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Perfectionnements aux dispasitifs dé ,-.;. 'spension pour véhicules.
Cette invention est relative aux dispositifs de suspension pour véhicules et concerne en particulier les dispositifs du type dans lequel la charge statique est portée élastiquement par un certain volume de gaz comprimé et dans lequel est ménagée une chambre de travail dont le volume' varie avec la position de la roue ou d'un élément équivalent par rapport à la caisse du véhicule ou d'une partie équiva- lente, les variations du volume de la chambre de travail étant capables de produire des variations de pression du gaz com- primé. On connaît des dispositifs de Suspension de ce genre .dans lesquels la chambre à volume variable est largement occu-
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pée par un gaz sous pression. Un exemple de cette disposition est décrit au Brevet anglais No 450.852 du 23 Janvier 1935.
Dans ce dispositif antérieur., une chambre contenant un gaz comprimé et dont le volume est constant, communique avec la chambre de travail par l'intermédiaire d'un obturateur à double effet., dont le fonctionnement est commandé par un autre volume de gaz comprimé que contient une chambre auxi- liaire et qui communique par un passage de section très ré- duite avec la chambre à gaz principale.
Un but de l'invention est de créer un dispositif de suspension perfectionnée peu encombrant et de forme rela- tivement simple, dans lequel l'air ou un autre gaz est employé d'une manière particulièrement efficace comme fluide élastique et comme fluide de freinage des mouvements du dispositif. Un autre but de l'invention est de créer un dispositif de sus- pension télescopique perfectionné, dont l'emploi est particu- lièrement indiqué pour les véhicules automobiles sur routes.
Suivant l'invention, le dispositif de suspension pour véhicules comporte deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre qui sont respectivement fixés sur la caisse du véhicule ouune partie équivalente et sur l'essieu portant la roue ou un élément équivalent et ces éléments délimitent une première chambre a volume variable contenant un gaz sous pression, une deuxième chambre à gaz, dont le volume varie en même temps que celui de la première, chambre,mais dans un sens opposé,
un obturateur de freinage destiné à établir une communication entre ces deux chambres de travail à volume va- riable et une chambre auxiliaire communiquant par un passage de section réduite avec la première chambre à volume variable et fermée par un piston de commande sur lequel agit le gaz que contient la chambre auxiliaire et qui règle le passage du gaz à travers l'obturateur de freinage pendant les mouvements de réaction des éléments.
De préférence, les éléments sont emboî- tés les uns dans les autres à la manière d'éléments télesco-
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piques et se composent d'un cylindre tubulaire et d'un¯tube plongueur coulissant dans ce cylindre, ce plongeur étant - composé d'une tête de piston et d'un tube d'un diamètre sensiblement inférieur au diamètre intérieur du cylindre de manière à former un espace annulaire constituant la deuxiè- me chambre à volume variable.
L'emploi de l'air comprimé ou d'un autre gaz pour le freinage et pour la suspension élas- tique., permet de simplifier le dispositif et d'éviter la difficulté des dispositifs antérieurs à freinage hydrauli- que, laquelle est due à l'absorption de l'air par' le liquide lorsque la pression s'élève, absorption qui rend impossible le maintien d'une pression d'air prédéterminée pendant le fonctionnement. De même., le mélange du liquide et de l'air forme une mousse qui est, inefficace dans les,.dispositifs amortisseurs construits en vue de fonctionner uniquement avec un liquide.
Si on le désire, le piston de commande peut se déplacer librement dans le sens axial sur une cer- taine 'distance pour lui permettre- d'égaliser les pressions dans la première chambre à volume variable et dans la cham- bre auxiliaire lorsque les éléments du dispositif de sus- pension se déplacent rapidement l'un par rapport à l'autre.
L'obturateur de freinage se compose avantageuse- ment de deux clapets de retenue, s'ouvrant respectivement des deux chambres de travail volume variable vers l'inté- rieur d'un.conduit de communication ou inversement, et d'un obturateur de commande destiné à relier le conduit de com- munication à l'une ou l'autre des chambres- de travail à volume variable et actionné par le piston de commande.
De cette manière, l'obturateur de commande peut relief/Le con- duit de communication à la deuxième chambre de travail à volume variable, lorsque la pression dans la première chambre à volume variable est supérieure à la pression dans la chambre auxiliaire, mais à la première chambre de tra- vail'à volume variable lorsque la pression dans cette
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dernière chambre est inférieure à celle de la chambre auxi- liaire. Si on le désire, l'obturateur de commande peut être constitué par un piston distributeur coulissant axialement dans un alésage de la tête de piston sous l'action du piston de commande,,, le conduit.de communication étant alors formé par une gorge périphérique pratiquée dans le pis- ton distributeur.
En variante, l'obturateur de- commande peut. être constitué par deux clapets opposés, espacés axialement et coopérant respectivement avec des sièges correspondants prévu: sur la tête de piston, l'espacement entre les deux sièges per- mettant un certain déplacement axial des clapets. Les clapets de retenue peuvent être prévus sur un organe coulissant axia- lement et faisant partie de l'obturateur de commande, mais ils peuvent également être agencés pour permettre le passage du fluide de la chambre à volume variable correspondante vers l'intérieur du conduit de communication.
Dans certains cas, il est indiqué que les deux clapets de retenue soient formés par un seul organe obturateur capable de coopérer avec l'un ou l'autre des deux sièges opposés, ce qui permet de prévoir sur l'organe obturateur une bague d'étanchéité ajustée à la tte de piston et coulissant dans l'alésage du cylindre.
La bague d'étanchéité peut ainsi être encastrée dans une gorge de la tête de piston et coulisser librement dans le sens axial à l'intérieur de la gorge pour ménager ainsi un certain jeu sur l'un ou,l'autre c8té de la gorge., le conduit de communi- cation étant alors disposé de manière à traverser la paroi in- térieure courbe ou le fond de la gorge et à communiquer avec l'espace de jeu quelle quesoit la position de la bague d'étan- chéité.
De préférence,la première chambre à volume variable peut communiquer avec la chambre auxiliaire à travers un pas- sage de section réduite débouchant dans un conduit qui aboutit lui-même dans la partie inférieure de la chambre auxiliaire, limitant ainsi le degré d'accumulation possible du liquide, par exemple d'un lubrifiante dans cette chambre auxiliaire.
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La description qui va suivre en regard des, dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs,. fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention,
La fige '1 est unevue en élévation latérale d'un dispositif de suspension télescopique, le cylindre étant re- présenté en coupe.
La fig. 2 est une coupe longitudinale partielle à plus'grande échelle de la tête de'piston et d'une partie du tube plongeur, l'obturateur étant représenté dans la position
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quli:6coupe pendant le raccourm,Ii::ssement du dispositif.
La fig.3 est une vue similaire montrant une position de fonctionnement-de l'obturateur de freinage au 'cours de la course d'extension suivante, par réaction.
Les fig. 4, 5, 6 et 7 sont des vues analogues montrant des variantes de réalisation de l'obturateur de freinage.
Le dispositif de suspension que montre la fig. 1 comporte un cylindre tubulaire 10'fermé à son extrémité supé- rieure par un capuchon 11 solidaire d'une chape 12, à l'aide de laquelle le dispositif peut être relié à la caisse ou à une partie équivalente du véhicule (non représenté). Un tube plon- geur dont l'ensemble estindiqué en 13, coulisse à l'intérieur du cylindre 10 et comporte une tige 14; de préférence tubulaire pour réduire le poids, et coulissant dans un joint d'étanchéité
15 d'une constitution convenable quelconque, prévu à l'extré- mité inférieure-du cylindre 10.
Le diamètre extérieur du tube 14 est 'sensiblement inférieur-: au diamètre de l'alésage 16 du cylin' dre 10 et il en résulte une chambre de travail annulaire 18 qui sera dénommée la deuxième chambre de travail à volume variable, Cette chambre est séparée de celle que l'on désigne la première chambre de travail à volume variable 17, dans la partie supé- rieure du cylindre 10,'par une tête de piston 19, qui s'ajuste coulissement à la paroi de l'alésage 16 et porte une bague
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d'étanchéité 20, coopérant d'une -manière sensiblement étanche avec ledit alésage, A son extrémité inférieurele tube 14 porte une chape 21, à l'aide de laquelle le dispositif est re- lié à un essieu de roue ou un élément équivalent.
Pour facili- ter la fabrication, la chape 21 est munie d'un tronçon axial 22 qui s'ajuste dans l'extrémité inférieure du tube 14 où il est maintenu-en place par une tige de- traction axiale 23.L'ex- trémité supérieure de cette tige de traction 23 est vissée danE un prolongement inférieur 24 de la tête de piston 19, de la manière indiquée en 25. Un soufflet tubulaire 26; axialement extensible est fixé par wes extrémités respectivement sur le cylindre en 27 et sur le tube plongeur 13 en 28; pour empêcher la pénétration de la boue ou d'autres corps étrangers sur la surface de coulissement extérieur du tube 14.
