Brevet FR2258567A1 — publié le 19750818

A l'heure actuelle, les amortisseurs hydrauliques télescopiques connus, qui sont utilisés pour amortir les oscillations des roues d'un véhiculé, sont de modèles à un tube et deux tubes,--étant considérés au point de vue de leur fabrication. Les amortisseurs a un tube consistent essentiellement en un cylindre, contenant un fluide et à l'intérieur duquel coulisse un piston, comportant des orifices, par lesquels le fluide peut s'écouler, et des clapets ou valves. Le piSton est relié par une tige à la partie suspendue du véhicule, tandis que le cylindre est relié à L'essieu ou support de roue, ou inversement. On obtient ainsi un effet d'amortissement des oscillations de la roue. Cet effet, résulte de la résistance que le fluide contenu dans Le cylindre oppose au mouvement du piston à lfintérieur de ce dernier. Par agencement convenable des valves du piston, on obtient que l'effort d'amortissement s'exerce pendant la course d'extension de llamortis- seur ou sur celle de retour de celui-ci ou encore sur les deux. Le cylindre doit etre continuellement rempli de fluide, des deux côtés du piston, afin d'éviter quenese produisent des variations brusques de l'effort d'amortissement. C'est pourquoi, afin d'éviter que le pistonne soit amené à traverser un espace démuni de fluide, il est nécessaire de disposer dune chambre de compensation, en quelque sorte, qui recueille le fluide sortant du corps du cylindre quand la tige y entre (lorsque l'amortisseur est en rétraction) et qui restitue le fluide indispensable pour remplir tout à fait le cylindre, quand la tige en sort (lorsque l'amortisseur est en cours d'extension). En d'autres termes, le volume de fluide varie selon la position occupée par le piston et une fraction variable de ce volume entre et sort continuellement pour compenser le volume de la tige qui sort du cylindre et y rentre Les amortisseurs à deux tubes diffèrent des amortisseurs à tube unique en ce que le cylindre est entouré d'une enveloppe formant une chambre annulaire1 qui est utilisée aux mêmes fins que la chambre se trouvant à l'extrémité des amortisseurs à un tube, et assurant de même la compensation. De toute manière il y a lieu de noter que les tiges utilisées sont massives, que la chambre de compensation se trouve toujours située à une extrémité du cylindre et qu'elle est constituée par le prolongement du cylindre lui-meme dans les amortisseurs à un tube, tandis qu'elle est formée par l'espace délimité entre le cylindre et l'enveloppe dans les amortisseurs à deux tubes. Les réalisations particulières mises au point par chaque fabricant, ne sont rien de plus, en ce qui concerne le genre des valves ou des pistons et le tarage des charges d'extension ou de compression, que des variantes des genres essentiels qui sont décrits ci-dessus. Lorsque les amortisseurs hydrauliques télescopiques sont destinés à l'utilisation dans des conditions telles que la section transversale de la tige doive avoir un grand diamètre, qui est en proportion de la section du piston, tel que dans le cas fréquent d'installationlesamortisseurs à l'intérieur de colonnes de suspension, étant ainsi reliés rigidement à la partie basse à la fusée supportant la roue, et, dans le haut, la tige étant attachée au châssis ou à la masse suspendue du véhicule, afin que l'ensemble formé par la colonne de suspension et l'amortisseur soit en mesure de résister aux efforts de flexion causés par l'oscillation de suspension, le couple de freinage sur la roue et, le cas échéant, le couple moteur, tous les genres d'amortisseurs connus à l'heure actuelle présentent prématurément des insuffisances notoires d'amortissement.Il se produit toujours dans tous les- genres de ces amortisseurs une usure prématurée du piston et dru cylindre aux endroits où ils travaillent (avec la perte de charge résultante qui est due à l'écoulement supplémentaire de fluide entre piston et cylindre). En effet, comme llamortis- seur se trouve soumis