FR2945477A1 - Attitude correcting device for suspension of road vehicle, has suspension suspended by inflatable elastic cushions, and leveling and rapid discharge valves whose relations are isolated when leveling valve is in position - Google Patents

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Abstract

The device has a suspension suspended by inflatable elastic cushions (5). A piping (24b) is connected to an inlet (33) of a rapid discharge valve (23). A pressurized gas source (19) communicates with the cushions when a leveling valve (9) is in first position and cushion height is less than normal static height. Atmosphere directly communicates with an outlet (35) of the discharge valve when the leveling valve is in second position and the cushion height is higher than the static height. Relations between the valves are isolated when the leveling valve is in third position.

Description

La présente invention concerne un dispositif devant permettre de récupérer très rapidement avec un véhicule à suspension pneumatique l'assiette et la force d'appui d'une roue au sol lorsque sa charge vient à diminuer comme par exemple sur un véhicule en freinage de forte intensité ce qui a soulagé les roues de l'arrière en surchargeant les roues de l'avant. Il est important de savoir que le freinage n'est efficace que si les roues ont l'adhérence au sol entre le pneumatique et le revêtement et que cette adhérence est entre autres paramètres proportionnelle à la force d'appui de la roue sur le sol due à la charge. Les suspensions de certains essieux de véhicules routiers sont équipés de deux coussins élastiques gonflables interposés de chaque coté entre le châssis du véhicule et l'essieu ce dernier supportant à chaque extrémité les deux roues en appui au sol. La hauteur de ce coussin est définie pour chaque véhicule et réglable automatiquement à l'aide d'un distributeur pneumatique à trois positions et trois orifices appelé valve de nivellement qui est fixé au châssis et dont le tiroir est relié mécaniquement à l'essieu par une tige rigide. Ce distributeur est alimenté à son premier de ses orifices en air comprimé stocké dans un réservoir. Le deuxième est relié au coussin. Le troisième est un échappement à l'air libre. Lorsque le coussin est à sa hauteur nominale les premiers et troisième orifices du distributeur sont isolés en cette position centrale. Lorsque le coussin est trop bas en étant surchargé le distributeur ouvre le passage du premier orifice faisant ainsi communiquer le réservoir d'air comprimé et le coussin qui remonte à sa hauteur nominale. Lorsque le coussin est trop haut étant moins chargé le distributeur dirige l'air venant du coussin sur l'échappement. Un précédent brevet du même titulaire publié sous N° FR2747343--1997-10-17 intitulé DISPOSITF CORRECTEUR D 'ASSIETTE POUR VEHICULES A SUSPENSION PAR COUSSINS ELASTIQUES GONFLABLES a permis de régler le problème de stabilité des véhicules en déplacement tout terrain comme les véhicules agricoles se déplaçant à 25 km/h. Il ne correspond pas à l'application sur des véhicules routiers qui peuvent circuler à 100km/h comme le font certains autocars dont les paramètres de la décélération sa durée et la distance parcourue sont contrôlées administrativement à faibles vitesses. Par contre sur route le danger du à un obstacle arrive toujours sans prévenir. En considérant une décélération de 7g et une vitesse de 90km/h le véhicule mettra 3,6 secondes pour s'arrêter avec le risque de perte d'adhérence des roues arrières. Deux éléments intervenant dans la décélération sont à considérer. Le premier est de réduire à quelques dixièmes de secondes maximum le temps de réaction en correction d'assiette sur les suspensions arrières. Le deuxième qui est très important est celui d'admettre ensuite une charge progressive de compensation sur l'arrière jusqu'à l'arrêt définitif. Le présent brevet assure ces deux fonctions en utilisant après modifications les deux composants du type commercial utilisés en correction d'assiette du brevet ci-avant cité qui sont la valve de nivellement et la valve de décharge rapide afin de créer un nouveau produit indissociable qui répondra à résoudre le problème d'éviter la perte d'adhérence. La figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un dispositif correcteur d'assiette suivant l'état antérieur de la technique standard en position normale. The present invention relates to a device for recovering very rapidly with a vehicle with air suspension the attitude and the force of support of a wheel on the ground when its load decreases, such as for example on a vehicle with high braking which relieved the rear wheels by overloading the wheels from the front. It is important to know that the braking is effective only if the wheels have the grip on the ground between the tire and the coating and that this adhesion is among other parameters proportional to the force of support of the wheel on the ground due to the charge. The suspensions of certain axles of road vehicles are equipped with two inflatable elastic cushions interposed on each side between the chassis of the vehicle and the axle the latter supporting at each end the two wheels resting on the ground. The height of this cushion is defined for each vehicle and automatically adjustable using a pneumatic distributor with three positions and three ports called leveling valve which is fixed to the frame and whose drawer is mechanically connected to the axle by a rigid rod. This distributor is fed at its first of its orifices with compressed air stored in a tank. The second is connected to the cushion. The third is an exhaust in the open air. When the cushion is at its nominal height the first and third ports of the dispenser are isolated in this central position. When the cushion is too low when overloaded, the dispenser opens the passage of the first orifice thereby communicating the compressed air reservoir and the cushion which rises to its nominal height. When the cushion is too high being less loaded the distributor directs air from the cushion on the exhaust. A previous patent of the same holder published under N ° FR2747343--1997-10-17 entitled PROVITF CORRECTEUR OF PLATE FOR VEHICLES SUSPENSION BY AIR BAGS has solved the problem of stability of vehicles in off-road travel such as agricultural vehicles traveling at 25 km / h. It does not correspond to the application on road vehicles which can circulate at 100km / h as do certain coaches whose deceleration parameters its duration and the distance traveled are controlled administratively at low speeds. On the road against the danger of an obstacle always happens without warning. Considering a deceleration of 7g and a speed of 90km / h the vehicle will take 3.6 seconds to stop with the risk of loss of adhesion of the rear wheels. Two elements involved in the deceleration are to be considered. The first is to reduce to a few tenths of seconds the reaction time in attitude correction on the rear suspensions. The second, which is very important, is that of then admitting a progressive compensation load on the rear until the final stop. The present patent provides these two functions using, after modifications, the two commercial-type components used in the trim correction of the aforementioned patent which are the leveling valve and the quick-release valve in order to create a new inseparable product which will respond. to solve the problem of avoiding the loss of adhesion. Figure 1 is a partial cross sectional view of a trimmer device according to the prior art of the standard technique in the normal position.

