Brevet FR2657302A1 — publié le 19910726

Suspension pneumatique pour véhicule. Plus particulièrement, mais non limitativement, l'invention trouve une application avantageuse pour les semiremorques, poids lourds et plus généralement, tous types de véhicules utilitaires. Actuellement, la course des suspensions pneumatiques est limitée, compte-tenu de leur conception et de leur montage sur le véhicule. A titre indicatif, cette course est de l'ordre de 200 mm. On a illustré figure 1, d'une manière purement schématique, un exemple de réalisation d'une suspension pneumatique, connue sous le nom de suspension à bras tiré. Pour l'es- sentiel, il apparait que l'essieu est solidaire d'un bras, composé d'une ou plusieurs lames élastiques, par exemple, et articulé sur une partie fixe du châssis. L'autre extrémité de ce bras, au niveau de l'essieu notamment, est accouplée à un récepteur pneumatique. Avantageusement, mais non limitativement, ce récepteur pneumatique peut être constitué par un diaphragme composé d'une manière connue d'un piston et d'une membrane en matière déformable, notamment en caoutchouc. Le récepteur pneumatique est lui-même assujetti à un circuit d'air de tout type connu et approprié. En position normale d'utilisation correspondant à aucune sollicitation externe, l'assiette du piston où est accouplé le bras de l'essieu, et l'assiette de la membrane, solidaire d'une partie fixe du châssis, sont situées dans deux plans parallèles. Or, il apparait qu'en cas de sollicitations de l'essieu sous l'effet d'une charge ou autre provoquant le pivotement angulaire de l'essieu, les diaphragmes sont déformés en compression ou en traction selon le cas. Cette déformation a pour conséquence de modifier la position des assiettes qui se trouvent décalées angulairement, et de désaxer, d'une manière importante, le piston et la membrane. Il en résulte que la course du diaphragme est limitée, compte-tenu de ce décalage et de ce désaxage créant des limites de fonctionnement au delà desquelles le diaphragme travaille dans de mauvaises conditions. I1 n'est donc pas possible d'utiliser la totalité de la course du diaphragme et par conséquent d'avoir une suspension avec un grand débattement. Les mêmes inconvénients se retrouvent dans d'autres types de récepteurs pneumatiques tels que les soufflets, ve ....... On conçoit que cette course réduite, non seulement engendre des inconvénients importants, mais limite les applications de la suspension. En effet, dans de nombreux cas, comptetenu des applications recherchées, il est nécessaire de pouvoir disposer d'une suspension avec un grand débattement. L'invention s'est donc fixée pour but de remédier à ces inconvénients d'une manière simple, efficace et rationnelle et trouve une application dans le cas de tout type de suspension mettant en oeuvre au moins un récepteur pneumatique notamment du type diaphragme sans pour cela exclure d'autres formes de réalisations du récepteur, tels que soufflet, verin. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de créer une suspension pneumatique à grand débattement. Un tel problème est résolu en ce que la partie libre du ou des récepteurs pneumatiques opposée à la partie de fixation du ou desdits récepteurs, est montée sur un plateau support oscillant solidaire de l'essieu, ledit support étant équipé de moyens aptes à permettre son maintien en position horizontale, quel que soit le positionnement angulaire du bras articulé recevant l'essieu, de sorte que les parties de fixation du ou des récepteurs demeurent toujours parallèles pour utiliser la totalité de leur course correspondant au plus grand débattement possible. A titre indicatif, il est possible d'obtenir une course de l'ordre de 500 mm, sans pour celà exclure d'autres valeurs résultant des caractéristiques des récepteurs pneumatiques employés ou des caractéristiques des bras supportant l'essieu. Cette suspension pneumatique à grand débattement trouve de nombreuses applications. Par exemple, il est possible de procéder à la transformation d'un ensemble routier en un ensemble férroviaire et réciproquement. La suspension permet de rabattre et d'escamoter l'ensemble de l'essieu. En outre, il est également possible d'abaisser le châssis en position basse maximum en agissant sur le circuit d'air du ou desdits récepteurs. Avantageusement, le problème posé d'obtenir une très grande course de l'essieu depuis une position basse jusqu'à une position haute, est résolu en ce que les moyens sont constitués par une biellette articulée entre une partie du support oscillant et la partie fixe du châssis où est articulé le bras porte essieu de manière à constituer un parallélogramme déformable entre les points d'articulation de ladite biellette, du bras et de l'essieu. La biellette peut être réglable en longueur. Suivant une autre caractéristique, la biellette articulée est accouplée, à l'une de ses extrémités sur une partie dudit support située au droit et en alignement vertical de l'essieu et sur l'arc de cercle correspondant au déplacement angulaire de essieu et à son autre extrémité en alignement vertical avec l'axe d'articulation du bras pivotant recevant 1 'essieu. Pour résoudre le problème posé de ne pas limiter le poids au sol admissible, le support reçoit deux récepteurs pneumatiques disposés symétriquement à l'axe de l'essieu. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir escamoter au maximum l'essieu sous le châssis en position d'éloignement du sol pour certaines applications spécifiques. Ce problème est résolu en ce que la suspension est asservie par un dispositif apte à permettre le relevage de l'essieu recevant le support oscillant en maintenant et respectant la position horizontale dudit support. Avantageusement, pour résoudre le problème d'escamoter l'essieu, le dispositif comprend un bras profilé solidaire à l'une de ses extrémités de l'essieu, tandis que son autre extrémité est articulée à une partie d'un récepteur pneumatique de tout type connu, tel qu'un diaphragme, solidaire d'une partie fixe du châssis. Dans une forme de réalisation préférée, chaque essieu est équipé, deux supports oscillants indépendants et disposés symétriquement à l'axe dudit essieu, chacun desdits supports recevant au moins un récepteur pneumatique en étant assujetti chacun à une biellette articulée pour définir, en combinaison avec l'essieu et le bras le recevant, le parallélogramme déformable. Dans ce cas, le bras du dispositif de relevage est disposé entre les deux supports oscillants d'une manière équidistante et très sensiblement selon l'axe de symétrie de 1 'essieu. L'invention est exposée, ci-après plus en détail, à l'aide des dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe à caractère schéma tique montrant un exemple de réalisation d'une suspension pneumatique selon l'état de la technique. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation de la suspension selon l'invention équipée en outre, d'un dispositif de relevage de l'essieu ; la suspension est représentée en position neutre. Les figures 3 et 4 sont des vues semblables à la figure 2, montrant la suspension respectivement en position extrême haute et en position extrême basse. La figure 5 est une vue en plan et en coupe correspondant à la figure 2, le châssis n'étant pas représenté ; dans l'exemple illustré, l'essieu est équipé de roues en monte jumelées. La figure 6 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de la suspension selon l'invention, non équipée du dispositif de relevage de l'essieu ; la suspension est représentée en position neutre. La figure 7 est une vue semblable à la figure 6, en position basse de la suspension correspondant, par exemple, à l'abaissement du châssis. Plus particulièrement, l'invention concerne une suspension du type de celle comprenant d'une manière connue, un bras composé de plusieurs lames élastiques (1) articulées sur une partie fixe (2) du châssis (c). Sans pour cela sortir du cadre de l'invention, le bras (1) peut être composé d'un ou plusieurs éléments rigides, un silentbloc étant monté en combinaison avec son articulation pour absorber les contraintes. En bout du bras articulé (1) est fixé l'essieu (3) recevant une ou plusieurs roues (R). En outre, l'extrémité libre du bras (1) au niveau de l'essieu (3) est accouplée à un récpeteur pneumatique. On a illustré à titre d'exemple indicatif nullement limitatif, un récepteur pneumatique sous forme d'un diaphragme composé de manière connue, d'un piston (4) et d'une membrane (5). La menbrane (5) est solidaire par sa partie supérieure, au moyen d'une assiette (5a) d'une partie du châssis, tandis que le piston (4) est fixé par une assiette (4a) à une partie de l'essieu (3). La figure 3 montre, par une vue en coupe, un exemple de réalisation d'un diaphragme. Enfin, toujours de manière connue, ce diaphragme est assujetti à un circuit d'air pour faire varier le volume de la membrane (5) agencée à cet effet, et par conséquent, autoriser le déplacement du piston (4) pour correspondre à une position haute ou basse de l'essieu (3). Selon une caractéristique à la base de l'invention, le piston (4) par son assiette (4a) est fixé sur un plateau support oscillant (6), solidaire de l'essieu (3). D'une manière particulièrement importante, le support (6) est équipé de moyens déterminés pour permettre son maintien en position horizontale, quel que soit le positionnement angulaire du bras articulé (1) recevant l'essieu (3). Le montage du diaphragme, par son piston (4), sur le support (6) fixé sur l'essieu avec capacité