à un travail intense de flexion, les appuis transversaux sont exercés sur le guide de la tige et celui du piston. La forte pression latérale, exercée du fait que le piston prend appuis contre le cylindre, provoque ladite usure prématurée, meme si l'on prend soin, comme c'est d'ordinaire le cas, de monter sur le piston des chemises qui sont constituées en matière à coefficient de frottement très faible. En outre, lorsqu'on utilise ainsi des tiges qui ont une grande section transversale, il faut aussi avoir une chambre de compensation de grand volume. Dans le cas d'amortisseurs à un tube, pratiquement il y a lieu d'allonger tellement le cylindre pour former a chambre de compensation nécessaire, que la longueur totale de l'amortisseur devient excessive, si bien que celui-ci ne peut être monté sur le véhicule. Dans le cas d'amortisseurs à deux tubes -pratiquement les seuls utilisés avec le système de suspension à colonnes - le débit du fluide qui doit traverser la valve de compensation au fond du cylindre est si important, vu la grande section de la tige, que des turbulences y sont engendrées et que ces valves ont tendance à l'affolement. I1 en résulte une usure prématurée des surfaces de siège et dès lors une fuite incessante de fluide, laquelle provoque à son tour un désamorcage partiel du cylindre. La conséquence en est que l'efficacité de l'amortisseur est encore abaissée. I1 faut bien tenir compte du, fait que, précisément sous le corps de la valve de compensation, la direction du débit du fluide est inversée, ce qui facilite l'apparition de remous dans le courant de fluide. Les perfectionnements de l'invention peuvent s'appliquer aussi bien aux amortisseurs à un tube qu'à ceux à deux tubes. Ils consistent essentiellement à utiliser une tige creuse, à l'extrémité de laquelle est monté le piston, lequel comporte les valves nécessaires pour régler le passage du fluide, dans un sens ou dans l'autre, entre la chambre délimitée à l'extrémité du cylindre et la chambre intérieure de la tige. On arrive pratiquement de cette manière à compenser le volume de fluide déplacé par la tige, à l'aide de la chambre même de cette tige. Cet agencement permet de réduire considérablement les dimensions de l'amortisseur par rapport à celles de tous les amortisseurs connus. Les objets et avantages de l'invention sont mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'exemples préférés et non limitatifs de réalisation, et du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un amortisseur à deux tubes réa lisé conformément à la présente invention; et - la figure 2 une coupe analogue d'un amortisseur à deux -tubes. Dans le cas de la figure 1, selon l'invention une tige tubulaire 1 comportant à son extrémité supérieure un élément d'accrochage ou attache 30 peut glisser entre les guides 7 et 27; à son extrémité inférieure est fixé un piston 13 qui est pourvu des deux valves de clapets 12 et 25. L'ensemble formé par la tige I et le piston 13 peut coulisser sur les portées des guides 7 et 27 agencés à l'intérieur de l'enveloppe 3 qui porte l'élément d'accrochage 19 à son extrémité inférieure.Le cylindre est composé en deux parties, supérieure 4 et inférieure 9, de sorte que, l'ensemble étant soumis au couple de flexion exercé par les éléments 19 et 30 d'accrochage, les réactions d'appui ont lieu surtout sur les guides 7 et 27 De ce fait le piston 13 coulisse dans le cylindre 9 sans y exercer d'effort radial . On évite ainsi l'usure prématurée due à la pression radiale. Dans le haut de l'amortisseur est agencée une fermeture hermétique, qui consiste en une bague d'étanchéité élastique 28 et une rondelle 29 de n'importe quelle espèce courante. A l'extrémité inférieure du cylindre, est placé un corps 16 de valves pour faire l'ammorçage par le fond (habituel dans tout amortisseur à deux tubes). Ce corps comprend généralement deux passages, l'un d'aspiration 17 et l'autre de refoulement 20. La chambre de fluide 18, délimitée sous le corps 16 est