<Desc/Clms Page number 1>
Suspension pneumatique pour véhicules.
Cette invention concerne une suspension pour véhicules auto- mobiles, notamment un type de suspension dans lequel le poids du véhicule repose sur des coussins pneumatiques et non pas sur des ressorts en acier qui ont si longtemps servi à la suspension élastique.
Le but de cette invention est de créer une suspension pneu- matiques a. extrêmement flexible et épousant automatiquement les inégalités du sol pour que les bandages des roues soient soumis à une usure uniforme, tandis que la caisse et le châssis sont maintenus à l'abri de contraintes de torsion et de flexion.
<Desc/Clms Page number 2>
b) n'exigeant pas de jambes de force rigide, ni un entre- toisement longitudinal et transversal très robuste, tandis que les contraintes de propulsion et de freinage de mâne que les con- traintes transversales sont efficacement absorbées par la suspen- sion elle-même. c) qui résiste à l'usage intense sur de mauvaises routes et n'exige que peu on pas d'entretien d'un bout à l'autre de longues périodes.
d) qui pent, porter la caisse du véhicule avec la même effi- cacité pour la marche facile lorsque le véhicule est vide et lorsqu' il est lourdement chargé.
L'invention comprend de nombreuses particularités nouvelles parai lesquelles on peut citer l'utilisation de moyens nouveaux pour la compensation de brusques variations de pression résultant des inégalités du sol pour l'obtention de qualités de roulement doux. Ces moyens peuvent se présenter sous des formes diverses, telles qu'elles seront décrites en détail plus loin, mais ils imposent d'une façon générale l'utilisation de deux ou plusieurs membranes destinées à être soumises par la charge à des pressions différentielles, qui compensent les chocs engendrés par le sol et amortissent ou adoucissant ces chocs en réduisant au minimum leur transmission à la caisse du véhicule.
Une autre particularité de l'invention comprend une suspen- sion pneumatique qu'on peut utiliser séparément ou en tandem sur des camions, tracteurs ou remorques selon les conditions impo- sées par le véhicule à équiper.
Une autre particularité de l'invention consiste en un nou- vel agencement de commandes d'amortisseurs grâce auquel les com- mandes des deux côtés du véhicule peuvent être réglés simultané- ment à la même tension.
Une autre particularité de l'invention comprend des suspen- sions pneumatiques convenant parfaitement à l'utilisation sur les
<Desc/Clms Page number 3>
roues avant d'un véhicule, et dans le mode de réalisation des- quelles les réactions résultant des inégalités du sol sont trans- mises au châssis et à la caisse superposée dans une direction lon gitudinale et non pas verticale.
D'autres particularités de l'invention ressortiront mieux de la suite de cette description en regard du dessin annexé repré- sentant des modes de mise en oeuvre pratique de 1' invention, qui ne sont cependant destinés qu'à servir d'exemples non limitatifs.
La figure 1 est une vue prise sur le côté inférieur d'un châssis, et montre une suspension pneumatique en tandem selon la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe verticale transversale sui- vant la lige Il'il de la figure le et prise dans la direction des flèches.
La figure 3 est une vue en coupe verticale longitudinale suivant la ligne III-III de la figure 1.
La figure 4 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle suivant la ligne IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une vue en perspective dite éclatée, et montre les différents éléments séparés de l'agencement selon les figures 1 à 4.
La figure 6 est une vue en perspective de l'agencement prêt. féré du câble d'amortisseurs et des organes de réglage, Ces éléments sont représentés séparés des autres parties du véhicule.
La figure 7 est une vue prise sur le côté inférieur d'un châssis et montre un autre mode de mise en oeuvre de l'invention.
La figure 8 est une vue en coupe verticale suivant la ligne' VIII-VIII de la figure 7.
La figure 9 montre une variante d'agencement de la sus?en- sion pneumatique pour roues avant.
La figure 10 montre une autre variante d'agencement de la suspension pneumatique pour roues avant.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 11 montre une troisième variante d'agencement de la suspension pneumatique pour roues avant. La chambre pneuma- tique est représentée en coupe médiane.
La figure 12 représente un autre mode de réalisation de la suspension essentiellement destinée à porter la partie arrière du véhicule.
Dans le premier mode de mise en oeuvre de 1' invention que montrent les figures 1 à 6 du dessin, 1 désigne les longerons du châssis sur lesquels repose la caisse 2. Ces figures représen- tent une suspension pneumatique en tandem- comprenant par consé- quent deux essieux parallèles 3 et 4 au-dessous du châssis. On voit que chacun de ces essieux est équipé de roues jumelées 5.
L'agencement selon les figures 1 à 6 est du type à montage direct dans lequel une suspension pneumatique est prévue directement au- dessus de chaque essieu et au-dessous de la caisse, à l'opposé du montage indirect par leviers en porte-à-faux que montrent les fi- gures 7 et 8, dans lequel chaque suspension pneumatique précède l'essieu correspondant.
Chaque suspension pneumatique selon les figures 1 à 6 com- prend un support 6 monté rigidement sur l'essieu entre les extré- mités de celui-ci. Ce support, tel qu'il est représenté, compor- te une partie en forme de cuvette 7 qu'on désignera par "cuvette" dans la suite de cette description. Cette cuvette est prolongée vers l'avant par une languette 8.
En se -.reportant à la figuré 5, on voit que la cuvette est solidaire de bras latéraux 9 portant chacun à l'extrémité libre un coussinet 10. Ces coussinets viennent s'appliquer sur l'es- sieu auquel ils sont fixés par des chapeaux 11 appliqués sur le coté inférieur, et assemblés par des boulons avec les brides des coussinets de façon à maintenir le support rigidement sur l'es- sieu. Les bras 9 portent également des butoirs amortisseurs 12, disposés de façon qu'ils viennent toucher la face inférieure des
<Desc/Clms Page number 5>
longerons 1 dans le cas d'un choc excessif on d'une panne de suspension pneumatique, mais qui sont généralement maintenus à une distance relativement faible des longerons du châssis.