La figure 2 est une vue en coupe transversale partielle d'un dispositif correcteur d'assiette suivant le brevet FR2747343 faisant référence qui a été abandonné étant destiné à des véhicules se déplaçant à faibles vitesses L'ajutage 21 des figures 1 et 2 de la valve de nivellement 13 était bi-directionnel, la première de freiner le débit d'air lorsqu'il faut alimenter le soufflet 5 en air comprimé, la deuxième de ralentir les échappements que ce soit venant du soufflet 5 dans la figure 1 en passant par l'orifice 7 de la valve de nivellement 13 ou venant de la chambre 26 de la valve de décharge rapide 23 dans la figure 2. Cette valve de décharge rapide est un ensemble commercial qui se monte tel que en l'état à l'entrée des cylindres de freins afin de les décharger de leur pression lorsque le chauffeur n'appuie plus sur la pédale de frein. L'utilisation des deux composants commercialement standards n'est pas valable dans cette présente demande de brevet. Le volume de la tuyauterie 24a qui concerne la présente demande de brevet n'est pas à négliger puisque le système est en basse pression donc réduire son diamètre augmentera le temps afin de chute de la pression et augmenter son diamètre augmentera le volume à évacuer. La présente invention va résoudre en premier le problème de réduction de temps de vidange partielle d'un soufflet repère 5 de l'essieu arrière qui s'allonge sous l'action d'une force s'appliquant au freinage sur le centre de gravité et dont la direction est d'arrière en avant de la charge posée sur des soufflets pneumatiques des suspensions. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a leveling device according to the referenced FR2747343 patent which was abandoned for vehicles traveling at low speeds. The nozzle 21 of FIGS. 1 and 2 of the valve 13 was bi-directional, the first to slow down the air flow when it is necessary to supply the bellows 5 with compressed air, the second to slow down the exhausts, whether from the bellows 5 in FIG. orifice 7 of the leveling valve 13 or coming from the chamber 26 of the quick-release valve 23 in FIG. 2. This quick-release valve is a commercial assembly which is assembled as it is at the inlet of the valves. brake cylinders to relieve their pressure when the driver no longer presses on the brake pedal. The use of the two commercially standard components is not valid in this present patent application. The volume of the pipework 24a which concerns the present patent application is not to be neglected since the system is at low pressure so reducing its diameter will increase the time in order to drop the pressure and increase its diameter will increase the volume to be evacuated. The present invention will solve first the problem of reducing the partial emptying time of a reference bellows 5 of the rear axle which extends under the action of a force applying to braking on the center of gravity and whose direction is back to front of the load posed on pneumatic bellows suspensions.