Les première et deuxième chambres de travail lj4rolume variable 17 et 18 sont remplies d'air ou d'un autre gaz sous pression par une soupape dadmission d'air 29, convenablement fixée'sur le ca- puchon 11 du cylindre. Il y a lieu de noter que, dans les dispositifs de suspension décrits., les chambres de travail 17 et 18 ne communiquent pas avec l'intérieur du tube plon- geur 14, de sorteque ce tube peut être considéré et fonc- tionne comme une tige pleine,.la communication entre la pre- mière chambre de travail à volume variable 17 et la'deuxième chambre de travail àvolume variable 18, à travers la tête de piston 19, est commandée par un obturateur de freinage, dont l'ensemble est indiqué en 30. Des conduits 31 relient l'obturateur de freinage-30 à la chambre de travail 18.
Le mode de réalisation préféré de l'obturateur de freinage est représenté par les fig. 2 et 3 et comporte un piston distributeur 32 sensiblement cylindrique qui coulisse d'une manière pratiquement étanche au liquide à l'intérieur d'un alésage 33 pratiqué dans la tête de piston 19.
Le piston distributeur 32 est creux et il est muni à son extrémité su- périeure, d'une douille 34 percée d'un canal de section ré-
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duite 35, en communication permanente avec la première cham- bre de travail à volume variable 17, Sur cette douille 34 est fixé un tube 36; dont 1''extrémité inférieure débouche à l'intérieur d'une chambre 37, dont une partie est ménagée à l'intérieur du.piston distributeur 32, ttandis que l'autre partie est formée par l'extrémité inférieure de l'alésage 33, qui est fermé par un fond 38.
Cette chambre 37 est la chambre auxiliaire et, grâce à la disposition du'canal de section réduite 35, la pression du gaz à 1,'intérieur de cette chambre 37, lorsque le dispositif se trouve en état de repos, tend à devenir égale à la pression à l'intérieur de la chambre 17. Les fuites hors de la chambre auxiliaire 37, tout autour du'piston distributeur 32, sont évitées par la disposition d'un segment d'étanchéité 39, encastré dans une gorge prati- quée sur ce piston. A proximité de son extrémité supérieure, le piston distributeur 32 est muni.d'une gorge périphérique 40, en communication permanente avec un certain nombre de conduits radiaux 41. La gorge 40 et les conduits radiaux 41 forment le conduit de communication.
Les conduits 41 débou- chent dans le fond courbe d'une gorge périphérique 42 prati- quée dans la tête de piston 19 pour recevoir la garniture d'étanchéité 20. Cette garniture se compose d'une bague extérieure 43 en matière tendre, par exemple du caoutchouc ou un tissu caoutchouté et d'-une bague intérieure 44 faite en métal et construite de manière à se dilater élastiquement pour maintenir la bague extérieure 43 bien appliquée contre la paroi de l'alésage 16 du cylindre.
Il y a lieu de noter que la largeur axiale de la garniture 20 est sensiblement infé- rieure à la largeur, dans le même sens, de la gorge 42. Ceci permet à la garniture 20,de fonctionner 9. la manière d'un obturateur combiné, composé de deux clapets de retenue, contrô- lant le passage du gaz entre.le conduit de communication 40,41 et les chambres de travail 17 et 18. Un certain jeu est ménagé entre l'alésage 16 et le pourtour de la tête de pis-
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ton 19 pour permettre au fluide de passer des chambres de travail 17 et 18 vers l'intérieur de' la gorge 42, ou bien on peut prévoir à cet effet des canaux ou des rainures axiales dans la tête de piston.
On voit que, lorsque le tube plongeur 13 se déplace de bas en haut, le fluide sous pres- sion a tendance,à passer de la chambre de travail 17 vers l'intérieur de la chambre de travail 18. La garniture 20 a tendance à rester en arrière, ainsi que l'indique la fig. 2, par suite du frottement entre cette garniture et la paroi 16 du cylindre, et empêche ainsi le passage d'une certaine quan- tité de fluide vers l'intérieur de la chambre 12. Mais le fluide peut passer librement dans le conduit de communica- tion 40, 41.
La garniture 20 est également poussée vers le fond de la gorge par la pression du gaz qui est plus élevée dans la chambre de travail 17. Inversement, lorsque le tube plongeur 13 se déplace de haut en bas, une pression plus élevée est produite dans la chambre de travail 18, et la garniture 20 est alors soulevée et s'applique contre la paroi latérale supérieure de la gorge 42, de sorte que le conduit de communication 40, 41 est alors séparé hermétiquement de la, chambre de travail 17, tandis -que la communication est établie avec la chambre de travail 18.
Les conduits 31 percés dans la tête de piston 19 débouchent par des orifices 45 dans 1'alésa&e 33 en un point au-dessous des conduits 41 et la disposition est telle que, lorsque le piston distributeur 32 descend, la gorge 40 relie entre eux les conduits 41 et 31, les conduits 41 étant alors séparés de la première chambre de travail à volume variable 17 par le fait que la partie supérieure 46 du pis- ton distributeur 32 est alors en contact avec la partie su- périeure de l'alésage 33.
De même., lorsque le piston distri- buteur 32 s'élève de la manière représentée par la fig. 3, la surface cylindrique 47 au-dessous de la gorge 40, masque les conduits radiaux 31 et les sépare du conduit de communi-
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cation 40,41, tandis qu'en même temps la partie 46 s'élève au-dessus de la face supérieure de la tête depiston 19, établissant ainsi la communication entre le conduit 40, 41 et la première chambre de travail à volumè variable 17,. Le piston distributeur 32 'a une course libre relativement grande;
par suite, quoique la quantité d'air à l'intérieur de la chambre auxiliaire 37 soit empêchée de changer rapidement par le canal de section réduite, la pression à l'intérieur de la chambre auxiliaire 37 se modifie néanmoins avec les variations de pression dans la chambre de travail 17 lorsque le tube plongeur 13 se déplace en un mouvement de va-et- vient. Le piston; ..distributeur 32 est, de préférence, retenu dans,l'alésage 33 par une broche de petit diamètre (non représentée), prévue sur la tête de piston pour s'engager radialement dans la gorge 40 à peu près au niveau des con- duits 41.
Le fonctionnement de ce dispositif de suspen- sion est le suivant.:
Lorsque le véhicule se déplace sur une route unie ou lorsqu'il.est arrêté, de sorte que le dispositif de suspension se trouve alors dans une position de repos, la charge statique normale est .portée par l'air comprimé à l'in- térieur de la chambre de travail 17 du cylindre, agissant de haut en bas sur la tête de piston 19 et sur une surface égale à la section transversale du:.tube 14 du plongeur 13, étant donné que, bien entendu, l'espace annulaire 18 entre le tube 14 et le cylindre 10 contient de l'air comprimé ten- dant à pousser la tête de piston 19 vers le haut.
Le canal de sectioéduite 35 de l'obturateur de freinage 30 fait que la pression de l'air dans la chambre auxiliaire 37 devient égale à la pression dans la chambre 17 du cylindre. Lorsque la roue du véhicule franchit une=;bosse, le dispositif de suspension a tendance à se raccourcir, mais la,disposition est prévue de telle manière que la résistance à ce déplacement
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soit aussi faible que possible ceci pour réduire la poussée montante transmise à la caisse du véhicule. Pendant le dépla- cement de bas en haut du tube plongeur 13, la pression de l'air dans la chambre de travail 17 a donc tendance à augmen- ter 'et pousse donc le piston distributeur 32 vers le bas à l'encontre de la poussée de l'air que contient la chambre auxiliaire 37.
En même temps, la garniture d'étanchéité 20 est poussée en bas dans la position que représente la fig. 2, en partie par l'effet de la pression d'air supérieure agissant sur la face supérieure, et en partie par suite du fait que la tête de piston 19 se déplace vers le haut à l'intérieur du cylindre 10, de sorte que la garniture 20 a tout naturellement tendance à rester en arrière sous l'action du frottement méca- nique. L'air que contient la chambre supérieure 17 peut donc passer librement dans les conduits 41, la gorge 40 etensuite, dans la chambre de travail annulaire 18, à travers les con- duits 31. Bien entendu, le déplacement vers le haut du tube plongeur 13 a lieu très rapidement, de sorte que la quantité de l'air dans la chambre auxiliaire 37 ne varie pas d'une manière appréciable.
