Brevet FR2683487A1 — publié le 19930514

La présente invention concerne un véhicule, et notamment un véhicule agricole à deux roues liées par un essieu rigide, et plus spécialement un dispositif de suspension de celui-ci. On sait d'une part que certains types de véhicules, et notamment les véhicules agricoles, sont amenés à se déplacer sur des terrains susceptibles de présenter des dénivellations ponctuelles importantes, telles que des trous et des bosses, ce qui les conduit à subir des inclinaisons momentanées, importantes. De plus, certains de ces véhicules sont amenés à transporter des liquides dans des citernes, et les accélérations engendrées par les ressauts des roues qui tombent dans des trous ou grimpent brutalement sur des bosses engendrent un phénomène de roulis qui contribue, par le déplacement latéral de la masse liquide contenue dans la citerne, à un déplacement du centre de gravité de la charge liquide et de ce fait à une variation désordonnée et dangereuse des charges sur les suspensions donc sur les roues. I1 est alors important de s'efforcer de maintenir l'assiette du véhicule dans un plan moyen existant avant l'arrivée d'une roue sur la dénivellation origine du désordre, tout en assurant cependant un grand débattement vertical à chaque roue de l'essieu rigide. D'autre part on sait que le déplacement des véhicules de type agricole s'effectue sur le sol même sur lequel sont réalisées les cultures et que, en conséquence, les dommages causés à celles-ci par le véhicule sont fonction du poids de ce dernier. On a donc cherché jusqu'à présent à simplifier de façon extrême la structure de ce type de véhicules de façon à en diminuer le poids, et c'est pourquoi ces derniers ne sont que rarement équipés d'un système de suspension efficace de type pneumatique ou hydraulique. Néanmoins, dans certains cas, et notamment dans celui où le véhicule agricole est équipé de rampes transversales destinées à assurer la pulvérisation sur le sol d'un produit de traitement, il est important que le véhicule conserve une assiette déterminée au cours de son déplacement de façon à maintenir un écart le plus constant possible entre les rampes transversales de pulvérisation et le sol. De telles suspens ions doivent donc présenter un débattement suffisant pour "absorber" les faibles trous et bosses se présentant devant les roues du véhicule. Enfin ces suspensions doivent être d'une construction relativement simple de façon, d'une part, à être d'un entretien facile et, d'autre part, d'un prix de revient intéressant La présente invention a ainsi pour but de proposer des moyens permettant de mettre en oeuvre un véhicule équipé d'une suspension du type précité. La présente invention a ainsi pour objet un véhicule agricole à deux roues,comportant un châssis symétrique par rapport à un plan vertical et un essieu rigide reliant les deux roues, dans lequel le châssis est en appui sur l'essieu, aux deux extrémités de celui-ci, par l'intermédiaire d'un coussin de suspension gonflable, en liaison avec une source de gaz sous pression, caractérisé en ce que le coussin de suspension est en liaison avec la source de pression par l'intermédiaire d'une vanne à tiroir, et en ce que le châssis est relié à l'essieu par quatre bielles sensiblement horizontales et symétriques deux à deux par rapport audit plan vertical, à savoir deux bielles supérieures parallèles à l'axe longitudinal du véhicule, respectivement articulées sur le châssis au voisinage des extrémités transversales de celui-ci, et sur l'essieu au voisinage des extrémités de ce dernier, et deux bielles inférieures respectivement articulées sur le châssis, au voisinage des extrémités transversales de celuici, et sur l'essieu au voisinage du centre de ce dernier. Dans une variante intéressante de l'invention le coussin est disposé sur un axe vertical passant par le centre de l'essieu du véhicule. Dans une autre variante particulièrement intéressante les bielles sont articulées sur le châssis et sur l'essieu à l'aide de rotules, les rotules avant des bielles supérieures et des bielles inférieures étant disposées dans un plan transversal, formant avec la verticale un angle donné, et les rotules arrière des bielles supérieures et des bielles inférieures étant disposées dans un autre plan transversal, formant avec la verticale un angle égal audit angle donné. On décrira ci-apres, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale suivant la ligne I-I de la figure 2, d'un véhicule agricole suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale et transversale du véhicule suivant l'invention suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus partielle du véhicule représenté sur les figures 1 et 2, le châssis de celui-ci étant ôté. La figure 4 est une vue schématique montrant, la déformation des coussins de suspension du véhicule suivant l'invention lorsqu'une roue de celui-ci traverse une ornière. Le véhicule représenté sur les figures comprend essentiellement un châssis 1, constitué de deux longerons longitudinaux 3, reliés à leurs parties avant et arrière par des éléments transversaux 4, et un essieu rigide transversal 5, dont chacune des extrémités supporte un moyeu 7 sur lequel est montée une roue 9. L'essieu 5 comporte, sensiblement à