Dispositif pneumatique de suspension et d'amortissement des chocs pour véhicules et tout genre. La présente invention se rapporte à un dispositif pneumatique de suspension et d'a mortissement des chocs pour véhicules de tout genre, ce dispositif comprenant un souf flet flexible ayant des portions reliées au châssis et à. la roue du véhicule et étant sus ceptible de recevoir de l'air sous pression, un réservoir disposé pour recevoir de l'air sous pression, un conduit reliant l'intérieur dudit soufflet à l'intérieur dudit réservoir, un élément obturateur mobile disposé entre le soufflet et le réservoir pour contrôler le passage d'air à travers ledit conduit, et un organe mobile pour commander le mouvement dudit élément obturateur.
Suivant l'invention, ce dispositif se carac térise en ce que ledit organe mobile est nor malement disposé pour venir -en prise avec le dit élément obturateur, de façon à établir une communication libre entre .ledit soufflet et le réservoir, mais est susceptible d'être in- fluencé par accélération dans un plan qui est transversal à son axe normal, grâce à quoi il est amené hors de prise avec ledit élément obturateur pour permettre à ce dernier d'in terrompre la communication entre le soufflet et le réservoir.
Dans le dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 est une élévation de face d'une partie d'un véhicule automobile, montrant un dispositif de suspension objet de la présente invention; La fig. 2 est une vue en plan de dessus de la disposition représentée fig. 1; La fig. 3 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, faite suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 et montrant la construction préférée du dispositif de suspension faisant l'objet de l'invention;
La fig. 4 est une vue en coupe verticale, à plus. grande échelle, faite suivant la ligne 4-4 de la fig. 3; La fig. 5 est une vue en coupe verticale analogue à la fig. 4, mais montrant une va riante de la construction de la soupape; La fig. 6 est une vue en coupe transver sale faite suivant la ligne 6-6 de la fig. 3 et montrant le soufflet et la disposition de la bague centrale; La fig. 7 est une vue en coupe transver sale faite suivant la ligne 7-7 de la fig. 4;
La fig. 8 est une vue en coupe verticale d'une suspension modifiée; La fig. 9 est une vue en coupe verticale d'une autre variante de la suspension; La fig. 10 est une vue en coupe transver sale faite suivant la ligne 10-10 de la fig. 9 et montre les détails du mécanisme de .distri bution; La fig. 11 est une vue en coupe verticale d'une autre variante de suspension; La fig. 12 est une vue en coupe verticale partielle d'une autre variante de la construc- tion de la soupape;
La fig. 13 est une vue en coupe verticale partielle montrant l'utilisation dans la sus pension d'un réservoir ou récipient supplé- mentaire ou auxiliaire; La fig. 13a est une vue partielle en plan de dessus du réservoir représenté fig. 13; La fig. 14 est une vue partielle en plan de dessus d'une variante de la suspension dans laquelle le réservoir est attaché à la par tie supérieure de celle-ci;
La fig. 15 est une élévation de face de la variante de suspension représentée fig. 14; La fig. 16 est un graphique montrant la charge statique sur le soufflet pour diffé rentes longueurs de celui-ci; La fig. 17 est un graphique montrant la puissance en kilogrammes par centimètre pour différentes longueurs du soufflet;
La fig. 18 et un graphique montrant la puissance du soufflet pour toute capacité choisie, en centimètre cubes, du réservoir; La fig. 19 est un graphique montrant les caractéristiques des quatre types de souf flet représenté dans le dessin; La fig. 20 est une vue en bout partielle du soufflet; La fig. 21 en est une vue en coupe trans versale.
Dans le dessin, on a représenté un dis positif pneumatique de suspension et d'a mortissement des chocs (désigné ci-après, pour plus de concision, par l'expression "dis- positif de suspension pneumatique"), appli qué à un véhicule automobile et remplaçant le type ordinaire de ressort à lames en acier ou de ressort à boudin, mais il est entendu que le présent dispositif peut être appliqu6 à de nombreux autres usages,
pour remplacer les mécanismes élastiques supportant des charges.
En se reportant aux fig. 1 et 2, on voit que 20 désigne un châssis du type usuel com- comportant des longerons 21, ayant une sec tion en<B>U,</B> espacés l'un de l'autre et reliés ri gidement par une pièce transversale anté rieure 22, de toute manière connue. Bien qu'on' ait représenté seulement la partie an térieure gauche du véhicule, il est entendu que la partie antérieure droite est sensible ment la même -et qu'il est par suite inutile de la représenter afin de comprendre claire ment l'invention.
Une roue 23 est montée de manière à pou voir tourner sur une fusée dont l'extrémité intérieure est en forme de fourche en 24 et présente des ouvertures alignées 25. La roue 23 est reliée au châssis 20 de toute manière désirable, mais, de préférence, par un qua drilatère articulé usuel comprenant une pièce verticale 26 comportant un prolonge ment tubulaire 27 disposé de manière à pou voir se déplacer entre les extrémités en forme de fourche 24 et fixé entre celles-ci par une broche ou cheville 28 de la façon usuelle.
Une pièce 29 présente des extrémités en forme de fourche 30 qui sont disposées sur les côtés opposés de l'extrémité inférieure de la pièce verticale 26 et y sont reliées à pivot par un boulon 31. La pièce 29 présente en outre un prolongement fileté 32, disposé sur le côté opposé à celui où se trouvent les extrémités en forme de fourche 30; ce prolongement 32 s'étend à travers une ouverture ménagée au sommet d'une paire de barre 33 s'étendant angulairement, et est figé à celles-ci par un écrou 34.
Les extrémités intérieures des barres 33 sont articulées en 35 à des parties adjacen tes d'un élément 36 qui est à son tour relié à la pièce transversale 2,2, plus clairement re présentée fig. 2.
Une pièce 37, analogue à la pièce 29, pré sente également des extrémités en forme de fourche 38, qui sont disposées sur les côtés op posés de l'extrémité supérieure de la pièce verticale 26 et reliées à pivot à celle-ci par un boulon 39. La pièce 37 comporte égale ment un prolongement fileté 40, disposé sur le côté opposé à celui où se trouvent les ex trémités en forme de fourche 38;
ce prolon gement 40 s'étend à travers une ouverture pratiquée dans un prolongement latéral 41 présenté par une barre 42 et y est fixé par un écrou 43. L'extrémité intérieure de la barre 42 est clavetée ou assujettie d'une au tre manière sur une extrémité d'un arbre 44 tourillonnant ;dans une enveloppe 45. Une extrémité d'une barre ou bielle 46 est clave tée, ouest assujettie d'une autre manière sur l'autre extrémité de l'arbre 44, et son extré mité opposée est fixée à l'extrémité du pro longement latéral 41 par un boulon 47.
L'en veloppe 45 est fixée à la pièce tranversale 22 par plusieurs boulons 48, plus clairement re présentés fig. 2. Grâce à cette disposition de quadrilatère articulé, la roue 23, tout en étant maintenue dans la position voulue, a néan moins un mouvement indépendant par rap port au .châssis ainsi que par rapport aux au tres roues qui sont montées d'une manière analogue.
La construction décrite jusqu'ici est de-type courant sur certains genres de véhi cules, sauf que jusqu'à présent des montages de ce genre ont exigé l'emploi d'amortisseurs de chocs hydrauliques et, par conséquent, elle ne forme pas partie de la présente invention, sauf qu'elle peut. être combinée avec le dis- positif de suspension pneumatique décrit ci-après en détail.
Dans la fig. 3, on a représenté une dis position détaillée de la forme préférée de la présente suspension pneumatique, dans la quelle un soufflet 49, qui sera désigné par l'expression "soufflet type no 6", est prévu et affecte en plan une forme sensiblement circulaire, comme représenté plus clairement fig. 6.
Ce soufflet 49 est formé de caoutchouc et de fil de coton, disposées en deux épais seurs, bien qu'on ne se limite pas à ce nom bre, et vulcanisées pour former une enveloppe très résistante analogue aux enveloppes de bandages pneumatiques telle qu'elles sont ac tuellement fabriquées; le soufflet comporte également un revêtement intérieur en caout chouc, analogue à celui employé pour la fa brication des chambres à air, afin d'empêcher les fuites d'air à travers ledit revêtement.
Le soufflet 49 affecte une forme tubu laire -et il est resserré à sa partie centrale 50 sur une distance importante, constituant ainsi deux parties 51 et 52 pouvant se dila ter et se contracter, la première au-dessus de la partie centrale et la seconde au-dessous de cette dernière. Une bague 53 entoure la sur face extérieure de la partie centrale 50, em pêchant toute dilatation de celle-ci.
Cette bague est faite :de deux moitiés constituées de préférence par des pièces d'acier estam pées et ayant une fois assemblées une paroi cylindrique intérieure 54 s'étendant sur la partie centrale 50,du soufflet. Les extrémités opposées 55 sont arrondies extérieurement, et des parties 56 s'étendent vers l'intérieur et ensuite vers l'extérieur pour former des col lerettes .correspondantes rainurées 57 se ter minant par un bourrelet périphérique 58 dis posé sensiblement à mi-chemin entre les par ties 51 et 52 du soufflet.
Les extrémités ar rondies 56 sont destinées à être attaquées par la partie adjacente du soufflet, et elles sont conformées de façon à empêcher que ce dernier soit plié d'une manière excessive pen dant la compression ou la. dilatation.
Les extrémités, opposées du soufflet 49 présentent des collerettes circulaires 59, s'é- tendant vers l'extérieur et se terminant par des bourrelets périphériques 60 s'étendant la téralement et analogues aux bourrelets des enveloppes de bandages pneumatiques.
Des bagues 61, faites de préférence en acier es tampé inoxydable, comportent des parties plates 62 présentant plusieurs ouvertures destinées à recevoir des boulons de fixation 63, et une partie formant crochet 64, s'éten dant vers l'intérieur et venant s'adapter sur les bourrelets 60.
Des bagues 65, en forme d'U, sont disposées sur les bagues 61 et leurs extrémités extérieures sont en prise avec des rebords périphériques 66 présentés par la face extérieure des parties plates 62, les extrémités intérieures des bagues 65 reposant sur des rebords 67 présentés par les parties en forme de crochet 64.
Les parties arrondies des ba gues 65 en forme d'U sont destinées à venir en contact avec les parties adjacentes du souf flet et doivent être conformées de façon à empêcher que ce dernier soit plié d'une ma nière excessive pendant la compression et la dilatation. Les extrémités du soufflet 49 pré sentent plusieurs nervures circulaires 59' es pacées axialement d'une de l'autre, quatre nervures étant représentées fig. 20 et 21, bien que tout nombre désiré de nervures puisse être prévu.
Ces nervures 59' sont en contact avec des plaques d'extrémité 68 et 74, et lorsque le soufflet 49 est fixé entre elles, elles sont comprimées et agissent comme élé ment obturateur pour empêcher que l'air s'échappe de ,l'intérieur du soufflet.
La plaque 68 s'étend transversalement à l'extrémité inférieure du soufflet pour fermer effectivement cette extrémité et sa partie ex térieure présente des-ouverures destinées à re cevoir les boulons 63.
Il est prévu une pièce de fonte 69 dont la partie extérieure présente des ouvertures destinées à recevoir des bou lons 63 qui sont pourvus de rondelles 70 et d'écrous 71 pour les assujettir et pour ver rouiller en même temps les bourrelets 60 so lidement en position. La pièce de fonte 69 comporte une partie en retrait 72, présentant une ouverture destinée à recevoir l'extrémité supérieure filetée de la pièce verticale 26, et un écrou 73 est prévu pour maintenir la pièce 26 dans ladite ouverture.
L'extrémité supérieure du soufflet 49 est reliée par les boulons 63 directement à la partie supérieure 74 d'une enveloppe 75. Des rondelles 76 et des écrous 77 assujettissent également la bague 61 en position et le bour relet 60 contre tout déplacement. L'enveloppe 75 comporte une partie arquée 78 s'étendant partiellement autour du soufflet 49, et à proximité de sa partie intermédiaire, l'extré mité inférieure est évasée en 79. Des ouver tures sont ménagées dans la partie évasée 79 en alignement avec les ouvertures formées dans l'enveloppe 45 et reçoivent des boulons 80 qui assujettissent solidement ladite partie 79.
