FR2559715A1

FR2559715A1 - HYDROPNEUMATIC SYSTEM OF ADJUSTABLE HEIGHT FOR A VEHICLE

Info

Publication number: FR2559715A1
Application number: FR8502066A
Authority: FR
Inventors: Heinrich Grosser
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1984-02-16
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1985-08-23
Also published as: GB2154187A; DE3405481A1; SE8500303L; AU3815485A; GB2154187B; SE8500303D0; GB8502471D0

Abstract

SYSTEME HYDROPNEUMATIQUE DE HAUTEUR REGLABLE POUR UN VEHICULE. DANS CE SYSTEME, CHAQUE ROUE 1 EST MONTEE SUR UN BRAS OSCILLANT 2, SOLIDAIRE EN ROTATION D'UNE BARRE DE TORSION 4 TRANSVERSALE AU VEHICULE. L'AUTRE EXTREMITE 7 DE LA BARRE 4 PORTE UN LEVIER 8, QUI PEUT PIVOTER SOUS L'ACTION D'UN VERIN 12, ARTICULE SUR UN AXE 14 FIXE A LA CAISSE 3 DU VEHICULE. LE CYLINDRE DU VERIN 12 COMMUNIQUE AVEC UN ACCUMULATEUR HYDRAULIQUE, ET PEUT CONSTITUER UN VERIN ELASTIQUE HYDROPNEUMATIQUE, ASSOCIE OU NON A LA BARRE 4 SERVANT DE RESSORT PRINCIPAL. EN METTANT LE VERIN 12 EN POSITION ACTIVE, ON ELEVE LA CAISSE DU VEHICULE A L'ENDROIT DE LA ROUE CONSIDEREE ET ON AUGMENTE AUSSI LE DEBATTEMENT ELASTIQUE DE CETTE ROUE. APPLICATION AUX SYSTEMES DE SUSPENSION DE HAUTEUR REGLABLE, NOTAMMENT SUR DES VEHICULES MILITAIRES, POUR TERRAINS VARIES.HEIGHT-ADJUSTABLE HYDROPNEUMATIC SYSTEM FOR ONE VEHICLE. IN THIS SYSTEM, EACH WHEEL 1 IS MOUNTED ON A SWING ARM 2, JOINT IN ROTATION OF A TORSION BAR 4 TRANSVERSAL TO THE VEHICLE. THE OTHER END 7 OF BAR 4 CARRIES A LEVER 8, WHICH CAN PIVOT UNDER THE ACTION OF A CYLINDER 12, ARTICULATED ON AN AXLE 14 FIXED TO BODY 3 OF THE VEHICLE. THE CYLINDER OF THE CYLINDER 12 COMMUNICATES WITH A HYDRAULIC ACCUMULATOR, AND CAN CONSTITUTE A HYDROPNEUMATIC ELASTIC CYLINDER, ASSOCIATED OR NOT WITH BAR 4 SERVING AS MAIN SPRING. BY PUTTING THE CYLINDER 12 IN THE ACTIVE POSITION, THE BODY OF THE VEHICLE IS RAISED TO THE LOCATION OF THE WHEEL IN CONSIDERATION AND THE ELASTIC TRAVEL OF THIS WHEEL IS ALSO INCREASED. APPLICATION TO SUSPENSION SYSTEMS OF ADJUSTABLE HEIGHT, ESPECIALLY ON MILITARY VEHICLES, FOR VARIOUS TERRAIN.

Description

La présente invention concerne un système hydropneu-The present invention relates to a hydropneumatic

matique de suspension élastique de hauteur réglable, pour un véhicule à roues destiné à circuler en terrains varies; chaque roue est montée sur un bras oscillant, solidaire en rotation d'une extrémité d'une barre de torsion qui est disposée transversalement par rapport au véhicule; l'autre extrémité de la barre de torsion est assujettie à un levier à une seule branche, qui peut pivoter sous l'action d'un vérin fixé par une articulation à un pivot assujetti à elastic suspension of adjustable height, for a wheeled vehicle intended to circulate in various terrains; each wheel is mounted on an oscillating arm, integral in rotation with one end of a torsion bar which is arranged transversely with respect to the vehicle; the other end of the torsion bar is attached to a single-leg lever, which can be pivoted by a jack attached by a hinge to a pivot subject to

l'intérieur du véhicule.inside the vehicle.