en communication avec la chambre 10 par-des passages 21. La partie supérieure 8 de la chambre 10 contient un gaz. Les chambres 5, 11 et 15 sont délimitées dans le cylindre. Les chambres 5 et il communiquant entre elles par un passage 26 sont audessus du piston et la chambre 15 au-dessous. Entre cette chambre inférieure 15 et la chambre intérieure de la tige 6 est disposé,en travers du passage 24 le corps de valve à deux passages 14, à clapets ou obturateurs d'extension 22 et de compression 23. La tige 1 étant-creuse, peut contenir un volume de fluide 6 qui varie selon sa position par rapport au cylindre 4, encore que la capacité reste sensiblement constante. La partie supérieure 2 de cette chambre de tige contient un gaz. Lorsque la tige sort du cylindre et y rentre s le volume de fluide qui traverse le corps 16 de valve de compensation n'est plus celui déli- mité par le diamètre extérieur de la tige, mais est beaucoup plus réduit, car il correspond seulement au volume délimité par la section annulaire de la tige. En effet, le volume de compensation de fluide, qui correspond au diamètre intérieur de la tige, entre et sort à travers le corps 14 de la valve de compensation par déplacement des obturateurs 23 et 22.Dès lors, le débit qui traverse le corps 16 de valve de compensation est équivalent à celui d'un amortisseur qui aurait une tige pleine de meme section que l'anneau de section de la tige creuse. Du fait que l'on peut ainsi réduire le débit du fluide qui traverses le corps de valve du fond, on évite la formation de turbulences qui réduisent la vie utile de ce dispositif de valve, dans le cas des tiges massives de grande section. La figure 2 donne une réalisation de l'invention pour un amortisseur à un tube. Les références utilisées sont celles de la figure 15 pour les éléments analogues des deux figures. Dans cette réalisation, une tige tubulaire 1 comporte b son extrémité supérieure l'attache 30 et peut coulisser sur les guides 31 et 32 et à son extrémité inférieure est fixé un piston 13 comportant deux valves ou clapets 12 et 25. L'ensemble formé par la tige 1 et le piston 13 pèut coulisser sur les guides 31 et 32, qui sont agencés à l'intérieur du cylindre 4, qui comporte sur son fond une attache 19. Ce cylindre comporte une chambre supérieure au piston, divisée en deux chambres 5 et 11, qui communiquent entre elles par le passage 33, et une chambre 34 qui est inférieure au piston. Le moment de flexion qui est transmi à l'amortisseur, par les attaches 30 et 19 est équilibré par les réactions des appuis 31 et 32. De ce fait, le piston 13 coulisse dans le cylindre 4,sans y exercer de pression radiale. On évite ainsi l'usure prématurée due à une pression radiale. Le haut de l'amortisseur est refermé hermétiquement par une bague d'étanchéité élastique 28 eten une rondelle 29 de genre quelconque courant. La chambre de compensation 6 est délimitée dans le cas présent à l'intérieur de la tige 1, de façon que les chambres 6 et -34 communiquent entre elles par le passage 24 et le corps de valve de compensation 14 à obtura teurs, ou clapets, de compression 23 et d'extension 22. On peut considérer ce dispositif comme dérivé de celui de la figure 1, mais dans lequel, on a éliminé le corps 16 de valve du fond et l'enveloppe 3, si bien que le volume total de la tige, au lieu d'être compensé par l'action conjointe des chambres de compensation 6 et 10, n'est compensé que par l'action de la chambre 6, intérieure à la tige. Il est évident que des modifications et variantes peuvent être apportées aux dispositifs décrits, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Amortisseur hydraulique destiné notamment aux suspensions de véhicules et caractérisé en ce qu'il comporte les éléments suivants associés, un corps tubulaire cylindrique, dont la paroi intérieure est lisse qui est refermé à une extrémité et qui porte un ou plusieurs éléments d'attache ou fixation à cette extrémit6, une tige creuse intérieure et coaxiale à ce