La présente invention s'applique aussi en corrections de différences de hauteur des suspensions entre coté droit et coté gauche sur un même essieu sous l'effet de la force centrifuge ou de l'action d'un fort vent de travers lorsque le véhicule présente une grande surface latérale avec une charge relativement faible comme il en existe dans la conception des autocars qui se couchent parfois latéralement sur la voie sans motifs. The present invention also applies in corrections of differences in height of the suspensions between right and left sides on the same axle under the effect of the centrifugal force or the action of a strong crosswind when the vehicle has a large side surface with a relatively low load as exists in the design of coaches that sometimes lie laterally on the track without reasons.

La figure 3 est une vue d'ensemble qui correspond à la présente demande de brevet. L'ajutage 21 qui faisait partie de la valve de nivellement 13 à sa sortie repère 22 a été supprimé. La tuyauterie repère 24b relie la sortie 22 de la valve de nivellement 13 à la valve de décharge rapide 23' d'une part à l'orifice 31 et d'autre part à l'orifice 33. L'orifice 33 de la valve de décharge rapide 23' est d'un diamètre d'ajutage 21' de section très supérieure à l'ajutage 21 puisqu'il assurera une seule fonction uni- directionnelle d'alimentation en pression du soufflet. La chambre 26 de la valve de décharge rapide 23' est un infiniment petit qui ne perturbera pas la mise à l'air libre commandée par la valve de nivellement 13. Les figures 4 sont celles de la répartition des efforts sur les soufflets dans les différents cas de figures en freinage, le châssis (1) étant représenté longitudinalement et schématiquement par une poutre en appui sur les deux soufflets celui de l'avant à gauche (5') et celui de 1' arrière (5") à droite de la vue. La position longitudinale du centre de gravité (1') est à une distance (a) du soufflet avant et (b) du soufflet arrière. La figure 4-1 est celle du véhicule à l'arrêt ou se déplaçant à vitesse constante, la somme des charges sur chaque paire de soufflets (105a) à l'avant et (105b) à l'arrière correspond au poids (101) de la charge posée les valves de nivellement de l'avant et de l'arrière étant alors fermées. La figure 4-2 est celle du véhicule en freinage avec l'effort horizontal du à la décélération qui s'appliquant sur le centre de gravité de la charge posée sur les soufflets est dirigée de l'arrière vers l'avant. Le couple (1" )engendré par cette force située à une distance (d) des appuis inférieurs des soufflets surcharge les suspensions de l'avant (5') et soulage celles de l'arrière(5"). cette figure (4-2) représente d'une part en un premier temps une suspension de l'avant qui a diminué de hauteur donc ses valves de nivellement vont lui faire admettre de l'air comprimé venant du réservoir (19) afin de leur faire regagner la hauteur statique de la figure( 4-1) ce qui augmentera la pression et d'autre part les valves de nivellement des suspensions arrière qui se sont allongées de par l'action du freinage met en communication leurs soufflets avec l'atmosphère cette diminution de pression fera redescendre les soufflets arrières à leur hauteur statique. La figure 4-3 est la vue schématique du châssis avec les trois efforts auxquels il est alors soumis. Le premier effort est la charge P(101) s'appuyant de haut en bas par l'intermédiaire du châssis représentant l'effort total de la charge posée sur les soufflets. Le deuxième effort est la poussée des soufflets de l'avant en réaction due à leur pression interne qui a de plus augmenté puisque leur hauteur ayant diminué, les valves de nivellement de l'avant effectuent une alimentation complémentaire de pression afin de faire reprendre aux soufflets la hauteur statique. Le troisième effort est la poussée des soufflets de l'arrière en réaction due à leur pression interne. Les soufflets de l'avant ont diminué de hauteur et augmenté de pression. Les soufflets de l'arrière ont diminué de pression mais sont revenus immédiatement à leur hauteur nominale de par l'action de leurs valves de nivellement et des valves de décharge rapide modifiées dans ce but. Fig. 3 is an overview which corresponds to the present patent application. The nozzle 21 which was part of the leveling valve 13 at its reference output 22 has been removed. The piping 24b connects the outlet 22 of the leveling valve 13 to the rapid discharge valve 23 'on the one hand to the orifice 31 and secondly to the orifice 33. The orifice 33 of the valve of rapid discharge 23 'is of a nozzle diameter 21' of much greater section than the nozzle 21 since it will provide a single unidirectional pressure supply function of the bellows. The chamber 26 of the rapid discharge valve 23 'is an infinitely small which will not disturb the venting controlled by the leveling valve 13. FIGS. 4 are those of the distribution of the forces on the bellows in the different braking figures, the frame (1) being shown longitudinally and schematically by a beam resting on the two bellows that of the front left (5 ') and that of 1' back (5 ") to the right of the The longitudinal position of the center of gravity (1 ') is at a distance (a) of the front bellows and (b) of the rear bellows Figure 4-1 is that of the vehicle stationary or moving at a constant speed , the sum of the loads on each pair of bellows (105a) at the front and (105b) at the rear corresponds to the weight (101) of the load posed the leveling valves of the front and the rear being then Figure 4-2 shows the vehicle braking with the horizontal force from the deceleration that applies to the center of gravity of the load on the bellows is directed from the rear to the front. The torque (1 ") generated by this force located at a distance (d) of the lower supports of the bellows overloads the suspensions of the front (5 ') and relieves those of the rear (5"). this figure (4-2) represents firstly a suspension of the front which has decreased in height so its leveling valves will make him admit compressed air from the tank (19) to their to regain the static height of the figure (4-1) which will increase the pressure and secondly the leveling valves of the rear suspensions which have elongated by the action of braking puts their bellows in communication with the atmosphere this decrease in pressure will reduce the rear bellows to their static height. Figure 4-3 is the schematic view of the chassis with the three forces to which it is then subjected. The first effort is the load P (101) supported from top to bottom through the chassis representing the total load force placed on the bellows. The second effort is the push of the bellows of the front in reaction due to their internal pressure which has further increased since their height having decreased, the leveling valves of the front carry a supplemental supply of pressure in order to make resume the bellows the static height. The third effort is the pushing of the bellows of the rear in reaction due to their internal pressure. The bellows of the front have decreased in height and increased pressure. The rear bellows decreased pressure but returned immediately to their nominal height by the action of their leveling valves and quick-release valves modified for this purpose.

