Brevet FR2004370A1 — publié le 19691121

lia présente invention concerne une soupape pour dispositifs hydrauliques, pneumatiques « ou hydropneumatiques, en particulier pour amortisseurs et éléments de Suspension élastiques, constituée par un obturateur qui coopère avec un siège de soupape et obture ou libère ainsi au moins un canal de passage du fluide 5 d'une chambre dans une autre* Lorsque des soupapes de ce type entrent en action, il se produit généralement des bruits gfnants* Ceci, est le cas, en particulier, lorsque ces soupapes se présentent sous la forme do clapets do non-retour et sont commandées par là pression du flui-de. Ses bruits qui se produisent lors do l'entrée on action dos i jeeupapos sont imputables aussi bien à la différence de pression «mtre los chambres séparées par les soupapes qu'aux conditions d'écoulement du fluide et & la forme des soupapes* L'inertie de l'obturateur et sa tendance à "coller" au siège entraîne une augmentation de la pression différentielle lors du fonctionnement de la soupape* A cause de ces bruits, les soupapes de dispositifs l^fdràfcllfaes, pneumatiques ou hyâropneumatiques, tels que les ! amortisseurs et les éléments de suspension élastiques de véhicu-1m à motear, font fréquemment l'objet de critiques* L'inventioa. a donc pour objet de pallier ces inconvénients, tes .constructions connues et de créer des soupapes, en particulier amortisseurs et éléments de suspension élastiques, qui fonctionnent sans bruits gtnants et dont la fabrication reste néanmoins simple et peu coûteuse* À. cet effet, le canal précité, est divisé en une pluralité de passages, donc chacun présente une section très étroite, par rapport à la sectiem totale du canal* Comme on a pu le constater,- ces soupapes, montées dans des dispositifs hydrauliques, pneumatiques ou hydropneumatiques, fonctionnent sans bruits gênants. Ces nombreux passages étroits as-^ surent un écoulement laminaire du fluide hydraulique et il est prouré que, malgré la forte réduction de section, le débit du fluide qui s'écoule à travers ces passages est tout à fait suffisant» Etant donné que, dans les parois qui, par ailleurs, sont rendues étanches aux gaz et aux liquides, cette pluralité de pas-^.sages ne doit être disposée que dans la zone de l'obturateur, la réalisation- de passages étroits dans les dites parois est très difficile et fort coûteuse* Or, comme le montre l'invention, on peut obtenir une pluralité de passages de façon simple et peu coû- BAD ORIGINAC* 69 07221 -2- 2004370 teuse en utilisant comme passages les canaux qui existent naturellement dans une matière poreuse* On a constaté que la matière poreuse qui am prite le mieux à cette application est celle où le volume occupé par les pores ^ est compris entre 30 et 40 % du volume total et dont les pores ont un diamètre compris entre 25 et 200 microns, de préférence entre 25 et 50 microns» On a obtenu de bons résultats >en utilisant comme matière poreuse un corps de bronze fritté* De mime, comme le montre l'invention, il peut itre avantageux que 1& matière poreuse soit constituée par m bouchon de laine métallique ou de laine de matière plastique* Lorsque les passages se trouvent dans w corps neulé placé dans le canal d'écoulement ou à sa sortie* on obtient «ne eens-^ truction conforme à l'invention* qui est à la fois très simple et peu eottcuse* Se toute façèn, l'invention sera Mjpt con^rise à l'aiA# | la description qui suit, en référence an dessin sshématitn* amas-' xé, représentant à titre d'éaemples non limitatifs, plusieurs ' formes d* exécution de cette soupape* XI 10 20 -1 25 lig* 1 est une vue en coupe longitudinale 4'un élément 4e suspension hydropneumatique», avec réglage Intérieur 4e nivea*t dans lequel le canal qui mène d'une chambre & l'autreest )CMXfXà~' cé par une pluralité de passages selen 1'invention | * j ïig. 2 est une vue de etté; à une plus grande échelle* Au - - . . -- i