Aux extrémités extérieures de la partie 78 de l'enveloppe 75, il est prévu des prolon gements 81 qui présentent également des ouvertures en alignement avec -des ouvertures pratiquées dans le châssis et recevant des boulons ou rivets 82 pour constituer un en semble rigide. La position relative d'un élé ment de garde ou de protection est représentée en traits mixtes sur la fig. 1.
La partie supérieure 74 de l'enveloppe 75 présente une ouverture qui est disposée sensi blement suivant le même axe que l'axe du soufflet 49, et une collerette 83 entoure cette ouverture, mais en est légèrement espacée pour former un siège 84. L'extrémité supé rieure d'une boîte de soupape tubulaire 85 de diamètre convenable est disposée dans l'ou verture ménagée dans la partie supérieure 74, et l'extrémité inférieure de cette boîte de sou pape 85 s'étend dans le soufflet 49. Une par tie de la boîte de soupape 85 s'étend au delà de la partie supérieure 74 et est filetée.
Un couvercle 86 présente une ouverture tarau dée, destinée à recevoir l'extrémité filetée de la boîte de soupape 85, ainsi qu'une colle rette latérale 87 reposant sur la collerette 83, des ouvertures alignées étant formées dans ces deux collerettes pour recevoir des boulons 88. Le couvercle 86 présente également une collerette 89, dirigée vers le bas, qui s'adapte sur une rondelle en caoutchouc 90 disposée sur le siège 84 pour obturer hermétiquement celui-ci.
Le couvercle 86 comporte une partie en forme de capot 91 présentant une saillie tu bulaire 92, dans laquelle est figée une extré mité d'un tube 93. L'extrémité opposée du tube 93 est figée à un raccord 94 porté par un réservoir ou récipient à fluide 95 qui est assujetti, par des boulons 96, à un côté d'un longeron,du châssis 20, ou en tout autre em placement désiré. Ce réservoir est de toute dimension désirée et comporte une soupape 97 par laquelle un fluide, tel que l'air, peut être introduit dans le réservoir hors duquel le fluide est empêché de s'échapper.
Le réservoir 95 est en communication avec l'intérieur du soufflet 49 et, par conséquent, ce dernier est gonflé de cette manière à la pression statique désirée, dépendant de la charge qu'il doit supporter. 11 en résulte qu'une pression équi librée est normalement maintenue, et que des chocs ordinairement provoqués par des irré gularités de la route sur laquelle le véhicule roule sont absorbés par compression du souf flet ét, par suite, ne sont pas transmis d'une manière appréciable au châssis.
Tout type désiré de mécanisme de distri bution peut être employé, mais la construction préférée est représentée fié. 3, 4 et 7. A la partie inférieure de la boîte de soupape 85 est disposé un chapeau 98 qui y est fixé d'une manière amovible par des boulons 99. Le cha peau 98 présente une ouverture centrale 100 et des évidements complémentaires sont pra tiqués dans les parties adjacentes du chapeau et de la boîte de soupape pour former une chambre circulaire 101 disposée concentrique ment et extérieurement par rapport à l'ou verture 100. Un siège supérieur de soupape 102 se trouve ainsi formé sur la boîte de sou pape et un siège inférieur de soupape 103 est formé sur le chapeau 98, ces deux sièges étant espacés l'un de l'autre et étant paral lèles.
Une légère soupape à plateau 104, en acier trempé, est disposée librement dans l'espace existant entre les sièges de soupape 102 et 103 et est destinée à venir s'appliquer sur l'un ou l'autre de ces sièges, de façon à interrompre la libre communication entre le soufflet 49 et le réservoir 95, de la manière décrite plus loin. Une ou plusieurs petites ou vertures 105 sont ménagées dans la partie ex térieure du chapeau 98 pour faire passer une petite quantité d'air autour de la soupape à plateau 104 lorsqu'elle est appliquée sur le siège inférieur de soupape 103. Cette soupape à plateau 104 présente une partie centrale en saillie 104' ayant une dimension déterminée.
Un organe de commande de soupape 106 est monté à l'intérieur de la boîte de soupape 85 et, dans le présent cas, cet organe ést du type à pendule. Ledit organe- consiste en un corps en plomb 107, ayant une forme approxi mativement tronconique, avec la petite extré mité en bas et en alignement axial avec les sièges de soupape lorsqu'il occupe la position normale montrée fig. 3, ce corps étant égale ment espacé de la paroi intérieure de la boîte de soupape 85. Ce corps 107 est traversé par un passage axial dans lequel est disposée une extrémité d'une tige 108.
Une pièce en caoutchouc 109, en forme de godet, comporte une virole en laiton 110 et est montée sur l'extrémité inférieure de la tige 108, cette ex- trémit6 s'étendant à travers la virole et étant filetée pour recevoir un écrou de serrage 111. L'extrémité inférieure de la tige 108 comporte un prolongement 112 destiné à venir en con tact avec la partie en saillie 104' de la sou pape à plateau 104 pour maintenir cette der nière écartée du siège supérieur de soupape 102 lorsque l'organe de commande de soupape 106 est dans la position verticale normale.
L'extrémité supérieure de la tige 108 comporte une rotule 113 disposée dans un pro longement tubulaire 114 dirigé vers l'inté rieur à partir du couvercle 86. Ce prolonge ment tubulaire est taraudé pour recevoir un organe obturateur fendu et fileté 115 percé d'une ouverture conique 116 à travers la quelle s'étend la partie de la tige 108 située au-dessous de la rotule 113.
L'organe obtu rateur 115 est réglable pour retenir la rotule 113 en position, mais ce réglage doit per mettre le mouvement libre et facile du corps 107 autour de la. rotule comme axe. Le bord évasé de la pièce en caoutchouc 109 entoure l'extrémité inférieure du corps 107 et il constitue de ce fait une sorte d'amortisseur ou tampon silencieux lorsque le corps os cille et vient en contact avec la paroi inté rieure de la boîte de soupape 85, comme mon tré en lignes ponctuées sur la fig. 4.
Les ex trémités d'une broche 117 sont fixées dans la paroi de la boîte de soupape 85, et cette bro che est disposée de manière à empêcher le corps 107 d'osciller dans sa direction comme représenté plus clairement fig. 7.
Avant de décrire le fonctionnement du dispositif pneumatique, une explication des fig. 16 à 19 sera donnée ci-après: Les fig. 16 à 19 montrent graphiquement la relation entre la mesure ou force de résis tance du soufflet et la compression correspon dante de ce dernier. Un avantage du disposi tif pneumatique est qu'il fonctionne d'une ma nière variable, c'est-à-dire que le changement dans la force de résistance par cm de dé formation du ressort augmente progressive ment avec la compression du soufflet et di minue, similairement par suite d'expansion excessive du soufflet.
Ceci est hautement dé sirable, étant donné qu'on obtient ainsi un effet d'amortissement qui empêche que l'axe et le corps du véhicule heurtent l'un contre l'autre avec force intense lorsque le véhicule roule, par exemple, sur une roue accidentée, et qui empêche également qu'un rebondisse ment excessif du corps du véhicule ait lieu.
En se ,référant à la fig. 16, les diverses courbes montrent la manière dont varie la longueur du soufflet en dépendance de diffé rentes charges. Les courbes sont toutes dési gnées de façon à faire ressortir l'effet des ré- servoirrs de grandeurs différentes employés en combinaison avec le soufflet. Par exem ple, la courbe portant la désignation "Pas de réservoir" montre la grande augmentation en charge qui est nécessaire pour comprimer le soufflet lomsque la soupape coupe la com- munication entre le soufflet et le réservoir.
Cette condition existe dans le ressort à air au dehors de la courbe lorsque le véhicule change de direction, le pendule étant amené à osciller vers l'extérieur pour permettre à la soupape de couper la communication entre le soufflet et le réservoir. Cette condition existe aussi dans les deux ressorts de devant, lors que les freins du véhicule sont appliqués, l'extrémité de devant du véhicule étant ainsi empêchée de s'abaisser sous l'effet de frei nage.
Les autres courbes de la fig. 16 mon trent la déformation correspondante du souf flet pour chaque charge agissant sur le souf flet lorsque ce dernier est relié avec un ré servoir ayant la capacité indiquée à la fig. 16 et lorsque la soupape est ouverte de façon à établir la communication entre le soufflet et le réservoir.
La fig. 17 illustre le changement dans la résistance à la déformation du soufflet pour la compression correspondante de ce dernier. Les annotations aux courbes indiquent les mêmes conditions qu'à la fig. 16. On remar quera qu'à mesure que le soufflet est allongé à partir de sa position de charge normale, la résistance augmente rapidement. Si le souf flet est suffisamment allongé, ce dernier est soumis à un effet de tension, de sorte qu'un allongement ultérieur est contrecarré.
C'est précisément la forme de ces courbes qui il lustre les caractéristiques de fonctionnement du présent dispositif qui produit un effet d'amortissement hautement désirable aux deux fins de mouvement @du coussin. Autrement dit, le présent dispositif empêche un rebondis sement excessif du corps de véhicule, de fa çon à l'éloigner des roues ou de l'engrenage de commande, ainsi que le heurt du corps de véhicule contre l'engrenage de commande ou les roues lors de la course inverse.
La fig. 18 montre l'effet de changement de la grandeur du ,réservoir relié avec le souf flet. Par exemple, si le soufflet est maintenu à une longueur constante, sa résistance à la déformation doit être augmentée en réduisant la grandeur du réservoir relié au soufflet.
La fig. 19 illustre, par ses diverses cour bes, la résistance à la déformation des diffé rents types de soufflet dont il a été question ci-dessus. Dans le fonctionnement du dispositif de suspension pneumatique, on supposera qu'une pression d'air suffisante a été créée dans le réservoir 95 et que, par conséquent, la même pression d'air est créée dans le soufflet 49, étant donné que l'organe de commande de soupape 106 est normalement dans la posi tion verticale, de sorte que la soupape à pla teau 104 est maintenue écartée du siège supé rieur de soupape 102,
établissant -de ce fait une libre communication entre le réservoir et le soufflet. En outre, la pression d'air créée dans le soufflet doit être suffisante pour supporter la .charge statique de la car rosserie du véhicule avec le soufflet com primé à sa propre longueur. La hauteur (longueur) normale du soufflet sous une charge normale devrait avoir une valeur moyenne située entre les longueurs maximum et minimum qui sont obtenues sous les conditions de dilatation et de contraction.
Dans ce cas, les organes affectent alors la forme et prennent la position qui sont mon trées en traits pleins sur la fig. 3, dans la quelle, au cours d'un essai, le soufflet 49 avait un diamètre légèrement supérieur à 20,82 cm et une longueur de 19,82 cm et une longueur de 19,05 cm sous une pression de 0,99 kg par cm2.
On supposera maintenant que la. roue du véhicule heurte un obstacle sur la route, ce qui comprime le soufflet et lui donne une longueur de 12,7 cm. En se reportant au graphique de la fig. 17, on voit que la force ou puissance du soufflet seul, pour cette longueur, est -de 71,4 kg par cm. Avec un réservoir de 4916 cm', comme montré par le graphiques de la fig. 18, la force ou puis sance est de 27,7 kg par cm2. On supposera que la roue a passé sur l'obstacle pour por ter da longueur du soufflet à 15,8 cm et on constatera que la force ou puissance avec le réservoir en ce point est de 21,7 kg par cm'.
Etant donné que le déplacement est de 2,54 cm, la différence en kilogrammes entre 71,4 kg et 21,7 kg, soit 49,7 kg, est dispo nible pour le contrôle du recul, si les petites ouvertures 105 sont supprimées dans le cha- peau 98. En prévoyant ces petites ouvertures <B>105</B> et en les choisissant de la dimension voulue, la vitesse de recul peut être contrôlée pour des valeurs inférieures à 49,7 kg.
