Suspension pneumatique pour siège de véhicule terrestre et maritime La présente invention se rapporte aux suspensions pneumatiques pour siège de véhicule terrestre et mari time et notamment pour sièges de poids lourds, ou de tracteurs, ou de bateaux, dans lesquels l'organe de sus pension pneumatique est constitué par une capacité déformable contenant de l'air ou un gaz sous pression, ladite capacité étant intercalée entre la partie suspendue et la partie non suspendue du siège, et dont les varia tions de volume, et par conséquent de pression, provo quées notamment par les inégalités du sol, donnent l'effet de suspension désiré.
Cette suspension est destinée à réaliser des suspen sions du type indiqué, de construction simple et relati vement peu coûteuse, de fonctionnement sûr, d'un encombrement réduit, pouvant en outre être facilement adaptée à la taille et au poids du conducteur.
La suspension pneumatique, objet de l'invention, est caractérisée en ce qu'elle comporte un coussin formé par une capacité contenant un gaz sous pression et fer mée par une membrane élastique et un piston à surface arrondie s'appuyant sur ladite membrane, de telle sorte que lorsque le siège se déplace par rapport au véhicule, le piston vienne refouler plus ou moins la membrane, en faisant varier la pression à l'intérieur du coussin, assu rant ainsi l'effet de suspension, l'un des éléments coo pérants de la suspension : piston ou coussin, étant arti culé sur son support autour d'un axe de pivotement, de telle sorte que lorsque les deux éléments agissent l'un sur l'autre, leurs axes longitudinaux respectifs restent sensiblement parallèles et à faible distance l'un de l'autre ou confondus.
Le dessin annexé représente différentes formes d'exé cution de la suspension objet de l'invention, données à titre d'exemple.
La fig. 1 représente en coupe longitudinale, avec certains éléments en élévation latérale, une suspension d'un siège de tracteur. La fig. 2, à une plus grande échelle, est une coupe de la suspension intercalée entre le siège et son support.
La fig. 3 est une coupe transversale, suivant la ligne II-II de la fig. 2.
La fig. 4, à une plus grande échelle, est une coupe de l'ensemble coussin-piston, destinée à montrer d'une façon plus claire la forme de la membrane dans ses différentes conditions.
La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 1, d'une autre forme d'exécution de l'invention, adaptée à un siège de camion ou d'autocar.
Sur les fig. 1, 2 et 3, 1 désigne un bâti fixé au châs sis du tracteur qui sert de support au siège du véhicule et qui comporte des flasques 2. Sur le bâti et les flas ques sont articulées en 3 et 4 des bielles 5 et 6 à sec tion en forme de U à large base (voir fig. 3 la bielle 5) qui servent à relier mécaniquement le siège au bâti, tout en lui permettant un mouvement de débattement, tel que ce siège puisse s'élever ou s'abaisser en restant sensible ment parallèle à lui-même.
Les bielles 5 et 6 sont articulées respectivement en 7 et 8 à des pattes fixées directement au siège 9. Entre le support et les flasques 2 d'une part et le siège 9 d'autre part, est montée la suspension pneuma tique, objet de l'invention.
Cette suspension pneumatique, représentée en coupe à la plus grande échelle sur les fig. 2 et 3, est constituée par deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, le piston et le coussin .
Le piston 10 est porté par la base 11 d'un étrier dont les bras 12 portent des tourillons 13 pivotant dans les flasques 2, si bien qu'en fait, le piston peut osciller autour de l'axe 14-14 des tourillons.
Le coussin est fixé à la bielle 5 environ à mi-lon- gueur de ladite bielle. Il comporte une première chambre 15 et une seconde chambre 16 communiquant avec la première chambre par un orifice 17 de dimensions suffi santes (1 à quelques m/m) pour que le passage de l'air d'une chambre à l'autre ne soit pas freiné.
La première chambre est constituée par un élément rigide en forme de cloche, fermé à sa base par une mem brane 18 fabriquée en substance élastique telle que du caoutchouc non entoilé et dont le bord extérieur est serti en 19, dans le rebord de la cloche 15.
De son côté, la chambre 16 est constituée par un réservoir rigide dont le volume est par conséquent cons tant.
L'ensemble de la chambre 15 et de la chambre 16 fermé par la membrane 18, constitue donc une capacité étanche mais dont le volume est variable lorsque la mem brane se déforme comme il sera exposé ci-après.
La chambre 16 est munie par ailleurs, d'un raccord ou valve 20, permettant d'y introduire de l'air sous pres sion, ou d'en retirer, pour les raisons exposées ci-après.