corps cylindrique évidé est capable de glisser dans le sens de l'axe sur deux guides ou roulements, dont la section est annulaire de préférence et qui sont emboîtés dans le corps du cylindre, l'une des extrémités de cette tige dépassant du corps du cylindre, étant refermée et constituant un élément de fixation ou d'accrochage, telle qu'une tige filetée, l'autre extrémité de la tige, à l'intérieur du corps du cylindre, étant fixée à un piston, dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du corps du cylindre et qui comporte des passages le traversant de part en part et munis d'obturateurs ou clapets rappelés en position de fermeture par un ressort et s'ouvrant sous la pression du fluide qui remplit le corps du cylindre, ces passages et leurs obturateurs -se trouvent situés dans la section annulaire qui est comprise entre le diamètre intérieur du cylindre et le diamètre extérieur de la tige, laquelle comporte à son extrémité intérieure au cylindre un bouchon, formant corps de valve et qui présente au moins deux orifices ou passages, à obturateurs rappelés à leur position de fermeture par ressort t s'ouvrant sous la pression du fluide, lorsque ce dernier circule depuis l'intérieur de la tige vers l'intérieur du cylindre ou inversement, l'extremité du cylindre, où sort la tige, comportant un élément de fermeture en couronne annulaire, constitué par une bague d'étanchéité élastique qui empoche le fluide de sortir par cette extrémité; l'ensemble étant destiné à être lié au mécanisme de suspension de n'importe quel véhicule, de manière que ledit élément de fixatipn d'extrémité de la tige > extérieur au cylindre, soit attache au chassies ou à la carosserie du véhicule, tandis que l'extrémité opposée du cylindre est reliée à la fusée de la roue par l'attache placée à cette extrémité du cylindre, l'ensemble de pièces ainsi associées servant à amortir les oscillations de la masse non suspendue du véhicule. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps du cylindre comporte, à l'extrémité opposée à celle de sortie de la tige, un bouchon, formant corps de valve et ayant au moins deux orifices de passage qui vont de l'intérieur à l'extérieur du cylindre; ces passages étant munis d'obturateurs ou clapets rappelés en position de fermeture par ressort et s'ouvrant sous la pression du fluide en écoulement de l'intérieur vers l'extérieur du corps du cylindre ou inversement, l'ensemble composé desdits corps de cylindre, tige, piston et éléments de guidage, se trouve à l'intérieur d'une enveloppe tubulaire, coaxiale au corps du cylindre intérieur et munie à l'une de ses extrémités où sort la tige, d'un bouchon annulaire qui permet à cette tige de se mouvoir en direction axiale, l'autre extrémité de 'l'enveloppe étant obturée et munie d'un ou plusieurs éléments de fixation ou d'attache à la fusée de roue, la chambre délimitée entre le corps du cylindre et l'enveloppe étant en partie remplie de fluide, l'ensemble ainsi décrit étant destiné à etre monté sur Le mécanisme de suspension de n'importe quel véhicule, de manière que l'attache d'extrdmité de la tige extérieure du cylindre, est liée au châssis ou carrosserie du véhicule, l'extrémité opposée de l'enveloppe étant reliée à la fusée à l'aide des attaches de cette extrémité de l'enveloppe; l'ensemble des pièces, ainsi constitué, servant à amortir les oscillations de masse non suspendue du véhicule. 3. Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'extrémité de la tige qui dépasse de l'enveloppe et qui est filetée comporte un passage intérieur qui fait communiquer la chambre intérieure de ce cette tige avec un réservoir de fluide, cette communication étant assurée par un tuyau où conduit de sorte que l'amortisseur étant en extension même maximale, ce réservoir débite du fluide vers l'intérieur de la tige; et qu'inverserment, à la rétraction de l'amortisseur, une certaine quantité de fluide s'écoule de I'intérleur de la tige vers le réservoir par le tuyau de communication.