Dans un système de suspension connu du genre en ques- In a known suspension system of the kind in question

tion, le réglage de hauteur à l'endroit de chaque roue s'effectue par l'intermédiaire d'un levier solidaire de la barre de torsion, qui peut pivoter sous l'action d'un vérin hydraulique ou pneumatique (demande de brevet DE-B-1 808 702). Dans le système prévu dans la demande précitée de brevet, le changement de hauteur de chaque roue permet de réduire la pression d'appui sur le sol. Mais dans le cas the height adjustment at the location of each wheel is effected by means of a lever secured to the torsion bar, which can pivot under the action of a hydraulic or pneumatic cylinder (DE patent application). B-1,808,702). In the system provided for in the aforementioned patent application, the change in height of each wheel makes it possible to reduce the bearing pressure on the ground. But in the case

d'un véhicule qui circule par exemple en terrain non carros- of a vehicle traveling for example on non-caravan

sable, il peut arriver que ce véhicule ait à franchir des obstacles d'une certaine hauteur ou des bosses de profil ondulé; et souvent la garde au sol du véhicule est alors sand, it may happen that this vehicle has to overcome obstacles of a certain height or corrugated bumps; and often the ground clearance of the vehicle is then

insuffisante. En conséquence, le fond de la caisse du véhi- insufficient. As a result, the bottom of the vehi-

cule touche alors l'obstacle ou la bosse à franchir, ce qui then touch the obstacle or the bump to be crossed, which

gêne la progression du véhicule.hinders the progress of the vehicle.

Le but de l'invention est de réaliser un système de suspension du genre défini plus haut, en y apportant des perfectionnements qui permettent de soulever et d'abaisser la position de la caisse du véhicule par rapport aux roues, The object of the invention is to provide a suspension system of the kind defined above, by providing improvements that can raise and lower the position of the vehicle body relative to the wheels,

tout en conservant l'élasticité de la suspension. while retaining the elasticity of the suspension.

Dans le système hydropneumatique de suspension selon l'invention, l'ensemble formé par un piston logé dans un In the hydropneumatic suspension system according to the invention, the assembly formed by a piston housed in a

cylindre, et destiné à actionner la barre de torsion, commu- cylinder, and intended to actuate the torsion bar,

nique avec un accumulateur hydraulique, à membrane ou à with a hydraulic accumulator, diaphragm or

piston, de manière à constituer un vérin élastique hydropneu- piston, so as to constitute a hydropneumatic elastic cylinder

matique pouvant être associé par l'utilisateur à la barre the user can be associated with the bar

de torsion, qui constitue le ressort principal; l'utilisa- torsion, which constitutes the mainspring; the utilisa-

teur a ainsi la faculté d'augmenter le débattement élastique de la roue, en combinant ensemble la barre de torsion et This allows the driver to increase the elastic travel of the wheel by combining the torsion bar and

le vérin élastique.the elastic cylinder.

Dans le système de suspension connu d'après la demande de brevet DE-B-1 808 702, la roue du véhicule ne peut prendre In the suspension system known from DE-B-1 808 702, the wheel of the vehicle can not take

que deux positions, à savoir la position normale de fonction- than two positions, namely the normal position of

nement et la position de repos. Et ce changement de position s'effectue déjà au moyen d'un vérin qui actionne une barre de torsion, mais ce mode de réalisation ne permet pas de résoudre le problème exposé plus haut à propos du but de ment and the rest position. And this change of position is already effected by means of a jack which actuates a torsion bar, but this embodiment does not solve the problem explained above about the purpose of

la présente invention.the present invention.