Si on le désire, on peut également con trôler l'inertie ainsi que la vitesse d'action de la soupape. Un contrôle thermostatique est, naturellement, complètement inutile, car la viscosité de l'air change d'une quantité négligeable avec la température. Ceci résout complètement le problème d'une action vio lente aux basses températures résultant de changements dans la viscosité du fluide d'a mortisseurs de chocs hydrauliques.
L'absence dans la suspension à air de vi bration due à un frottement, ou à l'action en tre les lames des ressorts, ou les deux, évite d'avoir à. contrôler la course de compression. Si on le désire, un contrôle peut être assuré par des passages réduisant la quantité d'air pouvant passer entre le soufflet et le réser voir.
En tirant profit de la caractéristique sui vant laquelle la puissance augmente avec la déformation, on peut éviter que les fonds du soufflet se touchent tout en conservant un roulement extrêmement doux pour toutes les déformations moindres.
Dans la suspension représentée fig. 3, ce résultat est obtenu en donnant à la partie .resserrée 50 du soufflet un diamètre .légèrement moindre que le dia mètre des bourrelets 60, et en formant en suite une partie arrondie 65 sur les bagues 61 et -des parties arrondies 55 sur la bague 53, parties arrondies qui viennent progressive ment en prise avec des parties adjacentes du soufflet pendant la déformation de celui-ci,
de sorte que la force ou puissance augmente lors de la compression ou extension à partir d'une longueur intermédiaire dont la valeur exacte est déterminée, comme indiqué fig. 17, par la dimension du réservoir employé.
Pour augmenter cette force ou puissance à un de gré encore plus grand pour empêcher que les fonds du soufflet se touchent, la bague 53 pré sente des collerettes rainurées 57 et un bour relet périphérique 58 qui sont destinés à être attaqués par les parties adjacentes du souf flet lors d'une compression excessive, ainsi qu'il est montré en traits mixtes dans la par tie supérieure de la fig. 3.
Ainsi, lorsqu'une roue heurte un obstacle sur la route, obsta cle qui, ordinairement, provoquerait une compression complète du soufflet au point que ses fonds se touchent, une résistance croissante est opposée à la compression du soufflet du fait que celui-ci vient en prise avec les collerettes 57 et le bourrelet 58 de la bague 53,
de sorte que la force de résis- tance à la compression du soufflet aug mente rapidement et suffisamment pour ar rêter la compression complète et empêcher ainsi que les fonds du soufflet se touchent.
On remarquera en outre que le mouve ment du soufflet 49, pendant la course de compression, n'a pas lieu dans un sens ver tical le long de l'axe normal. Ceci est dû à la longueur inégale des bras supérieur et in férieur -du quadrilatère articulé et aux posi tions relatives des points de rotation, ce qui oblige la pièce de fonte 69 à se déplacer à partir de la position montrée en traits pleins fig. 3, suivant un arc 118,
jusqu'à la position indiquée en traits mixtes. Par suite de ce, mouvement en arc de cercle, le côté infé rieur droit de la partie 51 du soufflet 49, pendant la course de compression de celui-ci, peut venir en prise avec la partie supérieure adjacente de la collerette de la bague 53, tandis que le côté supérieur gauche de la partie 52 peut venir en prise avec la partie in férieure adjacente de la collerette de la bague 53 ou, en d'autres termes, les parties vien nent en prise sur les côtés diagonalement op posés de la collerette de la bague 53,
comme on le voit fig. 3. Toutefois, les parties en ve nant ainsi en- prise créent une pression suffi sante pour retarder le mouvement relatif en tre le châssis et les roues et résister à ce mou vement relatif afin d'empêcher que les fonds du soufflet viennent se toucher.
La caractéristique d'amortissement de l'air en mouvement dans un système fermé augmente l'amortissement naturel du châssis, ce qui réduit encore davantage le besoin d'utiliser des dispositifs amortisseurs de chocs.
Naturellement, lorsque le soufflet 49 est comprimé dans les conditions ordinaires de fonctionnement, la soupape formant pendule 106 est sensiblement verticale, comme montré fig. 3 et 4, -de sorte que la soupape à plateau 104 est empêchée de venir en contact avec le siège supérieur de soupape 102 et la commu nication entre le soufflet et le réservoir est maintenue, une résistance croissante étant op posée au mouvement et le choc est amorti. Lors de la .course de rebondissement, la sou pape à plateau 104 est amenée en contact avec le siège inférieur de soupape 103, ce qui coupe la communication et le mouvement est également retardé, mais, dans ce cas,
les ori fices 105 permettent à une certaine quantité d'air de passer du réservoir .dans le soufflet, de façon à contrôler la vitesse de retarde ment.
Le mouvement de renversement se pro duisant lorsqu'on prend un virage a été -dé fini ci-dessus. L'a suspension avant indépen dante et souple montée sur les automobiles de tourisme a aggravé ce mouvement à un point tel que les occupants du véhicule sont soumis à des réactions préjudiciables. La disposition d'une soupape entre le soufflet 49 et le réservoir 95 et destinée à se fermer lorsqu'un pendule placé au-dessus de la sou pape oscille vers l'extérieur sous l'action. de la force centrifuge provoquée par la prise d'un virage, permet que la force ou puissance beaucoup plus grande du soufflet seul puisse être utilisée pour résister au mouvement de renversement.
Par exemple, en se reportant à .la fig. 3, on voit que lorsque le véhicule prend un virage, le pendule 106 oscille vers un côté comme indiqué en lignes ponctuées, dégageant ainsi le prolongement 112 de la partie en saillie 104' présentée par la soupape à plateau 104, permettant que cette dernière vienne s'appliquer contre le siège supérieur de soupape 102 pour couper la communication entre le soufflet 49 et le réservoir 95. La ro tation angulaire du châssis est par conséquent retardée par la force -de compression -plus élevée du soufflet sans réservoir, de la ma nière expliquée précédemment.
Cette même soupape est utilisée pour agir à l'encontre du mouvement de plongée de l'avant de la carrosserie de l'automobile, mouvement de plongée résultant du freinage du véhicule et qui est beaucoup plus sensible avec le type actuel de suspension indépen dante des roues avant. Le fonctionnement de la soupape est représenté beaucoup plus clai rement fi-. 4. Lorsque le véhicule est freiné, le pendule 106 se déplace vers la droite, comme représenté en lignes ponctuées, déga geant ainsi le prolongement 112 de la partie en saillie 104' présentée par la soupape à pla teau 104, ce qui oblige cette dernière à venir s'appliquer contre le siège supérieur de sou pape 102, coupant ainsi la communication entre le soufflet 49 et le réservoir 95.
De cette manière, le mouvement de plongée de la carrosserie est retardé et freiné par la force de compression élevée du soufflet sans réservoir, à l'intérieur duquel une pression croissante est produite. A titre d'exemple, la force ou puissance momentanée de la suspen sion sans réservoir est de 28,6 kg par cm' pour une longueur de soufflet de 19 cm (fi-. 17), au lieu de 16,42 kg par cm@ avec un réservoir de 9884 cm', ce qui réduit con- sid6ralement le mouvement de plongée de l'avant de l'automobile. La broche 117 est prévue pour empêcher le pendule d'osciller dans les sens non-désirés.
La pièce en caout chouc 109 est prévue pour rendre le mouve ment d'oscillation silencieux, étant donné que le corps 107 reçoit normalement un mouve ment suffisant pour venir buter contre la pa roi intérieure de l'enveloppe 85. En outre, on peut donner à la partie en saillie 104' de la soupape à plateau 104 des diamètres dif férents suivant l'accélération horizontale à laquelle on désire que la soupape à plateau fonctionne; plus le diamètre est petit, plus l'accélération est faible, et plus le diamètre est grand, plus l'accélération à laquelle le fonctionnement se produit est élevée, de sorte que le fonctionnement de la soupape à pla teau peut être prédéterminé d'une manière très précise.
On peut faire tourner la soupape de 180 lorsqu'elle est placée à l'arrière de l'automobile, réduisant ainsi au minimum le mouvement de plongée de la partie arrière du véhicule, résultant de .l'accélération de puis sance.
Etantdonné que la chaleur spécifique de l'air varie d'une manière inappréciable sur la gamme -de pression employées, la compres sion et la dilatation ou détente se rappro chent de la compression et de la détente adiabatiques. La forme des courbes pression- volume s'écarte sensiblement -de la courbe: déplacement .approximativement sinusoïdal, vibration du châssis dans le temps, courbe qui tend à réduire au minimum la propaga tion des vibrations synchrones.
Une certaine transmission de chaleur à partir des enveloppes et à celles-ci se produit, et une légère augmentation de température résulte des effets de friction. L'importance de cette transmission de chaleur et de cette augmentation de température est influencée par la durée et la vitesse ou le degré de la compression et de la détente. Cette transmis sion et cette perte de chaleur déterminent une action d'amortissement assez graduée, aug mentant .avec la vitesse d'application de la compression ou de la détente. La grandeur de ces effets augmente d'une manière appréciable lorsque la soupape d'amortissement des chocs et formant pendule se ferme. .
Dans la fig. 5, on a représenté une va riante de soupape, dans laquelle,la différence principale consiste en ce qu'il est prévu des ressorts plats 119, au nombre de quatre dis posés approximativement à<B>90'</B> l'un de l'au tre autour du pendule, et dont les extrémi tés inférieures sont assujetties à l'aide de vis 120.
Les extrémités supérieures des .ressorts sont libres, elles s'étendent vers l'extérieur et sont en. prise avec la paroi intérieure de la boîte de soupape, lesdits ressorts étant sous une tension suffisante pour réduire au minimum la tendance que possède le pendule à s'écarter de la verticale par suite des vi brations dues aux irrégularités de la route.
Toutefois, les ressorts devront être suffisam- ment élastiques pour permettre au pendule d'osciller autour de son axe sous l'action de la force centrifuge produite lorsqu'on prend un virage et également lorsqu'on serre les freins du véhicule. Le fonctionnement de cette soupape est identique à celui de la sou pape représentée fi-. 4 et qui a déjà été expli qué. Comme spécifié, cette construction a pour avantage d'immobiliser normalement le pendule contre tout mouvement propre.
Dans la fig. 8, on a représenté une va riante de suspension, dans laquelle de nom breux organes sont les mêmes que ceux dé crits précédemment en référence à la cons truction représentée fig. 3. Dans cette cons truction, une partie du châssis 121 comporte une calotte ou chapeau sphérique 122 qui y est assujetti à l'aide de boulons 123. Ces éléments délimitent une chambre sphérique 124 à laquelle est fixée une rondelle en caoutchouc 125. 126 désigne une tige présen tant une extrémité sphérique 127 qui est dis posée dans la chambre sphérique 124, la ron delle en caoutchouc étant placée entre cette extrémité 127 et la chambre 124.
La tige 126 s'étend vers l'extérieur à travers une ouver ture ménagée dans le fond du chapeau 122 et dans le châssis, et son extrémité inférieure s'étend dans l'extrémité supérieure d'un tube 128, auquel elle est fixée par une broche 129. Une plaque d'extrémité supérieure 130 pré sente une collerette périphérique 131 et une ouverture axiale entourée par une collerette 132 de diamètre suffisant pour recevoir l'ex trémité supérieure du tube 128. Le tube et la collerette sont soudés ou fixés ensemble d'une autre manière pour assurer un joint hermé tique à l'air.
Un second tube 133 est monté télescopiquement sur l'extrémité inférieure du tube 128 et .comporte des colliers 134 en tourant ce dernier et fixés à la paroi inté rieure du tube 133 pour se déplacer avec celui-ci, ces colliers étant espacés l'un de l'autre dans le sens axial, de façon à consti tuer un support approprié ou palier pour les tubes mobiles l'un par rapport à l'autre.
Un disque 135 est fixé à l'intérieur du tube 133, à. son extrémité inférieure, de manière à<B>ob-</B> turer hermétiquement le tube et à empêcher le passage d'air, ce disque étant disposé au- dessous de l'extrémité du tube 128. L'extré mité inférieure du tube 133 est reliée à un support de roue (non-représenté).
Une plaque d'extrémité inférieure 136 présente une collerette périphérique 137 et une ouverture axiale entourée d'une colle rette 138, ladite ouverture ayant un dia mètre suffisant pour recevoir l'extrémité su périeure du tube 133 et étant soudée ou fixée d'une autre manière à ce tube, à l'endroit de la collerette 138, de façon à assurer un joint hermétique à l'air.