Au moment où le déplacement vers le haut du tube plongeur 13 est terminé, la pression de l'air dans les chambres de travail 17 et 18 est évidemment supérieure à la valeur normale de l'état de repos, et le piston distribu- teur 32 est en conséquene très abaissé. C'est pourquoi, lorsque la course descendante de réaction du tube plongeur 13 commence, le piston distributeur 32 reste dans sa position abaissée. Mais l'air/de la chambre de travail a tendance à retourner dans la chambre de travail 17 et son passage est empêché par le fait que la garniture d'étanchéité 20 s'élève et s'applique contre laroi supérieure de la gorge 42,ainsi que le montre la fig. 3.
Le déplacement vers le bas du tube plongeur lj se heurte donc à une résistance considérable, étant donné que l'air enfermé dans la chambre de travail an-
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nulaire 18 est comprimé. En même temps, la pression de l'air dans la chambre.de travail 17 tombe progressivement et l'ob- turateur'32 s'élève'à l'intérieur de la tête de piston 19 de sorte que, lorsque la pression devient inférieure à la valeur normale à l'état de repos, c'est-à-dire à la valeur pour laquelle cette,pression est tout juste capable de supporter la charge reposant sur la roue, le piston distributeur 32 s'est déplacé vers la position visible sur la fig. 3, par exemple.
L'air que contient la chambre de travail annulaire 18 peut alors passer à travers le conduit de communication 41, 40 au-delà de la tranche de la partie 46, vers 1!intérieur de la chambre de travail supérieure 17, Mais cet écoulement est réglé automatiquement de télle sorte que la pression dans la chambre de travail 17 ne puisse s'élever au-dessus de la valeur au repos, le piston distributeur 32 étant abaissé pour fermer le conduit de communication 40, 41, si la pression à l'intérieur de la chambre 17 a tendance à sélever au-dessus de la valeur de la pression à l'intérieur de la chambre auxi- liaire 37, Ily a lieu de noter que, lorsque le piston distri- buteur 32 ferme la communication par rapport à la,chambre de travail 17, ainsi que le montre la fig.
2, il se trouve en . état d'équilibre en ce qui concerne la-pression de l'air dans le conduit de-communication 40, 41..En conséquence, pendant le début de la course de réaction vers le bas, la pression de l'air dans la chambre de travail inférieure 18 n'a aucun effet sur le déplacement du'piston distributeur 32 vers sa position élevée.
L'obturateur de freinage produit le même effet lorsque le dispositif de suspension est allongé par rapport à sa position de repos, c'est-à-dire lorsque la roue du véhi- cule tombe dans un trou. Le tube plongeur 13 peut se déplacer assez librement vers le bas, étant donné que ce déplacement a tendance à, réduire la pression de l'air dans la chambre de
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travail supérieure 17, ce qui fait que l'air contenu dans la chambre auxiliaire 37 pousse le piston distributeur 32 vers sa position haute que représente la fig. 3. L'air peut alors s'échapper librement'de la chambre de travail annulaire 18, par la partie inférieure de la garniture 20 et par le conduit de communication 4140 vers l'intérieur de la.chambre de tra- vail 17.
Pendant cette partie du déplacement, le poids du véhicule n'est pas entièrement supporté et la caisse ou une partie équivalente du véhicule a tendance à se déplacer vers le bas. La pression finale dans les chambres de travail 17 et 18 est donc inférieure à la valeur de l'état de repos,donc inférieure à la pression de l'air dans la chambre auxiliaire 37.
Le piston distributeur 32 est par conséquent maintenu dans sa position élevée,de sorte que, lorsque la course de réaction (contre-coup) dans le sens du raccourcissement commence, l'air à l'intérieur de la chambre de travail 17 est comprimé, étant donné qu'il ne peut passer-au-delà de la gar- niture d'étanchéité 20, cette dernière étant alors appliquée contre la paroi latérale inférieure' de la gorge 4-2.Toutefois lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de travail 17 devient supérieure à la valeur de la pression statique,
le piston distributeur 32 est poussé vers le bas et les organes se trouvent alors dans la position que montre la fig.2. On voit que l'air provenant de la chambre de travail 17 peut passer le long de la partie supérieure de la garniture 20 vers l'intérieur de la chambre de travail 18, par le conduit de communication 41,40 et les conduits 31. Mais, si -.,la pres- sion dans la chambre 17 devait s'abaisser au-dessous de la valeurstatique, le piston distributeur-32 s'élèverait auto- matiquement, arrêtant ainsi l'écoulement de l'air jusqu'à ce que la pression dans la chambre de travail 17 se soit de nouveau abaissée au-dessous de lvaleur statique.
Une certai ne poussée, dirigée de bas en haut, est donc maintenue sur
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le cylindre pendant la cour.se de raccourcissement et cette poussée est au moins égale à la charge statique normale, de sorte qu'elle peut compenser la charge de telle manière que l'énergie cinétique vers le bas acquise initialement par .la caisse du véhicule ou une part'ie équivalente,soit neutralisée aussi rapidement que possible.
Les dispositifs de suspension suivant l'invention sont normalement.remplis d'une certaine ' quantité d'huile ou d'un autre lubrifiant -liquide.;, et le pis- ton distributeur 32 est muni du tube 36 pour empêcher le remplissage complet de la chambre auxiliaire 37 avec ce liquide, ce qui,,bien entendu, rendrait inefficace le fonc- tionnement de l'obturateur de freinage. Pendant les déplace- ments du piston 10 et du tube plongeur 13 à la manière d'élé- ments télescopiques, il se produit un léger courant d'air alternatif à travers le canal de section réduite 35.
En conséquence, si le¯liquide a tendance à s'accumuler dans la chambre auxiliaire 37 à un niveau situé au=dessus de l'extré- mité inférieure du tube 36, ce liquide est rejeté à travers ce.tube dès que la pression dans la chambre auxiliaire 37 devient supérieure à celle qui règne alors à l'intérieur de la chambre de travail 17. Dans des conditions contraires, l'air de la chambre de'travail 17 est refoulé vers l'inté- rieur de la chambre 'auxiliaire 37.
On voit que la partie inférieure du. piston dis- tributeur 32 agit à la manière d'un piston de commande,soumis à la pression régnant à l'intérieur de la chambre auxiliaire 37, et que les caractéristiques de fonctionnement du disposi- tif de suspension peuvent être modifiées suivant que la surfa- ce transversale de ce piston de commande est réduite ou aug- mentée par rapport à la/surface effective, par laquelle la pression à l'intérieur de la chambre de travail 17 agit sur le piston distributeur 32.
D'autre part, il est bien entendu que la constitution de la tête de piston 19 et, plus particu- lièrement, de l'obturateur de freinage de cette tête de
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piston., peut être modifiée de plusieurs manières, tout en produisant les mêmes effets que la disposition précédemment décrite.
Dans la variante de réalisation de l'obturateur de freinage que représente la fig. 4, la chambre auxiliaire est fermée par un piston de commande 48, qui a la forme .d'un godet.renversé et qui s'ajuste à coulissement dans l'alésage 33 avec un jeu juste suffisant pour permettre l'égalisation de la pression de l'air à l'intérieur de la chambre auxiliaire 37, et à l'intérieur de la chambre de travail 17, lorsque le dispositif de suspension se trouve à l'état de repos.
Mais la fuite le long du piston de commande 48 n'est pas suffisan- te pour produire un changement notable de la quantité d'air que contient la chambre auxiliaire 37 sous l'action des varia- ,tions rapides de la pression à l'intérieur du dispositif de suspension, lorsque ce dernier se trouve en état d'oscilla- tion télescopique Dans sa partie supérieure., le piston de commande 48 est muni d'une tige filetée 49 portant un écrou servant à serrer l'organe obturateur 51 contre un épaulement 52. Cet organe obturateur présente sur ses, faces supérieure et inférieure, des bords coniques 53 et 54, destinés à coo- pérer de manière étanche respectivement avec des sièges 55 et 56, prévus aux extrémités supérieure et inférieure d'un évidement circonférentiel 57 de l'alésage 33.
L'organe obtu- rateur 51 est percé de conduits 58 parallèles à son axe et de conduits radiaux 59, partant des conduits 58 et débou- chant dans l'évidement 57. Dans cet exemple, l'évidement 57 et lesconduits composants 58 et 59 constituent le "passage ou conduit de communication". Les orifices supérieur et infé- rieur des conduits 58 sont contrôlés par deux clapets de retenue formés par des rondelles annulaires 60 et 61, qui viennent s'appliquer d'une manière étanche sur les faces pla- nes supérieure et inférieure de l'organe obturateur 51. Les rondelles 60 et 61 peuvent se déplacer librement dans le sens
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axial-sur une courte distance.