En effet, l'invention présente un avantage essentiel par rapport à ce système connu, car elle permet de modifier la suspension élastique à volonté, en associant un organe élastique auxiliaire au ressort principal de suspension constitué par la barre de torsion, pour passer par une manoeuvre simple d'un système de suspension élastique à courbe caractéristique linéaire, à un système de suspension à caractéristique progressive, et inversement, en augmentant Indeed, the invention has an essential advantage over this known system because it allows to modify the elastic suspension at will, by associating an auxiliary elastic member to the main suspension spring constituted by the torsion bar, to pass through a simple operation of an elastic suspension system with linear characteristic curve, a suspension system with progressive characteristic, and conversely, by increasing

d'une manière relativement importante le débattement élasti- in a relatively important way the elastic deflection

que de la roue.than the wheel.

Le système de suspension élastique conforme à l'in- The elastic suspension system conforms to the in-

vention permet non seulement de soulever l'ensemble de la caisse du véhicule par rapport aux roues, pour augmenter la garde au sol, mais aussi au besoin de soulever seulement vention allows not only to raise the entire vehicle body relative to the wheels, to increase the ground clearance, but also to the need to lift only

un seul des côtés longitudinaux de la caisse du véhicule. only one of the longitudinal sides of the vehicle body.

Il est avantageux d'opérer ainsi, par exemple avec un véhi- It is advantageous to operate thus, for example with a vehicle

cule qui roule sur un terrain en pente, en agissant sur les vérins de suspension élastique associés aux roues situées vers le bas de la pente, pour soulever le côté correspondant du véhicule, jusqu'à compenser au moins en partie la pente run on sloping ground, acting on the spring suspension cylinders associated with the downhill wheels, to lift the corresponding side of the vehicle, to compensate for at least part of the slope

du sol. En outre, le système de suspension conforme à l'in- of the ground. In addition, the suspension system conforms to the

vention permet également de soulever seulement soit l'avant, soit l'arrière de la caisse du véhicule, par exemple pour augmenter la plage de distance couverte pratiquement par des armes montées sur le véhicule considéré, si l'arrière vention also allows to lift only either the front or the rear of the vehicle body, for example to increase the distance range covered practically by weapons mounted on the vehicle considered, if the rear

de celui-ci est soulevé ou abaissé par un sol en pente. of it is raised or lowered by sloping ground.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - l'ensemble constitué par le cylindre et le piston According to other advantageous features of the invention: the assembly constituted by the cylinder and the piston

du vérin élastique, et par l'accumulateur hydraulique asso- of the elastic cylinder, and the hydraulic accumulator

cié à piston ou à membrane, est réalisé sous forme d'un organe unitaire étanche; - l'articulation du vérin élastique, sur un axe d'attache fixé intérieurement à la paroi de la, caisse du véhicule, est une articulation à la Cardan, ainsi que l'articulation de la tige du piston du cylindre hydraulique sur le levier à une seule branche de la barre de torsion; les vérins élastiques hydropneumatiuqes disposés d'un même côté longitudinal du véhicule peuvent être reliés entre eux, de manière à permettre un soulèvement de ce côté de la caisse du véhicule; et - les deux vérins élastiques hydropneumatiques situés sur les deux c6tés longitudinaux du véhicule, à l'avant ou à l'arrière de celui-ci, peuvent être reliés entre eux de manière à permettre un soulèvement de l'avant ou de l'arrière piston or membrane, is embodied in the form of a sealed unitary member; - The articulation of the elastic cylinder, on a fastening axis fixed internally to the wall of the vehicle body, is a joint to the cardan, and the articulation of the piston rod of the hydraulic cylinder on the lever to a single branch of the torsion bar; the hydropneumatic spring cylinders arranged on one and the same longitudinal side of the vehicle can be connected together so as to allow this side of the vehicle body to be raised; and the two hydropneumatic spring cylinders located on the two longitudinal sides of the vehicle, at the front or at the rear of the vehicle, can be connected to one another so as to allow front or rear hoists to be lifted.

de la caisse du véhicule.of the vehicle body.