Un soufflet 139, d'une construction analogue à celle représentée fig. 3, mais désigné par l'expression. "souf- flet type no 2", est disposé entre les plaques d'extrémité supérieure et inférieure 130 et 136, respectivement.
Ce soufflet comporte des bourrelets 60 à ses extrémités opposées, ainsi que des bagues de serrage fixées aux plaques d'extrémité et destinées à venir en prise avec les bourrelets de la manière pré cédemment décrite en référence à la fig. 3. Le soufflet comporte également une partie centrale resserrée 140, ayant un diamètre qui est moindre que le diamètre des bour relets. Dans ce cas, la partie resserrée pré sente un bourrelet circonférentiel 141 dis posé sensiblement à mi-chemin entre ses ex trémités.
Un organe de renforcement ou d'es pacement 142 est prévu à l'intérieur du souf flet et comprend deux moitiés coopérant en semble et .constituées par des pièces estam pées. Les extrémités extérieures de ces pièces estampées sont courbées extérieurement en 143, de façon qu'elles puissent s'adapter dans le bourrelet 141.
Les éléments desdites pièces estampées s'étendant intérieurement sous la forme d'une collerette et les extrémités inté rieures sont ensuite repliées vers l'extérieur et vers l'intérieur en 144, se terminant par une ouverture axiale à travers laquelle s'é tend le tube 128.
Une matière 145, résistant à l'usure, est renfermée dans l'espace déli mité par les parties d'extrémité 144, et une partie de cette matière peut venir en prise avec le tube 128 pour empêcher l'usure, mais en même temps pour permettre le mou vement longitudinal sans entrave du soufflet par rapport au tube 128. Les collerettes de la pièce 142 présentent des ouvertures 146, de façon à établir la communication entre les parties supérieure et inférieure du soufflet.
Une bague 147 de ceinture est également prévue et est constituée par deux moitiés coo pérant ensemble qui, une fois assemblées, pré sentent des collerettes supérieure et infé rieure 148 destinées à venir en prise avec la paroi extérieure de la partie resserrée 140, les extrémités opposées étant recourbées au tour d'un rayon en 149 et les extrémités ex térieures étant en prise circonférentiellement.
La fonction de la bague 147 est sensible ment la même que celle de la bague 53 repré sentée fig. 3, c'est-à-dire d'empêcher que le soufflet se plie d'une manière exagérée et en même temps de donner à la partie arrondie 149 la courbure voulue pour augmenter la ré sistance à la course de compression du souf flet.
Dans cette construction, le mécanisme de distribution est analogue au mécanisme de distribution représenté fig. 3 et 4 et, par con séquent, il n'est pas nécessaire de donner une explication détaillée de son fonctionnement; il suffit de mentionner que la soupape est disposée entre le soufflet 139 et le réservoir, l'organe obturateur 104 étant placé de façon que, dans les conditions normales, la commu nication soit établie entre le soufflet et le réservoir. En outre, dans ce but, une ouver ture 150 est ménagée dans la plaque d'extré mité supérieure, ouverture par laquelle l'air peut passer du réservoir dans le soufflet.
Lors de la compression du soufflet, la pres sion dans celui-ci est augmentée graduelle ment proportionnellement à la compression pour retarder et résister à son mouvement, ce qui absorbe le choc provoquant la compres sion. Lors de la dilatation du soufflet, la soupape à. plateau 104 vient s'appliquer con tre le siège inférieur de soupape, de sorte que la communication entre le soufflet et le ré servoir s'effectue seulement par les ouver tures 105.
Une résistance est ainsi opposée à la course de rebondissement, et cette résis tance peut être réglée en augmentant la di mension ou le nombre des ouvertures de by- pass 105.
La fig. 9 représente sensiblement la même construction que ,celle montrée fig.. 8 et, par conséquent, il n'est pas nécessaire d'indiquer à nouveau le mode de montage et le fonction nement des éléments constitutifs. Toutefois, il y a lieu de mentionner que, dans cette construction, la bague entourant la partie resserrée du soufflet est la même que la bague employée dans .la fig. 3, c'est-à-dire que divers types de bagues peuvent être uti lisés dans le but visé, à la condition qu'ils comportent les caractéristiques importantes spécifiées.
L'attention est attirée sur le fait que, dans ce cas particulier, le soufflet 49' a des dimensions légèrement différentes de celles du soufflet représenté fig. 3 et qu'il est désigné par l'expression "soufflet type no 4" en ce qui concerne les graphiques. On a trouvé que, dans certains cas, il n'est pas dé sirable de monter le mécanisme de distribu tion sur le soufflet, comme représenté fig. 8 et, par conséquent, sur la fig. 9 le mécanisme de distribution est monté à l'intérieur du ré servoir 95.
L'extrémité supérieure d'un tuyau 151 est reliée à une pièce fixe 152 assujettie à la plaque d'extrémité supérieure du souf flet, de manière à établir la communication avec l'intérieur de ce dernier. Ce raccord doit être hermétique à l'air et, par conséquent, il peut être soudé ou assujetti d'une autre manière. L'extrémité inférieure du tuyau 151 est reliée à l'élément de fermeture 86 d'une construction analogue à celle représentée fig. 3, et cette liaison doit également être her métique à l'air et peut, par conséquent, être réalisée par soudure ou autrement.
La boîte de soupape 85 s'étend à l'intérieur du réser voir 95 et comporte un chapeau 153 qui y est relié d'une manière amovible. Ce chapeau présente des ouvertures 154, dans le but d'as surer la communication entre l'intérieur du réservoir et l'intérieur de la boîte de soupape.
Le pendule 106 est supporté de manière à pouvoir tourner à l'aide de l'extrémité sphé- rique 113, de la manière précédemment dé crite, et l'extrémité inférieure du pendule est pourvue d'une pièce en caoutchouc et en forme de godet 155 analogue à la pièce en forme de godet 109 montrée fig. 4, mais qui est fendue autour de sa périphérie pour for mer des doigts ou prolongements espacés 156. Ces prolongements sont destinés à venir en prise avec la paroi intérieure de la boîte de soupape pendant le mouvement d'oscilla tion du pendule pour empêcher le bruit et les chocs qui provoqueraient des vibrations per ceptibles.
La soupape à plateau 104 com porte deux languettes espacées 157 destinées à être placés de part et d'autre d'un des bou lons de fixation, comme représenté plus clai rement fig. 10, pour empêcher la rotation de la soupape, et la partie en saillie 104' for- mêe sur cette soupape à plateau, présente des surfaces plates 158 et 159, la surface 159 étant tournée vers l'avant du véhicule et la surface 158 étant tournée vers l'extérieur du véhicule, telle qu'on les voit du siège du con ducteur.
Cette disposition permet le fonction nement de la soupape à plateau 104 lorsque le pendule oscille dans la direction de ces surfaces plates, oscillation qui résulte de l'accélération provoquée par le serrage des freins du véhicule, ou par la prise d'un vi rage à gauche, ou de ces deux manoeuvres. Cette construction est possible du fait qu'une suspension analogue est montée sur la roue avant opposée du véhicule.
La surface laté rale 158 est .dans la position inverse et, par conséquent, la" prise d'un virage dans le sens opposé est :contrariée par le fonctionnement de sa soupape associée. Les surfaces en arc de cercle de la partie en saillie 104' sont toujours en prise avec le prolongement 112, empêchant ainsi la soupape de s'appliquer sur son siège dans le cas où les vibrations ont pour effet de faire osciller le pendule au tour de la position angulaire représentée par ces surfaces.
On remarquera que dans la construction de la fig. 9, la douille ou enveloppe pour l'extrémité sphérique 127 de la tige 126 est constituée par deux pièces 122' et 122", les extrémités de la pièce 122' étant figées à la plaque d'extrémité supérieure 130. En outre, l'extrémité supérieure du tube 128 n'est pas fixée à la plaque d'extrémité supérieure 130, comme dans la construction de la fig. 8, et son extrémité inférieure est fermée par un disque 128', tandis que le disque obturateur 135 du second tube 133 porte un tampon 135' qui sert d'organe amortisseur pour le disque 128' et son tube 128.
La fig. 11 représente un autre type de soufflet qui constitue -ce qu'on appelle le "soufflet type no 1" en ce qui concerne les graphiques. Ce type comprend un soufflet flexible extérieur 160, en tissu caoutchouté obtenu en vulcanisant du caoutchouc et des cordes de coton pour former un ensemble très résistant, ayant l'épaisseur désirée et de forme tubulaire, la partie centrale étant res serrée en 161 à .l'aide d'une bague tubulaire 162 s'étendant circonférentiellement et dis posée axialement. Les extrémités opposées du soufflet 160 s'étendent vers l'extérieur et se terminent par des bourrelets annulaires concentriques 163.
Une bague métallique 164 est prévue à l'extrémité inférieure du soufflet et présente une surface supérieure courbe 165 destinée à venir en prise avec la partie ad jacente du soufflet 160; ladite bague 164 comporte également une saillie annulaire 166, s'étendant vers l'intérieur et épousant la forme du bourrelet 163; cette saillie 166 vient directement en prise avec le bourrelet 163 pour l'assujettir dans la position désirée. Une plaque métallique circulaire 167 s'étend transversalement à l'extrémité ouverte du soufflet 160 et sur la bague 164, et elle est assujettie en position par une pièce -de fonte 69 fixée par des boulons 167' passant à tra vers des ouvertures alignées ménagées dans la pièce de fonte 69 et dans la plaque 167 et vissés dans la bague 164.
La pièce de fonte 69 comporte un prolongement 72 présentant une ouverture qui reçoit l'extrémité supé rieure de la pièce 26 qui est clavetée pour empêcher toute rotation relative. Un écrou 73 sert à empêcher le dégagement de l'ex trémité supérieure de la pièce 26. L'extrémité supérieure du soufflet<B>160</B> est fixée d'une manière analogue à celle pré cédemment décrite en référence à l'extrémité inférieure dudit soufflet.
Une bague 168 est également en prise avec le bourrelet supérieur 163, et une plaque 169 est disposée au-dessus de l'extrémité adjacente du soufflet et s'é tend transversalement par rapport à ladite extrémité, ladite plaque 169 ayant le même diamètre que la bague 168. Une plaque su périeure 170, analogue à la plaque supérieure 74 de la fig. 1, est disposée au-dessus de la plaque 169 et est assujettie par des boulons 171 qui traversent des ouvertures alignées ménagées dans la plaque supérieure<B>170</B> et dans la plaque 169, et qui sont vissés dans les ouvertures pratiquées dans la bague 168. En serrant ces boulons, les bourrelets sont solidement assujettis en position.
Une boîte de soupape 172 est disposée à l'extrémité su périeure du soufflet et comporte une pièce 173 fixée à son côté extérieur. Cette pièce 173 présente une collerette circonférentielle 174, s'étendant latéralement et qui reçoit un chapeau 175 qui y est fixé à l'aide .de boulons 176. Le pendule 106 est monté de manière à pouvoir tourner au moyen de l'ex trémité sphérique 113 engagée dans la face inférieure du chapeau 175, de la manière pré cédemment décrite, ce pendule fonctionnant précisément suivant le même principe. Il est également prévu une soupape à plateau 104 dont le fonctionnement est contrôlé par le mouvement du pendule 106, de la manière dé crite ci-dessus.
La pièce 173 présente -en outre une colle rette circonférentielle 177, s'étendant latéra lement et espacée de la collerette 174 pour ré server entre elles une rainure périphérique qui reçoit une extrémité 178 d'une chambre à air 179, laquelle s'étend autour de la pa roi intérieure du soufflet 160. La chambre à air comporte également une partie 180 qui s'étend sous le prolongement 177, ces parties étant de préférence vulcanisées à la colle rette de façon à constituer une liaison rigide et hermétique à l'air.
