Brevet FR2002759A1 — publié le 19691031

f 2002759 La présente invention concerne un amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneumatique, en particulier pour véhicules automobiles, comportant a) un cylindre c^e travail partiellement rempli ce liquide amortisseur au-dessus auquel se trouve un -, gaz comprimé, b) un piston de travail monté à coulissement avec sa tige dans le cylindre ae travail, plongeant dans le liquide d'amortissement et muni d'orifices d'étranglement pour ce liquide, ainsi que c) un élément de tranquillisation pour le liquide amortisseur, disposé au-dessous du niveau de ce liquide entre le piston 10 de travail et l'enceinte de gaz comprimé. Cet élément de tranquillisation a pour rôle de préserver dans la plus grande mesure possible des mouvements du liquide provoqués lors du travail d'amortissement l'interface entre le liquide et le gaz comprimé situé au-dessus, c'est-à-dire d'exercer -une action calmante sur le li-15 quiae amortisseur afin d'empêcher toute formation de mousse qui se propagerait rapidement dans tout le liquide et nuirait ainsi à l'action amortissante au piston de travail. Dans le but indiqué ci-dessus les propositions les plus diverses ont déjà été émises en ce qui concerne la conception de 20 l'élément de tranquillisation d'amortisseurs d'oscillations du type mentionné en préambule. C'est ainsi qu'il est connu d'utiliser pour cela des cloisons rigides fixes dans lesquelles sont ménagés des orifices de passage du liquide pouvant éventuellement être munis de clapets. Mais cette disposition ne permet cependant 25 pas d'assurer une tranquillisation suffisante du liquide parce qu'il se produit encore aux orifices une turbulence de liquide qui se propage jusqu'à l'interface du coussin de gaz comprimé et y forme ae la mousse, surtout étant donné le fait que tout le volume de liquide refoulé par la tige de piston lors de chaque cour-30 se de rentrée doit traverser les orifices de passage dans la cloison fixe. Il n'est donc pas non plus nouveau de disposer de telles parois ou chicanes avec possibilité de coulissement axial limité dans le cylindre de travail, de façon à pouvoir réauire en conséquence la quantité de liquiae traversant les orifices ménagés dans 35 la chicane. Malgré cela, on ne peut éviter en toute certituce les turbulences de liquide génératrices de mousse, d'autant plus que la -disposition coulissante de ces cloisons dans le cylinare de travail non seulement constitue une sujétion supplémentaire mais / • j • * • t j 69 04883 2002759 conduit aussi parfois à ces coincements dans le cylindre de travail parce qu'elles s'y mettent de biais, ce qui est une source de turbulence accrue. En outre la masse de la cbison fait qu'il se produit une différence ce pression relativement grande entre 5 ses faces supérieure et inférieure pour lui communiquer le mouvement rapide causé par le volume d'huile déplacé. Mais cette différence de pression provoque un fort courant au travers des canaux disposés dans la cloison et qui,"pour les raisons indiquées précédemment, doivent avoir une très grande section. Ceci a pour 10 conséquence que les veines de courant engendrées par le piston, de travail peuvent elles aussi traverser ces orifices et parviennent à la surface du liquide amortisseur. Il est en outre connu de disposer dans des amortisseurs d'oscillations monotubulaires hyâropneumatiques, entre le liquide 15 amortisseur et le coussin de gaz comprimé qui pèse sur lui, des organes séparateurs faisant étanchéité, par exemple sous forme d'un piston séparateur guidé de manière étanche dans le cylindre de travail, ou encore d'un diaphragme imperméable. Grâce à ces • dispositions la formation de mousse à l'interface entre le liqui-2Q ce amortisseur et l'enceinte contenant le gaz comprimé peut être pratiquement supprimée, mais l'installation de ces organes séparateurs étanches complique la fabrication dans une mesure non négligeable. Un autre inconvénient est que des bulles gazeuses peuvent s'accumuler sous l'organe séparateur étanche, provenant au gaz dissous dans le liquide amortisseur et qui est partiellement libéré lors du travail d'amortissement, ce qui peut provoquer la formation de mousse. Ce risque existe surtout dans le cas de diaphragmes de séparation, car ceux-ci ne sont jamais absolument étanches, de sorte qu'après une durée de service suffisamment lon-3q gue il peut se produire une accumulation du gaz qui a diffusé à travers le diaphragme. Le but de l'invention est par conséquent ce créer un amortisseur d'oscillations monotubulaire destiné en particulier à être utilisé sur des véhicules automobiles et qui, tout en étant. 