Leurs volumes sont revenus au volumes statiques. L'effort de poussée des soufflets de l'avant étant supérieur à l'effort de poussée des soufflets de l'arrière, ceci engendre un couple dans les sens inverse du couple de la figure 4-2 et apporte dans un premier temps un complément d'appui au sol des roues arrières. Les soufflets de l'arrière sont alors soumis à une charge complémentaire qui va leur faire perte de la hauteur. La réaction de leur valve de nivellement intervient et fait communiquer les soufflets avec le réservoir sous pression augmentant ainsi en deuxième phase l'effort d'appuis des roues de l'arrière au sol. L'adhérence au freinage entre une roue et son chemin de roulement étant entre autres paramètres proportionnelle à la force d'appui de la roue au sol la présente invention ne peut qu'augmenter les conditions de base d'amélioration du freinage. 25 Their volumes returned to static volumes. The pushing force of the bellows of the front being greater than the thrust force of the bellows of the rear, this generates a torque in the opposite direction of the torque of Figure 4-2 and brings initially a complement ground support of the rear wheels. The bellows of the rear are then subjected to a complementary charge which will make them lose height. The reaction of their leveling valve intervenes and makes the bellows communicate with the pressure tank thus increasing the second phase of the support force of the wheels from the rear to the ground. The adhesion to braking between a wheel and its raceway being among other parameters proportional to the bearing force of the wheel on the ground the present invention can only increase the basic conditions for improving the braking. 25

Claims (1)