Dans ce cas particulier, la chambre â air 179 est disposée d'une tàà,- nière amovible à l'intérieur du soufflet et constitue un élément séparé de celui-ci, con trairement à la construction d'une seule pièce représentée fig. <B>3.</B>
La fig. 12 montre une autre variante de mécanisme de distribution qui est représenté en combinaison avec le type de suspension représenté fig. 11. Par conséquent, les organes ou éléments correspondants n'auront pas be soin d'être décrits. Toutefois, dans ce cas, il est prévu une boîte de soupape 181 présen tant une collerette circonférentielle 182, s'étendant latéralement et disposée près de l'extrémité inférieure de la boîte de soupape; cette collerette 182 est destinée à reposer sur l'extrémité d'un prolongement 183 présenté par une pièce 184 qui est fixée adhésivement à la chambre à air.
Le prolongement 183 est fileté et reçoit un écrou de serrage 185 dont une partie peut venir en prise avec le côté supérieur du prolongement 183, de façon à assujettir la boîte de soupape en position. La boîte de soupape 181 présente une ouverture 186 formée dans son extrémité supérieure, et à l'intérieur de cette ouverture est disposée l'extrémité sphérique 187 d'un prolongement fileté 188.
Une plaque 189 est placée sur le dessus de la boîte de soupape 181 et est as sujettie d'une manière amovible à l'aide de boulons 190, la plaque s'étendant transver salement à l'ouverture 186, de façon à em pêcher l'enlèvement accidentel du prolonge ment fileté 188 et de former une chambré hermétique à l'air. Une pièce pesante 191, ayant une extrémité supérieure tronconique, présente une ouverture axiale taraudée desti née à recevoir le prolongement fileté 188, un alésage étant formé dans l'extrémité infé rieure pour recevoir un goujon ou prisonnier 192. Ladite pièce 191 a une paroi latérale cylindrique et comporte des passages diver gents 193 qui rejoignent un passage axial 194.
L'extrémité inférieure de la pièce 191 présente une surface en arc de cercle 195 des tinée à se déplacer sur une surface évidée 196 présentée par le côté supérieur de la pièce 184. Cette pièce 184 comporte également une ouverture axiale 197 qui est en alignement avec une ouverture axiale 198 pratiquée dans la chambre à air.
Lorsque l'organe obturateur est en position normale, l'ouverture 194 est en alignement avec les ouveïtures 197 et 198 et permet par conséquent le passage d'air à travers ces ouvertures, établissant la commu nication entre l'intérieur du soufflet et le réservoir. Lorsque la pièce 191 est déplacée, sous l'action de la force centrifuge, autour de l'axe de l'extrémité sphérique 187 d'une quan tité telle que l'ouverture 194 cesse d'être en alignement avec l'ouverture 197, la commu nication entre le soufflet et le réservoir est interrompue.
Les fig. 13 et 13a représentent une cons truction comportant un réservoir d'air sup plémentaire, disposé directement à l'intérieur du type de soufflet représenté fig. 3, et des tiné à fonctionner en combinaison avec le type de mécanisme de distribution également représenté fig. 3. On a trouvé que les vibra tions de la carrosserie peuvent être très faci lement absorbées par la construction repré sentée fig. 3, pour la raison que le cycle n'est pas si rapide.
Toutefois, les vibrations pro voquées par des chocs sur la route, par suite des irrégularités -de la route, ont une fré quence relative très élevée et, par conséquent, ne peuvent être convenablement amorties sans prévoir un réservoir supplémentaire. En conséquence, il est prévu un réservoir d'air 199 comportant une collerette latérale 200 destinée à être disposée entre la plaque 68, le bourrelet et la bague de serrage.
Des ou vertures sont formées dans cette collerette 200 et dans la plaque 68, ouvertures à travers lesquelles passent les boulons 63, de sorte que ces mêmes boulons sont utilisés pour as sujettir le réservoir supplémentaire en posi tion. Le réservoir supplémentaire comporte un prolongement tubulaire axial 201 ayant la capacité désirée pour le but auquel il est des tiné. L'extrémité supérieure de ce prolonge ment tubulaire est repliée vers l'intérieur en 202, angulairement en 203 et ensuite intérieu rement en 204, point on est formée une ou verture axiale 205.
Une pièce métallique 206 présente, à ses extrémités opposées, des pro longements 207, dirigée vers le bas et desti nés à être fixés à la paroi intérieure du pro longement tubulaire 201, l'extrémité supé rieure butant contre le prolongement inté rieur 202. Un espace 208 se trouve ainsi formé entre le dessus de la pièce 206 et la surface inférieure du prolongement 204, es pace dans lequel est disposée une soupape à plateau 209. La soupape à plateau 209 a un diamètre plus grand que celui de l'ouverture 205 et elle est destinée, dans certaines condi tions, à fermer ladite ouverture, dans le but indiqué plus loin.
Ladite soupape à plateau 209 est maintenue dans la position voulue à l'aide d'un prolongement 210 qui est reçu dans une ouverture axiale ménagée dans la pièce 206. Une ouverture 211 est formée dans la partie 204 s'étendant vers l'intérieur, au delà de la périphérie de la soupape à plateau 209, afin de permettre un passage restreint d'air entre l'intérieur du soufflet et l'inté rieur du réservoir supplémentaire ou auxi liaire.
Dans le fonctionnement, lorsque le souf flet est comprimé, la soupape à plateau 209 est déplacée vers le bas en séloignant de l'ou verture 205, et de l'air est ainsi chassé dans le réservoir auxiliaire 199. On remarquera que l'air qui est chassé dans ce réservoir est introduit lorsque l'air se trouvant à l'inté rieur du soufflet est à sa pression la plus élevée.
Lorsque la compression cesse et que le soufflet commence à se dilater, la soupape <B>09</B> est amenée en contact avec l'extrémité 22 supérieure du réservoir, fermant ainsi la communication par l'ouverture 205; par conséquent, l'égalisation de pression entre le soufflet et le réservoir est retardée par suite de la dimension restreinte des ouvertures 211. Etant donné que ce réservoir auxiliaire est en communication directe avec la roue, les vibrations imprimées à celle-ci sont trans mises directement .à ce réservoir.
L'accélé ration résultant de ces vibrations engendre des forces, dues au poids de la soupape, qui tendent à obliger cette dernière à fonctionner comme décrit ci-dessus, même si les pressions s'exerçant sur les côtés opposés du plateau de la soupape sont différentes. Cet effet d'iner tie peut être modifié à volonté en ajoutant un pouls à l'intérieur du prolongement creux 210. Ainsi, le mouvement de la roue est ef fectivement amorti par suite du retard ap porté au rétablissement de la pression nor male dans le soufflet lors de la course d'ex tension faisant suite à une compression forcée.
Les fig. 14 et 15 représentent une autre variante de l'invention, dans laquelle au lieu que le réservoir à air soit disposé en un point éloigné du soufflet, ce réservoir fait partie du dispositif de support du soufflet. Dans ce cas, un réservoir 212 est monté directe ment au-dessus de l'enveloppe 213 du souf flet et est pourvu d'une soupape 214 à l'aide de laquelle de l'air peut être introduit dans le réservoir sous la pression désirée. Un de ces réservoirs est naturellement monté sur chacun des soufflets.
Une boîte de soupape 2l5 est montée dans l'extrémité du soufflet d'une manière analogue à celle montrée fig. 3, et comporte un pendule qui est monté d'une manière identique pour contrôler le fonctionnement d'une soupape à plateau, de façon que, lorsque le pendule est dans la po sition verticale, la communication soit éta blie entre l'intérieur du soufflet et l'intérieur du réservoir.
Lorsque le pendule oscille au tour de son axe sous l'action de la force cen trifuge produite par les causes indiquées ci- dessus, l'extrémité du pendule est éloignée clé la soupape à plateau et cette dernière peut s'appliquer sur le siège supérieur de soupape pendant la compression du soufflet, de sorte que la communication entre le soufflet et .le réservoir est interrompue.
Lors de la dilata tion du soufflet, la soupape à plateau est amenée en contact avec le siège inférieur de soupape, coupant ainsi la communication en tre l'intérieur du soufflet et le réservoir, sauf qu'une petite quantité d'air peut passer par l'ouverture de by-pass 135. Le fonctionne ment de cette forme de construction est le même que celui précédemment, décrit en ré férence aux autres formes de suspensions, sauf en ce qui concerne la chute de pression qui se produit dans le tuyau 151 (fig. 9).
Pneumatic suspension and shock absorption device for vehicles and all types. The present invention relates to a pneumatic device for suspending and killing shocks for vehicles of all kinds, this device comprising a flexible bellows having portions connected to the frame and to. the wheel of the vehicle and being capable of receiving pressurized air, a reservoir arranged to receive pressurized air, a duct connecting the interior of said bellows to the interior of said reservoir, a movable shutter element arranged between the bellows and the reservoir for controlling the passage of air through said duct, and a movable member for controlling the movement of said shutter element.
According to the invention, this device is charac terized in that said movable member is normally arranged to come into engagement with said shutter element, so as to establish free communication between said bellows and the reservoir, but is capable of 'be influenced by acceleration in a plane which is transverse to its normal axis, whereby it is brought out of engagement with said shutter member to allow the latter to interrupt communication between the bellows and the reservoir.
In the accompanying drawing, given by way of example: FIG. 1 is a front elevation of part of a motor vehicle, showing a suspension device which is the subject of the present invention; Fig. 2 is a top plan view of the arrangement shown in FIG. 1; Fig. 3 is a view in vertical section, on a larger scale, taken along line 3-3 of FIG. 2 and showing the preferred construction of the suspension device according to the invention;
Fig. 4 is a view in vertical section, at more. large scale, taken along line 4-4 of fig. 3; Fig. 5 is a vertical sectional view similar to FIG. 4, but showing a variant of the construction of the valve; Fig. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 3 and showing the bellows and the arrangement of the central ring; Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 of FIG. 4;
Fig. 8 is a vertical sectional view of a modified suspension; Fig. 9 is a vertical sectional view of another variant of the suspension; Fig. 10 is a dirty cross-sectional view taken along line 10-10 of FIG. 9 and shows the details of the distribution mechanism; Fig. 11 is a vertical sectional view of another variant of the suspension; Fig. 12 is a partial vertical sectional view of another variant of the construction of the valve;
Fig. 13 is a partial vertical sectional view showing the use in the suspension of an additional or auxiliary reservoir or receptacle; Fig. 13a is a partial top plan view of the reservoir shown in FIG. 13; Fig. 14 is a partial top plan view of a variant of the suspension in which the reservoir is attached to the upper part thereof;
Fig. 15 is a front elevation of the suspension variant shown in FIG. 14; Fig. 16 is a graph showing the static load on the bellows for different lengths thereof; Fig. 17 is a graph showing the power in kilograms per centimeter for different lengths of the bellows;
Fig. 18 and a graph showing the power of the bellows for any chosen capacity, in cubic centimeters, of the tank; Fig. 19 is a graph showing the characteristics of the four types of bellows shown in the drawing; Fig. 20 is a partial end view of the bellows; Fig. 21 is a cross-sectional view thereof.
In the drawing, there is shown a pneumatic suspension and shock absorber device (hereinafter, for the sake of brevity, by the expression "air suspension device"), applied to a vehicle. automotive and replacing the ordinary type of steel leaf spring or coil spring, but it is understood that the present device can be applied6 for many other uses,
to replace elastic mechanisms supporting loads.
Referring to fig. 1 and 2, it can be seen that 20 designates a frame of the usual type comprising side members 21, having a <B> U, </B> section spaced from one another and connected directly by a part anterior transverse 22, in any known manner. Although only the front left part of the vehicle has been shown, it is understood that the front right part is substantially the same - and that it is therefore unnecessary to show it in order to clearly understand the invention.
A wheel 23 is rotatably mounted on a spindle the inner end of which is fork-shaped at 24 and has aligned openings 25. The wheel 23 is connected to the frame 20 in any desirable manner, but preferably , by a usual articulated qua drilater comprising a vertical part 26 comprising a tubular extension 27 arranged so as to be able to move between the fork-shaped ends 24 and fixed between them by a pin or peg 28 in the usual way .