corps 15 eu 24 de fis» 1 j ïig* 3 est une vue en coupe longitudinale à*une autre ferme^ d'exécution de ce corps* L'élément de suspension pneumatique représenté à In fig* 1 est constitué par un carter 1t à l'intérieur duquel est dispesé 30 BAD ORtèaNAt 69 07221 -3- ■ 2004370 4 Par des ouvertures JJ8, forcées dans le cylindre 2, près de l'extrémité fermée de celui-ci, la chambre de travail £ est en dommunication avec la chambre intérieure du cylindre, comprise entre le piston 4 et l'extrémité fermée ^9» Cette enceinte définie par le cylindre est donc aussi désignée sous le nom de ^ chambre de travail 7® La chambre inférieure est aussi divisée, par une paroi élastique 10, orientée dans le sens longitudinal du cylindre 2t en une chambre intérieure de stockage 8 et en une chambre extérieure 1_1 remplie de gaz. Cette paroi élastique 10, est, elle 10 aussi, fixée par ses extrémités dans le carter 1_ et dans la cloison fixe Le piston 4 a un diamètre égal au diamètre intérieur du cylindre 2, tandis que la tige de piston ^ a un diamètre inférieur au diamètre intérieur du cylindre. Il reste donc entre la tige 15 de piston £ e_fc la face interne du cylindre 2 un espace 12, qui peut être considérée comme la chambre d'une pompe. Cette chambre de pompe 12 peut être mise en communication, avec la chambre de stockage 8, par un canal 1^ et par une soupape d'aspiration dont l'ensemble est désigné par 40. La soupape d'aspiration 40 est 20 formée, de préférence, à l'extrémité du cylindre qui est opposée à l'extrémité fermée jîg. Elle est constituée par un obturateur-disque 14, qui est repoussé contre le siège jJO par un ressort 41. Le siège ^0 est formé par une face de butée du carter 1_ par la face en bout de l'extrémité ouverte du cylindre 2. L'obturateur 25 14 est, de préférence, un disque annulaire guidé sur la tige de piston £ et dans un évidement ^1. Dans le canal 1jj>, sont disposés un ou plusieurs corps 1£, qui présentent une pluralité de passages. Ces corps sont, de préférence, enfoncés de force dans le ou les canaux 12- 30 Dans la chambre de pompe 12 est disposé un ressort hélicoï dal 16, qui entoure la tige de piston Le ressort 16 a une longueur telle que, lorsque le piston se déplace vers l'extérieur du cylindre, il ne vient en contact avec le piston que lorsque ce dernier franchit à peu près le point milieu de la longueur du 35 cylindre 2. Dans cette position, le ressort 16, s'appuie donc, par une de ses extrémités, contre une portée prévue à cet effet, sur le piston 4 et, par son autre extrémité, contre l'obturateur-disque 14» La tige de piston ^ et le piston 4 présentent un alésage 69 07221 -4- 2004370 axial commun 2£, constitué de parties successives de diamètres croissant en allant du piston vers la tige. Dans la partie de plus grand diamètre de cet alésage 2£ est logée une soupape de surcharge, constituée par un ressort de compression 18, par un obturateur 1j}, traversé longitudinaleiaent par un canal 20 et présentant un évidement longitudinal 22 sur sa face cylindrique extérieure, et par un siège 21» L'obturateur est repoussé contre le siège 21 par le ressort 18. La soupape de refoulement, qui sépare la chambre 12 de la chambre de travail est un clapet de non-retour qui, dans la forme d'exécution représentée 10 à la fig. 1, est constitué par une bille 42, qui ferme l'orifice du canal 20 sous l'action d'un ressort L' orifice par lequel 11 alésage débouche dans la chambre de travail £ est fermé par un corps 24, qui présente une pluralité de passages. Dans la zone de la soupape de surcharge, la tige de piston 3 présente 15 un orifice d'arrivée 2j5, qui débouche dans la partie de plus grand diamètre de l'alésage £2 et fait communiquer cette dernière avec la chambre, de pompe 12» On peut voir à la fig. 2 que le corps 12 ou es^ traversé par une pluralité de passages de petite section 32. La section 20 de ces passages est extrêmement petite par rapport