Brevet FR2744397A1 — publié le 19970808

La présente invention concerne une suspension pneumatique nouvelle pour autobus et camions. Une des préoccupations majeures qui existent actuellement à l'égard des autobus et camions concerne la sécurité de cette classe de véhicules. En ce qui concerne la sécurité dans le transport public par autobus, il existe une sensibilité particulière qui se traduit par l'impact que les nouvel- les concernant les accidents liés à cette classe de véhicules ont sur l'opinion publique. On observe en fait, dans les enquêtes annuelles réalisées par le patronat espagnol du secteur, une influence particulière des questions qui affectent la sécurité des véhicules sur les indices d'estimation de l'usager. Ce point revêt une importance particulière si on le compare au fait que, pour l'usager, le transport public qui est normalement le concurrent le plus direct de l'autobus, à savoir le train, bénéficie d'une qualifi- cation élevée dans les chapitres de sécurité. Bien entendu, cette préoccupation a un fondement économique et il est significatif qu'après un accident qui commence à être connu de l'opinion publique, on observe des effets négatifs sur le trafic de voyageurs habituel. Cette réalité a un coût économiques important qui se trouve difficile à quantifier, mais qui est lié au chiffre considérable de facturation globale du secteur. On observe aussi une préoccupation majeure de la part du législateur pour proposer une série d'exigen- ces pour l'homologation des véhicules destinés au transport public des passagers. Le projet d'exigences de sécurité dans ce type de véhicules qui est en cours d'étude au sein du Parlement Européen ou l'initiative parlementaire espa- gnole d'accroître la protection des passagers vis-à- vis des retournements de véhicule sert de référence législa- tive. Dans n'importe quel cas, il paraît évident que le marché demande, aussi bien du point de vue économique que social, de prévoir des alternatives qui améliorent la sécurité du transport public réalisé par autobus. Cela se produit également avec les camions, étant donné que le transport de marchandises par route a augmenté considérablement dans les dernières années et que cela a accru le trafic des camions. La présente invention a pour objet une alternative valable, qui accroît la sécurité de ces véhicules, en concernant une suspension pneumatique nouvelle pour autobus et camions. Il existe peut-être une simplification exagérée d'indiquer comme cause unique de l'insécurité sur les véhicules celle correspondant aux défauts de fonctionnement des suspensions, mais il n'est pas exagéré d'affirmer que la suspension existant dans cette classe de véhicules, et en général dans n'importe quel véhicule, influe d'une manière décisive sur les paramètres de comportement du véhicule, y compris ceux liés directement à la sécurité, aussi bien du point de vue passif que du point de vue actif. Actuellement, la majorité des carrosseries des autobus sont basées sur des plates-formes, du type à poutre longitudinale continue, sur lesquelles s'assem- blent, en tant qu'éléments principaux des suspensions, les ensembles de ressorts à lames, qu'ils soient du type parabolique ou trapézoïdal. L'analyse du fonctionnement des suspensions peut s'établir par le comportement des jeux des ressorts à lames vis-à-vis des actions et réactions des éléments associés, ainsi que celles propres à l'analyse dynamique du véhicule. Outre les facteurs de sécurité, il convient d'indiquer que la suspension s'avère fondamentale pour le confort des voyageurs, ce facteur limitant bien entendu les solutions techniques disponibles. Dans les véhicules du type de petites dimensions ou de dimensions moyennes, on observe que les suspensions classiques ne sont pas totalement satisfai- santes, surtout quand il existe un déséquilibre dans les inerties des masses suspendues vis-à-vis de celles correspondant aux mouvements du véhicule. Le porte-à-faux des véhicules se trouve être important dans la géométrie de ces derniers, étant donné que c'est de lui que dépendent dans une grande mesure sa capacité et par conséquent son avantage concurrentiel du point de vue de l'exploitation. Dans ces conditions, il est évident que les suspensions classiques ne s'avèrent pas du tout satisfai- santes, étant donné qu'elles se montrent très sensibles à la charge du véhicule, mais il ne paraît pas logique que les facteurs de sécurité et de confort dépendent à un tel point du niveau de charge du véhicule. La présente invention a pour objet une suspension pneumatique nouvelle pour autobus et camions qui est caractérisée en ce qu'elle est constituée de deux lames paraboliques à faible flèche, de deux demi- ressorts à lame, de deux vérins pneumatiques, d'une valve de trop- plein, d'une valve de réduction de pression, de deux valves de correction de niveau, de deux supports supé- rieurs et deux supports inférieurs pour les vérins, de deux butées élastiques et de deux patins de butée élastique. La nouvelle suspension pneumatique objet de la présente invention est formée des éléments suivants: - 2 lames paraboliques à faible flèche, - 2 demi-ressorts à lame pour la fixation de l'essieu aux supports du châssis, - 2 vérins pneumatiques, - 1 valve de trop-plein, - 1 valve de réduction de pression, - 2 valves de correction de niveau, - 2 supports supérieurs de vérin, - 2 supports inférieurs de vérin, - 2 butées élastiques et - 2 patins de butée élastique. Le rôle de chacun de ces éléments est le suivant: Par leurs parties antérieures, les lames