La languette 8 est fixée aux longerons du châssis par des moyens permettant on pivotement limité dans toutes les directions
Ceci peut être avantageusement obtenu par l'agencement de rondel- les en caoutchouc 13 perforées pour le passage d'une broche fi- letée 14, dont l'extrémité supérieure est fixée à une traverse
15 que portent les longerons 1, tandis que l'extrémité opposée de la broche filetée est fixée rigidement à une barre transver-
16,dont les extrémités opposées sale surbaissée/peuvent être fixées aux longerons 1 par les mêmes boulons on rivets qui maintiennent la traverse 15, Cet agencement, qu'on peut modifier sans s'écarter du principe de l'invention, permet un mouvement d'élévation on d'abaissement de la cuvette 7,
de même qu'un basculement transversal pour assurer de cette manière une liaison flexible entre l'essieu et le châs- sis. Cette liaison flexible est très Indiquée parce qu'elle per- met aux roues de suivre les inégalités du sol sans transmettre des torsions non désirées aux châssis.
Une boite 17 est fixée rigidement entre les longerons 1 au- dessus de la cuvette. Dans ce mode de mise en oeuvre de l'in- vention, les parois de la boite sont rigides, mais la paroi du fond présente une ouverture 18. Dans l'exemple représenté cette ouverture est circulaire de même que la cuvette, bien qu'il soit pratiquement possible de leur donner une autre forme désirée.
Toutefois, grâce à la forme circulaire, on peut intercaler entre la boite et le support une membrane en deux parties qui agit en fait comme deux membranes. En effet, sur l'ouverture orientée vers le haut de la cuvette est fixée une membrane élastique 19, mais l'ouverture 18 est beaucoup plus grande que le diamètre ex- térieur de la cuvette. Une membrane annulaire 20 est donc inter- calée entre la cuvette et le bord de l'ouverture 18 de la balte
<Desc/Clms Page number 6>
17. Les deux membranes 19 et 20 sont percées de trous sur les bords périphériques, et des traus destinés à venir en regard les ans des autres sont également pratiqués dans le bord périphérique de la cuvette et autour de l'ouverture 18 pour le passage des boulons ou vis de fixation des membranes.
Grâce à ce moyen le pourtour extérieur de la membrane circulaire 19 et le pourtour intérieur de la mambrane annulaire 20 sont assemblés par chevau- chement sur le bord supérieur de la cuvette 7, tandis que le bord périphérique extérieur de la membrane annulaire 20 est assemblé avec le bord de l'ouverture 18. Des anneaux métalliques 21 rem- placent les rondelles généralement utilisées pour les boulons on les via.
Les deux membranes concentriques 19 et 20 sont souples et élastiques. Pratiquement elles peuvent être faites avec la même matière et présenter le marne poids. Dans ce mode de réalisation on utilise cependant de préférence une membrane annulaire 20 re- lativement lourde, avec une armature incorporée de toile ou de fils câblée pour lui donner une grande résistance à la traction convenant aux charges à porter. Par contre la membrane circulaire 19 est de préférence plus mince et plus élastique. Le caoutchouc naturel ou synthétique convient parfaitement à cet effet.
Lorsque tous les éléments sont assemblée il en résulte deux chambres distinctes et séparées pouvant recevoir de l'air com- primé. L'une de ces chambres est indiquée en 22 sur la figure 3 et constitue ce qu'on peut appeler la chambre de secours L'au- tre chambre, indiquée en 23, est la chambre à air primaire. La face supérieure de la membrane annulaire est orientée vers l'in- térieur de la chambre à air primaire, tandis que la face infé- rieure est soumise à l'action de la pression atmosphérique. La face supérieure de la membrane 19 est soumise à l'action de la pression régnant dans la chambre à air primaire, tandis que la face opposée est soumise à l'action de l'air que contient la cu-
<Desc/Clms Page number 7>
vette 7, qui peut être complètement close et étanche pour que la chambre de secours 22 soit hermétique.
Toutefois il est prati- quement préférable de prévo ir dans le fond de la cuvette un uni- que orifice de fuite 24 qu'on voit sur la figure 3. Cet orifice de fuite est entouré selon cette figure d'une collerette péri- phérique, dont le bord supérieur constitue un siège destiné à coopérer avec un clapet 25 en matière souple et élastique, telle que le caoutchouc-mousse on le caoutchouc spongieux, que porte la membrane 19. Dans les conditions normales de fonctionnement le clapet 25 est maintenu écarté de son siège. Il ne vient s'ap- pliquer sur ce siège que lorsque le véhicule porte de fortes char . ges ou lorsqu' il subit des chocs anormalement violents provenant des inégalités du sol.
Lorsque la suspension qui vient d'être décrite doit servir de suspension simple, c'est-à-dire à essieu unique, on peut l'u- tiliser seule de la manière Indiquée jusqu'ici. Cependant, lors- qu'elle do it servir en tandem, de la manière indiquée sur les figures 1, 2 et 3, le dispositif décrit doit être doublé et l'un do it être placé devant l' au tre . Pour l'obtention d'un maximum d'amortissement avec un agencement de ce genre, les deux chambres à air primaires 23 peuvent alors communiquer entre elles par un orifice 26, avec lequel coopère une soupape à double effet 27.
La tige de cette soupape est reliée cinématiquement à un levier, une came on un excentrique 28 destiné à être manoeuvré an moyen d'une manette 29. Cette manette est représentée sur la figure 3 dans une position, dans laquelle les deux clapets de la soupape à double effet sont écartés de leur sièges respectifs pour éta- blir de cette manière la libre communication entre les deux cham- bres à air primaires 23.
Dans le cas d'un bandage pneumatique dégonflé, ou pour de nombreuses autres raisons, il. peut être in- diqué de n'utiliser qu'un seul essieu pour porter la charge, et le conducteur manoeuvre alors la manette 29 de 90 dans un sens
<Desc/Clms Page number 8>
ou dans l'autre en partant de la position indiquée sur la figure 3, pour appliquer sur son siège l'on ou l'autre des deux clapets de la soupape à double effet 27, et pour isoler de cette manière l'une de l'autre les deux chambres à air primaires.