On va maintenant décrire à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue partielle en perspective de An embodiment of the invention will now be described by way of example, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a partial perspective view of

la caisse d'un véhicule à roues comportant un système de sus- the body of a wheeled vehicle with a suspension system

pension élastique conforme à l'invention, dans lequel seule la barre de torsion peut fonctionner; la figure 2, analogue à la figure 1, représente le même système de suspension élastique, dans lequel la barre de torsion et le vérin élastique auxiliaire sont en position de fonctionnement; les figures 3 et 4 sont des coupes axiales à échelle agrandie du palier du bras oscillant et du palier de la barre de torsion, respectivement; les figures 5 et 6 sont des coupes axiales du vérin élastique auxiliaire, dans deux positions qui correspondent respectivement à une caractéristique linéaire et à une elastic pension according to the invention, in which only the torsion bar can operate; Figure 2, similar to Figure 1, shows the same elastic suspension system, in which the torsion bar and the auxiliary spring cylinder are in the operating position; Figures 3 and 4 are enlarged axial sections of the swing arm bearing and the torsion bar bearing, respectively; FIGS. 5 and 6 are axial sections of the auxiliary elastic jack, in two positions corresponding respectively to a linear characteristic and to a

caractéristique progressive du système de suspension 1élas- progressive feature of the suspension system

tique. Sur un véhicule comportant des roues à suspension indépendante, une roue 1 porteuse ou motrice est montée de manière pivotante sur un bras oscillant 2, solidaire en rota- tick. On a vehicle comprising wheels with independent suspension, a carrier or driving wheel 1 is pivotally mounted on an oscillating arm 2, secured in rotation

tion d'une barre de torsion 4 qui est disposée transversale- tion of a torsion bar 4 which is arranged transversally

ment dans la caisse 3 du véhicule, et qui passe dans un palier 5, à travers une paroi latérale de la caisse (figure 3). L'autre extrémité de la barre de torsion 4 (figure 4) est solidaire en rotation d'une douille 6, qui est montée rotative dans un palier 7, disposé sur la face interne de la paroi latérale opposée de la caisse 3 du véhicule. Sur la douille 6, est claveté un levier 8 à une seule branche dont l'autre extrémité est articulée sur la tige 9 du piston in the body 3 of the vehicle, and which passes in a bearing 5, through a side wall of the body (Figure 3). The other end of the torsion bar 4 (Figure 4) is rotationally integral with a bushing 6, which is rotatably mounted in a bearing 7, disposed on the inner face of the opposite side wall of the body 3 of the vehicle. On the sleeve 6, is keyed a lever 8 to a single branch whose other end is articulated on the rod 9 of the piston

d'un cylindre hydraulique 10, qui communique avec un accumu- hydraulic cylinder 10, which communicates with an accumulator

lateur hydraulique 11, à membrane ou à piston. Le cylindre constitue un organe de réglage de position, qui coopère hydraulic lettuce 11, diaphragm or piston. The cylinder constitutes a position adjustment member, which cooperates

avec l'organe élastique constitué par l'accumulateur hydrau- with the elastic member constituted by the hydraulic accumulator

lique 11, pourvu d'une soupape de remplissage et d'une sou- 11, provided with a filling valve and a

pape de surpression (non représentées); et l'ensemble forme pope of overpressure (not shown); and the whole form

un vérin hydropneumatique-élastique 12 dont le corps cylin- a hydropneumatic-elastic cylinder 12 whose cylindrical body

drique porte un bossage d'articulation 13 pour relierpar une articulation à la Cardan, ce vérin à un axe d'attache ou pivot 14 assujetti à la face interne de la paroi latérale drique carries a knuckle boss 13 to connect by a hinge to the gimbal, the cylinder to a hinge pin or pivot 14 secured to the inner face of the side wall

de la caisse du véhicule considéré. the body of the vehicle in question.