La rondelle 60 peut coulisser " sur une partie rétrécie 62 de l'extrémité inférieure de'l'écrou
50, tandis.que la rondelle 61 peut coulisser sur l'embase de la tige 49, sa'course étant limitée par un épaulement 63. La distance axiale entre les sièges 55 et 56 est suffisante pour permettre à 1''organe obturateur 51 de se déplacer librement dans le sens axial sur une certaine longueur. Il en résulte que, lorsque l'organe obturateur 51 supplique sur l'un des sièges 55 ou 56, l'autre est ouvert. La partie inférieure de la tige 49 est entourée d'un espace annulaire 64 qui se trouve encommication permanente avec le's conduits 31 débouchant dans la chambre de travail annulaire 18.
Dans ce cas, la gar- niture d'étanchéité 20 s'ajuste exactement dans la gorge pratiquée dans la'tête de piston 19 et sert simplement à empêcher les fuites au-delà de cette tête de piston 19.
Cette variante de réalisation fonctionne exacte- ment comme le mode de réalisation décrit précédemment. La pression d'air à l'intérieur de la chambre auxiliaire 37, qui est égale à la pression statique du dispositif, commande le fonctionnement de l'obturateur de commande constitué par l'organe obturateur 51 et les sièges 55 et 56. Pendant le raccourcissement du dispositif en partant de la position de repos, le piston de commande 48 est abaissé et l'air de la chambre de travail 17 passe au-delà du siège 55, par le con- duit de communication 57,58,59, vers l'intérieur de la chambre de travail 18, en ouvrant le clapet de retenue 61 et en tra- versant les canaux 31.
Pendant la réaction, l'organe obtura- teur 51 reste dans sa position abaissée et enferme ainsi l'air à l'intérieur de la chambre de travail 18 jusqu'à ce que la pression à l'intérieur de la chambre de travail 17 s'abaisse au-dessous 'de la valeur normale à l'état de repos. A ce moment l'organe obturateur 51 est élevé, ouvre le siège 56 et permet à l'air de la chambre de travail 18 de passer ...par le conduit de communication, au-delà du clapet de retenue 60 vers l'in- -
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térieur de la chambre de travail 17, mais seulement aussi longtemps que'la pression dans cette chambre 17 n'est pas su- périeure à la pression à l'état de repos.
Lorsque le disposi- tif s'allonge au-delà de la longueur à l'état de repos, la ré- duction de la pression à l'intérieur de la chambre de travail 17 fait que l'organe obturateur 51 est soulevé et vient s'ap- pliquer contre le siège 55, de sorte quel'air peut passer li- brement de la chambre de travail décroissante 18 à travers les conduits 31, au-delà, du siège 56 et par le conduit de communication et le franchissement du clapet de retenue 60, vers 11 intérieur de la chambre de travail 17.
Au début de la course de raccourcissement ou de recul suivante, l'air est empêché de retourner directement vers l'intérieur de !.la chambre de travail 18, étant donné que l'organe obturateur 51 reste appliqué contre le siège 55 et que la pression de l'air dans la chambre auxiliaire 37 est inférieure à la pression régnant dans la chambre de travail 17. Il en résul- te que le dispositif continue de se raccourcir jusqu'à ce que la pression dans la chambre de travail 17 s'élève à une valeur supérieure à celle qui caractérise l'état statique de repos, l'organe obturateur 51 se déplaçant en- suite vers le bas pour venir s'appliquer sur le siège 56, ce qui permet à l'air de s'échapper de la chambre de tra- vail 17 et de retourner par le clapet de retenue 61 vers l'intérieur de la chambre de travail 18.
La disposition que montre la fig. 5 est sembla- ble à celle de la fig. 4, sauf en ce qui concerne l'obtura- teur de freinage. La tête de piston 19 estpercée, dans sa partie supérieure, d'un alésage 65 formant à ses deux extrémités des sièges annulaires 66 et 67. Avec ces sièges peuvent entrer en contact des surfaces coniques 68 et 69, prévues sur un organe obturateur 70 en forme de bobine, qui est de préférence.d'une seule pièce avec le piston de commande 48. L!.organe obturateur 70 est percé d'un canal
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axial 71 qui est évasé dans sa partie centrale et contient deux clapets de retenue formés par des billes .72 et 73, appli- qués contre leurs sièges par un ressort de compression héli- coidal 74.
L'organe obturateur 70 est également percé de canaux radiaux 75 partant de la cavité centrale 71 et débou- chant dans un espace annulaire 76 entre les surfaces 68 et 69., Dans ce cas, le conduit de communication est constitué par la partie de la cavité 71 entre, les deux billes 72 et 73, les.canaux 75 et l'intervalle annulaire 76. Un canal dia- métral 77 part de l'extrémité inférieure du canal 71 et débou- che dans l'intervalle annulaire 64. Par l'intermédiaire de perforations 31, @@ canal communique avec la chambre de travail annulaire 18.
Comme dans le cas précédent, une fuite d'air suffisante a lieu tout autour du piston de commande 48 pour maintenir à l'intérieur de la chambre auxiliaire 37 une pres- sion égale à celle qui règne dans les chambres de travail 17 et 18, lorsque le dispositif supporte sa charge statique nor- male. En conséquence, lorsque le dispositif de suspension est raccourci au moment où la roue franchit une bosse, l'excédent de pression à l'intérieur de la chambre de travail 17, provo- que un abaissement de l'organe obturateur 70 et du piston de commande 48, de sorte que le siège 66 est fermé tandis que le siège 67 est ouvert. L'air peut alors passer librement à tra- vers le clapet de retenue.72, le. conduit de communication 75,.
76, le siège ouvert 67, vers l'intérieur de la chambre de travail 18. Au début de la course de réaction suivante, la sortie de l'air hors de la chambre de travail 18 est empêchée par le fait que le siège 66 reste fermé par la surface 68 de l'obturateur 70 tandis que, bien entendu, le clapet de retenue 72 empêche¯ également le passage de l'air vers l'inté- rieur de la chambre 17. Lorsque la pression de l'air à l'inté- rieur de la,chambre de travail 17 s'abaisse au-dessous de la valeur statique,, le piston de commande 48 soulève l'obtura- teur 70, de sorte que l'air de la chambre de travail annulaire
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18 peut alors passer par le canal 77, le clapet de ,retenue 73, le conduit de communication 75,76 vers rinté- rieur de la chambre 17,par le siège 66.
Le fonctionnement inverse a lieu lorsque le dispositif de suspension est allongé, c'est-à-dire lorsque la roue tombe dans un nid de poule.
Dans la disposition que représente la fig. 6, le,iston de commande 48 est agencé pour commander un piston distributeur 32 ayant sensiblement la forme de celui que l'on voit sur les fig. 2 et 3. Malades clapets de retenue sont ajustés dans la tête de piston 19 et sont constitués par deux billes 72a et 73a, séparées l'une de l'autre et appliquées sur leurs sièges par un ressort de compression hélicoïdal 74a. Une chambre ?la entre les billes se trouve en communication permanente par un canal 41a avec la gorge annulaire 40 du piston distributeur 32 et les évidements 71a, 41a et 40 forment ensemble le conduit de communication. le fonctionnement du dispositif représenté par la fige 6 est exactement le même'que dans le cas de la fig. 5.
Une autre variante de réalisation est représen- tée par la fig. 7. Dans ce cas, l'obturateur de freinage est encore constitué par un piston distributeur 32, solidaire du piston de commande 48. Mais les clapets de retenue sont,cons- titués par des rondelles métalliques planes 78 et 79, qui sont logées,à l'intérieur de la gorge périphérique 40 et séparées l'une de l'autre par un ressort de compression hélicoïdal 80. La rondelle 78 ferme ainsi une rangée cir- culaire de canaux 81, percés dans la partie supérieure 46 du piston distributeur 32, tandis que la rondelle 79 ferme d'une manière similaire les orifices supérieurs d'une rangée de canaux coudés en "L" 82, pratiqués dans la partie infé- rieure 47 et qui se trouvent en communication permanente avec la chambre de travail annulaire 18 par des perforations 31.
Dans cet exemple, le conduit de communication est
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uniquement constitué par la gorge périphérique 40. Par ail- leurs,la disposition relative des,organes et le fonctionne- ment sont les mêmes que dans les dispositifs décrits en regard des fig. 5 et 6.
Il est bien entendu que d'autres variantes de réalisation peuvent être imaginées et que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation dans lesquels la cham- bre annulaire entourant le tube plongeur fait office de deuxième chambre à volume variable. Par exemple, il peut être indiqué, dans certains cas, de munir le tube plongeur de deux extrémités ayant.,des diamètres inégaux et disposés pour fonctionner dans des cylindres correspondants de façon à former les deux chambres de travail à volume variable nécessaire.