Bien qu'il ne semble pas nécessaire d'expliquer dans cette description les différentes fonctions de la soupape à double effet, on peut cependant insister à titre d'exemple sur ce qui suit :
Lorsque le véhicule roule à vide ou avec une faible charge, la pression régnant dans l'une des chambres 23 peut être sensi- blement réduite pendant que la pression est augmentée dans l'autre chambre 23 après leur séparation étanche. Cette opéra- tion impose le poids du véhicule à l'essieu de la chambre 23 pré- sentant la plus forte pression, qui retire ainsi pratiquement toute la charge de l'autre essieu, de sorte que le camion peut alors rouler exclusivement sur les roues au-dessous de la cham bre portée à la plus forte pression.
Par la surpression de ton te charge imposée à l'un des essieuxil devient ainsi possible de changer les bandages pneumatiques sans qu'il soit nécessaire de soulever le véhicule au moyen d'un cric, notamment lorsque les bandages à retirer ont été préalablement dégonflés.
Pour remplir @ fonction de l'amortissement souhaitable dans les suspensions en question, on complète avantageusement le dispositif selon l'invention par un on plusieurs câbles 30 dis- posés le long des longerons du châssis et passant sous les cha- peaux 11. On peut faire passer chaque câble séparément sous chaque essieu, mais les figures 3 et 4 montrent un agencement extrêmement satisfaisant pour lequel on peut Ltiliser un seul câble 30. Les deux extrémités de ce câble sont fixées à des an- neaux 31 solidaires des longerons 1, tandis que les parties in- termédiaires du câble passent sous des étriers 32 et sur des poulies 33 vers un palonnier 34, monté sur une broche filetée communie 35 solidaire en rotation d'une manivelle 36.
La manoeuvre
<Desc/Clms Page number 9>
de cette manivelle permet, par l'intermédiaire de la broche file- tée de régler uniformément la tension du câble d'amortisseurs sur les deux côtés des deux essieux.
Les étriers 32 peuvent toucher directement les chapeaux 11, Cependant, lorsqu'il. s'agit de véhicules destinés à porter de forts charges, il est préférable d'intercaler des coussinets pneu- matiques 37 du type selon la figure 4 entre les étriers et la fa- ce inférieure des chapeaux.
Ces coussinets peuvent être faits en caoutchouc élastique) mais ils sont de préférence creux pour être gonflés, et l'air comprimé peut être amené dans plusieurs coussi- nets par des tuyauteries 38 partant des chambres à air primaires de la manière indiquée sur la figure 3,
L'agencement décrit jusqu'ici fonctionne de la manière sui- vante : l'air comprimé fourni par un réservoir, une pompe ou une autre source est admis dans les chambres à air primaires 23 en quantité et sons une pression convenant à la charge imposée. L' admission de l'air peut avoir lieu pendant ou avant le chargement et on peut évacuer cet air pendant ou après le déchargement, se%on que l'une on l'autre manière semble la plus indiquée.
La pression régnant dans les chambres à air primaire 23 agit comme principal porteur de charge, tandis que l'air des chambres de secours 22 intervient de diverses manières selon que Cas chambres sont hermétiquement closes ou non. Lorsqu'elles son hermétiquement closes, la membrane 19 est bombée vers le bas sous l' action de la pression régnant dans la chambre 23jusqu'à ce que la pression engendrée dans ces chambres de secours 22 soit équilibrée et que la charge soit ainsi suspendue.
Lorsque les roues passent sur une bosse, la membrane annu- laire 20 fléchit vers le haut pour augmenter la pression dans la chambre 23 de façon que la charge soit soutenue. Pendant l'im- pulsion engendrée par cette augmentation de pression, celle-ci agit cependant sur la mam.brane 19 pour la faire fléchir vers le
<Desc/Clms Page number 10>
bas à l'encontre de l'action de la pression régnant dans la chambre de secours 22. Grâce à cette différence entre les pres- sions, la brusque augmentation de la pression à l'intérieur de la chambre 23 est donc absorbée par la membrane 19, et le châs- sis ne réagit pas sensiblement à cette brusque variation.
Si la soupape 27 est ouverte pendant le fonctionnement de la membrane 19 de la chambre de secours de la roue passant sur une bosse, une certaine partie de la pression engendrée par cette bosse pas- se dans l'antre chambre primaire 23, qui remplit alors la fonc- tion de chambre d'amortissement complémentaire, dans laquelle la pression agit à son tour sur la membrane 19 correspondante qui amortit donc complémentairement le choc dans la chambre de se- cours 22 correspondante, Lorsque l'agencement ne comporte qu'u- ne suspension simple, ou lorsque la soupape 27 est fermée, l'ac- tion telle que décrite de la deuxième chambre à air primaire 23 est supprimée, mais il est évident qu'une seule chambre de se- cours 22 coopérant avec une seule chambre à air primaire 23
EMI10.1
) adoDC10B1dérab1ement les chocs engendrés par les inégalités du sol.
Pour le mode de fonctionnement qui vient d'être décrit, on a supposé que la chambre de seconrs 22 est hermétiquement close, tout au moins sauf la présence d'un ou de plusieurs très petits orifices permettant l'entrée de l'air atmosphérique afin que cet- te chambre contienne toujours de l'air, tandis que l'échappement de cet air est suffisamment retardé pour ne pas contrarier le fonctionnement de la chambre de secours dans le cas d' impulsions brusques.
Dans l'exemple représenté sur la figure 3, où la chambre de secours 22 présente un seul orifice de fuite 24, l'agencement est un peu différent. L'orifice 24 doit recevoir une sectin tel le que l'air puisse s'échapper pendant la durée de 1' impulsion initiale, mais que cet échappement soit relativement limité afin
<Desc/Clms Page number 11>
que la chambre de secours puisse intervenir pour engendrer la différence précitée entre les pressions. Un orifice coopérait avec un clapet 25 solidaire de la membrane 19 convient mieux à la transmission des fortes charges, étant donné que, dans ce cas, la pression régnant normalement dans la chambre primaire est supérieure à celle qui est engendrée par des charges plus légères, de sorte qu'il en résulte alors une flexion également plus forte de la membrane 19 vers le bas.