La membrane 18 est fabriquée de manière que lors qu'elle est au repos, c'est-à-dire soumise à la même pres sion sur ses deux faces, et non soumise à l'action du piston 10, elle prenne une forme telle que celle représen tée sur la fig. 4, c'est-à-dire qu'elle comporte une partie latérale sensiblement tronconique 21, et une partie cen trale 22, bombée en sens inverse (et ayant en gros la forme d'un demi-éllipsoïde aplati), correspondant d'ail leurs sensiblement à la forme de la partie antérieure du piston qui doit agir sur elle, ces deux parties étant reliées par une partie semi-torique 23.
La cloche 15 comporte en outre sur son bord où est sertie la membrane, une sorte de jupe cylindrique 24 dont le rôle sera exposé ci-après.
Par ailleurs, un amortisseur 25 de type télescopique par exemple, représenté sur les fig. 1 et 2, est articulé à ses extrémités en 26 et 27, respectivement au siège et au support de siège.
Cet amortisseur, lorsqu'il est complètement en exten sion, constitue une butée dite butée de rebond, qui empêche le piston de s'éloigner du coussin au-delà de la position qui a été représentée sur la fig. 2, si bien qu'en aucun cas, lorsque l'appareil est monté, le piston ne peut s'écarter du coussin au-delà de la position repré sentée sur cette fig. 2, et qui correspond à la position la plus haute du siège au-dessus du plancher du véhicule. Cette butée de rebond pourrait d'ailleurs être réalisée de toute autre manière qu'avec l'amortisseur: il suffit en effet d'utiliser n'importe quel dispositif susceptible de limiter la course du siège vers le haut.
Voici comment on peut, notamment, procéder au montage de la suspension sur le siège 1. La capacité étant laissée à la pression atmosphé rique et l'amortisseur étant débranché, on relie le siège par les bielles à son support en introduisant la tête du piston dans la cavité de la membrane en forme d'ellip- soide aplati.
Du fait de la forme propre donnée à la membrane avec sa cavité centrale, la mise en place du piston par rapport à la membrane se fait évidemment sans diffi culté, ce qui ne serait pas le cas si la membrane avait une forme convexe, car on aurait du mal à placer con venablement au départ le piston par rapport à la mem brane, étant donné qu'il serait nécessaire de maintenir à la main ce piston par rapport à la membrane<B>;</B> en outre, le piston risquerait de ne pas conserver sa position ini tiale par rapport à la membrane, quand on ferait la mise en pression.
2. Quoi qu'il en soit, on branche alors l'amortisseur et l'on introduit de l'air dans le coussin à l'aide d'une pompe à main, par exemple, montée sur le raccord à valve, en sorte que la membrane en se déformant tend à prendre la forme indiquée en particulier sur la fig. 4 en pointillé, c'est-à-dire que son bord conique tend à venir s'appliquer sur la jupe 24, la partie centrale étant maintenue en place sur le piston du fait de la butée de rebond constituée par l'élongation maximum de l'amor tisseur. En continuant l'introduction d'air, on monte ensuite la pression du coussin jusqu'à la valeur voulue corres pondant au poids du conducteur.
Lorsque le conducteur s'assied sur le siège, ce siège tend, bien entendu à s'abais ser par déformation du quadrilatère articulé 3 et 4-7 et 8, mais pendant cet abaissement le mouvement de la bielle 5 tend à rapprocher les deux éléments du dispositif pneumatique, si bien que le piston 10 agissant sur la membrane 18 tend à enfoncer celle-ci à l'intérieur de la cloche 15 et donc à augmenter la pression dans cette capacité.
La suspension peut alors jouer son rôle pour absor ber les inégalités de la route, le piston agissant sur la membrane pour permettre le débattement du siège par rapport à son support. Pendant ce mouvement, la jupe 24 empêche la membrane de se mettre en expansion vers l'extérieur.
D'autre part, pour un bon fonctionnement du cous sin, il est préférable que le rapport du diamètre de la jupe au diamètre du piston soit compris par exemple entre 1,4 et 1,8.
L'amortisseur assure, par ailleurs, d'une manière en soi connue, l'amortissement des oscillations de la sus pension.
Il convient de noter que du fait que le piston peut osciller autour de son axe 14-14, il tend à se placer cons tamment pendant son mouvement par rapport au cous sin, de telle sorte que son axe propre reste parallèle à l'axe du coussin.
