Brevet FR2256347A1 — publié le 19750725

La présente invention concerne un amortisseur rotatif pouvant être employé pour une suspension de véhicule. L'amortisseur rotatif selon invention se caractérise essen tellement en ce qu'il comporte d'lune part, un carter fixe rempli d'un liquide visqueux et pourvu d'au moins deux palettes statiques internes, et d'autre part, un arbre entr!né en rotation alternative par WL élément de transmission des oscillations d'un système que l'on--désire amortir, ledit arbre portant deux palettes rotatives disposées en alternance avee-les palettes statiques. L'avantage d'un tel amortisseur est que le liquide visqueux ne nécessite aucune étanchéité, donc pas de tolérances serrées entre les différentes parties actives de l'amortisseur, ni aucun clapet compliqué pour créer les forces d'amortissement, contrairement aux techniques habituelles qui- utlisent des liquides hydrauliques classiques. On aboutit ainsi à une réalisation parti culièrement économique. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'amortisseur comprend d'une part, un carter sensiblement tubulaire dont la chambre de travail interneprésente deux palettes statiques diamétralement opposées, fsst saillie sers l'axe du carter, et est fermée à une extrémité par un fond et à l'autre extrémité par un élément de fermeture amovible, et d'autre part, un arbre axial tourillonnant dans des paliers prévus dans ledit fond et dans ledit élément de fermeture la portion de l'arbre située à l'intérieur de la chambre de travail étant de diamètre légère- ment inférieur à la distance séparant les extrémités libres des palettes statiques et portant sur toute sa longueur deux palettes rotatives, symétriques par rapport-à l'axe de révolution de l'arbre et dont les extrémités forment avec la paroi de la chambre de travail un Jeu radial relativement important, la portion de l'ar- bre située à l'extérieur de la chambre de travail étant reliée à un élément de transmission constitué, par exemple, par un organe1 dont une extrémité est fixée à une extrémité de l'arbre et l'autre extrémité est articulée au système à amortir. Les jeux relativement importants existant entre, d'une part les palettes statiques et la portion interne de l'arbre, et d'autre part, entre les palettes rotatives et la paroi de la chambre de travail, permettent de réaliser lesdites palettes et ladite paroi par des moyens ne nécessitant aucun usinage précis. Ces parties peuvent rester brutes de fonderie ou de matriçage et ne subir qu'un grenaillage pour obtenir un état de surface convenable de la matière. C'ost justement le fait d'utiliser un liquide à haute viscosité qui permet de donner aux jeux de fonctionnement entre les parties actives de l'amortisseur des valeurs importantes. Un mode de réalisation de l'amortisseur selon l'invention sera à présent décrit, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale, suivant la ligne I - I de la figure 2 ; et La figure 2 est une vue en coupe transversale, suivant la ligne Il - II de la figure lo Avec référence aux figures, l'amortisseur rotatif selon l'invention comporte un carter 1 pourvu d'un alésage 2 fermé à une extrémité par un fond 3 et à l'autre extrémité par un élément de fermeture 4 fixé, par exemple, au moyen d'un filetage 5. De la paroi interne du carter font saillie deux palettes statiques 6, 7, diamétralement opposées et dirigées vers l'axe du carter.Un arbre porte à une extrémité un levier extérieur de commande 8 fixé par tout moyen approprié t dans le cas de la figure 1, la fixation est réalisée par emmanchement à cône et écrou de blocage 9. Le levier est connecté à son extrémité à un système non repré senté, dont on veut amortir les oscillations. Les mouvements d'oscillation linéaires du système sont transmises à l'arbre et transformées sur celui-ci en mouvement rotatif alterné. Le fond 3 et l'élément de fermeture 4 sont percés de passages axiaux dans lesquels tourillonent les extrémités d'un arbre 10 avec interposition de paliers 11, 12 et de joints d'étanchéité 13, 14 et: 15. Comme le montre plus clairement la figure 2, la portion de l'arbre intérieure à l'alésage 2 porte, sur toute sa longueur, deux palettes rotatives 16 17, en une séule pièce avec le corps de l'arbre. Les palettes sont sensiblement radiales et disposées en alternance avec les deux palettes statiques 6 7 du carter. Lea palettes 16, 17 peuvent également être fabriquées indépendamment de