Sous l'action de charges extrêmement lourdes, cette membrane peut fléchir suffi- samment pour appliquer le clapet 25 sur son siège et pour obstruer hermétiquement l'orifice 24, de sorte que la chambre de secours fonctionne alors comme une chambre close pour ces charges, la membrane pouvant encore fléchir complémentairement et augmenter davantage la pression dans la chambre 22 pendant le passage de la roue correspondante sur des bosses du sol.
Cependant, lorsque la charge est retirée et que le véhicule est léger, la pression régnant dans la chambre primaire 23 est ré- duite, ou peut être réduite par l'intervention du conducteur, pour permettre à la membrane 19 de s'écarter suffisamment de l'orifice, et pour réduire la pression dans la chambre de secours.
La suspension devient ainsi plus douce et plus agréable que dans d'autres conditions. Grâce à la communication établie entre les coussinets 37 au-dessus du câble d'arrêt et la chambre à air primaire, les pressions dans ces deux chambres sont sensiblement équilibrées à la fois pour les charges légères et les charges lourdes. 11 en résulte donc que la tendance au coup de raquet- te après le passage sur une bosse est neutralisée et compensé..
L'air comprimé peut être introduit dans les chambres à air primaires d'une manière appropriée quelconque. 11 convient cependant de faire passer l'air comprimé d'un réservoir du véhi- cule dans ces chambres par des tuyauteries, dans lesquelles sont intercalés un ou plusieurs obturateurs facilement accessibles
<Desc/Clms Page number 12>
au conducteur.
Les figures 7 et 8 du dessin représentent une suspension à leviers en porte-à-faux, dans laquelle les cuvettes 7 sont portées par des leviers se présentant sous la forme de fourchet- tes 39, les cuvettes étant disposées entre les extrémités des leviers. Les branches postérieures de chaque levier sont fixées à chacun des essieux de la manière représentée, tandis que la languette antérieure de chaque levier est montée sur une traverse surbaissée 16, comme dans le mode de réalisation selon les figu- res précédentes.
Sur les figures 7 et 8 le câble d'arrêt a été supprimé pour plus de clarté, bien qu'il soit généralement prévu. La cu- vette 7 peut être conçue et agencée comme dans le mode de réali- sation précédemment décrit, et on peut utiliser le même agence- ment général des membranes annulaires et circulaires avec un ori- fice de communication similaire à l'orifice 26. Ainsi que le montrent les figures 7 et 8 on peut cependant Imaginer des varian- tes présentant les particularités suivantes :
Les membranes annulaires et circulaires peuvent faire corps les unes avec les autres. Au lieu de faire communiquer les deux chambres primaires par un orifice 26, on peut prévoir un conduit de communication 40, avec ou sans soupape correspondant à la soupape 27.
La paroi supérieure de la chambre à air primaire 23a qui correspond à la chambre 23, peut être rigide ou formée par une membrane souple 41 si on le désire. Dans ce cas le conduit de communication 40 doit être également souple pour permettre le fléchissement des membranes 41. Lorsqu'on prévoit les membranes 41, elles doivent être de préférence assez robustespour résister aux fortes charges que peut porter le véhicule, mais elles doi- vent néanmoins être assez souples et élastiques pour coopérer avec la on les chambres de secours de l'ensemble de façon à amor- tir les chocs engendrés par les inégalités du sol.
<Desc/Clms Page number 13>
Dans l'agencement que montre la figure 9, la bolte 42 d'une chambre pneumatique est fixée à une traverse 43 du châssis.
Dans la paroi postérieure de la bolte est pratiquée une ouvertu- re, qui est masquée par une membrane flexible 44 destinée à for- mer avec la boite une chambre pneumatique hermétiquement close 45. La paroi inférieure de la bolte porte une chape descendante coude 46 à laquelle est articulée une branche d'un levier/47. L'autre branche de ce levier porte à l'extrémité libre un plateau 48 ap- pliqué sur la face extérieure de la membrane 44, tandis que le coude du levier porte une fusée sur laquelle est montée la roue 49. Pratiquement ce support comprend une fusée usuelle et un pivot de direction permettant l'orientation de la roue pour la direction du véhicule.
L'agencement décrit est prévu sur les deux cotée opposés du châssis, et les pivots de direction sont accouplés entre eux de la manière usuelle pour permettre le direc- tion du véhicule. Les chambres pneumatiques 45 des deux cotés du véhicule peuvent être reliées entre elles par un conduit 50 pour permettre au fluide comprimé de passer d'une chambre dans l'autre et d'établir ainsi des pressions équilibrées dane les deux chambres.
Dans l'agencement selon la figure 9, la membrane est dispo- sée dans un plan sensiblement vertical. Dans l'exemple que mon- tre la figure 10 la membrane 51 est disposée horizontalement et masque le côté inférieur de la bolte 52 de la chambre pneumatique 53. Un levier 54 est articulé par une extrémité à une chapa 55 solidaire du longeran 56 du châssis, tandis que l'autre extrémité de ce levier porte la fusée de la roue 57 avec un pivot de direc- tion comme dans l'exemple précédent. Le levier 54 est relié entre ses extrémités à la membrane 51. Ce dispositif est prévu comme la dispositif selon la figure 9 sur les deux côtés du véhicule.
La figure 11 représente un mode de réalisation très satisfai- sant d'une suspension pneumatique à genouillère. Dans ce cas la
<Desc/Clms Page number 14>
traverse antérieure 58 du châssis porte un pivot 59 pour une extrémité d'un levier 60. L'extrémité opposée de ce levier por- te de la manière usuelle le pivot de direction 61 solidaire de la fusée, tandis que le levier est relié entre ses extrémités à une membrane 62. Cette membrane est inclinée et montée sur le bord périphérique également incliné de la boite 63 d' une chambra pneumatique 64. La boita est rigidement solidaire de la traverse
58 du châssis, et occupe une position telle que la membrane soit dans un plan passant sensiblement par l'axe du pivot 59.