On notera aussi que l'ensemble constitué par le cylindre 10 et le piston 9 du vérin élastique 12, et par It will also be noted that the assembly constituted by the cylinder 10 and the piston 9 of the elastic cylinder 12, and by

l'accumulateur hydraulique associé, 11, à piston ou à mem- the associated hydraulic accumulator, 11, piston or mem-

brane, est un organe unitaire étanche; et que l'articulation de la tige 9 du piston du cylindre hydraulique 10 sur le levier 8 à une seule branche de la barre de torsion 4 est brane, is a unitary waterproof organ; and that the articulation of the rod 9 of the piston of the hydraulic cylinder 10 on the lever 8 to a single branch of the torsion bar 4 is

une articulation à la cardan. Les vérins élastiques hydro- a cardan joint. The hydro-elastic cylinders

pneumatiques 12 disposés d'un même côté longitudinal du véhi- 12 on the same longitudinal side of the vehicle.

cule peuvent être reliés entre eux, de manière à permettre may be interconnected so as to enable

un soulèvement du c6té correspondant de la caisse 3 du véhi- an uprising on the corresponding side of the body 3 of the vehicle

cule. Les deux vérins élastiques-hydropneumatiques 12 situés sur les deux côtés longitudinaux du véhicule, à l'avant ou à l'arrière de celui-ci, peuvent être reliés entre eux de manière à permettre un soulèvement de l'avant ou de l'arrière cule. The two elastic-hydropneumatic cylinders 12 located on the two longitudinal sides of the vehicle, at the front or at the rear of the latter, can be connected together so as to allow a lifting of the front or the rear

de la caisse 3 du véhicule.of the body 3 of the vehicle.

Lorsque le véhicule circule dans des conditions normales, c'est-à-dire avec une faible garde au sol et un débattement élastique limité de la roue 1 (figure 1), c'est la barre de torsion 4 qui assure à elle seule l'élasticité des mouvements de suspension de la roue 1, dans les deux When the vehicle is traveling under normal conditions, that is to say with a low ground clearance and a limited elastic travel of the wheel 1 (Figure 1), it is the torsion bar 4 which ensures alone the elasticity of the suspension movements of the wheel 1, in both

sens. Le vérin élastique hydropneumatique 12 est alors ino- meaning. The hydropneumatic elastic cylinder 12 is then ino

pérant, et le piston associé à la tige 9 se trouve en posi- the piston associated with the rod 9 is in position

tion de rétraction dans le cylindre 10 (figure 5). retraction in the cylinder 10 (FIG. 5).

Tant que le volume interne du cylindre hydraulique situé du côté de la tige 9 du piston n'est pas rempli ]5 de liquide sous pression, le piston peut coulisser librement dans le cylindre 10, et si la roue 1 montée sur le bras oscillant 2 est complètement déchargée, la roue peut rester As long as the internal volume of the hydraulic cylinder located on the side of the piston rod 9 is not filled with liquid under pressure, the piston can slide freely in the cylinder 10, and if the wheel 1 mounted on the oscillating arm 2 is completely unloaded, the wheel can stay

au contact du sol, même en présence d'un creux. Mais, norma- in contact with the ground, even in the presence of a hollow. But, normal

lement, dans une telle situation, la roue n'est plus en In such a situation, the wheel is no longer

contact avec le sol.contact with the ground.

En remplissant de liquide sous pression le volume interne du cylindre 10 situé du côté de la tige 9 du piston, l'utilisateur peut bloquer dans le cylindre 10 le piston en une position choisie de rétraction (figure 5) ou de déploiement (figure 6) ou en une position intermédiaire choisie. Par contre, si le véhicule doit franchir des obstacles ou rouler en terrain varié, ce qui demande une garde au sol plus importante, il convient de relever en conséquence la By filling with liquid under pressure the internal volume of the cylinder 10 located on the side of the rod 9 of the piston, the user can lock in the cylinder 10 the piston at a selected position of retraction (Figure 5) or deployment (Figure 6) or in a chosen intermediate position. On the other hand, if the vehicle has to cross obstacles or drive in varied terrain, which requires more ground clearance, the

position de la caisse du véhicule, pour augmenter le débat- position of the vehicle body, to increase the debate

tement élastique de la roue 1 (figure 2). Ce faisant, on associe à la barre de torsion 4, qui possède une courbe caractéristique d'élasticité d'allure linéaire, un organe elastically of the wheel 1 (Figure 2). In doing so, the torsion bar 4, which has a characteristic curve of linear elasticity, is associated with an element