En outre, comme l'axe d'oscillation 14-14 du piston passe, comme on peut le voir sur la fig. 3, sensiblement par le sommet du piston, il ne risque pas d'y avoir bas- culement du piston par rapport au coussin, du fait de l'oscillation du piston autour de l'axe 14-l4. Cette sta bilité est pratiquement assurée tant que l'on a soin de prévoir l'axe 14-14 disposé (sur la fig. 3) au-dessus du plan passant par la ligne suivant laquelle la membrane quitte le piston.
Comme on peut le voir sur le dessin, et comme cela a d'ailleurs été indiqué, le coussin est fixé sur la bielle 5 en un point tel que son débattement ne soit qu'une fraction du débattement du siège par rapport au plan cher. Il en résulte que pour pouvoir supporter le poids du conducteur, la pression doit être nettement plus grande que si le débattement du coussin était le même que celui du siège.
Dans la pratique, le débattement total du siège entre la position de rebond et sa position d'affaissement maxi mal (correspondant à une position de la membrane indiquée en pointillé mixte sur la fig. 4, ladite membrane venant en contact avec le fond de la cloche), pourra être de l'ordre de 10 cm et même davantage et sous charge statique, la distance entre la position du siège au-dessous de la position de rebond pourra être comprise par exem ple entre 2,5 cm et 5,5 cm suivant la taille du conducteur, le réglage de la pression étant fonction alors du poids du conducteur.
Dans tous les cas, le confort sera bon, la fréquence des oscillations par minute pouvant varier, par exemple, de 65 à 80, selon le poids des conducteurs.
Le dispositif représenté sur la fig. 5 comporte les mêmes éléments essentiels que celui des figures précé dentes, si ce n'est que le siège étant en particulier des tiné à constituer un siège de poids lourd ou analogue, on dispose de plus de place au-dessous de ce siège pour installer les organes de suspension proprement dits. Dans ce cas, le dispositif de suspension constitué par le piston et le coussin, au lieu d'être vertical, est horizontal, comme on peut le voir sur la figure, et il est en outre orienté vers l'arrière. Monté à demeure sur le support 1 fixé lui-même au plancher du véhicule, le coussin reste donc immobile tandis que le piston est entraîné par la bielle 5 sur laquelle il peut osciller autour de son axe d'oscillation.
Le coussin peut être raccordé directement par son raccord 20 à une prise d'air comprimé par l'intermé diaire d'un robinet à trois voies par exemple, permettant soit d'évacuer, soit d'admettre de l'air dans la capacité. A la place d'un robinet à trois voies, on pourrait égale ment prévoir deux organes séparés : un robinet à deux voies pour l'admission et un autre pour l'évacuation de l'air.
On voit que la suspension pneumatique ainsi réalisée forme un ensemble indépendant pouvant recevoir des sièges de toutes sortes et de toutes formes comportant ou non un réglage longitudinal par glissières et un réglage d'inclinaison de dossier.
Dans les deux exemples qui viennent d'être donnés, le piston oscille autour de l'axe de ses tourillons de façon que son axe propre vienne se disposer parallèlement à l'axe du coussin: dans le premier exemple, le coussin est porté par une bielle, tandis que le piston est supporté par le support fixe, alors que dans le deuxième exemple, le coussin est fixe et c'est le piston qui est porté par l'une des bielles.
Le coussin pourrait être articulé autour d'un axe d'oscillation monté soit sur la bielle, soit sur le support fixe, tandis que le piston serait fixé soit sur le support fixe soit sur la bielle. L'axe d'oscillation soit du coussin, soit du piston doit permettre d'assurer la stabilité de fonctionnement de l'ensemble.
Dans l'exemple décrit, par ailleurs, on a prévu une capacité de volume indéformable 16, disposée au-dessus de la cloche.
L'emploi d'une telle capacité présente l'avantage que l'on peut, en remplaçant cette capacité par une capacité de volume différent, adapter l'élément pneumatique à des véhicules ayant des suspensions de caractéristiques diffé rentes.
The present invention relates to pneumatic suspensions for the seat of a land and sea vehicle and in particular for the seats of heavy goods vehicles, or of tractors, or of boats, in which the pneumatic suspension member is constituted by a deformable capacity containing air or a gas under pressure, said capacity being interposed between the suspended part and the unsprung part of the seat, and of which the variations in volume, and consequently in pressure, provoked in particular by unevenness of the ground, give the desired suspension effect.
This suspension is intended to produce suspensions of the type indicated, of simple and relatively inexpensive construction, of safe operation, of reduced bulk, which can also be easily adapted to the size and weight of the driver.