Le dispositif représenté sur la figure 11 est également prévu sur les deux côtés d'un véhicule, et les deux pivots de direction sont convenablement reliés entre eux pour la direction du véhicule.
Dans chacun des exemples selon les figures 9, 10 et 11 on peut prévoir un conduit ou tuyau de communication entre les cham- bres pneumatiques des deux côtés du véhicule pour permettre l'éga- lisation des pressions dans ces chambres.
L'agencement que montre la figure 12 est principalement destiné à porter l'arrière du véhicule. Un essieu arrière tubu- laire 65, prévu sur chaque côté du véhicule, est relié par une articulation universelle 66 à une boite de différentiel 67, de sorte que chaque essieu 65 remplit en fait la fonction d'un le- vier de suspension. La boite contient le train différentiel usuei dont les pignons planétaires sont reliés cinématiquement par des cannelures 68 à chaque essieu 60. L'articulation universelle 70 fait partie de cette liaison cinématique pour permettre des mouve- ments dans toutes les directions entre la boite et les essieux contenant les arbres de transmission aux roues.
Chaque essieu tubulaire est solidaire d'un plateau 71 fixé à la face inférieure d'une membrane 72, dont le bord périphérique est assemblé hermétiquement avec le bord périphérique de la boite 73 d'une chambre pneumatique 74. Cette boite 73 est fixée rigide- ment à la face inférieure du châssis 75, de sorte que celui-ci repose sur chaque essieu sur les deux côtés du véhicule. Dans ce
<Desc/Clms Page number 15>
cas encore les chambres pneumatiques des deux côtés du véhicule peuvent être reliées entre elles par un conduit de la manière précédemment décrite.
L'expérience a montré que, dans l'agencement selon la figu- re 12, la liaison des essieux arrière avec les membranes main- tient ces essieux dans la position qu' ils doivent occuper sans qu' il soit nécessaire de prévoir à cet effet des barres de con- treventement ou d'autres moyens complémentaires, étant donné que ses membranes sont stratifiées et ont une grande résistance mé- canique. Elles sont généralement formées par une armature en talle ou fil câblé de "Nylon", enrobée dans du caoutchouc synthé- tique on dans une matière plastiqua. Leur résistance est plus que suffisante pour répondre convenablement à toutes les condi- tions Imposées.
Il convient de noter que, dans chacun des agencements dé- crits en regard des figures 9 à 12 la fixation du levier à la membrane est décentrée par rapport à cette dernière, et plus rap- prochée du pivot fixe autour duquel oscille le levier ou l'essieu tubulaire. Grâce à cet agencement les contraintes Imposées à la membrane sont égalisées, parce qu'une partie flexible plus grande est prévue là où la flexion est en fait plus importante, ce qui assure un fonctionnement plus efficace de la membrane.
Pratiquement les chambres pneumatiques de chacun des dispo- sitifs décrits sont alimentées en air comprimé par une source appropriée, et les pressions peuvent être réglées par des moyens connus en so i et quelconques, pour répondre efficacement aux réac- tions des membranes et pour porter les charges imposées.
Aucun des dispositifs décrits n'exige l'utilisation de moyens complémentaires, par exemple de lourdes barres de contre- ventement ou d'entretoises rigides tellement nécessaires dans les suspensions pneumatiques connues jusqu'ici. Tous les organes de ces dispositifs sont simples, se laissent facilement fabriquer,
<Desc/Clms Page number 16>
<Desc / Clms Page number 1>
Air suspension for vehicles.
This invention relates to a suspension for motor vehicles, in particular a type of suspension in which the weight of the vehicle rests on air cushions and not on the steel springs which have been used for so long as the elastic suspension.
The object of this invention is to create a pneumatic suspension a. extremely flexible and automatically conforms to uneven ground so that the tires on the wheels are subjected to uniform wear, while the body and chassis are kept free from torsional and bending stresses.
<Desc / Clms Page number 2>
b) not requiring rigid struts, nor a very robust longitudinal and transverse bridging, while the stresses of propulsion and braking of the shaft as the transverse stresses are efficiently absorbed by the suspension itself. even. c) which withstands heavy use on poor roads and requires little or no maintenance throughout long periods.
d) which can carry the body of the vehicle with the same efficiency for easy walking when the vehicle is empty and when it is heavily loaded.
The invention includes many new features including the use of new means for compensating for sudden pressure variations resulting from unevenness of the ground to obtain smooth rolling qualities. These means can be in various forms, as will be described in detail below, but they generally require the use of two or more membranes intended to be subjected by the load to differential pressures, which compensate for shocks generated by the ground and dampen or soften these shocks by reducing their transmission to the vehicle body to a minimum.
Another feature of the invention comprises a pneumatic suspension which can be used separately or in tandem on trucks, tractors or trailers according to the conditions imposed by the vehicle to be fitted.
Another feature of the invention is a new arrangement of shock absorber controls whereby the controls on both sides of the vehicle can be simultaneously adjusted to the same voltage.
Another feature of the invention comprises pneumatic suspensions which are perfectly suitable for use on
<Desc / Clms Page number 3>
front wheels of a vehicle, and in the embodiment of which the reactions resulting from the unevenness of the ground are transmitted to the chassis and to the superimposed body in a longitudinal direction and not vertical.
Other features of the invention will emerge better from the remainder of this description with reference to the appended drawing showing practical embodiments of the invention, which are however intended only to serve as non-limiting examples. .
Fig. 1 is a view taken on the underside of a chassis, and shows a tandem air suspension according to the present invention.
Figure 2 is a vertical cross-sectional view taken along line 11 of Figure 1c and taken in the direction of the arrows.
Figure 3 is a longitudinal vertical sectional view along the line III-III of Figure 1.
Figure 4 is a partial sectional view on a larger scale along the line IV-IV of Figure 1.
Figure 5 is a so-called exploded perspective view, and shows the various separate elements of the arrangement according to Figures 1 to 4.