35 dépourvu des inconvénients mentionnés ci-dessus, soit muni d'un élément de tranquillisation tel que d'une part 1'interface entre le liquide amortisseur et le coussin de gaz"comprimé qui pèse sur ce liquide soit efficacement tenue à-l'écart des turbulences de BA^ÔRÎÔINAU 04883 2002759 liquide qui se produisent durant le travail d'amortissement, d'autre part l'accumulation de bulles gazeuses sous la face inférieure de cet élément tournée vers le piston de travail soit empêchée avec certitude. Pour atteindre ce but, l'invention prévoit que 5 l'élément de tranquillisation est constitué par un diaphragme souple fixé dans le cylindre de travail et muni d'au moins un petit orifice de passage. Le diaphragme selon l'invention, fixé de manière avantageuse par son pourtour à la paroi intérieure du cylindre de tra-10 vail et muni d'un ou plusieurs orifices de passage disposés dans sa partie centrale, peut être non seulement souple, mais aussi extensible, et sa souplesse est telle qu'il peut s'adapter complètement aux volumes de liquide déplacés par chacun des mouvements de sortie et de rentrée de la tige de piston. En d'autres 15 termes, sa souplesse doit lui permettre de décrire des mouvements de montée et de descente ou de s'incurver sans qu'une différence de pression notable des deux côtés du diaphragme soit nécessaire pour cela, de façon que la quantité de liquide passant par le ou les orifices ménagés dans le diaphragme ne soit pas considérable. 20 De ce fait, les mouvements ou courants de liquide engendrés lors du travail d'amortissement sont aussitôt absorbés par le diaphragme, de sorte qu'une tranquillisation correspondante du liquide est assurée sur toute la section du cylindre et que l'interface liquide-gaz comprimé n'exécute plus qu'un mouvement régulier de 25 montée et de descente dont l'amplitude est fonction du volume déplacé par la tige de piston. La formation de mousse à cette interface s'en trouve déjà diminuée. Si cependant il se formait de la mousse à l'interface, cette mousse ne pourrait traverser la paroi séparatrice souple vers le bas en direction de la chambre 30 ae travail contenant le piston de travail. Il est en outre très important, dans cette disposition, que les orifices de passage étroits ménagés dans le diaphragme souple ne laissent passer essentiellement que la quantité de liquide refoulée des chambres de travail par suite de 1'échauffement du liquide amortisseur qui se 35 produit pendant le travail d'amortissement, de sorte que le diaphragme souple peut travailler toujours dans sa position normale d'installation ou d'encastrement quelle que soit la température de ce liquide, et qu'ainsi il est soumis à de moins grandes sollicitations de la part du liquide d'amortissement. Un troisième 40 avantage essentiel est que les orifices de passage prévus dans le 69 04883 4 2002759 diaphragme souple empêchent dans tous les cas l'accumulation de bulles gazeuses sous lui, assurant ainsi également de ce point de vue qu'aucune formation de mousse ne peut se produire dans la chambre de travail contenant le piston de travail. Finalement, étant 5 donné qu'il est possible de donner une très petite section aux orifices de passage prévus dans le diaphragme souple et que celui-ci accompagne les mouvements causés par le volume de tige de piston déplacé, il suffit que le niveau du liquide soit légèrement au-dessus du diaphragme pour que l'on puisse monter l'amortisseur 10 d'oscillations monotubulaire en position inclinée. La tension superficielle du liquide d'amortissement régnant dans les étroits orifices de passage