l'arbre et fixées sur celui-c2 par tout moyen approprié. . Blarbre.présente un diamètre légerement inférieur à la distance séparant les extrémités libres des palettes statiques 6, 7. En pratique, on ménagera entre l'arbre et ces Palettes, un jeu radial J1 relativement important et au moins suffisant pour permettre un usinagé peu précis de ces éléments. Entre les extrémités de chaque palette rotative 16, 17 et l'alésage 2 est ménagé un jeu radial J2 plus important que le jeu radial J10 Enfin, des Jeux longitudinaux J3 et ;4 relativement faibles sont ménagés entre les faces extrêmes des palettes rotatives et les faces internes 18 et 19 du fond 3 de l'élément de fermeture 4. L'élément de fermeture 4 se termine à l'arrière par une portion tubulaire de diamètre réduit, sur laquelle est monté coulissant un piston 21 qui coulisse également sur la paroi de l'alésage 2, 1 1étanchéité étant assurée au moyen de deux garnitures 22 et 23. Le piston est normalement rappelé vers l'élément de fermeture par un élément ressort, représenté sur la figure 1 par un ensemble de rondelles élastiques 24 s'appuyant sur le piston et sur un tampon de fermeture 25 fixé sur le carter, par exemple au moyen de vis 26. L'élément de fermeture 4 est percé dans sa portion tubulaire évasée de plusienrs trous 27 relativement fins, faisant commnnique. en permanence la chambre de travail 28 comprise entre l'alésage et les différentes palettes, avec une chambre de détente 29 comprise entre le piston 21 et 11 élément de fermeture. Ladite portion tubulaire évasée est également percée de plusieursirous 30 de plus grand diamètre dans lesquels sont montés des clapets anti-retour, par exemple des lames élastiques 31 obturant ltex- trémité des trous qui débouche dans la chambre de travail 28. les lames sont fixées sur l'élément de fermeture, par exemple au moyen de vis 32. La chambre de travail 28 ainsi que la chambre de détente 29 sont totalement remplies d'un liquide à viscosité élevé,perexem- ple une huile à base de silicones. Pour assurer ce remplissage, il est prévu un orifice de remplissage et un orifice de purge obturés par des bouchons 33 et 34. Les palettes statiques 6, 7 et les palettes rotatives 16, 17 divisent la chambre 28 en quatre chambres de travail 28a à 28d . Les chambres 28a et 28b ainsi que les chambres 28e et 28d, sont séparées par le jeu radial i, relativement important. D'autre part, les chambres 28a et 28e , ainsi que les chambres 28b et 28d sont séparées par le Jeu radial ;1 relativement faible. Comme il a été précisé ci-dessus, le jeu ;1 est suffisamment grand pour qu'il ne nécessite aucun ajustement entre l'arbre 1.0 et les extrémités des palettes 6, 7. le fonctionnement de l'amortisseur frelon l'invention fait appel essentiellement aux forces de viscosité engendrées par le liquide visqueux, qui a tendance à s'opposer au déplacement des palettes 16, 17, lorsque l'arbre 10 est sollicité en rotation alternative par les oscillations du système à amortir. Pendant les oscillations, les chambres de travail 28a et 28b voient leur volume augmenter ou diminuer, l'une au profit de l'autre, en fonction du sens de rotation de la palette 17. Il en est de même pour les chambres de travail 28c et 28d .On assiste donc à un transfert de liquide d'une chambre de travail dans la chambre suivante à travers les jeux radiaux J20 Âu cours du transferb--, les forces de.viscosité agissant sur les palettes donnent naissance au couple d'amortissement désiré, Les transferts de liquide entre les chambres 28a, 28a et entre les chambres 28b, 28a sont pratiquement négligeables en raison de la faiblesse du Jeu radial J1. Eh raison de leur faible valeur, les jeux J1, ;3 et J4 ne modifient pas les caractéristiques des transferts entre les chambres de travail 28a et 28b d'une part, et 28c et 28d d'autre part. Comme on le voit sur la figure 2, les palettes rotatives 16, 17 sont symétriques par rapport à l'axe 0 de l'arbre 10, mais sont dissymétriques par rapport à l'axe I'X perpendiculaire au plan de symétrie des palettes statiques. Cette dissymétrie a l'avantage, en modifiant les lois d'écoulement du liquide autour des palettes, en fonction de leur sens de déplacement, de créer des forces d'amortissement dissymétriques, ce qui est recherché dans beaucoup de cas d'applications. Par les trous 27 de faible diamètre, Jouant le r81e d'étranglement, dans le cas d'une élévation de la température, le surplis de volume est