Figure 6 is a perspective view of the ready arrangement. made of the shock absorber cable and the adjustment members, These elements are shown separate from the other parts of the vehicle.
Fig. 7 is a view taken on the underside of a chassis and shows another embodiment of the invention.
Figure 8 is a vertical sectional view taken along the line VIII-VIII of Figure 7.
Figure 9 shows an alternative arrangement of the pneumatic suspension for the front wheels.
Fig. 10 shows another alternative arrangement of the air suspension for front wheels.
<Desc / Clms Page number 4>
Figure 11 shows a third alternative arrangement of the air suspension for front wheels. The pneumatic chamber is shown in median section.
FIG. 12 shows another embodiment of the suspension essentially intended to support the rear part of the vehicle.
In the first embodiment of the invention shown in FIGS. 1 to 6 of the drawing, 1 designates the frame members on which the body 2 rests. These figures represent a tandem pneumatic suspension comprising consequently with two parallel axles 3 and 4 below the chassis. It can be seen that each of these axles is equipped with 5 twin wheels.
The arrangement according to figures 1 to 6 is of the direct mounting type in which an air suspension is provided directly above each axle and below the body, as opposed to the indirect mounting by door-to-door levers. - false as shown in figures 7 and 8, in which each air suspension precedes the corresponding axle.
Each air suspension according to Figures 1 to 6 comprises a support 6 mounted rigidly on the axle between the ends thereof. This support, as shown, comprises a part in the form of a bowl 7 which will be designated by “bowl” in the remainder of this description. This bowl is extended forward by a tab 8.
Referring to FIG. 5, it can be seen that the cup is integral with side arms 9 each carrying at the free end a pad 10. These pads are applied on the axle to which they are fixed by means of caps 11 applied on the lower side, and assembled by bolts with the flanges of the bearings so as to hold the support rigidly on the axle. The arms 9 also carry shock-absorbing stops 12, arranged so that they touch the underside of the
<Desc / Clms Page number 5>
side members 1 in the event of an excessive shock or air suspension failure, but which are generally kept at a relatively small distance from the chassis side members.
The tongue 8 is fixed to the side members of the chassis by means allowing limited pivoting in all directions
This can be advantageously obtained by the arrangement of perforated rubber washers 13 for the passage of a threaded pin 14, the upper end of which is fixed to a cross member.
15 carried by the side members 1, while the opposite end of the threaded pin is rigidly fixed to a transverse bar.
16, whose opposite ends dirty lowered / can be fixed to the side members 1 by the same bolts or rivets which hold the cross member 15, This arrangement, which can be modified without departing from the principle of the invention, allows a movement of 'raising or lowering the bowl 7,
as well as a transverse tilting to ensure in this way a flexible connection between the axle and the frame. This flexible connection is very suitable because it allows the wheels to follow the unevenness of the ground without transmitting unwanted torsions to the frames.
A box 17 is rigidly fixed between the side members 1 above the bowl. In this mode of implementation of the invention, the walls of the box are rigid, but the bottom wall has an opening 18. In the example shown, this opening is circular as is the bowl, although it is practically possible to give them another desired shape.
However, thanks to the circular shape, a two-part membrane can be inserted between the box and the support, which in fact acts as two membranes. Indeed, on the opening facing upwards of the bowl is fixed an elastic membrane 19, but the opening 18 is much larger than the external diameter of the bowl. An annular membrane 20 is therefore interposed between the bowl and the edge of the opening 18 of the balte.
<Desc / Clms Page number 6>
17. The two membranes 19 and 20 are pierced with holes on the peripheral edges, and traps intended to come opposite each other's years are also made in the peripheral edge of the bowl and around the opening 18 for the passage of diaphragm fixing bolts or screws.
Thanks to this means the outer periphery of the circular membrane 19 and the internal periphery of the annular mambrane 20 are assembled by overlapping on the upper edge of the bowl 7, while the outer peripheral edge of the annular membrane 20 is assembled with the edge of the opening 18. Metal rings 21 replace the washers generally used for bolts or via them.
The two concentric membranes 19 and 20 are flexible and elastic. Practically they can be made with the same material and present the weight marl. In this embodiment, however, a relatively heavy annular membrane 20 is preferably used, with a built-in reinforcement of fabric or cabled yarns to give it a high tensile strength suitable for the loads to be carried. On the other hand, the circular membrane 19 is preferably thinner and more elastic. Natural or synthetic rubber is ideal for this purpose.
When all the elements are assembled, the result is two distinct and separate chambers which can receive compressed air. One of these chambers is indicated at 22 in Figure 3 and constitutes what may be called the back-up chamber. The other chamber, indicated at 23, is the primary air chamber. The upper face of the annular membrane is oriented towards the interior of the primary air chamber, while the lower face is subjected to the action of atmospheric pressure. The upper face of the membrane 19 is subjected to the action of the pressure prevailing in the primary air chamber, while the opposite face is subjected to the action of the air contained in the cylinder.
<Desc / Clms Page number 7>
vette 7, which can be completely closed and sealed so that the emergency chamber 22 is airtight.
However, it is practically preferable to provide in the bottom of the bowl a single leakage orifice 24 which can be seen in FIG. 3. This leakage orifice is surrounded according to this figure by a peripheral collar, the upper edge of which constitutes a seat intended to cooperate with a valve 25 made of flexible and elastic material, such as foam rubber or sponge rubber, which the membrane 19 carries. Under normal operating conditions the valve 25 is kept apart from his seat. It only applies to this seat when the vehicle is carrying heavy tanks. aged or when it is subjected to abnormally violent shocks from uneven ground.
When the suspension which has just been described is to serve as a simple suspension, that is to say with a single axle, it can be used alone in the manner indicated heretofore. However, when it is to be used in tandem, as shown in Figures 1, 2 and 3, the device described must be doubled and one must be placed in front of the other. In order to obtain maximum damping with an arrangement of this type, the two primary air chambers 23 can then communicate with each other through an orifice 26, with which a double-acting valve 27 cooperates.