de celiquide est si grande qu'elle empêche le gaz de passer de l'enceinte de gaz comprimé dans la chambre de travail. L'amortisseur d'oscillations hydropneumatique selon l'in-15 vention peut même être stocké en position renversée, c'est-à-dire avec le coussin de gaz comprimé situé en bas, sans que du gaz ne passe vers le haut par les orifices ménagés dans le diaphragme. Mais même si cela arrivait, il n'en résulterait pas d'inconvénient car lorsque l'amortisseur sera en position d'installation sur le 20 véhicule le gaz ainsi parvenu dans la chambre de travail s'échappera vers le haut par le diaphragme pour retourner, au plus tard dès que l'amortisseur commencera à fonctionner, dams l'enceinte du gaz comprimé située au-dessus du diaphragme. Plusieurs exemples d'exécution de l'invention sont dé-25 crits ci-après avec référence au dessin sur lequel - la figure 1 représente en coupe axiale longitudinale un amortisseur d'oscillations monotubulaire selon l'invention, et - tes figures 2 à 8 illustrent diverses formes d'exécution de l'élément de tranquillisation utilisables pour réaliser l'in- 30 vention. L'amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneumatique représenté à la fig.l est de type classique en ce sens qu'il comporte un cylindre de travail 1 partiellement rempli de gaz comprimé 2 et de liquide amortisseur (huile) 2', ainsi qu'un pis-35 ton de travail 5 monté à coulissement dans le cylindre de travail et plongeant dans le liquide amortisseur 2'. Le piston de travail 5 comporte des orifices d'étranglement de préférence munis d'un clapet pour le liquide amortisseur et est fixé à l'extrémité inté- . f... BA0 ORIGINAL i-V ' - 2002759 rieure ae la tige de piston 6. Cette dernière est prolongée vers le bas hors de l'amortisseur en traversant le fond 20 assurant l'étanchéité du cylindrique 1. A son extrémité inférieure la tige de piston 5 munie du pot de protection 21 comporte un tronçon fi-5 leté 6' par lequel elle peut être fixée à l'essieu du véhicule, tandis que le cylindre de travail 1 peut être fixé de manière appropriée au châssis du véhicule par l'intermédiaire de l'axe 1* situé à sa partie supérieure. Entre le coussin de gaz comprimé 2 et le liquide amortisseur 2' se trouve l'interface de contact 2". 1C Juste au-dessous de l'interface 2" se trouve le dia phragme souple 3 conçu selon l'invention, comportant en son centre un étroit orifice de passage 3'. Ce diaphragme est fixé par son pourtour 3" à la paroi intérieure du cylindre de travail 1 au moyen des bagues à ressort 4. Le diaphragme 3, constitué de préfé-15 rence en une matière synthétique à paroi mince, est suffisamment souple pour accompagner tous les mouvements ou déplacements de liquide amortisseur causés par les débattements de la tige de piston 5. La souplesse de ce diaphragme doit donc lui permettre de s'incurver suffisamment dans les deux directions, c'est-à-dire vers 20 le haut et vers le bas, sans qu'une quantité notable de liquide traverse l'étroit orifice de passage 3'. Ce dernier n'est au contraire opérant, c'est-à-dire n'est traversé dans une faible mesure par du liquide amortisseur 2', que lorsque pendant le travail de 11 amortisseur la température s'élève dans ce liquide qui, en 25 conséquence, augmente de volume. On est ainsi assuré que le diaphragme souple 3 fonctionne toujours dans sa position normale de montage, dans laquelle donc ses incurvations concaves ou convexes, provoquées par les mouvements î^apides de rentrée et de sortie de la tige de piston et le déplacement de liquide dû à ces mouvements, 3C se produisent toujours autour de sa position moyenne de montage. - Les sollicitations du diaphragme 3 peuvent ainsi être réduites au - minimum. De plus, l'étroit orifice 3' prévu dans le diaphragme permet aux bulles gazeuses s'accumulant sous lui durant le travail cê l'amortisseur ce s'échapper vers le haut dans l'enceinte de gaz 35 comprimé 2, ae sorte que xa chambre de travail située sous le diaphragme reste dépourvue de bulles et qu'en conséquence le piston de travail 5 se déplace toujours dans le liquide amortisseur 2' dense. Les veines de liquiae