De plus; l'obturateur de freinage ou d'amortisse- ment à double effet peut être disposé ailleurs que dans le tube plongeur et il peut même être prévu à l'extérieur des éléments télescopiques, l'obturateur étant alors relié aux chambres de travail et(ou) à la chambre auxiliaire par des conduits ou des canaux, REVENDICAT.IONS
1.- Dispositif de suspension pourvéhicules caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre et destinés à être, fi@és respectivement sur la caisse du véhicule ou une partie équivalente, et sur l'essieu portant la roue ou un élément équivalent, ces éléments délimitant une première chambre à volume variable contenant un gaz sous pression, une deuxième chambre à gaz dont le volume se modifie en même temps,
mais dans le sens opposé par rapport au volume de la première chambre, un obturateur de freinage ou d'amortissement destiné à établir la communication entre ces deux chambres de traval à volume variable et une chambre auxiliaire ayant une commu- nication de section réduite avec la première chambre à
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volume variable et fermés par un piston de commande actionné par le gaz que contient la chambre auxiliaire et qui règle le passage du gaz à travers l'obturateur de freinage pendant les mouvements de réaction des éléments du dispositif de suspension.
2.- Dispositif de suspension selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que les éléments mobiles l'un par rapport à l'autre à la manière d'éléments téles- copiques, sont formés respectivement par un tube plongeur et un cylindre.
3.- Dispositif de suspension selon la revendica- tion 2, caractérisé par le fait que le tube plongeur com, prend une tête de piston et une tige dont le diamètre est sensiblement inférieur au diamètre intérieur du cylin- dre pour former ainsi une chambre annulaire faisant office de deuxième chambre à volume variable.
4.- Dispositif de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le piston de commande est librement déplaçable dans le sens axial sur une certaine distance en vue de la compensation des pressions entre la première chambre à volu- me variable et la chambre auxiliaire pendant que les éléments du dispositif de suspension se déplaçant rapidement l'un par rapport à l'autre.
5. - Dispositif de suspension selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'obturateur de freinage ou d'amortissement est cons- titué par deux clapets de retenue reliant respectivement les deux chambres à volume variable à un conduit de communication commun, ou inversementet par une soupape (obturateur) de commande destinée à relier le conduit de - communication à l'une ou l'autre des chambres de travail à volume variable, et commandé par un piston de commande.
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6.- Dispositif de suspension selon la revendica- tion 5, caractérisé par le fait que l'obturateur de commande relie le conduit de communication à la deuxième chambre de travail à volume variable lorsquè la pression dans la pre- mière chambre de travail à volume variable est supérieure à la pression à l'intérieur de la chambre auxiliaire, mais à la première chambre de travail à volume variable lorsque la pression dans cette chambre est inférieure à celle de la chambre auxiliaire.
7.- Dispositif de suspension selon les revendica- tions 3 et 6, caractérisé par le fait que l'obturateur de commande est constitué par un piston distributeur coulis- sant axialement dans un alésage de la tête de piston, sous l'action du piston de commande.
8.- Dispositif de suspension selon la revendication
7, caractérisé par le fait que'le conduit de communication est constitué par une gorge périphérique pratiquée dans le piston distributeur.
9.- Dispositif de suspension selon la revendication caractérisé par le fait que l'hbturateur de commande est constitué par un organe muni de deux têtes axialement espa- cées, mais opposées, capables de coopérer respectivement avec des sièges correspondants prévus sur la tête de piston, l'espacement entre les sièges permettant un certain déplace- ment axial de l'obturateur de commande.
10.- Dispositif de suspension selon la revendication
5, caractérisé par le fait que les clapets de retenue sont portés par un organe obturateur coulissant axialement et Basant partie de l'obturateur' decommande.
11.- Dispositif de suspension selon la revendication
5, caractérisé par le fait que les clapets de retenue permet- tent au fluide de passer de la chambre de travail à volume variable correspondante vers l'intérieur du conduit de commu-
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nication.
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12.- Dispositif de suspension selon la revendi- cation 11, caractérisé par le fait que..:les deux clapets de retenue font parti d'un organe obturateur commun des- tiné à coopérer avec l'un ou l'autre de deux sièges opposés,
13.- Dispositif de suspension selon les revendi- cations 3 et 12, caractérisé par le fait que 1'obturateur de commande est muni d'une garniture d'étanchéité annu- laire encastrée dans la tête de piston et coulissant axia- lement dans l'alésage du cylindre.
14.- Dispositif de suspension selon les revendi- cations 3 et 13, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchéité annulaire est logée dans une gorge périnhé- rique de la tête de piston de manière à pouvoir coulisser librement dans le sens axial à l'intérieur de cette gorge en laissant un jeu ou espace de battement de part et d'autre dans la gorge, et le conduit de communication passe par le fond courbe de la gorge pour communiquer avec l'espace de battement, quelle que soit la position de la garniture.
15.- Dispositif de suspension selon l'une quel- conque desrevendications précédentes, caractérisé par le fait que la première chambre de travail à volume variable communique avec la chambre auxiliaire par un canal de sec- tion réduite prolongé par un conduit qui atteint lui-même la partie inférieure de la chambre auxiliaire, limitant ainsi le degré d'accumulation possible du liquide, par exemple du lubrifiant à l'intérieur de cette chambre auxiliaire.
16.-Dispositif de suspension pour véhicules con- forme à celui décrit en regard des figures 1, 2 et 3 des dessins schématiques annexés ;
17.-Dispositif de suspension pour véhicules con- forme à celui décrit en regard des figures 1 et l'une ou
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l'autre des figures 4 ou 5 des dessins schématiques annexés ;
18. - Dispositif de suspension pour véhicules conforme à celui décrit en regard des figures 1 et l'une ou l'autre des figures 6 ou 7 des dessins schématiques annexés .
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Improvements to de, -.;. 'spension for vehicles.
This invention relates to suspension devices for vehicles and relates in particular to devices of the type in which the static load is resiliently carried by a certain volume of compressed gas and in which a working chamber is provided, the volume of which varies with the position. of the wheel or of an equivalent element with respect to the body of the vehicle or of an equivalent part, the variations in the volume of the working chamber being capable of producing variations in the pressure of the compressed gas. Suspension devices of this type are known in which the variable-volume chamber is largely occupied.
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weighted by pressurized gas. An example of this arrangement is described in British Patent No. 450,852 of January 23, 1935.
In this prior device, a chamber containing a compressed gas and the volume of which is constant, communicates with the working chamber via a double-acting shutter., The operation of which is controlled by another volume of compressed gas contained in an auxiliary chamber and which communicates by a passage of very small section with the main gas chamber.
It is an object of the invention to provide an improved suspension device that takes up little space and has a relatively simple shape, in which air or another gas is employed in a particularly effective manner as an elastic fluid and as a brake fluid for vehicles. device movements. Another object of the invention is to create an improved telescopic suspension device, the use of which is particularly suitable for motor vehicles on roads.
According to the invention, the suspension device for vehicles comprises two movable elements relative to each other which are respectively fixed on the body of the vehicle or an equivalent part and on the axle carrying the wheel or an equivalent element and these elements define a first variable volume chamber containing a pressurized gas, a second gas chamber, the volume of which varies at the same time as that of the first chamber, but in an opposite direction,
a braking shutter intended to establish communication between these two variable-volume working chambers and an auxiliary chamber communicating through a passage of reduced section with the first variable-volume chamber and closed by a control piston on which the gas acts contained in the auxiliary chamber and which regulates the passage of gas through the braking shutter during the reaction movements of the elements.
Preferably, the elements are nested one inside the other in the manner of telescopic elements.
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spikes and consist of a tubular cylinder and a plunger tube sliding in this cylinder, this plunger being - composed of a piston head and a tube with a diameter substantially smaller than the internal diameter of the cylinder so in forming an annular space constituting the second variable-volume chamber.
The use of compressed air or another gas for braking and for the elastic suspension., Makes it possible to simplify the device and to avoid the difficulty of previous devices with hydraulic braking, which is due to the absorption of air by the liquid when the pressure rises, which absorption makes it impossible to maintain a predetermined air pressure during operation. Likewise, the mixture of liquid and air forms a foam which is ineffective in damping devices constructed to operate only with liquid.
If desired, the control piston can move freely in the axial direction a certain distance to enable it to equalize the pressures in the first variable volume chamber and in the auxiliary chamber when the elements of the suspension device move rapidly relative to each other.
The brake shutter is advantageously made up of two check valves, opening respectively from the two variable volume working chambers towards the inside of a communication duct or vice versa, and of a control shutter intended to connect the communication duct to one or other of the variable volume working chambers and actuated by the control piston.