A part 29 has fork-shaped ends 30 which are disposed on the opposite sides of the lower end of the vertical part 26 and are pivotally connected there by a bolt 31. The part 29 further has a threaded extension 32, arranged on the side opposite to that where the fork-shaped ends 30 are located; this extension 32 extends through an opening made at the top of a pair of angularly extending bars 33, and is fixed to them by a nut 34.
The inner ends of the bars 33 are hinged at 35 to adjacent parts of an element 36 which in turn is connected to the crosspiece 2,2, more clearly shown in fig. 2.
A part 37, similar to part 29, also has fork-shaped ends 38, which are disposed on the opposite sides of the upper end of the vertical part 26 and pivotally connected thereto by a bolt. 39. The part 37 also comprises a threaded extension 40, disposed on the side opposite to that where the fork-shaped ends 38 are located;
this extension 40 extends through an opening made in a lateral extension 41 presented by a bar 42 and is fixed thereto by a nut 43. The inner end of the bar 42 is keyed or secured in another way on one end of a journaled shaft 44 in a casing 45. One end of a bar or connecting rod 46 is keyed, west secured in another manner to the other end of shaft 44, and its opposite end is fixed to the end of the lateral protrusion 41 by a bolt 47.
The casing 45 is fixed to the transverse part 22 by several bolts 48, more clearly shown in fig. 2. Thanks to this articulated quadrilateral arrangement, the wheel 23, while being held in the desired position, nevertheless has an independent movement with respect to the chassis as well as with respect to the three wheels which are mounted in a manner. similar.
The construction described heretofore is of the type common in certain kinds of vehicles, except that heretofore arrangements of this kind have required the use of hydraulic shock absorbers and, therefore, it does not form part of the system. of the present invention, except that it can. be combined with the air suspension device described in detail below.
In fig. 3, there is shown a detailed arrangement of the preferred form of the present pneumatic suspension, in which a bellows 49, which will be designated by the expression "bellows type No. 6", is provided and has in plan a substantially circular shape. , as shown more clearly in fig. 6.
This bellows 49 is formed of rubber and cotton thread, arranged in two thicknesses, although not limited to this number, and vulcanized to form a very resistant envelope similar to the envelopes of pneumatic tires such as they are. are currently being manufactured; the bellows also has an interior rubber lining, similar to that employed for the manufacture of the air chambers, in order to prevent air leaks through said lining.
The bellows 49 has a tubular shape - and it is tightened at its central part 50 over a considerable distance, thus constituting two parts 51 and 52 which can expand and contract, the first above the central part and the second. below the latter. A ring 53 surrounds the outer surface of the central part 50, preventing any expansion of the latter.
This ring is made of: two halves preferably formed by pieces of stamped steel and having once assembled an inner cylindrical wall 54 extending over the central part 50 of the bellows. The opposite ends 55 are rounded on the outside, and parts 56 extend inwardly and then outwardly to form corresponding grooved collar straps 57 terminating in a peripheral bead 58 disposed substantially halfway between. parts 51 and 52 of the bellows.
The rounded ar ends 56 are intended to be attacked by the adjacent portion of the bellows, and are shaped to prevent the latter from being excessively bent during compression or compression. dilation.
The opposite ends of the bellows 49 have circular flanges 59, extending outwardly and terminating in peripheral beads 60 extending laterally and similar to the beads of tire casings.
Rings 61, preferably made of buffered stainless steel, have flat portions 62 having a plurality of openings for receiving fixing bolts 63, and a hook portion 64, extending inwardly and accommodating. on the beads 60.
U-shaped rings 65 are disposed on the rings 61 and their outer ends engage with peripheral flanges 66 presented by the outer face of the flat portions 62, the inner ends of the rings 65 resting on flanges 67 shown. by the hook-shaped parts 64.
The rounded portions of the U-shaped baskets 65 are intended to come into contact with adjacent parts of the bellows and must be shaped so as to prevent the latter from being bent excessively during compression and expansion. . The ends of the bellows 49 present several circular ribs 59 'are spaced axially from one another, four ribs being shown in FIG. 20 and 21, although any desired number of ribs can be provided.
These ribs 59 'are in contact with end plates 68 and 74, and when the bellows 49 is secured between them, they are compressed and act as a shutter member to prevent air escaping from the interior. of the bellows.
The plate 68 extends transversely to the lower end of the bellows to effectively close this end and its external part has openings intended to receive the bolts 63.
A cast iron piece 69 is provided, the outer part of which has openings intended to receive bolts 63 which are provided with washers 70 and nuts 71 to secure them and at the same time to lock the beads 60 securely in position. . The cast iron part 69 has a recessed portion 72, having an opening intended to receive the threaded upper end of the vertical part 26, and a nut 73 is provided to hold the part 26 in said opening.
The upper end of the bellows 49 is connected by bolts 63 directly to the upper part 74 of a casing 75. Washers 76 and nuts 77 also secure the ring 61 in position and the bolt 60 against any displacement. The casing 75 has an arcuate portion 78 extending partially around the bellows 49, and near its intermediate portion, the lower end is flared at 79. Openings are made in the flared portion 79 in alignment with the legs. openings formed in the casing 45 and receive bolts 80 which firmly secure said part 79.
At the outer ends of the part 78 of the casing 75, there are provided extensions 81 which also have openings in alignment with openings made in the frame and receiving bolts or rivets 82 to form a rigid assembly. The relative position of a guard or protection element is shown in phantom in fig. 1.
The upper part 74 of the casing 75 has an opening which is disposed substantially along the same axis as the axis of the bellows 49, and a collar 83 surrounds this opening, but is slightly spaced therefrom to form a seat 84. L ' The upper end of a tubular valve box 85 of suitable diameter is disposed in the opening provided in the upper part 74, and the lower end of this valve box 85 extends into the bellows 49. One by one. The tie of the valve box 85 extends beyond the top 74 and is threaded.
A cover 86 has a threaded opening, intended to receive the threaded end of the valve box 85, as well as a lateral glue 87 resting on the flange 83, aligned openings being formed in these two flanges to receive bolts. 88. The cover 86 also has a flange 89, directed downwards, which fits on a rubber washer 90 disposed on the seat 84 to hermetically seal the latter.
The cover 86 comprises a part in the form of a hood 91 having a tubular projection 92, in which is fixed one end of a tube 93. The opposite end of the tube 93 is fixed to a fitting 94 carried by a reservoir or container. fluid 95 which is secured, by bolts 96, to one side of a spar, frame 20, or any other desired location. This reservoir is of any desired size and comprises a valve 97 through which a fluid, such as air, can be introduced into the reservoir out of which the fluid is prevented from escaping.
The reservoir 95 is in communication with the interior of the bellows 49 and, therefore, the latter is inflated in this way to the desired static pressure, depending on the load it is to bear. As a result, a balanced pressure is normally maintained, and shocks ordinarily caused by irregularities in the road on which the vehicle is traveling are absorbed by compression of the bellows and, therefore, are not transmitted from one side to the other. appreciably to the chassis.
Any desired type of dispensing mechanism can be employed, but the preferred construction is shown. 3, 4 and 7. At the lower part of the valve box 85 is disposed a cap 98 which is fixed there in a removable manner by bolts 99. The cap 98 has a central opening 100 and complementary recesses are provided. ticked in the adjacent parts of the bonnet and the valve box to form a circular chamber 101 disposed concentrically and externally with respect to the opening 100. An upper valve seat 102 is thus formed on the valve box and a lower valve seat 103 is formed on the cap 98, these two seats being spaced apart from each other and being parallel.
A light plate valve 104, made of hardened steel, is disposed freely in the space existing between the valve seats 102 and 103 and is intended to be applied to one or the other of these seats, so as to interrupt the free communication between the bellows 49 and the reservoir 95, in the manner described later. One or more small or louvres 105 are provided in the outer portion of the bonnet 98 to pass a small amount of air around the plate valve 104 as it is applied to the lower valve seat 103. This plate valve 104 has a central projecting portion 104 'having a determined dimension.
A valve actuator 106 is mounted within the valve box 85 and, in this case, this member is of the pendulum type. Said member consists of a lead body 107, having an approximately frustoconical shape, with the small end downwards and in axial alignment with the valve seats when it occupies the normal position shown in FIG. 3, this body being equally spaced from the inner wall of the valve box 85. This body 107 is crossed by an axial passage in which is disposed one end of a rod 108.
A cup-shaped rubber part 109 has a brass ferrule 110 and is mounted on the lower end of the rod 108, this end extending through the ferrule and being threaded to receive a clamping nut. 111. The lower end of the rod 108 has an extension 112 intended to come into contact with the projecting portion 104 'of the plate valve 104 to keep the latter away from the upper valve seat 102 when the member valve control 106 is in the normal vertical position.
The upper end of the rod 108 comprises a ball 113 disposed in a tubular extension 114 directed inwardly from the cover 86. This tubular extension is threaded to receive a split and threaded shutter member 115 pierced with a conical opening 116 through which extends the part of the rod 108 located below the ball 113.
The obtu rator member 115 is adjustable to retain the ball 113 in position, but this adjustment must allow the free and easy movement of the body 107 around the. ball joint as axis. The flared edge of the rubber piece 109 surrounds the lower end of the body 107 and therefore acts as a sort of damper or silent buffer when the bone body wobbles and comes into contact with the inner wall of the valve box. 85, as shown in dotted lines in fig. 4.
The ends of a pin 117 are fixed in the wall of the valve box 85, and this pin is arranged so as to prevent the body 107 from oscillating in its direction as shown more clearly in FIG. 7.
Before describing the operation of the pneumatic device, an explanation of Figs. 16 to 19 will be given below: Figs. 16 to 19 show graphically the relation between the measurement or resistance force of the bellows and the corresponding compression of the latter. An advantage of the pneumatic device is that it works variably, i.e. the change in the resistance force per cm of spring deformation increases progressively with the compression of the bellows and decreases. minue, similarly due to excessive expansion of the bellows.
This is highly desirable, since a damping effect is thus obtained which prevents the axle and the body of the vehicle from striking against each other with intense force when the vehicle is driven, for example, on a road. damaged wheel, and which also prevents excessive bounce of the vehicle body from taking place.
Referring to FIG. 16, the various curves show the way in which the length of the bellows varies depending on different loads. The curves are all designed in such a way as to show the effect of tanks of different sizes used in combination with the bellows. For example, the curve labeled "No Reservoir" shows the large increase in load that is required to compress the bellows when the valve cuts off communication between the bellows and the reservoir.
This condition exists in the air spring outside the curve as the vehicle changes direction, the pendulum being caused to swing outward to allow the valve to cut off communication between the bellows and the tank. This condition also exists in the two front springs, when the vehicle brakes are applied, the front end of the vehicle thus being prevented from lowering under the effect of braking.
The other curves in fig. 16 shows the corresponding deformation of the bellows for each load acting on the bellows when the latter is connected with a tank having the capacity indicated in fig. 16 and when the valve is open so as to establish communication between the bellows and the reservoir.
Fig. 17 illustrates the change in the resistance to deformation of the bellows for the corresponding compression thereof. The annotations to the curves indicate the same conditions as in fig. 16. Note that as the bellows is extended from its normal load position, resistance increases rapidly. If the flounder is sufficiently elongated, the latter is subjected to a tension effect, so that further elongation is counteracted.
It is precisely the shape of these curves that exemplifies the operating characteristics of the present device that produces a highly desirable damping effect for both purposes of cushion movement. In other words, the present device prevents excessive rebound of the vehicle body, away from the wheels or the control gear, as well as the collision of the vehicle body against the control gear or the wheels. during the reverse race.
Fig. 18 shows the effect of changing the size of the tank connected with the bellows. For example, if the bellows is kept at a constant length, its resistance to deformation must be increased by reducing the size of the reservoir connected to the bellows.
Fig. 19 illustrates, by its various curves, the resistance to deformation of the various types of bellows which were discussed above. In the operation of the air suspension device, it will be assumed that sufficient air pressure has been created in the reservoir 95 and, therefore, the same air pressure is created in the bellows 49, since the valve actuator 106 is normally in the vertical position, so that the plate valve 104 is kept away from the upper valve seat 102,
thus establishing free communication between the reservoir and the bellows. Further, the air pressure created in the bellows must be sufficient to withstand the static load of the vehicle body with the bellows compressed to its own length. The normal height (length) of the bellows under normal load should have an average value between the maximum and minimum lengths which are obtained under the conditions of expansion and contraction.