qui, lors de chaque mouvement de 69 04883 BA0 QWGWWk 69 04883 6 2002759 sortie de la tige de piston 6, sortent par le haut des alésages g'étranglement ménagés dans le piston de travail 5, sont arrêtées par le diaphragme 3, n'atteignent pas l'interface 2" et ne peuvent donc y provoquer la formation de mousse. Si cependant de 5 la mousse venait à se former à l'interface, on est certain que le diaphragme 5 situé au-dessous d'elle l'empêcherait de passer dans la chambre de travail contenant le piston 5. Etant donné que l'orifice de passage 3' prévu dans le diaphragme n'est destiné qu'au passage de liquide provoqué par 1'échauffement de l'amor-10 tisseur d'oscillations, et que ce passage étant très faible dans l'unité de temps la section ce cet orifice peut être très petite, il est également possible, grâce à la tension superficielle du liquide amortisseur 2' régnant dans cet orifice, de monter l'amortisseur en position inclinée, sans précautions particulières. La 15 pratique a montré qu'il est même possible de stocker l'amortisseur la tête en bas, c'est-à-dire avec l'extrémité 6' de la tige de piston située en haut, sans que le gaz comprimé 2 situé alors au-dessous du diaphragme 3 traverse l'étroit orifice 3'. Même s'il le traversait, par exemple si l'amortisseur était soumis à des 20 vibrations extérieures, cela n'aurait pas de conséquence fâcheuse lors de sa mise en service ultérieure, car le gaz ayant pénétré dans la chambre de travail retourne, lorsque l'amortisseur d'oscillations est dans la position normale d'installation représentée à la fig.l, dans la chambre à gaz comprimé 2 située au-dessus 25 du diaphragme, en repassant par l'orifice 3' de ce dernier. Lorsque la course de rentrée de la tige de piston 6 est particulièrement grande, le diaphragme souple 3 s'applique sur l'écrou 6" de cette tige et se déforme un peu sous cette pression, sans que cela procuise ce bruits gênants. Il est d'ailleurs possible, sans 30 grande complication ce fabrication, de disposer un tampon de butée dans la chambre contenant le coussin de gaz comprimé 2. Le diaphragme 3 peut avoir une forme différente de la forme plate tendue représentée à la fig.l. Par exemple, le diaphragme représenté à la fig.2 est en forme générale de capsule 35 souple 7, avec un orifice central étroit 7', et est fixé contre la paroi intérieure du cylindre de travail 1 par l'intermédiaire de la bague à ressort 8 disposée à sa périphérie. Dans le cas de la fig. 3 le diaphragme 9 présentant l'orifice de passage 9' est *' -V.-; ' 6AD ORIGINAL 69 04883 7 2002759 conçu sous forme d'un soufflet dont le bourrelet annulaire 10 qui en constitue le bord en surépaisseur est encastré dans une rainure du cylindre de travail conçue pour recevoir ce bourrelet. Selon la fig.4 le diaphragme 11 avec l'orifice de passage 11' est muni 5 d'une bague à ressort 12 noyée dans son rebord pour assurer la retenue suffisamment sûre du diaphragme dans le cylindre de travail 1. Dans l'exemple d'exécution suivant la fig.5, le diaphragme souple 13, fixé dans le cylindre de travail 1 par l'intermédiaire de la bague de serrage à effet de ressort 14, comporte un 10 appendice tubulaire 21 dépourvu de toute rigidité, à l'extrémité pendante duquel se trouve l'orifice de passage étroit 21'. Dans l'exemple d'exécution représenté en plan et en coupe à la fig.6, le diaphragme souple 22 comporte deux clapets 17 du type snorkel, disposés l'un sur une face, l'autre sur l'au-15 tre face du diaphragme, et ouvrant en directions opposées. Leurs orifices de passage 19 sont étranglés par un ressort en épingle à cheveux 18 ou autre moyen analogue, de façon telle qu'ils ne peuvent s'ouvrir que dans une seule direction. De ce fait, la quantité de liquide refoulée theriniquement de la chambre de travail 2° ainsi que le gaz qui pourrait s'y être accumulé peuvent parvenir dans l'enceinte de compensation contenant le coussin 2 de gaz comprimé, tandis qu'inversement du liquide d'amortissement provenant de cette enceinte peut être rappelé dans 2a chambre de travail contenant le piston 5. Lorsque l'amortisseur est au repos, les deux 25 clapets 19 sont fermés, de sorte que l'amortisseur peut être stocké et transporté dans n'importe quelle position. Dans cet ordre d'idée, les orifices de passage représentés dans tous les autres exemples d'exécution peuvent également être obturés par des organes formant clapet. 