In this way, the control shutter can relief / the communication line to the second variable-volume working chamber, when the pressure in the first variable-volume chamber is greater than the pressure in the auxiliary chamber, but at the first working chamber with variable volume when the pressure in this
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last chamber is lower than that of the auxiliary chamber. If desired, the control shutter can be formed by a distributor piston sliding axially in a bore of the piston head under the action of the control piston ,,, the communication duct then being formed by a peripheral groove performed in the distributor piston.
Alternatively, the control shutter can. be formed by two opposed valves, axially spaced and cooperating respectively with corresponding seats provided: on the piston head, the spacing between the two seats allowing a certain axial displacement of the valves. The check valves may be provided on an axially sliding member and forming part of the control shutter, but they may also be arranged to allow the passage of the fluid from the corresponding variable volume chamber to the interior of the control duct. communication.
In some cases, it is indicated that the two check valves are formed by a single shutter member capable of cooperating with one or the other of the two opposite seats, which makes it possible to provide on the shutter member a ring of seal fitted to the piston head and sliding in the cylinder bore.
The sealing ring can thus be embedded in a groove of the piston head and slide freely in the axial direction inside the groove to thus provide a certain clearance on one or the other side of the groove. ., the communication duct then being arranged so as to pass through the curved interior wall or the bottom of the groove and to communicate with the play space whatever the position of the sealing ring.
Preferably, the first variable-volume chamber can communicate with the auxiliary chamber through a passage of reduced section opening into a duct which itself ends in the lower part of the auxiliary chamber, thus limiting the degree of possible accumulation. liquid, for example a lubricant in this auxiliary chamber.
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The description which will follow with reference to the accompanying drawings, given by way of non-limiting examples ,. will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the drawings and from the text forming, of course, part of the said invention,
Fig. 1 is a side elevational view of a telescopic suspension device, the cylinder being shown in section.
Fig. 2 is a partial longitudinal section on a larger scale of the piston head and part of the dip tube, the shutter being shown in the position
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quli: 6cut during the shortcut, Ii :: ssment of the device.
Fig. 3 is a similar view showing an operating position of the brake shutter during the next extension stroke, by reaction.
Figs. 4, 5, 6 and 7 are similar views showing alternative embodiments of the braking shutter.
The suspension device shown in fig. 1 comprises a tubular cylinder 10 'closed at its upper end by a cap 11 integral with a yoke 12, by means of which the device can be connected to the body or to an equivalent part of the vehicle (not shown) . A dip tube, the assembly of which is indicated at 13, slides inside cylinder 10 and comprises a rod 14; preferably tubular to reduce weight, and sliding in a seal
15 of any suitable construction provided at the lower end of cylinder 10.
The outer diameter of the tube 14 is' appreciably less - than the diameter of the bore 16 of the cylinder 10 and this results in an annular working chamber 18 which will be called the second variable volume working chamber. This chamber is separate of that which is designated the first variable-volume working chamber 17, in the upper part of the cylinder 10, by a piston head 19, which slidably fits the wall of the bore 16 and carries a ring
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sealing 20, cooperating in a substantially sealed manner with said bore, at its lower end the tube 14 carries a yoke 21, with the aid of which the device is connected to a wheel axle or an equivalent element.
To facilitate manufacture, the yoke 21 is provided with an axial section 22 which fits into the lower end of the tube 14 where it is held in place by an axial tension rod 23. upper end of this traction rod 23 is screwed danE a lower extension 24 of the piston head 19, in the manner indicated at 25. A tubular bellows 26; axially extensible is fixed by wes ends respectively on the cylinder at 27 and on the dip tube 13 at 28; to prevent the penetration of mud or other foreign matter on the outer sliding surface of the tube 14.
The first and second variable volume working chambers 17 and 18 are filled with air or other pressurized gas by an air inlet valve 29, suitably attached to the cylinder cap 11. It should be noted that in the suspension devices described, the working chambers 17 and 18 do not communicate with the interior of the immersion tube 14, so that this tube can be regarded and functions as a solid rod, the communication between the first variable-volume working chamber 17 and the second variable-volume working chamber 18, through the piston head 19, is controlled by a braking valve, the assembly of which is indicated at 30. Ducts 31 connect the braking shutter-30 to the working chamber 18.
The preferred embodiment of the brake shutter is shown in figs. 2 and 3 and comprises a substantially cylindrical distributor piston 32 which slides in a substantially liquid-tight manner within a bore 33 formed in the piston head 19.
The distributor piston 32 is hollow and it is provided at its upper end with a sleeve 34 pierced with a channel of cross section.
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pick 35, in permanent communication with the first variable volume working chamber 17, a tube 36 is attached to this sleeve 34; the lower end of which opens inside a chamber 37, a part of which is formed inside the distributor piston 32, while the other part is formed by the lower end of the bore 33 , which is closed by a bottom 38.
This chamber 37 is the auxiliary chamber and, thanks to the arrangement of the reduced section channel 35, the gas pressure inside this chamber 37, when the device is in the rest state, tends to become equal to the pressure inside the chamber 17. Leaks outside the auxiliary chamber 37, all around the distributor piston 32, are avoided by the provision of a sealing segment 39, recessed in a groove made on this piston. Near its upper end, the distributor piston 32 is provided with a peripheral groove 40, in permanent communication with a certain number of radial ducts 41. The groove 40 and the radial ducts 41 form the communication duct.
The conduits 41 open into the curved bottom of a peripheral groove 42 made in the piston head 19 to receive the sealing gasket 20. This gasket consists of an outer ring 43 made of soft material, for example. rubber or rubberized fabric and an inner ring 44 made of metal and constructed to elastically expand to keep the outer ring 43 tight against the wall of bore 16 of the cylinder.
It should be noted that the axial width of the liner 20 is substantially less than the width, in the same direction, of the groove 42. This allows the liner 20 to function in the manner of a shutter. combined, composed of two check valves, controlling the passage of gas between the communication duct 40,41 and the working chambers 17 and 18. A certain clearance is left between the bore 16 and the periphery of the head of pis-
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tone 19 to allow the fluid to pass from the working chambers 17 and 18 towards the interior of the groove 42, or else axial channels or grooves can be provided for this purpose in the piston head.
It can be seen that when the dip tube 13 moves from bottom to top, the pressurized fluid tends to pass from the working chamber 17 towards the interior of the working chamber 18. The liner 20 tends to move. stay behind, as shown in fig. 2, as a result of the friction between this gasket and the wall 16 of the cylinder, and thus prevents the passage of a certain quantity of fluid towards the interior of the chamber 12. But the fluid can pass freely in the communication duct. - tion 40, 41.
Liner 20 is also pushed to the bottom of the groove by the gas pressure which is higher in the working chamber 17. Conversely, when the dip tube 13 moves up and down, a higher pressure is produced in the chamber. working chamber 18, and the gasket 20 is then lifted and rests against the upper side wall of the groove 42, so that the communication duct 40, 41 is then hermetically separated from the, working chamber 17, while - that communication is established with the working chamber 18.
The conduits 31 pierced in the piston head 19 open out through orifices 45 in the bore 33 at a point below the conduits 41 and the arrangement is such that, when the distributor piston 32 descends, the groove 40 connects them together. conduits 41 and 31, the conduits 41 then being separated from the first variable volume working chamber 17 by the fact that the upper part 46 of the distributor piston 32 is then in contact with the upper part of the bore 33 .
Likewise, when the distributor piston 32 rises in the manner shown in FIG. 3, the cylindrical surface 47 below the groove 40, masks the radial ducts 31 and separates them from the communication duct.
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cation 40,41, while at the same time the part 46 rises above the upper face of the piston head 19, thus establishing the communication between the duct 40, 41 and the first variable volume working chamber 17 ,. The distributor piston 32 'has a relatively large free stroke;
therefore, although the quantity of air inside the auxiliary chamber 37 is prevented from changing rapidly by the channel of reduced section, the pressure inside the auxiliary chamber 37 nevertheless changes with the pressure variations in the working chamber 17 when the dip tube 13 moves in a reciprocating motion. The piston; ..distributor 32 is preferably retained in the bore 33 by a pin of small diameter (not shown) provided on the piston head to engage radially in the groove 40 at approximately the level of the con- picks 41.
The operation of this suspension device is as follows:
When the vehicle is moving on a level road or when it is stopped, so that the suspension device is then in a resting position, the normal static load is carried by the compressed air to the infeed. of the working chamber 17 of the cylinder, acting from top to bottom on the piston head 19 and on an area equal to the cross section of the: tube 14 of the plunger 13, given that, of course, the annular space 18 between tube 14 and cylinder 10 contains compressed air which tends to push piston head 19 upward.