REVENDICATIONS1.- Dispositif correcteur d'assiette à compensation de transfert de charge pour véhicules routiers du type comportant une suspension par coussins élastiques gonflables (5) alimentés chacun par une source de gaz sous pression (19) par l'intermédiaire d'une valve de nivellement (9), cette valve de nivellement (9) étant du type commercial modifié par suppression de son limiteur de débit étant apte à commander par l'intermédiaire d'une tuyauterie (24 b) reliée à l'entrée (33) d'une valve de décharge rapide (23) du type commercial modifié par équipement à son entrée (33) d'un ajutage limiteur de débit (21'), la valve de nivellement (9) a trois positions la première étant apte à mettre en communication la source de gaz sous pression (19) avec un coussin(5) lorsque celui-ci est d'une hauteur inférieure à sa hauteur statique normale de montage, la seconde est la mise en communication avec l'atmosphère directement par la sortie (35) de la valve de décharge rapide (23) lorsque la hauteur du coussin est supérieure à sa hauteur statique normale de montage la troisième position isole les relations avec entre la valve de nivellement et la valve de décharge rapide. CLAIMS1.- A load-balancing compensatory trim device for road vehicles of the type comprising a suspension by inflatable elastic cushions (5) each fed by a source of pressurized gas (19) via a pressure valve. leveling (9), this leveling valve (9) being of the commercial type modified by deletion of its flow limiter being able to control via a pipe (24b) connected to the inlet (33) of an equipment-modified commercial type quick-release valve (23) at its inlet (33) of a flow restricting nozzle (21 '), the leveling valve (9) has three positions, the first being able to put into communication the source of pressurized gas (19) with a cushion (5) when the latter is less than its normal static mounting height, the second is the communication with the atmosphere directly through the outlet (35). ) of the discharge valve fast (23) when the height of the cushion is higher than its normal static mounting height the third position isolates the relations with between the leveling valve and the quick-release valve. 2.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux interventions sur les coussins de l'avant et ceux de l'arrière sont deux corrections rapidement effectuées dues aux informations transmises par les valves de nivellement agissant sur l'assiette de la charge posée sur les suspensions lorsqu'une force a comme origine le centre de gravité de cette charge comme en freinage de forte intensité soulageant les coussins de l'arrière qui s'allongent à une hauteur supérieure à la hauteur statique normale et sur les coussins de l'avant qui ont une hauteur inférieure à la hauteur statique normale, d'une part les valves de nivellement de l'arrière vont décharger d'une partie de leur pression interne les coussins de l'arrière jusqu'à ce qu'ils reviennent à leur hauteur nominale et en même temps les valves de nivellement de l'avant vont ouvrir le passage de l'air comprimé venant du réservoir afin de remonter les coussins de l'avant à leur hauteur nominale. 2.- Device according to claim 1 characterized in that the two interventions on the cushions of the front and those of the rear are two corrections quickly made due to the information transmitted by the leveling valves acting on the plate of the load placed on suspensions when a force originates the center of gravity of this load as in braking of high intensity relieving the cushions of the back which lengthen to a height higher than the normal static height and on the cushions of l 'before that have a height lower than the normal static height, on the one hand the leveling valves of the rear will discharge some of their internal pressure the cushions of the back until they come back to their nominal height and at the same time the front leveling valves will open the passage of compressed air from the tank to raise the cushions from the front to their nominal height. 3.- Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'ensemble posé sur les coussins de l'avant et de l'arrière est assimilable à une poutre sur deux appuis chargée en un point au niveau de son centre de gravité lorsqu'une augmentation commandée de la pression interne des coussins de l'avant repousse sa charge le couple ainsi créé a comme centre de rotation la projection verticale sur la poutre du centre de gravité de la charge posée sur les suspensions de l'avant et de l'arrière avec en réaction un appui complémentaire sur les coussins de l'arrières qui est reporté pars ses roues sur le sol. 3.- Device according to claims 1 and 2 characterized in that the assembly placed on the cushions of the front and rear is comparable to a beam on two supports loaded at a point at its center of gravity when a controlled increase of the internal pressure of the cushions from the front pushes back the load thus created has as a center of rotation the vertical projection on the beam of the center of gravity of the load placed on the suspensions of the front and the back with a complementary support on the cushions of the back which is carried by its wheels on the ground. 4.-Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'ensemble des deux soufflets de suspension peuvent être fixés sur un même essieu et s'opposera aux désordres aussi engendrés par la force centrifuge en virages. 4.-Device according to claims 1 and 2 characterized in that the set of two bellows suspension can be fixed on the same axle and will oppose the disorders also generated by the centrifugal force in bends. 5.- dispositif selon les revendications 1, 2 3 et 4 caractérisé en ce qu'un véhicule présentant une grande surface longitudinale et une charge sur les suspensions relativement faible conservera son assiette parallèle à la chaussée sans se coucher malgré une prise au vents latérale importante. 25 5.- Device according to claims 1, 2 3 and 4 characterized in that a vehicle having a large longitudinal surface and a load on the relatively low suspensions will maintain its attitude parallel to the road without going to bed despite taking a significant lateral wind . 25
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