élastique auxiliaire constitué par le vérin élastique hydro- auxiliary elastic constituted by the hydro-elastic elastic

pneumatique 12. Pour cette opération, on fait coulisser le piston dans le cylindre 10, en lui appliquant une pression pour l'écarter de sa position de rétraction, de manière à 12. For this operation, the piston is slid into the cylinder 10, applying a pressure to move it away from its retracted position, so as to

faire tourner le levier 8 à une seule branche. Par l'inter- turn the lever 8 to a single branch. Through

médiaire de la douille 6, de la barre de torsion 4, et du bras oscillant 2, on exerce ainsi un effort sur la roue 2, qui est restée en appui sur le sol. Grâce a cette combinaison de la barre de torsion 4 avec le vérin élastique hydropneuma- tique 12, on réalise un système élastique à caractéristique progressive. Le liquide sous pression nécessaire pour alimenter le vérin élastique peut provenir d'un groupe hydraulique, qui fait partie du système de suspension élastique, et qui est relié au vérin élastique par une canalisation d'arrivée et une canalisation de retour. Mais ce groupe destiné à alimenter en fluide hydraulique le vérin élastique ne fait mediate the bushing 6, the torsion bar 4, and the oscillating arm 2, it exerts a force on the wheel 2, which has remained in contact with the ground. By virtue of this combination of the torsion bar 4 with the hydropneumatic elastic cylinder 12, an elastic system with progressive characteristic is produced. The pressurized liquid required to supply the elastic cylinder may come from a hydraulic unit, which forms part of the elastic suspension system, and which is connected to the elastic cylinder by an inlet pipe and a return pipe. But this group intended to supply hydraulic fluid to the elastic cylinder does not

pas partie de l'aspect original de l'invention. not part of the original aspect of the invention.

Claims

1. Elastic suspension system of adjustable height, for a wheeled vehicle intended to circulate in various terrains; each wheel being mounted on an oscillating arm, integral in rotation with one end of a torsion bar disposed transversely relative to the vehicle; and the other end of the torsion bar being secured to a single leg lever, which is pivotable by a jack, fixed by a hinge to a pivot secured to the interior of the vehicle; characterized in that the assembly formed by a piston (9) housed in a cylinder (10) and intended for

actuating the torsion bar (-4) communicates with an accu-

diaphragm or piston hydraulic emulator (11) so as to constitute a hydropneumatic elastic cylinder (12) which can be associated by the user with the torsion bar (4) which constitutes the main spring; the user thus having the ability to increase the elastic movement of the wheel (1), by combining together the torsion bar (4) and the elastic cylinder (12) o

2.Suspension system according to claim 1, characterized in that the assembly constituted by the cylinder

and the piston (10, 9) of the elastic cylinder (12), and by the accu-

associated hydraulic emulator (11) with piston or membrane,

is made in the form of a sealed unitary member.

3. Suspension system according to one of the claims

1 or 2, characterized in that the articulation (13) of the elastic cylinder (9, 10), on an attachment axis (14) fixed internally to the wall of the body (3) of the vehicle, is an articulation to the gimbal, as well as the articulation of the piston rod (9) of the hydraulic cylinder (10) on the

the lever (8) has a single branch of the torsion bar (4).

4. Suspension system according to any one of

Claims 1 to 3, characterized in that the cylinders -

hydropneumatic elastics (12) arranged on one and the same longitudinal side of the vehicle can be connected to one another so as to allow this side of the body to rise

(3) of the vehicle.

5. Suspension system according to any one of

Claims 1 to 3, characterized in that the two cylinders

hydropneumatic elastics (12) located on both sides

of the vehicle, at the front or rear of the vehicle

ci, may be interconnected so as to allow lifting of the front or rear of the body (3)

of the vehicle.