The reduced section channel 35 of the brake shutter 30 causes the air pressure in the auxiliary chamber 37 to become equal to the pressure in the chamber 17 of the cylinder. When the wheel of the vehicle passes over a bump, the suspension device tends to shorten, but the arrangement is provided in such a way that the resistance to this displacement
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be as low as possible to reduce the upward thrust transmitted to the vehicle body. During the upward movement of the dip tube 13, the air pressure in the working chamber 17 therefore tends to increase and thus pushes the distributor piston 32 downwards against the pressure. air pressure in the auxiliary chamber 37.
At the same time, the seal 20 is pushed down into the position shown in fig. 2, partly by the effect of the upper air pressure acting on the upper face, and partly by the fact that the piston head 19 moves upwards inside the cylinder 10, so that the lining 20 quite naturally tends to stay behind under the action of mechanical friction. The air contained in the upper chamber 17 can therefore pass freely in the conduits 41, the groove 40 and then, in the annular working chamber 18, through the conduits 31. Of course, the upward movement of the dip tube 13 takes place very quickly, so that the amount of air in the auxiliary chamber 37 does not vary appreciably.
When the upward movement of the dip tube 13 is completed, the air pressure in the working chambers 17 and 18 is obviously higher than the normal value of the rest state, and the distributor piston 32 is therefore very low. Therefore, when the downward reaction stroke of the dip tube 13 begins, the distributor piston 32 remains in its lowered position. But the air / from the working chamber tends to return to the working chamber 17 and its passage is prevented by the fact that the seal 20 rises and rests against the upper throat of the groove 42, as shown in fig. 3.
There is therefore considerable resistance to the downward displacement of the dip tube lj, since the air trapped in the working chamber an-
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nular 18 is compressed. At the same time, the air pressure in the working chamber 17 gradually drops and the shutter 32 rises inside the piston head 19 so that when the pressure becomes lower at the normal value in the rest state, that is to say at the value for which this pressure is just able to withstand the load resting on the wheel, the distributor piston 32 has moved to the position visible in fig. 3, for example.
The air contained in the annular working chamber 18 can then pass through the communication duct 41, 40 beyond the edge of the portion 46, towards the interior of the upper working chamber 17, but this flow is automatically adjusted so that the pressure in the working chamber 17 cannot rise above the value at rest, the distributor piston 32 being lowered to close the communication duct 40, 41, if the pressure at the inside the chamber 17 tends to rise above the value of the pressure inside the auxiliary chamber 37, it should be noted that when the distribution piston 32 closes the communication with respect to la, working chamber 17, as shown in FIG.
2, it is found in. equilibrium state with regard to the air pressure in the communication duct 40, 41 ... Consequently, during the start of the downward reaction stroke, the air pressure in the chamber lower working pressure 18 has no effect on the movement of the distributor piston 32 to its raised position.
The brake shutter produces the same effect when the suspension device is extended from its rest position, that is to say when the vehicle wheel falls into a hole. The dip tube 13 can move quite freely downwards, since this displacement tends to reduce the air pressure in the chamber.
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upper work 17, which means that the air contained in the auxiliary chamber 37 pushes the distributor piston 32 towards its high position shown in FIG. 3. The air can then escape freely from the annular working chamber 18, through the lower part of the liner 20 and through the communication duct 4140 towards the interior of the working chamber 17.
During this part of the movement, the weight of the vehicle is not fully supported and the body or an equivalent part of the vehicle tends to move downward. The final pressure in the working chambers 17 and 18 is therefore less than the value of the rest state, and therefore less than the pressure of the air in the auxiliary chamber 37.
The distributor piston 32 is therefore kept in its raised position, so that when the reaction stroke (backlash) in the direction of shortening starts, the air inside the working chamber 17 is compressed, since it cannot pass beyond the gasket 20, the latter then being applied against the lower side wall of the groove 4-2. However, when the pressure inside the gasket working chamber 17 becomes greater than the value of the static pressure,
the distributor piston 32 is pushed downwards and the members are then in the position shown in fig.2. It can be seen that the air coming from the working chamber 17 can pass along the upper part of the liner 20 towards the interior of the working chamber 18, through the communication duct 41, 40 and the ducts 31. But , if -., the pressure in the chamber 17 were to drop below the static value, the distributor piston-32 would rise automatically, thus stopping the flow of air until the pressure in the working chamber 17 has again fallen below the static value.
A certain thrust, directed from bottom to top, is therefore maintained on
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the cylinder during the shortening run and this thrust is at least equal to the normal static load, so that it can compensate the load in such a way that the downward kinetic energy initially acquired by the vehicle body or an equivalent part, is neutralized as quickly as possible.
Suspension devices according to the invention are normally filled with a quantity of oil or other liquid lubricant, and the distributor piston 32 is provided with the tube 36 to prevent complete filling of the liquid. the auxiliary chamber 37 with this liquid, which, of course, would render the operation of the brake shutter ineffective. During the movements of the piston 10 and the plunger tube 13 in the manner of telescopic elements, a slight alternating current of air occurs through the channel of reduced section 35.
Consequently, if the liquid tends to accumulate in the auxiliary chamber 37 to a level above the lower end of the tube 36, this liquid is discharged through this tube as soon as the pressure in the tube. the auxiliary chamber 37 becomes greater than that which then reigns inside the working chamber 17. Under contrary conditions, the air from the working chamber 17 is forced back into the interior of the auxiliary chamber. 37.
We see that the lower part of the. distributor piston 32 acts in the manner of a control piston, subjected to the pressure prevailing inside the auxiliary chamber 37, and that the operating characteristics of the suspension device can be modified according to the surface area. - This cross section of this control piston is reduced or increased with respect to the effective area, by which the pressure inside the working chamber 17 acts on the distributor piston 32.
On the other hand, it is understood that the constitution of the piston head 19 and, more particularly, of the braking shutter of this piston head.
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piston., can be modified in several ways, while producing the same effects as the arrangement previously described.
In the variant embodiment of the braking shutter shown in FIG. 4, the auxiliary chamber is closed by a control piston 48, which has the shape of an inverted bucket and which fits slidably in the bore 33 with a clearance just sufficient to allow the equalization of the pressure. air inside the auxiliary chamber 37, and inside the working chamber 17, when the suspension device is in the rest state.
But the leakage along the control piston 48 is not sufficient to produce a noticeable change in the amount of air contained in the auxiliary chamber 37 under the action of the rapid changes in pressure at the outlet. inside the suspension device, when the latter is in a state of telescopic oscillation In its upper part, the control piston 48 is provided with a threaded rod 49 carrying a nut serving to tighten the shutter member 51 against a shoulder 52. This shutter member has on its upper and lower faces, conical edges 53 and 54, intended to cooperate in a sealed manner respectively with seats 55 and 56, provided at the upper and lower ends of a circumferential recess 57 of bore 33.
The shutter member 51 is pierced with conduits 58 parallel to its axis and radial conduits 59, starting from conduits 58 and opening into the recess 57. In this example, the recess 57 and the component conduits 58 and 59 constitute the "passage or conduit of communication". The upper and lower orifices of the conduits 58 are controlled by two check valves formed by annular washers 60 and 61, which are applied in a sealed manner to the upper and lower flat faces of the shutter member. 51. Washers 60 and 61 can move freely in the direction
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axial-over a short distance.
Washer 60 is slidable "over a constricted portion 62 of the lower end of the nut.
50, while the washer 61 can slide on the base of the rod 49, its stroke being limited by a shoulder 63. The axial distance between the seats 55 and 56 is sufficient to allow the shutter member 51 to move freely in the axial direction for a certain length. As a result, when the shutter member 51 requests on one of the seats 55 or 56, the other is open. The lower part of the rod 49 is surrounded by an annular space 64 which is in permanent contact with the ducts 31 opening into the annular working chamber 18.
In this case, the gasket 20 fits exactly in the groove made in the piston head 19 and serves simply to prevent leakage beyond this piston head 19.
This alternative embodiment works exactly like the embodiment described above. The air pressure inside the auxiliary chamber 37, which is equal to the static pressure of the device, controls the operation of the control shutter constituted by the shutter member 51 and the seats 55 and 56. During the operation. shortening of the device starting from the rest position, the control piston 48 is lowered and the air from the working chamber 17 passes beyond the seat 55, through the communication duct 57,58,59, towards inside the working chamber 18, by opening the check valve 61 and passing through the channels 31.
During the reaction, the shutter member 51 remains in its lowered position and thus locks the air inside the working chamber 18 until the pressure inside the working chamber 17 s 'drops below' the normal value at rest. At this moment the shutter member 51 is raised, opens the seat 56 and allows the air from the working chamber 18 to pass ... through the communication duct, beyond the check valve 60 towards the inlet. - -
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of the working chamber 17, but only as long as the pressure in this chamber 17 is not higher than the pressure at rest.