paraboliques à faible flèche servent de renfort pour la lame de fixation de l'essieu, et, par leurs parties postérieures, elles constituent les sièges des supports inférieurs des vérins respectifs. Par leurs parties antérieures, les demi- ressorts à lame fixent l'essieu d'une manière exacte dans sa position et, par leur parties postérieures, ils constituent des supports des patins, afin d'absorber l'effort axial de l'essieu. Les supports supérieurs des vérins, qui sont fixés par des boulons sur le châssis du véhicule, servent d'appui à ces vérins et ce sont sur eux que les valves de correction de niveau sont montées. Les supports inférieurs des vérins sont fixés par des boulons sur les lames paraboliques à faible flèche et c'est sur ces supports que se fixe la tige qui sert à provoquer l'actionnement de la valve de correction de niveau. La valve de trop-plein est installée à la sortie du réservoir, pour que, dans le cas o le système de suspension est l'objet d'une défaillance, le reste du véhicule continue de disposer d'une suspension parfaite, ce qui évite tout risque éventuel. La valve de réduction de pression garantit que les vérins travaillent constamment à la pression convenable, afin que la flexibilité du véhicule soit excellente. Les butées élastiques, qui sont fixées au châssis au niveau des patins, servent à absorber les efforts axiaux. La position des supports des vérins, décalés vers l'extérieur vis-à- vis des deux longerons du châssis, est essentielle pour accroître la stabilité du véhicule et éviter le mouvement de tangage, si caractéristique dans ces types de suspension, qui disparaît avec la présente suspension. En comparaison des suspensions classiques à ressorts à lames, la nouvelle suspension objet de la présente invention offre un comportement sensiblement amélioré dans le contrôle des mouvements secondaires, ainsi que dans le tangage de l'ensemble dans des modifi- cations de la géométrie relative des essieux vis-à-vis du châssis. Son fonctionnement ne dépend pas du niveau de charge du véhicule, puisque la pression des vérins fait en permanence l'objet d'une régulation au moyen du fonctionnement des valves du système pneumatique, d'une manière indépendante de la charge, en offrant par conséquent une constante élastique pratiquement fixe, qui reste invariable dans le mouvement de l'essieu, en n'étant pas fonction de l'état de charge particulier, comme dans le cas des lames paraboliques classiques. Lors du freinage d'un véhicule, il se produit des répartitions de masses vis-à-vis de la disposition initiale qui modifient le comportement de l'ensemble, une surcharge de poids s'exerçant sur le train avant, tandis qu'en revanche, les trains arrière font l'objet d'une diminution des efforts perpendiculaires au plan d'appui, tellement la manière dont la force de gravité s'exerce dépend de la charge du véhicule, ce qui influera sur les pourcentages de charge sur les essieux, suivant que la charge est plus ou moins grande. Le principal problème à résoudre est la difficulté d'obtenir un système de freins convenant pour chacune de ces situations, car, si les freins sont très puissants, il peut se produire un blocage des roues arrière lorsque le poids diminue sur cet essieu, tandis que, si le tarage du système de freinage s'effectue de façon à régulariser son fonctionnement en tenant compte de masses flottantes moins grandes, on perd de la puissance de freinage dans la majorité des occasions. Pour éviter ces inconvénients, on a prévu dans la nouvelle suspension une valve de correction de freinage qui agit en fonction des différentes pressions qui s'exercent dans la suspension pneumatique, d'une manière proportionnelle à la charge du véhicule, ce qui assure la régulation de la puissance du dispositif de freinage. De cette manière, on parvient à adapter la puissance de freinage aux caractéristiques de la charge, ce qui évite les défauts d'ajustement de pression dans les circuits de freinage, ce qui garantit ainsi leur efficacité. La valve de correction de freinage fonctionne au moyen d'un piston pneumatique qui agit en relevant des informations sur les différentes pressions qui s'exercent dans les amortisseurs de la suspension pneumatique, qui sont proportionnelles à la charge que porte le véhicule, si bien que la position du piston dépend donc de cette pression. A une extrémité du bras du piston, il est disposé un mécanisme comportant une valve de régulation de pression du système de freinage et, par l'intermé- diaire du piston, il règle la pression du circuit en conformité avec la charge du véhicule. Le piston se maintient fixe au moyen d'un ressort ou d'un ressort hélicoïdal qui équilibre la pression avec celle produite dans les amortisseurs et, ainsi, l'ouverture ou fermeture du passage de la valve de correction de freinage est égale à celle qui se produit dans la suspension à ressorts à lames, au moyen -. d'une tige fixée.