30 Dans le cas de la fig.7 le diaphragme souple 23 compor te plusieurs orifices de passage 15 régulièrement répartis, alors que dans l'exemple d'exécution selon la fig.8 il n'en comporte qu'un seul sous forme d'une fente étroite 16. Il est aisé de concevoir d'autres formes d'exécution 35 pour le diaphragme souple présentant un ou plusieurs orifices étroits. C'est ainsi par exemple que le diaphragme peut être constitué par un treillis à mailles étroites. Mais dans tous les cas le diaphragme doit être suffisamment souple pour pouvoir suivre •/... BAD OBiOWAV 69 04883 a 2002759 dans la plus grande mesure possible les mouvements du liquide se produisant à un rythme relativement rapide sous l'effet des débattements de la tige de piston, de façon que la quantité de liquide amortisseur qui traverse ses orifices de passage lors des 5 mouvements du liquide soit aussi réduite que possible. Les orifices de passage doivent donc ne servir essentiellement qu'au passage du liquide refoulé par suite d'un effet thermique et des bulles gazeuses éventuelles, en direction de la chambre à gaz comprimé 2 située au-dessus du diaphragme. En conséquence, le 10 diaphragme souple peut très bien être réalisé également en une matière n'étant pas absolument étanche aux gaz. BAD ORIGINAL 69 04883 2002759 RLiVLiXDICATIOiî S 1.- Amortisseur d'oscillations monotubulaire hyaropneu-matique, en particulier pour véhicules automobiles, comportant a) un cylincre ae travail partiellement rempli ae iiquice amor-5 tisseur au-dessus duquel se trouve un gaz comprimé, b) un piston ce travail monté à coulissement avec sa tige dans le cylindre de travail, plongeant dans le liquide a'amortissement et muni d'orifices a'étranglement pour ce liquide, ainsi que c) un élément de tranquillisation pour le liquiae amortisseur, disposé au-dessous 10 du niveau de ce liquide entre le piston ae travail et l'enceinte de gaz comprimé, cet amortisseur étant remarcuable en ce que l'élément de tranquillisation est constitué par un diaphragme souple fixé aans le cylindre de travail et muni a'au moins un petit orifice de passage. 15 2.- Amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneu matique selon la revendication 1, remarquable en ce que le diaphragme est fixé par son pourtour à la paroi intérieure du cylindre de travail et son ou ses orifices de passage sont prévus dans sa partie centrale. 2C 3.- Amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneu matique selon les revendications 1 et 2, remarquable en ce que les orifices de passage sont constitués par des trous ou fentes dans le ciaphragme. 4.- Amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneu-25 matique selon les revendications 1 et 2, remarquable en ce que le diaphragme comporte, de son côté tourné vers l'enceinte de gaz comprimé, un ou plusieurs appendices tubuiaires dépourvus ae rigidité et dans lequel ou lesquels est prévu l'orifice de passage. c,-~ Amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneu-30 matique selon les revendications 1 et 2, remarquable en ce que le aiaphragme muni d'orifices ae passage est constitué par un treillis à mailles étroites. 5.- Amortisseur c'oscillations monotubulaire hycrropneu-matique selon les revendications 1 remarcuable en ce que les 35 orifices de passage prévus cans le diapnragme sont obturés par un organe formant clapet. 7.- Amortisseur a'oscillations monotubulaire hyaropneu-matique selon les revendications 1 et 2, remarquable en ce que / • f • • • BAD ORIGINAL 69 04883 10 2002759 le diaphragme comporte des clapets du type snorlcel s'ouvrant en directions opposées. 8.- Amortisseur d'oscillations monotubulaire hydropneumatique selon une des revendications 1 à 7, remarqua-5 fcle en ce que le diaphragme comportant au moins un orifice de passage est constitué en une matière à paroi mince suffisamment souple. BAO ORIGINAL