à la section totale d'écoulement formée par l'ensemble de ceux-ci» Le corps 1£ ou 24, représenté à la fig. 3 est constitué par une matière poreuse où sont formés une pluralité de passages» On titilise de préférence, une matière dans laquelle le volume 25 total des pores est compris entre 30 et 40 % du volume du corps et dont le diamètre des pores est compris entre 25 et 200 microns, de préférence, entre 25 et 50 microns. On a obtenu de bons résultats avec des corps de bronze fritté du commerce tels que ceux fournis par la firme ErebsSge Sintermetail, à KrebsSge. La 30 matière poreuse peut aussi être faite d'un bouchon ^ de laine métallique ou de laine de matière plastique, montré fig. 3» En ce qui concerne le mode de fonctionnement de l'élément amortisseur de suspension représenté à la fig. 1, on peut, distinguer trois phases de travail, dont chacune est définie par 35 la position du piston 4» Dans ces trois phases, la chambre de travail £, la chambre de pompe 12, la chambre de stockage 8 et les chambres qui se trouvent en communication avec elles sont remplies d'un liquide sous pression, de l'huile par exemple» Lorsque le piston 4, dans la fig. 1, se trouve à peu près 69 07221 2004370 au milieu de la longueur du cylindre 2, pour une charge normale du véhicule sur lequel est monté l'élément amortisseur, il y a amortissement du déplacement relatif du carter 1 et de la tige de piston le piston 4 s'enfonçant plus avant à l'intérieur du cylindre 2. Si la tige de piston £ ne subit pas d'in-5 fluences extérieures venant s'ajouter à cette charge normale, il ne se produit, dans cette position du piston 4, aucun déplacement du fluide entre la chambre 8 Bt la chambre de travail £. Si, par suite d'une augmentation de la charge extérieure, le piston 4, continue à s'enfoncer dans le cylindre £ jusqu'à "10 mn point où il ferme la rainure longitudinale 17» c1 est-à-dire où cette dernière ne peut plus faire communiquer la chambre de travail £ avec la chambre de pompe 12, la pression augmente alors dans la chambre £. Cette pression agit, par 1'intermédiaire de la paroi élastique sur la charge de gaz de la chambre 6 et di-15 minue le volume de cette dernière. La rainure longitudinale 17 étant fermée par le piefcoiï4 au cours de son déplacement vers l'intérieur du cylindre 2, lorsque le piston poursuit *on mou-veae&t, le volume de la chambre de pompe 12 augmente et il se produit dans cette dernière, une dépression. Par suite de cette 20 dépression du liquide sous pression, est aspiré hors de la chant-bre de stockage 8, par les nombreux passages du corps 1j? placé dans le canal 12 et par la soupape d'aspiration 40, qui s'ouvre sous l'action de la différence de pression entre la chambre de pompe 12 et la chambre de stockage 8. Si, par suite des charges 25 et des soulagements qui résultent des cahots qui se produisent pendant la marche du véhicule, la tige de piston est repoussée hors du cylindre 2, mais pas assez pour que la rainure longitudinale 1£ soit libérée par le piston 4, le mouvement correspondant du piston a pour effet, d'amener du liquide de la chambre 50 de pompe 12 dans la chambre de travail £, en passant par l'orifice d'arrivée 2g, l'alésage 2£, le canal 20 de l'obturateur 1£ et, contre la pression du ressort en refoulant la bille 42, par les multiples passages du corps 24. Au cours de ce déplacement, le liquide est donc pompé de la chambre 12 vers la chambre 55 £• Cet effet de pompage ne dure cependant que tant que la rainure longitudinale 1£ reste fermé, c'est-à-dire aussi longtemps qu'il n'y a pas de communication entre la ehambre ^2 et la chambre de travail £ par la rainure longitudinale 17. Si le véhicule est surchargé, la pression dans la chambre 69 07221 -6- 2004370 de travail £ dépasse la valeur maximale admissible prédéterminée» Le ressort de compression 18, qui est taré à cette valeur maximale et agit sur 1'obturâteur 1£, est alors comprimé