à sa partie inférieure en un point du plancher. Quand les freins du véhicule auxquels la présente suspension s'applique fonctionnent par dépres- sion ou vide, la pression nécessaire pour permettre que les amortisseurs fonctionnent s'obtient au moyen d'un dispositif formé d'un compresseur électrique et de deux valves qui permettent d'adapter la pression du système de freinage, la dépression dans le cas présent, à la charge du véhicule. L'objet de la présente invention se compren- dra mieux en regard des dessins qui représentent les différents éléments qui forment la nouvelle suspension. La figure 1 représente une vue en perspective de l'ensemble sur laquelle on voit, portant le repère 1, les demi-ressorts de fixation de l'ensemble sur le longeron ou la traverse du châssis du véhicule au moyen des cornières 4 situées à l'une de leurs extrémités. Ces demi- ressorts sont reliés aux lames paraboliques 2 qui, à une extrémité 3, sont reliées au patin ou support inférieur 5 du vérin 6, ce qui permet de compenser de cette manière les efforts axiaux de l'essieu qui sont importants quand les inerties du véhicule dans des directions perpendiculaires à celle du mouvement sont grandes. Les vérins ou pistons d'actionnement 6 s'appuient à leurs parties inférieures sur les patins 5 et, à leurs parties supérieures, ils sont reliés au chassis au moyen des cornières 7. La valve de correction de niveau 8 est disposée dans la tête supérieure des vérins 6 et elle est reliée au patin d'appui inférieur au moyen d'une tige qui agit sur cette valve de correction de niveau, d'une manière telle que chaque bras de la suspension fait l'objet d'une régulation d'une façon indépendante en fonction de la course de la suspension. Le repère 9 désigne la valve de réduction qui corrige et assure la régulation de la pression du circuit pneumatique, afin d'éviter que le fonctionnement s'écarte des paramètres élastiques optimaux. On notera que les vérins 6 sont situés derrière les roues d'un essieu moteur. Dans le prolongement du circuit avant qu'il n'arrive au réservoir ou accumulateur, non représenté, il est disposé une valve de trop-plein ou de sécurité 10 qui garantit la sécurité du circuit vis-à-vis des surpres- sions. La figure 2 représente la valve de correction de freinage 11 qui agit sur le circuit de pression, le cylindre pneumatique 12, qui fait communiquer le circuit de pression avec une valve de réduction, et le ressort ou ressort hélicoïdal 13 qui évite des mouvements non contrôlés du piston, amortit les mouvements de ce dernier et évite des variations de la pression dans le circuit. La figure 3 est le schéma nécessaire pour l'adap- tation de la valve de correction de freinage à un véhi- cule dont les freins fonctionnent par dépression ou vide et on peut voir le réservoir 21 de pression, la valve à une voie 22 située à la sortie du compresseur 23 et la valve électrique 24 à l'entrée, qui ferme le circuit avec le réservoir 21. Il est aussi représenté la batterie 25 et la valve de régulation de pression 26 située à l'autre sortie du réservoir. L'invention s'applique à un véhicule comportant un châssis et un essieu. REVENDICATIONS 1. Suspension pneumatique pour véhicule, notamment pour autobus et camions, ce véhicule comportant un châssis et un essieu, caractérisée en ce qu'elle est constituée de deux lames paraboliques (2) à faible flèche, de deux demi-ressorts à lame (1), de deux vérins pneumatiques (6), d'une valve de trop-plein (10), d'une valve de réduction de pression (9), de deux valves de correction de niveau (8), de deux supports supérieurs (7) et deux supports inférieurs (5) pour les vérins (6), de deux butées élastiques et de deux patins de butée élastique. 2. Suspension pneumatique selon la revendi- cation précédente, caractérisée en ce que, par leurs parties avant, les deux lames paraboliques (2) à faible flèche servent de renfort pour la lame (1) de fixation de l'essieu et et en ce que, par leurs parties arrière, elles constituent chacune le siège du support inférieur (5) d'un vérin (6). 3. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, par leurs parties antérieures, les demi- ressorts (1) fixent l'essieu dans sa position exacte et en ce qu'ils servent de supports pour les patins, en absorbant l'effort axial de l'essieu. 4. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les supports supérieurs (7) des vérins (6), fixés par des boulons sur le châssis du véhicule, servent au montage des valves de correction de niveau (8). 5. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les supports inférieurs (5) des vérins (6) sont ll fixés par des boulons sur les lames paraboliques (2) à faible flèche et en ce qu'une tige fixée dans ces supports inférieurs (5) sert à provoquer l'actionnement des valves de correction de niveau de pression (8). 6. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une valve de trop-plein (10), disposée à la sortie d'un réservoir (21), pour garantir la pression suffisante, et une valve de réduction de pression (9), qui assure la régulation de cette pression. 7. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les vérins (6) sont situés derrière les roues d'un essieu moteur, sur la partie extérieure de longerons du châssis. 8. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une valve de correction de freinage (11) qui agit en fonction des différentes pressions qui s'exercent d'unenmanière proportionnelle à la charge du véhicule, en assurant la régulation de la puissance d'un dispositif de freinage de ce véhicule, cette valve de correction de freinage (11) comportant un piston pneuma- tique qui agit en prélevant des informations sur les pressions qui s'exercent sur des amortisseurs de la suspension, le piston étant pourvu d'un mécanisme comportant une valve de régulation de pression (26) qui agit en conformité avec la charge du véhicule. 9. Suspension pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pression nécessaire lorsque les freins du véhicule fonctionnent par dépression ou vide s'obtient au moyen d'un dispositif formé d'un compresseur électri- que (23) et de deux valves qui adaptent la pression en fonction de la charge du véhicule.