The stem of this valve is kinematically connected to a lever, a cam or an eccentric 28 intended to be operated by means of a lever 29. This lever is shown in FIG. 3 in a position in which the two valves of the valve double-acting are separated from their respective seats in order to establish in this way free communication between the two primary air chambers 23.
In the case of a deflated pneumatic tire, or for many other reasons, it. may be instructed to use only one axle to carry the load, and the driver then operates the lever 29 by 90 in one direction
<Desc / Clms Page number 8>
or in the other starting from the position shown in Figure 3, to apply to its seat one or the other of the two valves of the double-acting valve 27, and in this way to isolate one of the 'other the two primary air chambers.
Although it does not seem necessary to explain in this description the different functions of the double-acting valve, the following can however be emphasized by way of example:
When the vehicle is driven empty or with a low load, the pressure in one of the chambers 23 can be significantly reduced while the pressure is increased in the other chamber 23 after their sealed separation. This operation imposes the weight of the vehicle on the axle in chamber 23 with the highest pressure, which thus removes almost all the load from the other axle, so that the truck can then run exclusively on the wheels. under the chamber brought to the highest pressure.
By the overpressure of your load imposed on one of the axles, it thus becomes possible to change the pneumatic tires without it being necessary to lift the vehicle by means of a jack, in particular when the tires to be removed have been deflated beforehand.
In order to fulfill the function of the desirable damping in the suspensions in question, the device according to the invention is advantageously completed by one or more cables 30 arranged along the side members of the frame and passing under the caps 11. It is possible to add pass each cable separately under each axle, but figures 3 and 4 show an extremely satisfactory arrangement for which a single cable 30 can be used. The two ends of this cable are fixed to rings 31 integral with the side members 1, while that the intermediate parts of the cable pass under brackets 32 and over pulleys 33 to a spreader 34, mounted on a common threaded spindle 35 integral in rotation with a crank 36.
The process
<Desc / Clms Page number 9>
This crank allows, via the threaded spindle, to uniformly adjust the tension of the shock absorber cable on both sides of both axles.
The stirrups 32 can directly touch the caps 11, however, when. These are vehicles intended to carry heavy loads, it is preferable to insert pneumatic bearings 37 of the type according to FIG. 4 between the calipers and the lower face of the caps.
These pads may be made of resilient rubber, but they are preferably hollow for inflating, and the compressed air may be supplied to several pads through piping 38 from the primary air chambers as shown in Figure 3. ,
The arrangement described so far operates as follows: the compressed air supplied by a reservoir, a pump or other source is admitted into the primary air chambers 23 in a quantity and at a pressure suitable for the imposed load. . The air intake can take place during or before loading and this air can be evacuated during or after unloading, whichever way seems most suitable.
The pressure in the primary air chambers 23 acts as the main load carrier, while the air in the relief chambers 22 acts in various ways depending on whether the chambers are hermetically sealed or not. When they are hermetically sealed, the membrane 19 bulges downwards under the action of the pressure prevailing in the chamber 23 until the pressure generated in these relief chambers 22 is balanced and the load is thus suspended.
As the wheels pass over a bump, the annular diaphragm 20 flexes upward to increase the pressure in the chamber 23 so that the load is sustained. During the pulse generated by this increase in pressure, however, this acts on the mam.brane 19 to make it bend towards the
<Desc / Clms Page number 10>
low against the action of the pressure prevailing in the emergency chamber 22. Thanks to this difference between the pressures, the sudden increase in the pressure inside the chamber 23 is therefore absorbed by the membrane 19, and the frame does not react appreciably to this sudden variation.
If the valve 27 is opened during operation of the diaphragm 19 of the spare wheel chamber passing over a bump, some of the pressure generated by this bump passes into the other primary chamber 23, which then fills the function of a complementary damping chamber, in which the pressure in turn acts on the corresponding membrane 19 which therefore additional dampens the shock in the corresponding emergency chamber 22, When the arrangement only comprises a single suspension, or when the valve 27 is closed, the action as described of the second primary air chamber 23 is suppressed, but it is evident that a single backup chamber 22 cooperating with a single chamber primary air 23
EMI10.1
) adoDC10B1dérab1ement shocks generated by unevenness of the ground.
For the mode of operation which has just been described, it has been assumed that the seconrs chamber 22 is hermetically closed, at least except for the presence of one or more very small orifices allowing the entry of atmospheric air in order to that this chamber always contains air, while the escape of this air is sufficiently delayed so as not to interfere with the operation of the emergency chamber in the event of sudden pulses.
In the example shown in Figure 3, where the emergency chamber 22 has a single leakage port 24, the arrangement is a little different. The orifice 24 must receive such a section that air can escape during the duration of the initial pulse, but that this escape is relatively limited in order
<Desc / Clms Page number 11>
that the emergency chamber can intervene to generate the aforementioned difference between the pressures. An orifice cooperating with a valve 25 integral with the membrane 19 is more suitable for the transmission of heavy loads, given that, in this case, the pressure normally prevailing in the primary chamber is greater than that which is generated by lighter loads, so that this also results in a stronger downward bending of the membrane 19.
Under the action of extremely heavy loads, this membrane can flex enough to apply the valve 25 to its seat and to hermetically obstruct the orifice 24, so that the emergency chamber then functions as a closed chamber for these loads, the membrane being able to further flex and further increase the pressure in the chamber 22 during the passage of the corresponding wheel over bumps in the ground.
However, when the load is removed and the vehicle is light, the pressure in the primary chamber 23 is reduced, or can be reduced by the intervention of the driver, to allow the membrane 19 to move sufficiently apart. orifice, and to reduce the pressure in the relief chamber.
The suspension thus becomes softer and more pleasant than in other conditions. Thanks to the communication established between the bearings 37 above the stop cable and the primary air chamber, the pressures in these two chambers are substantially balanced for both light loads and heavy loads. It follows therefore that the tendency to snatch after passing over a bump is neutralized and compensated.
Compressed air can be introduced into the primary air chambers in any suitable manner. However, it is advisable to pass the compressed air from a tank of the vehicle into these chambers through pipes, in which one or more easily accessible shutters are inserted.