d'oscillation angulaire, permet, en combinaison avec les moyens auxquels est assujetti ledit support, de maintenir toujours dans deux plans parallèles, les assiettes (4a) et (5a) du piston et de la membrane.Ces dispositions permettent d'utiliser la totalité de la course admissible du diaphragme correspondant à un débattement maximum, depuis une position extrême basse jusqu'à une position extrême haute et inversement. I1 apparait également que le piston (4), dans une position angulaire quelconque du bras (1), demeure positionné très sensiblement coaxialement à la membrane (5). Comme le montrent notamment les figures 2, 3, et 4, les moyens permettant de maintenir le support oscillant (6), toujours dans un plan horizontal, dans l'une ou l'autre des positions angulaires extrêmes du bras articulé (1) sont constitués essentiellement, par une biellette articulée (7). Cette biellette est montée articulée entre une partie (6a) du support oscillant et la partie fixe (2) du châssis où est articulé le bras (1). Le montage de la biellette articulée (7), dans les conditions indiquées, permet de constituer un parallélogramme déformable, entre les points d'articulation (7a) - (7b) de ladite biellette1 le point d'articulation (la) du bras (1) et l'essieu (3). A noter que la biellette d'accouplement (7) peut être réglable en longueur pour toujours maintenir le support oscillant (6) en position horizontale, quel que soit le réglage de parallèlisme de l'essieu. Par exemple, la biellette (7) peut être exécutée à partir d'éléments télescopiques avec moyen de stockage en position. D'une manière préférée mais nullement limitative, compte-tenu du but recherché, le point d'articulation (7a) de la biellette (7) est disposé en alignement vertical avec le point d'articulation (la) du bras (1). De même, le point d'articulation (7b) de la biellette (7) est disposé en alignement vertical avec l'essieu (3). En outre, en position neutre de la suspension, le point d'articulation (7b) de la biellette (7) est situé sur l'arc de cercle correspondant au déplacement angulaire de l'essieu (3) (figure 2). Bien évidemment, le montage oscillant du support (6) sur l'essieu (3) s'opère par tout moyen connu et approprié, en coopérant, par ailleurs, avec des moyens de blocage en translation. Avantageusement, le support oscillant (6) est conformé pour recevoir deux diaphragmes (4) - (5), disposés chacun symétriquement par rapport à l'axe de l'essieu (3). On n'exclut pas pour certaines applications, d'équiper le support (6) d'un seul diaphragme. I1 apparait donc, comme le montre notamment la figure 6, qu'en position basse de la suspension obtenue, par exemple en agissant sur le circuit d'air du diaphragme (4) (5), que le déplacement angulaire du bras (1) supportant l'essieu (3) a provoqué, d'une manière concomittante, le déplacement angulaire de la biellette (7), pour maintenir en position horizontale le support (6), qui a oscillé par rapport à l'essieu, au fur et à mesure de son déplacement angulaire.Les assiettes (4a) et (5a) du diaphragme, dans cette position extrême basse de la suspension, sont toujours positionnées dans deux plans parallèles, comme elles l'étaient au départ, en position neutre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la suspension telle que décrite, peut avantageusement être asservie par un dispositif apte à permettre le relevage de l'essieu (3) recevant le support oscillant (6), en ayant toujours pour objectif de maintenir ledit support en position horizontale en fonction de l'une ou l'autre des positions angulaires extrêmes de l'essieu. Ce dispositif comprend pour l'essentiel, un bras profilé (8) solidaire à l'une de ses extrémités de l'essieu (3), avec une position angulaire fixe. L'autre extrémité du bras (8) est articulée à un piston (9) d'un diaphragme dont la membrane (10) est solidaire d'une partie fixe du châssis (c). On se réfère maintenant, aux figures 3, 4 et 5 montrant les principales phases de fonctionnement de la suspension selon l'invention, équipée du bras de relevage. Bien évidemment, le principe de fonctionnement demeure le même lorsque la suspension n'est pas équipée du bras de relevage. A la figure 2, la suspension est représentée en position neutre, correspondant à la seule charge du véhicule exercée sur l'essieu. A la figure 4, la suspension est représentée en position maximum basse correspondant au déplacement angulaire vers le haut selon la flèche (F1) de essieu. On voit clairement dans cette position, que la biellette (7) a maintenu le support oscillant (6) en position horizontale et par conséquent, les assiettes (4a) et (5a) des pistons (4) et membrane (5) en position horizontale. Cette position correspond à la course maximum du diaphragme en position d'écrasement. I1 est a