In this case, the organs then affect the shape and take the position which are shown in solid lines in FIG. 3, in which, during a test, the bellows 49 had a diameter slightly greater than 20.82 cm and a length of 19.82 cm and a length of 19.05 cm under a pressure of 0.99 kg per cm2.
We will now assume that the. The vehicle's wheel hits an obstacle in the road, which compresses the bellows and gives it a length of 12.7 cm. Referring to the graph of fig. 17, we see that the force or power of the bellows alone, for this length, is 71.4 kg per cm. With a tank of 4916 cm ', as shown by the graphics in fig. 18, the force or power is 27.7 kg per cm2. It will be assumed that the wheel has passed over the obstacle to bring the length of the bellows to 15.8 cm and it will be noted that the force or power with the reservoir at this point is 21.7 kg per cm 3.
Since the displacement is 2.54 cm, the difference in kilograms between 71.4 kg and 21.7 kg, or 49.7 kg, is available for recoil control, if the small openings 105 are removed in the cap 98. By providing these small openings <B> 105 </B> and choosing the desired size, the recoil speed can be controlled for values less than 49.7 kg.
If desired, it is also possible to control the inertia as well as the speed of action of the valve. Thermostatic control is, of course, completely unnecessary, as the viscosity of the air changes negligible amounts with temperature. This completely solves the problem of slow action at low temperatures resulting from changes in the viscosity of the fluid of hydraulic shock absorbers.
The absence in the air suspension of vibration due to friction, or to the action between the leaf springs, or both, avoids having to. check the compression stroke. If desired, control can be provided by passages reducing the amount of air that can pass between the bellows and the reservoir.
By taking advantage of the following characteristic that power increases with deformation, the bellows bottoms can be prevented from touching each other while maintaining an extremely smooth ride for all minor deformations.
In the suspension shown in fig. 3, this result is obtained by giving the tightened part 50 of the bellows a diameter .slightly smaller than the diameter of the beads 60, and then forming a rounded part 65 on the rings 61 and rounded parts 55 on the ring 53, rounded parts which progressively engage with adjacent parts of the bellows during the deformation of the latter,
so that the force or power increases during compression or extension from an intermediate length, the exact value of which is determined, as shown in fig. 17, by the size of the tank used.
To increase this force or power to an even greater willingness to prevent the bottoms of the bellows from touching, the ring 53 has grooved flanges 57 and a peripheral bolt 58 which are intended to be attacked by the adjacent parts of the bellows. flounder during excessive compression, as shown in phantom in the upper part of fig. 3.
Thus, when a wheel hits an obstacle on the road, an obstacle which would ordinarily cause the bellows to compress completely to the point that its bottoms touch each other, increasing resistance is opposed to the compression of the bellows because the bellows comes engaged with the flanges 57 and the bead 58 of the ring 53,
so that the compressive resisting force of the bellows increases rapidly and sufficiently to stop the complete compression and thus prevent the bottoms of the bellows from touching.
It will also be noted that the movement of the bellows 49, during the compression stroke, does not take place in a vertical direction along the normal axis. This is due to the unequal length of the upper and lower arms of the articulated quadrilateral and the relative positions of the points of rotation, which forces the cast iron piece 69 to move from the position shown in solid lines in fig. 3, following an arc 118,
up to the position shown in phantom. As a result of this movement in an arc of a circle, the lower right side of the part 51 of the bellows 49, during the compression stroke thereof, can engage with the adjacent upper part of the collar of the ring 53 , while the upper left side of part 52 may engage the adjacent lower part of the collar of the ring 53 or, in other words, the parts engage with the diagonally opposed sides of the ring. ring collar 53,
as seen in fig. 3. However, the parts thus engaged create sufficient pressure to retard the relative movement between the frame and the wheels and resist this relative movement in order to prevent the bottoms of the bellows from touching.
The damping characteristic of moving air in a closed system increases the natural damping of the chassis, further reducing the need to use shock absorbing devices.
Of course, when the bellows 49 is compressed under ordinary operating conditions, the pendulum valve 106 is substantially vertical, as shown in FIG. 3 and 4, so that the plate valve 104 is prevented from coming into contact with the upper valve seat 102 and communication between the bellows and the reservoir is maintained with increasing resistance being opposed to movement and shock. is amortized. During the rebound stroke, the plate valve 104 is brought into contact with the lower valve seat 103, which cuts off communication and the movement is also delayed, but in this case,
the ori fices 105 allow a certain amount of air to pass from the reservoir into the bellows, so as to control the retardation rate.
The overturning motion occurring when taking a turn has been defined above. The independent and flexible front suspension fitted to passenger cars has aggravated this movement to such an extent that the occupants of the vehicle are subjected to adverse reactions. The arrangement of a valve between the bellows 49 and the reservoir 95 and intended to close when a pendulum placed above the valve oscillates outwards under the action. of the centrifugal force caused by entering a turn, allows that the much greater force or power of the bellows alone can be used to resist the overturning motion.
For example, referring to FIG. 3, it is seen that when the vehicle takes a turn, the pendulum 106 oscillates to one side as indicated in dotted lines, thus freeing the extension 112 from the protruding part 104 'presented by the plate valve 104, allowing the latter to come press against the upper valve seat 102 to cut off the communication between the bellows 49 and the reservoir 95. The angular rotation of the frame is consequently retarded by the higher compressive force of the bellows without the reservoir, from the ma previously explained.
This same valve is used to act against the plunging movement of the front of the automobile body, a plunging movement resulting from the braking of the vehicle and which is much more sensitive with the current type of independent suspension of the vehicles. front wheels. The operation of the valve is shown much more clearly. 4. When the vehicle is braked, the pendulum 106 moves to the right, as shown in dotted lines, thus disengaging the extension 112 from the protruding part 104 'presented by the plate valve 104, which forces the latter to come to rest against the upper seat of the valve 102, thus cutting off the communication between the bellows 49 and the reservoir 95.
In this way, the plunging movement of the body is retarded and braked by the high compressive force of the tankless bellows, inside which an increasing pressure is produced. For example, the momentary force or power of the suspension without reservoir is 28.6 kg per cm 'for a bellows length of 19 cm (fig. 17), instead of 16.42 kg per cm. @ with a 9884 cm 'tank, which considerably reduces the plunging movement of the front of the automobile. Pin 117 is provided to prevent the pendulum from swinging in unwanted directions.
The rubber part 109 is provided to make the oscillation movement silent, since the body 107 normally receives sufficient movement to abut against the inner wall of the casing 85. In addition, one can give the protruding portion 104 'of the plate valve 104 of different diameters depending on the horizontal acceleration at which the plate valve is desired to operate; the smaller the diameter, the lower the acceleration, and the larger the diameter, the higher the acceleration at which the operation occurs, so that the operation of the plate valve can be predetermined from a very precisely.
The valve can be rotated 180 when placed in the rear of the automobile, thereby minimizing the plunging movement of the rear portion of the vehicle resulting from the power acceleration.
Since the specific heat of air varies immeasurably over the range of pressures employed, compression and expansion or expansion approximate adiabatic compression and expansion. The shape of the pressure-volume curves deviates appreciably from the curve: approximately sinusoidal displacement, vibration of the chassis over time, a curve which tends to reduce the propagation of synchronous vibrations to a minimum.
Some heat transfer from and to the casings occurs, and a slight increase in temperature results from the frictional effects. The magnitude of this heat transfer and temperature increase is influenced by the duration and speed or degree of compression and expansion. This transmission and loss of heat determine a fairly graduated damping action, increasing with the speed at which compression or expansion is applied. The magnitude of these effects increases appreciably as the shock absorbing and pendulum valve closes. .
In fig. 5, there is shown a variant of a valve, in which the main difference is that flat springs 119 are provided, four in number arranged approximately at <B> 90 '</B> one the other around the pendulum, and the lower extremities of which are secured with screws 120.
The upper ends of the springs are free, they extend outward and are in. engaged with the inner wall of the valve box, said springs being under sufficient tension to minimize the tendency of the pendulum to deviate from the vertical as a result of vibrations due to irregularities in the road.
However, the springs must be sufficiently elastic to allow the pendulum to oscillate around its axis under the action of the centrifugal force produced when making a turn and also when applying the brakes of the vehicle. The operation of this valve is identical to that of the valve shown fi-. 4 and which has already been explained. As specified, this construction has the advantage of normally immobilizing the pendulum against any proper movement.
In fig. 8, there is shown a variant of suspension, in which many members are the same as those described above with reference to the construction shown in FIG. 3. In this construction, part of the frame 121 has a spherical cap or cap 122 which is secured thereto by means of bolts 123. These elements define a spherical chamber 124 to which is attached a rubber washer 125. 126 denotes a rod having a spherical end 127 which is placed in the spherical chamber 124, the rubber ring being placed between this end 127 and the chamber 124.
Rod 126 extends outwardly through an opening in the bottom of cap 122 and in the frame, and its lower end extends into the upper end of a tube 128, to which it is attached by a pin 129. An upper end plate 130 has a peripheral flange 131 and an axial opening surrounded by a flange 132 of sufficient diameter to receive the upper end of the tube 128. The tube and the flange are welded or fixed together in another way to ensure an airtight seal.
A second tube 133 is telescopically mounted on the lower end of the tube 128 and comprises collars 134 rotating the latter and fixed to the interior wall of the tube 133 to move therewith, these collars being spaced apart. the other in the axial direction, so as to constitute a suitable support or bearing for the tubes movable relative to one another.
A disc 135 is fixed inside the tube 133, at. its lower end, so as to <B> ob- </B> hermetically seal the tube and prevent the passage of air, this disc being disposed below the end of the tube 128. The lower end of the tube tube 133 is connected to a wheel support (not shown).
A lower end plate 136 has a peripheral flange 137 and an axial opening surrounded by a glue 138, said opening having a diameter sufficient to receive the upper end of the tube 133 and being welded or fixed to another. so as to this tube, at the location of the collar 138, so as to ensure an airtight seal.
A bellows 139, of a construction similar to that shown in FIG. 3, but designated by the expression. "Type # 2 bellows", is disposed between the upper and lower end plates 130 and 136, respectively.
This bellows comprises beads 60 at its opposite ends, as well as clamping rings fixed to the end plates and intended to come into engagement with the beads in the manner previously described with reference to FIG. 3. The bellows also has a constricted central portion 140, having a diameter which is less than the diameter of the bolts. In this case, the constricted part presents a circumferential bead 141 disposed substantially halfway between its ends.
A reinforcing member or spacing 142 is provided inside the bellows and comprises two halves cooperating in appearance and .constituted by stamped parts. The outer ends of these stamped pieces are curved outwardly at 143, so that they can fit into the bead 141.
The elements of said stamped pieces extending inwardly in the form of a flange and the inner ends are then folded outward and inward at 144, terminating in an axial opening through which the tube 128.
A wear resistant material 145 is enclosed in the space bounded by the end portions 144, and some of this material may engage the tube 128 to prevent wear, but at the same time to allow unhindered longitudinal movement of the bellows relative to the tube 128. The flanges of the part 142 have openings 146, so as to establish communication between the upper and lower parts of the bellows.
A belt ring 147 is also provided and is formed by two co-operating halves which, when assembled, have upper and lower flanges 148 intended to engage the outer wall of the constricted portion 140, the opposite ends. being curved around a spoke at 149 and the outer ends being circumferentially engaged.
The function of the ring 147 is substantially the same as that of the ring 53 shown in fig. 3, that is, to prevent the bellows from bending excessively and at the same time to give the rounded part 149 the desired curvature to increase the resistance to the compression stroke of the bellows.
In this construction, the distribution mechanism is analogous to the distribution mechanism shown in fig. 3 and 4 and, therefore, it is not necessary to give a detailed explanation of its operation; it suffices to mention that the valve is arranged between the bellows 139 and the reservoir, the shutter member 104 being placed so that, under normal conditions, communication is established between the bellows and the reservoir. In addition, for this purpose, an opening 150 is provided in the upper end plate, through which air can pass from the reservoir into the bellows.