et la soupape de surcharge peut s'ouvrir. Du liquide s'écoule alors de la chambre de travail £ dans la chambre de pompe 12 en passant ^ à travers le corps 24, au-dessus du siège 21_, par l1 évidement 22 et par l'orifice 2^. Le pompage décrit plus haut est alors sx-rêté de sorte, que le piston 4 s'enfonce dans le cylindre 2 et ne peut plus être ramené par pompage à sa position médiane. Le véhicule prend alors une position inclinée qui permet de reconnaî-^0 trô nettement la surcharge. Lorsque la charge qui s'exerce de 1'extérieur sur l'élément de suspension représenté à la fig. 1 diminue, 1'augmentation du volume de gaz contenu dans la chambre élastique 6, due à la diminution de pression qui résulte de la diminution, de la charge, a ^ pour effet, de repousser le piston 4 vers l'extérieur et de rétablir ainsi, la communication entre la chambre de travail £ et la chambre de pompe 12 par la rainure longitudinale 1£ du cylindre 2» En même temps, le piston 4 agit sur le ressort hélicoïdal 16, lequel exerce à son tour une pression sur 11obturateur-dis-20 que 14 et le détache de son siège ;50 contre l'action du ressort 41. Le liquide peut ainsi s'écouler dçia 4&mû»re de travail £ dans la chambre de pompe 12 par la rainure 17» et de là, par la soupape d'aspiration ouverte fK) et par les nombreux.passages du corps retourner à la chambre de stockage 8, car la pression 2^ est plus élevée dans la chambre de travail £ que dans la chambre de stockage 8. La diminution de la quantité de liquide dans la „ chambre de travail £ a pour effet de ramener le piston 4 à sa position médiane» Lorsque le liquide traverse les corps 1^ ou 24 munis d'une jq pluralité de passages de petite section, et qui sont immobilisés par calage, à la presse ou par collage dans les canaux correspondants, le courant liquide est divisé en un grand nombre de petits courants dont l'écoulement est surtout laminaire. Un système de soupapes ainsi muni de corps présentant une pluralité de passages étroits fonctionne donc sans bruits gÔnants. La présente invention n'est pas limitée aux formes d'exé 69 07221 -7- 2004370 cution décrites en référence au dessin. C'est ainsi que les canaux dans lesquels sont placés les corps à passages multiples peuvent affecter n'importe quelle forme. Ces corps peuvent aussi être montés sur les pièces munies de canaux, par exemple, sous forme de rondelles ou de disques. Un avantage considérable résulte de ce que ces corps peuvent être fabriqués séparément et qu'il suffit de les monter après-coup. 69 07221 2004370 EEVEKDIGATIOMS 1.- Soupape pour dispositifs hydrauliques, pneumatiques ozi hydropneumatiques, en particulier, pour amortisseurs et éléments de suspension élastiques, constituée par un obturâte-ox-5 (140 » qui coopère avec un siège (30) et obture ou libère ainsi au moins un canal (13) de passage du fluide d'une chambre (12) à une autre (8), caractérisée en ce que le canal (13) est divisé en une pluralité de passages (32) dont chacun préssnv© 'us.s section très étroite, par rapport à la section totale élu casai» 10 2»- Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les passages (32) sont formés dans une matière poreuse ( 13)c- 3.- Soupape suivant la revendication 2, caractérisée en es que dans la matière poreuse (15), le volume occupé par les est compris entre 30 et 40 % du volume total et en ce q&e les 15 pores ont Tin diamètre compris entre 25 et 200 microns, do préférence, entre 25 et 50 microns. 4.- Soupape suivant la revendication 3s caractérisée en s© que la matière poreuse est un corps de bronze fritté. 5.- Soupape suivant la revendication 3» caractérisée es. 20 que la matière poreuse est un bouchon (33) de laine métallique ou de laine de matière plastique. 6.- Soupape suivant l'une quelconque des revendications 1 à 59 .caractérisée en ce que les passages (32) se trouvent âaas m corps moulé (15)» fixé dans le canal de passage (13) ou à sa 25 sortie.