevable nwentraîne pas le dépassement de la pression maximale admissible dans les ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur. Les opérations de réglage déclenchées pour faciliter le départ du véhicule peuvent se dérouler très rapidement parce que l'alimentation en air comprimé des ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur peut s'opérer en même temps que la mise à l'échappement des ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable. Dans ce but, les soupapes 21, 22 et 23 sont ouvertes de manière que de L'air comprimé de la source 6 parvienne aux ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur; la commutation de la soupape 33 à sa position ouverte provoque en même temps l'échappement à l'atmosphère d'air des ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable. Ce processus destiné à faciliter le départ du véhicule peut être terminé de nouveau par la manoeuvre d'un interrupteur à commande manuelle ou peut être déclenché par un circuit de temporisation.L'arrêt de ce processus déclenche la détente des ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur et l'alimentation en air comprimé des ressorts 3 et 4 de l'essieu -relevable. Dans ce but, la soupape 21 est amenée à sa première position et les ressorts 1 et 2 de l'essieu moteur sont détendus à L'atmosphère; de plus, les soupapes 32 et 33 du dispositif de distribution 17 sont commutées, de sorte que la soupape 33 se ferme et la soupape 32 relie les ressorts 3 et 4 de l'essieu relevable à la source de fluide de pression 6. Le dispositif permet, par conséquent, la superposition d'opérations de réglage de sens contraires sur l'essieu moteur et sur L'essieu relevable. L'alimentation en air comprimé des ressorts pneumatiques de l'un des essieux et la détente des ressorts pneumatiques de l'autre (et inversement) peuvent se dérouler simultanément. Grâce à la commande séparée des deux essieux, les opérations de réglage pour la répartition de la charge sur les essieux et pour le maintien de l'assiette peuvent s'effectuer très rapidement. REVENDICATION Dispositif pour la suspension avec utilisation de l'air comprimé comme fluide d'appui d'un véhicule à plusieurs essieux arrière dont l'un au moins sert d'essieu moteur et dont au moins un autre sert d'essieu arrière non commandé, en particulier d'essieu relevable, comprenant - des ressorts pneumatiques d'un essieu moteur, placés entre l'essieu moteur et la carrosserie du véhicule, ainsi que des ressorts pneu matiques de L'essieu relevable, placés entre l'essieu relevable et la carrosserie du véhicule, - des soupapes par Lesquelles les ressorts pneumatiques de l'essieu moteur et de l'essieu relevable peuvent être reliés à une source de fluide de pression ou à l'atmosphère, les soupapes pouvant être commandées de manière que les ressorts pneumatiques d'un des deux essieux soient alimentés en air comprimé et que, en même temps, les ressorts pneumatiques de L'autre essieu soient détendus et - un ressort pneumatique de levage, en lui-même connu, pour soulever l'essieu relevable et qu'un dispositif de distribution permet de relier à la source de fluide de pression ou à l'atmosphère, caractérisé en ce que - les ressorts pneumatiques (3, 4) de L'essieu relevable sont reliés entre eux et - Le dispositif comporte, en tout, six soupapes (21, 22, 23, 31, 32, 33) pour commander la pression de l'air dans les ressorts pneuma tiques (1, 2, 3, 4) des deux essieux et dans le ressort pneumatique de levage (5).