When compressing the bellows, the pressure therein is gradually increased in proportion to the compression to retard and resist its movement, which absorbs the shock causing the compression. When the bellows expands, the valve to. plate 104 is applied against the lower valve seat, so that communication between the bellows and the tank takes place only through the openings 105.
Resistance is thus opposed to the rebound stroke, and this resistance can be adjusted by increasing the size or number of bypass openings 105.
Fig. 9 shows substantially the same construction as that shown in fig. 8 and, therefore, it is not necessary to indicate again the method of assembly and the operation of the constituent elements. However, it should be mentioned that, in this construction, the ring surrounding the constricted part of the bellows is the same as the ring employed in fig. 3, that is, various types of rings can be used for the intended purpose, provided that they have the specified important characteristics.
Attention is drawn to the fact that, in this particular case, the bellows 49 'has dimensions slightly different from those of the bellows shown in FIG. 3 and that it is referred to as "bellows type No. 4" with respect to graphics. It has been found that in some cases it is not desirable to mount the dispensing mechanism on the bellows as shown in fig. 8 and, therefore, in FIG. 9 the distribution mechanism is mounted inside the tank 95.
The upper end of a pipe 151 is connected to a fixed part 152 secured to the upper end plate of the bellows, so as to establish communication with the interior of the latter. This fitting must be airtight and therefore may be welded or otherwise secured. The lower end of the pipe 151 is connected to the closure element 86 of a construction similar to that shown in FIG. 3, and this bond must also be air-sealed and can therefore be achieved by soldering or otherwise.
The valve box 85 extends inside the tank see 95 and has a cap 153 which is removably connected thereto. This cap has openings 154, for the purpose of ensuring communication between the interior of the reservoir and the interior of the valve box.
The pendulum 106 is supported so that it can be rotated with the aid of the spherical end 113, as previously described, and the lower end of the pendulum is provided with a rubber part and in the form of a cup. 155 similar to the cup-shaped part 109 shown in fig. 4, but which is slit around its periphery to form spaced fingers or extensions 156. These extensions are intended to engage the inner wall of the valve box during the swinging motion of the pendulum to prevent noise. and shocks which would cause per ceptible vibrations.
The plate valve 104 com carries two spaced tongues 157 intended to be placed on either side of one of the fixing bolts, as shown more clearly in FIG. 10, to prevent rotation of the valve, and the protrusion 104 'formed on this plate valve has flat surfaces 158 and 159, the surface 159 facing the front of the vehicle and the surface 158 being facing the outside of the vehicle as seen from the driver's seat.
This arrangement allows the operation of the plate valve 104 when the pendulum oscillates in the direction of these flat surfaces, which oscillation results from the acceleration caused by the application of the vehicle brakes, or by entering a corner. left, or both of these maneuvers. This construction is possible because a similar suspension is mounted on the opposite front wheel of the vehicle.
The side surface 158 is in the reverse position and therefore the taking of a turn in the opposite direction is hampered by the operation of its associated valve. The arcuate surfaces of the protrusion 104 'are still engaged with the extension 112, thus preventing the valve from resting on its seat in the event that the vibrations have the effect of causing the pendulum to oscillate around the angular position represented by these surfaces.
It will be noted that in the construction of FIG. 9, the sleeve or envelope for the spherical end 127 of the rod 126 consists of two parts 122 'and 122 ", the ends of the part 122' being fixed to the upper end plate 130. In addition, the upper end of tube 128 is not attached to upper end plate 130, as in the construction of Fig. 8, and its lower end is closed by a disc 128 ', while shutter disc 135 of the second tube 133 carries a buffer 135 'which serves as a damping member for the disc 128' and its tube 128.
Fig. 11 shows another type of bellows which is referred to as "type # 1 bellows" with respect to graphics. This type comprises an outer flexible bellows 160, of rubberized fabric obtained by vulcanizing rubber and cotton cords to form a very strong assembly, having the desired thickness and of tubular shape, the central part being tightened at 161 to .l 'Using a tubular ring 162 extending circumferentially and arranged axially. The opposite ends of the bellows 160 extend outwardly and terminate in concentric annular beads 163.
A metal ring 164 is provided at the lower end of the bellows and has a curved upper surface 165 intended to engage with the adjacent part of the bellows 160; said ring 164 also comprises an annular projection 166, extending inwardly and conforming to the shape of the bead 163; this projection 166 engages directly with the bead 163 to secure it in the desired position. A circular metal plate 167 extends transversely over the open end of the bellows 160 and over the ring 164, and is secured in position by a cast iron piece 69 secured by bolts 167 'passing through aligned openings provided. in the cast iron part 69 and in the plate 167 and screwed into the ring 164.
The cast iron part 69 comprises an extension 72 having an opening which receives the upper end of the part 26 which is keyed to prevent any relative rotation. A nut 73 serves to prevent disengagement of the upper end of the part 26. The upper end of the bellows <B> 160 </B> is fixed in a manner analogous to that previously described with reference to lower end of said bellows.
A ring 168 is also engaged with the upper bead 163, and a plate 169 is disposed above the adjacent end of the bellows and extends transversely of said end, said plate 169 having the same diameter as the bellows. ring 168. An upper plate 170, similar to the upper plate 74 of FIG. 1, is disposed above the plate 169 and is secured by bolts 171 which pass through aligned openings made in the upper plate <B> 170 </B> and in the plate 169, and which are screwed into the openings made in the ring 168. By tightening these bolts, the beads are firmly secured in position.
A valve box 172 is disposed at the upper end of the bellows and has a part 173 fixed to its outer side. This part 173 has a circumferential flange 174, extending laterally and which receives a cap 175 which is attached thereto by means of bolts 176. The pendulum 106 is mounted so as to be able to turn by means of the spherical end. 113 engaged in the lower face of the cap 175, in the manner previously described, this pendulum operating precisely according to the same principle. There is also provided a plate valve 104, the operation of which is controlled by the movement of the pendulum 106, as described above.
The part 173 also has a circumferential glue 177, extending laterally and spaced from the collar 174 to reserve between them a peripheral groove which receives one end 178 of an air chamber 179, which extends around of the inner pa king of the bellows 160. The air chamber also comprises a part 180 which extends under the extension 177, these parts being preferably vulcanized with glue rette so as to constitute a rigid and airtight connection. .
In this particular case, the air chamber 179 is disposed with a removable cover inside the bellows and constitutes a separate element thereof, unlike the one-piece construction shown in FIG. <B> 3. </B>
Fig. 12 shows another variant of the distribution mechanism which is shown in combination with the type of suspension shown in fig. 11. Consequently, the corresponding organs or elements need not be carefully described. However, in this case, there is provided a valve box 181 having a circumferential flange 182, extending laterally and disposed near the lower end of the valve box; this collar 182 is intended to rest on the end of an extension 183 presented by a part 184 which is adhesively attached to the air chamber.
The extension 183 is threaded and receives a clamping nut 185, a part of which may engage the upper side of the extension 183, so as to secure the valve box in position. The valve box 181 has an opening 186 formed in its upper end, and inside this opening is disposed the spherical end 187 of a threaded extension 188.
A plate 189 is placed on top of the valve box 181 and is removably secured by bolts 190, the plate extending transversely to the opening 186, so as to prevent the accidental removal of the threaded extension 188 and forming an airtight chamber. A heavy piece 191, having a frustoconical upper end, has a threaded axial opening for receiving the threaded extension 188, a bore being formed in the lower end to receive a stud or prisoner 192. Said piece 191 has a side wall cylindrical and has divergent passages 193 which join an axial passage 194.
The lower end of the part 191 has an arcuate surface 195 for movement on a recessed surface 196 presented by the upper side of the part 184. This part 184 also has an axial opening 197 which is in alignment with an axial opening 198 made in the air chamber.
When the shutter member is in the normal position, the opening 194 is in alignment with the openings 197 and 198 and therefore allows the passage of air through these openings, establishing communication between the interior of the bellows and the reservoir. . When the part 191 is moved, under the action of centrifugal force, around the axis of the spherical end 187 by an amount such that the opening 194 ceases to be in alignment with the opening 197, the communication between the bellows and the tank is interrupted.
Figs. 13 and 13a show a construction comprising an additional air reservoir, arranged directly inside the type of bellows shown in fig. 3, and tiné to operate in combination with the type of distribution mechanism also shown in fig. 3. It has been found that body vibrations can be very easily absorbed by the construction shown in fig. 3, for the reason that the cycle is not so fast.
However, the vibrations caused by shocks on the road, as a result of road irregularities, have a very high relative frequency and, therefore, cannot be adequately damped without providing an additional tank. Consequently, an air reservoir 199 is provided comprising a side flange 200 intended to be disposed between the plate 68, the bead and the clamping ring.
Or vertures are formed in this flange 200 and in the plate 68, openings through which the bolts 63 pass, so that these same bolts are used to secure the additional tank in position. The additional reservoir has an axial tubular extension 201 having the capacity desired for the purpose for which it is intended. The upper end of this tubular extension is folded inwardly at 202, angularly at 203 and then internally at 204, point one or axial verture 205 is formed.
A metal part 206 has, at its opposite ends, protrusions 207, directed downwards and intended to be fixed to the inner wall of the tubular protrusion 201, the upper end abutting against the inner extension 202. A space 208 is thus formed between the top of the part 206 and the lower surface of the extension 204, space in which is disposed a plate valve 209. The plate valve 209 has a larger diameter than that of the opening 205. and it is intended, under certain conditions, to close said opening, for the purpose indicated below.
Said plate valve 209 is held in the desired position by means of an extension 210 which is received in an axial opening made in the part 206. An opening 211 is formed in the part 204 extending inwardly, beyond the periphery of the plate valve 209, in order to allow a restricted passage of air between the interior of the bellows and the interior of the additional or auxiliary reservoir.
In operation, when the bellows is compressed, the plate valve 209 is moved downward away from the opening 205, and air is thus forced into the auxiliary tank 199. It will be noted that the air which is forced into this reservoir is introduced when the air inside the bellows is at its highest pressure.
When the compression ceases and the bellows begins to expand, the valve <B> 09 </B> is brought into contact with the upper end 22 of the reservoir, thus closing the communication through the opening 205; consequently, the pressure equalization between the bellows and the reservoir is delayed owing to the restricted size of the openings 211. Since this auxiliary reservoir is in direct communication with the wheel, the vibrations imparted to the latter are transmitted. directly. to this reservoir.
The acceleration resulting from these vibrations generates forces, due to the weight of the valve, which tend to cause the valve to operate as described above, even if the pressures on the opposite sides of the valve plate are different. This inertia effect can be modified at will by adding a pulse inside the hollow extension 210. Thus, the movement of the wheel is effectively damped as a result of the delay in reestablishing normal pressure in the tube. bellows during the ex tension stroke following forced compression.
Figs. 14 and 15 show another variant of the invention, in which instead of the air reservoir being disposed at a point remote from the bellows, this reservoir forms part of the device for supporting the bellows. In this case, a reservoir 212 is mounted directly above the shell 213 of the bellows and is provided with a valve 214 by means of which air can be introduced into the reservoir at the desired pressure. . One of these reservoirs is naturally mounted on each of the bellows.
A valve box 215 is mounted in the end of the bellows in a manner similar to that shown in fig. 3, and comprises a pendulum which is mounted in an identical manner to control the operation of a plate valve, so that, when the pendulum is in the vertical position, communication is established between the interior of the bellows and the inside of the tank.
When the pendulum oscillates around its axis under the action of the central trifugal force produced by the causes indicated above, the end of the pendulum is moved away from the plate valve and the latter can be applied to the upper seat valve during compression of the bellows, so that communication between the bellows and the reservoir is interrupted.
As the bellows expands, the plate valve is brought into contact with the lower valve seat, thus cutting off communication between the interior of the bellows and the reservoir, except that a small amount of air can pass through. the bypass opening 135. The operation of this form of construction is the same as that previously described with reference to other forms of suspensions, except for the pressure drop which occurs in the pipe 151 (fig. 9).