The pneumatic suspension, object of the invention, is characterized in that it comprises a cushion formed by a capacity containing a pressurized gas and closed by an elastic membrane and a piston with a rounded surface resting on said membrane, such that when the seat moves relative to the vehicle, the piston pushes the membrane more or less, varying the pressure inside the cushion, thus ensuring the suspension effect, one of the elements coo perants of the suspension: piston or cushion, being articulated on its support around a pivot axis, so that when the two elements act on each other, their respective longitudinal axes remain substantially parallel and at low distance from each other or confused.
The appended drawing represents different embodiments of the suspension object of the invention, given by way of example.
Fig. 1 shows in longitudinal section, with certain elements in side elevation, a suspension of a tractor seat. Fig. 2, on a larger scale, is a section of the suspension interposed between the seat and its support.
Fig. 3 is a cross section taken on line II-II of FIG. 2.
Fig. 4, on a larger scale, is a section through the cushion-piston assembly, intended to show more clearly the shape of the membrane under its various conditions.
Fig. 5 is a view similar to FIG. 1, of another embodiment of the invention, suitable for a truck or coach seat.
In fig. 1, 2 and 3, 1 designates a frame fixed to the frame of the tractor which serves as a support for the vehicle seat and which comprises flanges 2. On the frame and the flanges are articulated at 3 and 4 of the connecting rods 5 and 6 to U-shaped section with a wide base (see fig. 3 for connecting rod 5) which serve to mechanically connect the seat to the frame, while allowing it a deflection movement, such that this seat can be raised or lowered in remaining sensibly parallel to itself.
The connecting rods 5 and 6 are respectively articulated at 7 and 8 to lugs fixed directly to the seat 9. Between the support and the flanges 2 on the one hand and the seat 9 on the other hand, is mounted the pneumatic suspension, object of invention.
This pneumatic suspension, shown in section on a larger scale in FIGS. 2 and 3, consists of two movable elements relative to each other, the piston and the cushion.
The piston 10 is carried by the base 11 of a caliper whose arms 12 carry journals 13 pivoting in the flanges 2, so that in fact the piston can oscillate around the axis 14-14 of the journals.
The cushion is fixed to the connecting rod 5 at approximately mid-length of said connecting rod. It comprises a first chamber 15 and a second chamber 16 communicating with the first chamber via an orifice 17 of sufficient dimensions (1 to a few m / m) so that the passage of air from one chamber to the other is not not braked.
The first chamber consists of a rigid bell-shaped element, closed at its base by a membrane 18 made of an elastic substance such as non-canvas rubber and the outer edge of which is crimped at 19, in the rim of the bell 15. .
For its part, the chamber 16 is constituted by a rigid reservoir, the volume of which is consequently constant.
The whole of the chamber 15 and of the chamber 16 closed by the membrane 18, therefore constitutes a sealed capacity but the volume of which is variable when the membrane is deformed as will be explained below.
The chamber 16 is also provided with a connector or valve 20, allowing pressurized air to be introduced therein, or to be withdrawn, for the reasons set out below.
The membrane 18 is manufactured in such a way that when it is at rest, that is to say subjected to the same pressure on its two faces, and not subjected to the action of the piston 10, it takes a shape such as than that shown in fig. 4, that is to say, it comprises a substantially frustoconical lateral part 21, and a central part 22, convex in the opposite direction (and having roughly the shape of a flattened half-ellipsoid), corresponding to ail their substantially in the shape of the front part of the piston which must act on it, these two parts being connected by a semi-toric part 23.
The bell 15 further comprises on its edge where the membrane is crimped, a kind of cylindrical skirt 24, the role of which will be explained below.
Furthermore, a telescopic type shock absorber 25 for example, shown in FIGS. 1 and 2, is articulated at its ends at 26 and 27, respectively to the seat and to the seat support.
This shock absorber, when it is fully extended, constitutes a stopper called a rebound stopper, which prevents the piston from moving away from the cushion beyond the position which has been shown in FIG. 2, so that in any case, when the device is mounted, the piston can move away from the cushion beyond the position shown in this fig. 2, and which corresponds to the highest position of the seat above the vehicle floor. This rebound stop could moreover be produced in any other way than with the shock absorber: it suffices to use any device capable of limiting the upward travel of the seat.
Here is how we can, in particular, install the suspension on seat 1. The capacity being left to atmospheric pressure and the shock absorber being disconnected, the seat is connected by the connecting rods to its support by inserting the piston head. in the cavity of the membrane in the form of a flattened ellipsoid.
Due to the specific shape given to the membrane with its central cavity, the positioning of the piston relative to the membrane is obviously done without diffi culty, which would not be the case if the membrane had a convex shape, because we it would be difficult to place the piston correctly in relation to the diaphragm at the start, since it would be necessary to hold this piston by hand in relation to the diaphragm <B>; </B> in addition, the piston there is a risk of not keeping its initial position relative to the membrane, when the pressurization is carried out.