chacune de ses extrémités, un support latéral 11 qui est fixé sur celui-ci, par exemple par soudage. Ce support latéral 11 est constitué d'une embase carrée 10 et de deux ailes verticales pliées à angle droit, à savoir une aile longitudinale 13 et une aile transversale 15, qui assurent la rigidification du support 11. Un coussin pneumatique de suspension 16 est disposé entre l'embase 10 de chaque élément support 11 et une plaque d'appui 17 fixée sous le longeron 3, de sorte que le poids du châssis 1 du véhicule et de la charge de ce dernier se transmettent à l'essieu 5 de celui-ci directement par l'intermédiaire des deux coussins de suspension 16. De préférence, comme représenté sur la figure 1, l'axe zz' du coussin de suspension 16 passe par le centre de l'essieu 5. Comme représenté sur la figure 2 chaque coussin de suspension 16 est relié, par l'intermédiaire d'une vanne à tiroir 24, à des moyens d'alimentation en gaz sous pression constitués ici d'un réservoir 22. Chaque vanne à tiroir 24 est essentiellement constituée d'un corps de vanne 26, fixé par une articulation 27 à un élément transversal 4. A l'intérieur du corps de vanne 26 se déplacent deux pistons, respectivement 28 et 30, espacés de façon à constituer un tiroir, ces pistons étant solidarisés par une tige 32, fixée sur l'essieu 5 par l'intermédiaire d'une articulation 34. Chaque vanne à tiroir 24 comporte, de façon connue, trois entrées, à savoir une première entrée 36 reliée à un coussin de suspension 16, une seconde entrée 38 en communication avec le réservoir de gaz sous pression 22, et une troisième entrée 40 en relation avec l'atmosphère. En position normale, les pistons 28 et 30 assurent l'obturation respective des entrées de mise en contact avec l'atmosphère 40 et de mise en communication 38 avec le réservoir 22. Dans le cas où la charge augmente sur un côté déterminé de l'essieu 5, cette charge écrase le coussin de suspension 16 correspondant et déplace vers le bas le corps de vanne 26 par rapport aux pistons 28 et 30, ce qui a pour effet de mettre en communication le coussin de suspension 16 avec le réservoir de gaz sous pression 22, de façon à le gonfler jusqu'à ce que le tiroir ait repris sa position normale relative à l'intérieur du corps de vanne 26. A l'inverse, lorsqu'une charge diminue sur l'un des côtés de l'essieu 5, le corps de vanne 26 remonte par rapport aux pistons 28 et 30 si bien que l'intérieur du coussin de suspension 16 se trouve en communication avec l'atmosphère et la pression diminue alors dans ce dernier jusqu'à ce que le corps de la vanne 26 ait repris sa position normale par rapport aux pistons 28 et 30. L'essieu rigide 5 est relié au châssis 1 par l'intermédiaire de quatre bielles, disposées symétriquement deux à deux par rapport à un plan longitudinal et vertical P, à savoir deux bielles supérieures 44 et deux bielles inférieures 46. Les extrémités de ces quatre bielles sont pourvues de rotules 48 qui viennent s'engager dans des brides, de façon à permettre leur pivotement autour des rotules. Les ailes transversales 15 ainsi que des éléments verticaux 50 du châssis 1, sont pourvues de telles brides, respectivement 52 et 54, destinées à recevoir les rotules des bielles supérieures 44, ces brides étant disposées de façon telle que lesdites bielles soient parallèles au sol et au plan longitudinal P. De même, des brides 56 sont fixées sous l'essieu 5, à proximité du plan longitudinal P, et, des brides 58 sont fixées sur des supports sensiblement horizontaux 60, solidaires des éléments verticaux 50. Ces brides 56 et 58 reçoivent les rotules respectives avant et arrière des bielles inférieures 46 et sont disposées de telle façon que ces dernières soient orientées longitudinalement et se trouvent dans un même plan horizontal. De plus, ainsi que représenté sur la figure 1, les rotules avant des bielles supérieures 44 et des bielles inférieures 46 sont disposées dans un même plan Q transversal, formant avec la verticale un angle a. De même, les rotules arrière des bielles supérieures 44 et des bielles inférieures 46 sont disposées dans un même plan R transversal, formant avec la verticale un angle b égal à l'angle a. Les projections des quatre bielles 44, 46 sur le plan de symétrie vertical (P) ont la même longueur. Dans ces conditions on constate, qu'en raison de la triangulation formée de chaque côté du plan de symétrie P par une bielle supérieure 44, une bielle inférieure 46, et une demi longueur d'essieu 5, les extrémités avant des bielles 46 articulées sur l'essieu 5 peuvent décrire un arc de cercle de rayon égal à la longueur de la bielle 46 et qui est centré sur la rotule arrière de celle-ci. La bielle supérieure 44, en raison de son montage en parallélogramme par rapport aux bielles inférieures 46, autorise un tel mouvement. De plus l'essieu 5 peut pivoter autour de son centre O d'un angle de rotation limité par le mouvement que peut effectuer la bielle supérieure 44 autour de son centre de rotation centré sur la bride 54, ce qui limite, de façon raisonnable, la mise en travers de l'essieu 5. Bien entendu, suivant les contraintes de construction qui sont imposées, les angles a et b peuvent être légèrement différents. Une telle conception amène l'embase 10 à subir une légère