<Desc / Clms Page number 12>
to the driver.
Figures 7 and 8 of the drawing show a cantilevered lever suspension, in which the cups 7 are carried by levers in the form of forks 39, the cups being disposed between the ends of the levers. The rear branches of each lever are attached to each of the axles as shown, while the front tongue of each lever is mounted on a lowered cross member 16, as in the embodiment according to the preceding figures.
In Figures 7 and 8 the stopper wire has been omitted for clarity, although it is generally provided. The vessel 7 can be designed and arranged as in the embodiment previously described, and the same general arrangement of annular and circular membranes can be used with a communication port similar to port 26. As shown in Figures 7 and 8, however, we can imagine variations with the following peculiarities:
Annular and circular membranes can be integral with each other. Instead of making the two primary chambers communicate through an orifice 26, it is possible to provide a communication duct 40, with or without a valve corresponding to the valve 27.
The upper wall of the primary air chamber 23a which corresponds to the chamber 23, can be rigid or formed by a flexible membrane 41 if desired. In this case, the communication duct 40 must also be flexible to allow the membranes 41 to bend. When the membranes 41 are provided, they must preferably be strong enough to withstand the heavy loads which the vehicle may carry, but they must nevertheless be flexible and elastic enough to cooperate with the or the emergency chambers of the assembly so as to absorb the shocks generated by unevenness of the ground.
<Desc / Clms Page number 13>
In the arrangement shown in Figure 9, the bolte 42 of a pneumatic chamber is fixed to a cross member 43 of the frame.
An opening is made in the rear wall of the bolte, which is masked by a flexible membrane 44 intended to form with the box a hermetically sealed pneumatic chamber 45. The lower wall of the bolte carries a downward clevis 46 to elbow. which is articulated a branch of a lever / 47. The other branch of this lever carries at the free end a plate 48 applied to the outer face of the membrane 44, while the elbow of the lever carries a spindle on which the wheel 49 is mounted. Practically this support comprises a usual rocket and a steering pivot allowing the orientation of the wheel for steering the vehicle.
The arrangement described is provided on the two opposite sides of the frame, and the steering pivots are coupled together in the usual manner to allow steering of the vehicle. The pneumatic chambers 45 on both sides of the vehicle can be interconnected by a conduit 50 to allow the compressed fluid to pass from one chamber to the other and thus establish balanced pressures in the two chambers.
In the arrangement according to FIG. 9, the membrane is arranged in a substantially vertical plane. In the example shown in FIG. 10, the membrane 51 is arranged horizontally and masks the lower side of the bolte 52 of the pneumatic chamber 53. A lever 54 is articulated at one end to a cap 55 integral with the spar 56 of the chassis. , while the other end of this lever carries the spindle of the wheel 57 with a steering pivot as in the previous example. The lever 54 is connected between its ends to the membrane 51. This device is provided like the device according to Figure 9 on both sides of the vehicle.
FIG. 11 shows a very satisfactory embodiment of a pneumatic toggle suspension. In this case
<Desc / Clms Page number 14>
front cross member 58 of the frame carries a pivot 59 for one end of a lever 60. The opposite end of this lever carries in the usual manner the steering pivot 61 integral with the rocket, while the lever is connected between its sides. ends to a membrane 62. This membrane is inclined and mounted on the peripheral edge also inclined of the box 63 of a pneumatic chamber 64. The box is rigidly secured to the cross member
58 of the frame, and occupies a position such that the membrane is in a plane passing substantially through the axis of the pivot 59.
The device shown in Fig. 11 is also provided on both sides of a vehicle, and the two steering pivots are suitably connected to each other for steering the vehicle.
In each of the examples according to FIGS. 9, 10 and 11, it is possible to provide a conduit or pipe for communication between the pneumatic chambers on both sides of the vehicle in order to allow the pressure in these chambers to be equalized.
The arrangement shown in Figure 12 is primarily intended to carry the rear of the vehicle. A tubular rear axle 65, provided on each side of the vehicle, is connected by a universal joint 66 to a differential box 67, so that each axle 65 in fact performs the function of a suspension lever. The box contains the usual differential gear, the planetary gears of which are kinematically connected by splines 68 to each axle 60. The universal joint 70 is part of this kinematic connection to allow movement in all directions between the box and the axles. containing the drive shafts to the wheels.
Each tubular axle is integral with a plate 71 fixed to the underside of a membrane 72, the peripheral edge of which is hermetically assembled with the peripheral edge of the box 73 of a pneumatic chamber 74. This box 73 is rigidly fixed. ment to the underside of the chassis 75, so that the latter rests on each axle on both sides of the vehicle. In this
<Desc / Clms Page number 15>
again, the pneumatic chambers on both sides of the vehicle can be interconnected by a conduit in the manner previously described.
Experience has shown that, in the arrangement according to figure 12, the connection of the rear axles with the membranes keeps these axles in the position which they are to occupy without it being necessary to provide for this. bracing bars or other complementary means, since its membranes are laminated and have high mechanical resistance. They are generally formed by a reinforcement of tiller or cabled yarn of "Nylon", encased in synthetic rubber or in a plastic material. Their resistance is more than sufficient to adequately meet all the Imposed conditions.
It should be noted that, in each of the arrangements described with reference to FIGS. 9 to 12, the fixing of the lever to the membrane is off-center with respect to the latter, and closer to the fixed pivot around which the lever or the membrane oscillates. tubular axle. With this arrangement the stresses imposed on the membrane are equalized, because a larger flexible part is provided where the bending is actually greater, which ensures more efficient operation of the membrane.
Substantially the pneumatic chambers of each of the devices described are supplied with compressed air from a suitable source, and the pressures may be adjusted by any means known in the art and any, to respond effectively to the reactions of the membranes and to carry the pressures. imposed loads.
None of the devices described require the use of additional means, for example heavy bracing bars or rigid struts so necessary in air suspensions known heretofore. All the components of these devices are simple, can be easily manufactured,
<Desc / Clms Page number 16>