2. In any event, the shock absorber is then connected and air is introduced into the cushion using a hand pump, for example, mounted on the valve connection, so that the membrane by deforming tends to take the shape shown in particular in FIG. 4 in dotted lines, that is to say that its conical edge tends to come to rest on the skirt 24, the central part being held in place on the piston due to the rebound stop formed by the maximum elongation of the amor weaver. By continuing the introduction of air, the pressure of the cushion is then increased to the desired value corresponding to the weight of the driver.
When the driver sits on the seat, this seat tends, of course to be lowered by deformation of the articulated quadrilateral 3 and 4-7 and 8, but during this lowering the movement of the connecting rod 5 tends to bring the two elements closer together. of the pneumatic device, so that the piston 10 acting on the membrane 18 tends to push the latter inside the bell 15 and therefore to increase the pressure in this capacity.
The suspension can then play its role in absorbing the unevenness of the road, the piston acting on the membrane to allow the seat to travel in relation to its support. During this movement, the skirt 24 prevents the membrane from expanding outward.
On the other hand, for correct operation of the neck sin, it is preferable that the ratio of the diameter of the skirt to the diameter of the piston is for example between 1.4 and 1.8.
The damper ensures, moreover, in a manner known per se, the damping of the oscillations of the suspension.
It should be noted that because the piston can oscillate around its axis 14-14, it tends to position itself constantly during its movement with respect to the neck sin, so that its own axis remains parallel to the axis of the piston. cushion.
Further, as the axis of oscillation 14-14 of the piston passes, as can be seen in fig. 3, substantially through the top of the piston, there is no risk of the piston tilting relative to the cushion, due to the oscillation of the piston around the axis 14-14. This stability is practically assured as long as care is taken to provide the axis 14-14 disposed (in FIG. 3) above the plane passing through the line along which the membrane leaves the piston.
As can be seen in the drawing, and as has also been indicated, the cushion is fixed on the connecting rod 5 at a point such that its travel is only a fraction of the travel of the seat relative to the expensive plane. As a result, in order to be able to support the weight of the driver, the pressure must be significantly greater than if the travel of the cushion were the same as that of the seat.
In practice, the total displacement of the seat between the rebound position and its maximum sagging position is bad (corresponding to a position of the membrane indicated in mixed dotted lines in fig. 4, said membrane coming into contact with the bottom of the bell), may be of the order of 10 cm and even more and under static load, the distance between the seat position below the rebound position may be for example between 2.5 cm and 5.5 cm depending on the size of the driver, the pressure setting then depending on the weight of the driver.
In all cases, the comfort will be good, the frequency of the oscillations per minute being able to vary, for example, from 65 to 80, according to the weight of the drivers.
The device shown in FIG. 5 has the same essential elements as that of the preceding figures, except that the seat being in particular intended to constitute a heavy-duty seat or the like, there is more space below this seat to install the suspension components themselves. In this case, the suspension device constituted by the piston and the cushion, instead of being vertical, is horizontal, as can be seen in the figure, and it is furthermore oriented towards the rear. Permanently mounted on the support 1 itself fixed to the vehicle floor, the cushion therefore remains stationary while the piston is driven by the connecting rod 5 on which it can oscillate around its axis of oscillation.
The cushion can be connected directly by its connector 20 to a compressed air intake through the intermediary of a three-way valve, for example, allowing either to evacuate or to admit air into the capacity. Instead of a three-way valve, two separate parts could also be provided: a two-way valve for the intake and another for the air discharge.
It can be seen that the pneumatic suspension thus produced forms an independent assembly capable of receiving seats of all kinds and all shapes, whether or not comprising longitudinal adjustment by slides and a backrest tilt adjustment.
In the two examples which have just been given, the piston oscillates around the axis of its journals so that its own axis comes to be disposed parallel to the axis of the cushion: in the first example, the cushion is carried by a connecting rod, while the piston is supported by the fixed support, while in the second example, the cushion is fixed and it is the piston which is carried by one of the connecting rods.
The cushion could be articulated around an axis of oscillation mounted either on the connecting rod or on the fixed support, while the piston would be fixed either on the fixed support or on the connecting rod. The axis of oscillation either of the cushion or of the piston must ensure the operating stability of the assembly.
In the example described, moreover, provision is made for a capacity of undeformable volume 16, arranged above the bell.
The use of such a capacity has the advantage that it is possible, by replacing this capacity by a capacity of different volume, to adapt the pneumatic element to vehicles having suspensions of different characteristics.