When the device elongates beyond the length in the resting state, the reduction of the pressure inside the working chamber 17 causes the shutter member 51 to be lifted up and s 'to apply against the seat 55, so that the air can freely pass from the decreasing working chamber 18 through the ducts 31, beyond the seat 56 and through the communication duct and crossing the valve retainer 60, towards 11 inside the working chamber 17.
At the start of the next shortening or recoil stroke, air is prevented from returning directly into the interior of the working chamber 18, since the shutter 51 remains pressed against the seat 55 and the air pressure in the auxiliary chamber 37 is lower than the pressure prevailing in the working chamber 17. As a result, the device continues to shorten until the pressure in the working chamber 17 s' increases to a value greater than that which characterizes the static state of rest, the shutter member 51 then moving downwards to come to rest on the seat 56, which allows the air to escape of the working chamber 17 and to return through the check valve 61 towards the interior of the working chamber 18.
The arrangement shown in FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, except for the brake shutter. The piston head 19 is pierced, in its upper part, with a bore 65 forming at its two ends annular seats 66 and 67. With these seats can come into contact conical surfaces 68 and 69, provided on a shutter member 70 in coil shape, which is preferably integral with the control piston 48. The shutter member 70 is pierced with a channel
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axial 71 which is flared in its central part and contains two check valves formed by balls 72 and 73, pressed against their seats by a helical compression spring 74.
The shutter member 70 is also pierced with radial channels 75 starting from the central cavity 71 and opening into an annular space 76 between the surfaces 68 and 69. In this case, the communication duct is formed by the part of the cavity 71 between, the two balls 72 and 73, the channels 75 and the annular gap 76. A diameter channel 77 starts from the lower end of the channel 71 and opens into the annular gap 64. Through the The intermediary of perforations 31, the channel communicates with the annular working chamber 18.
As in the previous case, sufficient air leaks all around the control piston 48 to maintain inside the auxiliary chamber 37 a pressure equal to that which prevails in the working chambers 17 and 18, when the device is supporting its normal static load. Consequently, when the suspension device is shortened as the wheel passes over a bump, the excess pressure inside the working chamber 17 causes a lowering of the shutter member 70 and the pressure piston. control 48, so that the seat 66 is closed while the seat 67 is open. Air can then pass freely through the check valve. 72, le. communication conduit 75 ,.
76, with the open seat 67, towards the inside of the working chamber 18. At the start of the next reaction stroke, the escape of air from the working chamber 18 is prevented by the fact that the seat 66 remains. closed by the surface 68 of the shutter 70 while, of course, the check valve 72 also prevents the passage of air into the interior of the chamber 17. When the air pressure at l The interior of the working chamber 17 lowers below the static value, the control piston 48 lifts the shutter 70, so that the air from the annular working chamber
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18 can then pass through the channel 77, the check valve 73, the communication duct 75, 76 towards the interior of the chamber 17, through the seat 66.
The reverse operation takes place when the hanger is extended, i.e. when the wheel falls into a pothole.
In the arrangement shown in FIG. 6, the control iston 48 is arranged to control a distributor piston 32 having substantially the shape of that seen in FIGS. 2 and 3. Sick check valves are fitted in the piston head 19 and consist of two balls 72a and 73a, separated from each other and applied to their seats by a helical compression spring 74a. A chamber there between the balls is in permanent communication by a channel 41a with the annular groove 40 of the distributor piston 32 and the recesses 71a, 41a and 40 together form the communication duct. the operation of the device shown in fig 6 is exactly the same as in the case of FIG. 5.
Another variant embodiment is represented by FIG. 7. In this case, the braking shutter is also constituted by a distributor piston 32, integral with the control piston 48. But the check valves are, constituted by flat metal washers 78 and 79, which are housed, inside the peripheral groove 40 and separated from each other by a helical compression spring 80. The washer 78 thus closes a circular row of channels 81, drilled in the upper part 46 of the distributor piston 32 , while the washer 79 similarly closes the upper orifices of a row of bent "L" channels 82, made in the lower part 47 and which are in permanent communication with the annular working chamber 18. by perforations 31.
In this example, the communication path is
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only formed by the peripheral groove 40. Moreover, the relative arrangement of the members and the operation are the same as in the devices described with reference to FIGS. 5 and 6.
Of course, other variant embodiments can be imagined and that the invention is not limited to the embodiments in which the annular chamber surrounding the dip tube acts as a second chamber with variable volume. For example, it may be appropriate, in certain cases, to provide the dip tube with two ends having., Unequal diameters and arranged to function in corresponding cylinders so as to form the two working chambers of the necessary variable volume.
Furthermore; the double-acting braking or damping shutter may be placed elsewhere than in the dip tube and it may even be provided outside the telescopic elements, the shutter then being connected to the working chambers and (or ) to the auxiliary chamber by conduits or channels, CLAIMS.
1.- Vehicle suspension device characterized in that it comprises two movable elements relative to each other and intended to be fi @ és respectively on the vehicle body or an equivalent part, and on the axle carrying the wheel or an equivalent element, these elements defining a first variable-volume chamber containing a pressurized gas, a second gas chamber whose volume changes at the same time,
but in the opposite direction with respect to the volume of the first chamber, a braking or damping shutter intended to establish communication between these two variable-volume working chambers and an auxiliary chamber having a communication of reduced section with the first room at
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variable volume and closed by a control piston actuated by the gas contained in the auxiliary chamber and which regulates the passage of gas through the brake shutter during the reaction movements of the elements of the suspension device.
2.- Suspension device according to claim 1, characterized in that the movable elements relative to each other in the manner of telescopic elements, are formed respectively by a dip tube and a cylinder. .
3.- Suspension device according to claim 2, characterized in that the plunger tube com, takes a piston head and a rod, the diameter of which is substantially less than the internal diameter of the cylinder to thus form an annular chamber. acting as a second chamber with variable volume.
4.- Suspension device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control piston is freely movable in the axial direction over a certain distance for the purpose of compensating the pressures between the first volume chamber. variable and the auxiliary chamber while the elements of the suspension device move rapidly relative to each other.
5. - Suspension device according to any one of the preceding claims, characterized in that the braking or damping shutter is constituted by two check valves respectively connecting the two variable volume chambers to a common communication conduit, or vice versa, and by a control valve (shutter) intended to connect the communication conduit to one or other of the variable volume working chambers, and controlled by a control piston.
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6.- Suspension device according to claim 5, characterized in that the control shutter connects the communication duct to the second variable-volume working chamber when the pressure in the first volume-working chamber. variable is greater than the pressure inside the auxiliary chamber, but the first variable volume working chamber when the pressure in this chamber is lower than that of the auxiliary chamber.
7.- Suspension device according to claims 3 and 6, characterized in that the control shutter is constituted by a distributor piston sliding axially in a bore of the piston head, under the action of the piston. control.
8. A suspension device according to claim
7, characterized in that the communication duct is formed by a peripheral groove made in the distributor piston.
9. A suspension device according to claim characterized in that the control shutter is constituted by a member provided with two heads axially spaced apart, but opposite, capable of cooperating respectively with corresponding seats provided on the piston head. , the spacing between the seats allowing a certain axial displacement of the control shutter.
10. A suspension device according to claim
5, characterized in that the check valves are carried by an axially sliding shutter member and being part of the shutter 'control.
11. A suspension device according to claim
5, characterized by the fact that the check valves allow the fluid to pass from the corresponding variable volume working chamber to the interior of the communication duct.
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nication.
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12.- Suspension device according to claim 11, characterized in that ..: the two check valves are part of a common shutter member intended to cooperate with one or the other of two seats. opposites,
13. A suspension device according to claims 3 and 12, characterized in that the control shutter is provided with an annular seal embedded in the piston head and sliding axially in it. cylinder bore.
14.- Suspension device according to claims 3 and 13, characterized in that the annular seal is housed in a perinherical groove of the piston head so as to be able to slide freely in the axial direction to inside this groove leaving a clearance or beat space on either side in the groove, and the communication duct passes through the curved bottom of the groove to communicate with the beat space, whatever the filling position.
15.- Suspension device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first variable-volume working chamber communicates with the auxiliary chamber by a channel of reduced section extended by a duct which reaches itself. even the lower part of the auxiliary chamber, thus limiting the degree of possible accumulation of liquid, for example lubricant inside this auxiliary chamber.
16. A suspension device for vehicles in accordance with that described with reference to Figures 1, 2 and 3 of the accompanying schematic drawings;
17.-Suspension device for vehicles conforming to that described with reference to Figures 1 and one or more
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the other of Figures 4 or 5 of the accompanying schematic drawings;
18. - Vehicle suspension device according to that described with reference to Figures 1 and either of Figures 6 or 7 of the accompanying schematic drawings.