noter que cette position peut-être obtenue avec ou non l'intermédiaire du bras de relevage (8). Dans le cas où la suspension est équipée du dispositif de relevage, il suffit d'agir sur le diaphragme (10) - (9) de manière à déplacer vers le bas, le piston (9) créant ainsi une force de poussée sur le bras articulé (8), ce qui a pour effet de provoquer d'une manière concomittante, le pivotement angulaire en direction du haut (flèche F1) de l'essieu (3). Dans cette hypothèse, les diaphragmes (4) - (5) de la suspension en tant que tels sont mis en échappement libre. Dans l'autre cas, où la suspension ne présente pas de dispositif de relevage, il suffit d'agir sur le circuit d'air des diaphragmes (4) (5) pour les mettre en échappement libre et provoquer sous le simple poids du véhicule équipé de la suspension, le pivotement angulaire vers le haut (flèche F1) de l'essieu (3) (figure 7). A la figure 3, la suspension est représentée en position maximum haute correspondant au déplacement angulaire maximum de l'essieu (3) (flèche F2). Cette position est obtenue en agissant sur le circuit d'air des diaphragmes (4) (5) pour provoquer le déplacement vers le bas des pistons qui exercent une force de poussée sur l'essieu (3). Cette position correspond à la course maximum du diaphragme en position d'allongement. A noter que dans le cas où la suspension est équipée du dispositif de relevage, le diaphragme (10) - (9) est mis en échappement libre lorsque l'on agit sur les diaphragmes (4) - (5). Avantageusement, comme le montre la figure 5, chaque essieu (3) est équipé de deux supports oscillants indépendants (6) disposés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie (XX') correspondant à l'axe longitudinal du véhicule. (6). Comme indiqué précedemment, chaque support (6) reçoit un ou plusieurs diaphragmes (4-5) et est assujetti à la biellette articulée (7) pour définir en combinaison avec l'essieu (3) et l'articulation des bras élastiques (1) le recevant, le parallèlogramme déformable. I1 y a donc deux montages identiques et rigoureusement symétriques par rapport à l'axe (XX'). Une telle disposition permet, même dans le cas d'un essieu rigide, de faire débattre les deux extrémités de l'essieu, compte-tenu de l'indépendance des deux supports. Dans cette forme de réalisation, le bras de relevage (8) est disposé selon l'axe de symétrie (XX') des deux suspensions selon l'invention, d'une manière équidistante aux deux supports (6). Le piston (9) du diaphragme est fixé sur une plaque (11), tandis que la membrane est fixée par son assiette (10a) à une partie fixe du châssis. L'ensemble du diaphragme (10) - (9) est monté avec une position angulaire (Y) par rapport au châssis. Le montage angulaire du diaphragme (19) permet de réduire ledit axage entre le piston et la membrane sous l'effet du pivotement du bras de relevage (8). La plaque (11) est accouplée par un système de biellette (12) à la partie fixe (2) du châssis où sont articulées les biellettes d'accouplement (7) du support oscillant (6) et les bras élastiques (1) recevant l'essieu (3). I1 apparait donc, compte-tenu des caractéristiques spécifiques de l'invention, telles que définies et illustrées, qu'il est possible d'utiliser le diaphragme de suspension ou tout autre type de récepteur pneumatique, selon la totalité de ses caractéristiques fonctionnelles pour obtenir un débattement angulaire maximum entre deux positions extrêmes avec éventuellement, une position neutre. A titre indicatif nullement limitatif, il est par exemple possible d'obtenir un débattement angulaire correspondant à une course de 360 mm de l'essieu en direction du haut, par rapport à une position neutre et une course de 140 mm dudit essieu en direction du bas. On obtient donc une course totale de 500 mm. Une telle suspension pneumatique, compte-tenu de l'importance de sa course, trouve de nombreuses applications. Par exemple, dans le cas où la suspension est équipée d'un dispositif de relevage de chaque essieu, une application particulièrement avantageuse se trouve dans la transformation des véhicules rail-route. En effet, le grand débattement possible de la suspension compte-tenu des conditions de travail du ou des récepteurs pneumatiques, permet de se dégager du gabarit SNCF au niveau des roues du véhicule Bien évidemment, sans pour cela sortir du cadre de l'invention, la suspension est équipée de tout moyen connu et approprié nécessaire à son bon fonctionnement. Par exemple, cette suspension présente un ou des amortisseurs (13) accouplés respectivement sur une partie de l'essieu et sur une partie fixe du châssis. En outre, la suspension est équipée d'un dispositif de tout type connu et approprié, apte à permettre son blocage et son verrouillage en position haute, tel qu'illustré à la figure 4. De-même, on prévoit pour certaines applications, l'adjonction d'un système escamotable apte à limiter la course de la suspension en créant une effet de butée. Enfin, la suspension ou une partie de l'essieu, peut être équipée de tout système connu et approprié conformé pour limiter le débattement angulaire deladite suspension lorsque le véhicule est soulevé du sol, par exemple. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle - la possiblité d'utiliser la totalité de la course des diaphragmes de suspension, de manière à pouvoir positionner à volonté l'essieu selon différentes positions extrêmes créant ainsi, une suspension pneumatique à grand débattement, susceptible de trouver de nombreuses applications. REVENDICATIONS -1- Suspension pneumatique pour véhicule du type de celle dont l'essieu est solidaire d'au moins un bras (1) articulé sur une partie fixe du châssis, en étant assujetti à au moins un récepteur pneumatique (4) - (5), la partie libre (4a) du ou des récepteurs pneumatiques opposée à la partie de fixation (5a) du ou desdits récepteurs, est montée sur un plateau support oscillant (6) solidaire de l'essieu (3), ledit support (6) étant équipé de moyens (7) aptes à permettre son maintien en position horizontale, quel que soit le positionnement angulaire du bras articulé (1) recevant l'essieu (2), de sorte que les parties de fixation (4a) - (5a) du ou des récepteurs demeurent toujours parallèles pour utiliser la totalité de leur course correspondant au plus grand débattement possible. -2- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce les moyens sont constitués par une biellette (7) articulée entre une partie (6a) du support oscillant (6) et la partie fixe du châssis où est articulé le bras porte essieu de manière à constituer un parallélogramme déformable entre les points d'articulation (7a) - (7b) de ladite biellette (7), du bras (1) et de l'essieu (3). -3- Suspension selon la revendication 2, caractérisée en ce que la biellette (7) est équipée de moyens aptes à faire varier sa longueur. -4- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support (6) reçoit deux récepteurs pneumatiques (4) - (5) disposés symétriquement à l'axe de l'essieu. -5- Suspension selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisée en ce que la biellette articulée (7) est accouplée à l'une de ses extrémités sur une partie du support (6) située au droit et en alignement vertical de l'essieu (3) et sur l'arc de cercle correspondant au déplacement angulaire de l'essieu et, à son autre extrémité, en alignement vertical avec l'axe d'articulation du bras pivotant (1) recevant l'es- sieu -6- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est asservie par un dispositif apte à permettre le relevage de l'essieu (3) recevant le support oscillant (6) en maintenant et respectant la position horizontale dudit support ( 6). -7- Suspension selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif comprend un bras profilé (8) solidaire, à l'une de ses extrémités, de l'essieu (3), tandis que son autre extrémité est articulée à un récepteur pneumatique (10) - (9) solidaire d'une partie fixe du châssis. -8- Suspension selon la revendication 7, caractérisée en ce que le récepteur pneumatique (10) - (9) est monté angulairement par rapport à la partie fixe dont il est solidaire. -9- Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que chaque essieu (3) est équipé de deux supports oscillants et indépendants (6) disposés symétriquement et d'une manière équidistante à l'axe de l'essieu, chaque support recevant au moins un récepteur pneumatique (4) - (5) assujetti à une biellette articulée (7) pour définir, en combinaison avec l'essieu (3) et le bras (1) le recevant, le parallélogramme déformable. -10- Suspension selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que le bras (8) du dispositif de relevage est disposé entre les deux supports oscillants (6) d'une manière équidistante. -11- Suspension selon l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisée en ce que la partie (9) du récepteur pneumatique est fixée sur une plaque (11) accouplée par un système de biellettes (12) à la partie fixe du châssis où sont articulées les biellettes d'accouplement (7) de chacun des supports oscillants (6) et les bras (1) recevant l'essieu. -12- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un dispositif apte à permettre son blocage et son verrouillage en position haute. -13- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un système escamotable apte à limiter sa course en créant une effet de butée. -14- Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée de moyens conformés pour limiter le débattement angulaire de ladite suspension lorsque le véhicule est soulevé du sol.