variation angulaire qui, lorsqu'elle ne dépasse pas environ 100, est parfaitement acceptable par le coussin de suspension. En fonctionnement statique, que le centre de gravité de la charge portée par le véhicule soit ou non centré par rapport au châssis 1, les vannes à tiroir 24 ont toujours tendance à régler la hauteur du châssis 1 de façon qu'elle soit constante par rapport à l'essieu 5, ce qui est indispensable, notamment dans le cas où le véhicule suivant l'invention est destiné à être équipé de rampes de pulvérisation qui doivent conserver, en cours de traitement, un écartement constant avec le sol. Par contre en cas de sollicitations dynamiques de la suspension, par exemple dans le cas d'un déplacement vertical relatif brutal des deux roues 9, lorsque l'une d'elles (la roue droite sur la figure 4) continue son chemin à un niveau constant sur un sol plan, alors que l'autre roue 9 (la roue gauche sur la figure 4) tombe dans un trou, l'amorce dynamique de ce mouvement entraîne une surcharge dynamique passagère du coussin de suspension gauche 16, dont la distance par rapport au châssis amorce une diminution, si bien que la vanne tiroir 24 commande une alimentation en air de ce coussin 16, de façon à le gonfler davantage. A l'inverse, pendant le même temps, le coussin 16 de droite voit sa charge diminuer et sa distance par rapport au châssis 1 tendre à augmenter, si bien que la vanne à tiroir 24 commande une mise à l'air libre du coussin 16, de façon à diminuer la pression de celui-ci. Le châssis 1 du véhicule, comme représenté sur la figure 4, conserve donc la position qu'il occupait avant la sollicitation dynamique. Cependant, si la dénivellation existante entre la roue gauche et la roue droite se maintient, ce qui est par exemple le cas lorsque le véhicule se déplaçe sur un sol en pente transversalement, ou "en dévers", il n'y a plus alors de surcharge dynamique et la suspension fonctionne en statique, si bien que les deux vannes à tiroir 24 inversent alors leurs positions, de façon à ramener le châssis 1 parallèle au sol. La présente invention permet ainsi à un véhicule agricole de se déplacer en tout terrain, en raison du grand débattement possible de sa suspension, tout en assurant un maintien permanent de l'assiette du châssis 1 lors de sollicitations passagères de l'une de ses roues, que le sol soit à l'horizontale ou en dévers. On pourrait bien entendu améliorer la qualité de la suspension en disposant un amortisseur en parallèle avec chaque coussin 16, entre l'essieu 5 et le châssis 1. REVENDICATIONS 1 .- Véhicule agricole à deux roues,comportant un châssis (1) symétrique par rapport à un plan vertical (P) et un essieu rigide (5) reliant les deux roues (9), dans lequel le châssis (1) est en appui sur l'essieu (5), aux deux extrémités de celui-ci, par l'intermédiaire d'un coussin de suspension (16) gonflable, en liaison avec une source de gaz sous pression (22), caractérisé en ce que le coussin de suspension (16) est en liaison avec la source de pression (22) par l'intermédiaire d'une vanne à tiroir (24), et en ce que le châssis (1) est relié à l'essieu (5) par quatre bielles sensiblement horizontales et symétriques deux à deux par rapport audit plan vertical, à savoir deux bielles supérieures (44), parallèles à l'axe longitudinal (yy') du véhicule, respectivement articulées sur le châssis (1) au voisinage des extrémités transversales de celui-ci, et sur l'essieu (5) au voisinage des extrémités de ce dernier, et deux bielles inférieures (46) respectivement articulées sur le châssis (1), au voisinage des extrémités transversales de celui-ci, et sur l'essieu (5) au voisinage du centre (O) de ce dernier. 2.- Véhicule suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les projections des quatre bielles (44,46) sur le plan de symétrie vertical (P) sont de la même longueur. 3.- Véhicule suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les articulations avant des bielles supérieures (44) et des bielles inférieures (46) sont disposées dans un même plan transversal (Q) formant avec la verticale un angle (a), et les articulations arrière des bielles supérieures (44) et des bielles inférieures (46) sont disposées dans un même plan (R) formant avec la verticale un angle (b) égal à l'angle (a). 4.- Véhicule suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chacun des coussins de suspension (16) est disposé suivant un axe vertical (zz') passant par le centre de l'essieu (5). 5.- Véhicule suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un amortisseur est disposé entre le châssis (1) et l'essieu (5), en parallèle avec le coussin de suspension (16). 6.- Véhicule suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'essieu (5) est solidaire, à chacune de ses extrémités, d'un support (11) sur lequel est articulée une extrémité de la bielle supérieure (44). 7.- Véhicule suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le support (11) est constitué d'une embase (10) et de deux ailes verticales pliées à angle droit, à savoir une aile longitudinale (13) et une aile transversale (15) 8.- Véhicule suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le châssis (1) comporte deux longerons (3) longitudinaux qui viennent en appui sur les coussins de suspension (16).