transféré dans la chambre 29 qui peut augmenter en provoquant l'écrasement du ressort 24 sous l'action du dépla- cement du piston 21. Lare la température diminue, le volume du liquide dediminue aussi. Le piston 21, sous l'action du ressort 24 refoule alors le liquide de la chambre-29 dans la cavité de travail 28 de l'amortisseur, qui doit toujours être complètement remplie pour assurer l'etfi- cacité la meilleure de l'appareil. Ce retour du liquide vers la cavité 28 s'effectue à travers les troua 30, de grand diamètre. Les lames élastiques 31 Jouent le r81e de clapets anti-retour et ne présentent qu'une résistance négligeable au retour du liquide dans la cavité 28. Le rôle de ces clapets anti-retour, en combinaison avec les trous 27 de faible diamètre, est d'empêcher que pendant le fonctionnement de l'amortisseurs sous l'action des variations éventuelles de la-pression interne dans la cavité de travail 28, le liquide qui sty trouve puisse se transférer vers la chambre 29, ce qui nuirait au bon fonctionnement de l'appareil, le remplissage correct des chambres de travail 'étant plus assuré0 REVNDI CÂTI ONS 1.-, Amortisseur rotatif, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part, un carter fixe 1 rempli d'un liquide à viscosité élevée et pourvu d'au moins deux palettes statiques internes 6, 7, et d'autre partt un arbre 10 entraîné en rotation alternative par un organe 8 de transmission des oscillations d'un système que l'on désire amortir, ledit arbre portant deux palettes rotatives 16, 17 disposées en alternance avec les palettes statiques. 2.- Amortisseur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un carter 1 sensiblement tubulaire dont la chambre de travail interne 28 présente deux palettes statiques 16, 17 diamétralement opposées, faisant saillie vers d'axe du carter, et est fermée à une extrémité par un fond 3 et à l'autre extrémité par un élément de fermeture amovible 4, et d'autre part, un arbre axial 10 tourillonnant dans des paliers 13, 14 prévus dans ledit fond et dans ledit élément de fermeture, la portion-de l'arbre située à l'intérieur de la chambre de travail étant de diamètre légèrement inférieur à la distance séparant les extrémités libres des palettes statiques et portant sur toute leur longueur deux palettes rotatives 16, 17 symétriques par rapport à l'axe de révolution de l'arbre et dont les extrémités forment avec la paroi 2 de la chambre de travail un jeu radial ;2 relativement importants la portion de l'arbre située à l'extérieur de la chambre de travail étant reliée m*reM àun élément de transmission constitué1 par exemple, par un organe 8, dont une extrémité est fixée à une extrémité de l'arbre et.l'au- tre extrémité est articulée au système à amortir. 3.- Amortisseur rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les palettes rotatives 16, 17 constituent un ensemble monobloc avec l'arbre 10, et en ce que les palettes statiques 6, 7 constituent un ensemble monobloc avec le carter 1. 4o Amortisseur rotatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond 3 et l'élément de ferme- ture 4 forment chacun avec les extrémités des palettes rotatives des jeux faibles J3, J4, mais permettant une fabrication des pièces avec des tolérances.' larges0 5.- Amortisseur rotatif selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en. ce que les palettes rotatives 16, 17 sont symétriques par rapport a l'axe de l'arbre 10 et présentent des faces actives dissymétriques de manière à engendrer des forces d'amortissement différentes selon que l'arbre tourne dans un sens ou dans l'autre. 6.- Amortisseur rotatif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carter 1 se prolonge au-delà de l'éliment de fermeture 4 par une chambre de compensation 29 ferme en bout par un bouchon 25 et dans laquelle est monté coulissant un piston 21 rappel vers l'élément de fermeture par un ressort 24 ledit élément de fermeture étant percé de plusieurs trous traversants relativement fins 27 et par plusieurs trous traversants plus gros 30, ces derniers étant commandés par des clapets anti-retour 31 interdisant le transfert de liquide visqueux depuis la chambre de travail 2 du carter vers la chambre de compensation 29. 7.- Amortisseur rotatif selon la revendication 6,caraetEris en ce que chaque clapet anti-retour est constitué par une lame élastique 31 fixée sur la face de l'élément de fermeture qui est tournée vers la chambre de travail du carter.