Brevet FR2374564A1 — publié le 19780713

L'invention a trait aux amortisseurs ou "dashpots" semi-tournants dans lesquels l'effet d'amortissement est assuré par le déplacement d'un liquide à l'intérieur d'une chambre sous l'effet d'un rotor à palettes. Lorsqu'on applique un couple à un amortisseur de ce genre pour faire pivoter le rotor par rapport à la chambre, la résistance que le liquide oppose au déplacement-et qui assure l'effet recherché, donne également lieu à une augmentation de la pression dans la chambre sur une face de chaque palette et à une diminution de celle-ci sur l'autre face. Si cette diminution est considérable du fait de l'application d'un couple élevé, il apparaît des vides au sein du liquide. Bien que ces vides disparaissent lorsque le phé nomène d'aspiration cesse, on ne peut s'attendre à ce que le liquide revienne complètement à son état initial parceque les vides ont entraîné le dégagement de gaz qui se trouvaient, par exemple, à l'état dissous.Même après traitement du liquide pour en éliminer les gaz, il s'avère tres difficile, voire impossible, d'éviter l'apparition de bulles. L'élimination complète des gaz dissous, par exemple de l'air, ne peut être obtenue dans les conditions industrielles et d'ailleurs du gaz peut également apparaître dans le liquide à partir d'autres sources, par exemple des surfaces intérieures de l'amortisseur. L'existence de bulles au sein du liquide risque d'avoir une influence sérieuse sur le fonctionnement de l'appareil. I1 peut en particulier en résulter des déplacements saccadés et quand le sens du mouvements'inverse il peut apparaître une course morte. La création des 'vides signifie que du liquide a été déplacé de la chambre de 1'amortisseur. I1 est connu, en particulier, de prevoir une zone formant réservoir et qui est susceptible de compenser les effets de dilatation thermique différentielle ainsi que de recevoir le liquide deplace representé par le volume des vides. C'est à partir de ce réservoir que le liquide revient à la chambre lors de la disparition de ceux ci. Toutefois et comme on le comprend, du fait que le réservoir est prévu pour tenir compte de variations volumétriques relativement lentes et que l'effet d'amortissement est obtenu par la variation de pression qui accompagne le mouvement du rotor, on ne ménage qu'une communication très étranglée entre la chambre et le réservoir. Celui-ci est donc incapable de répondre à des variations passagèresde pression et les pointes négatives qui engendrent les vides ne sont pas affectées par sa présence. Conformément à la présente invention, dans un amortisseur comprenant un corps équipé d'au moins une chambre remplie de liquide dans laquelle peut tourner un rotor à palettes, ce rotor comprend un moyeu creux qui délimite un espace intérieur constituant réservoir à liquide, tandis que des moyens de communication sont prévus dans ledit rotor pour permettre un écoulement relativement non limité à partir du réservoir à travers le rotor vers une zone de la chambre précitée en fonction de la diminution de la pression du liquide dans cette zone. Grâce à cette disposition il est possible d'éviter les problèmes associés à l'application de couples elevés, en empêchant ou en limitant l'apparition d'une pression négative d'amplitude indésirable, tout en permettant aux pointes de haute pression de se manifester librement au cours du fonctionnement de l'amortisseur pour assurer la réponse voulue de celui-ci. Dans une forme d'exécution de l'invention les moyens de communication comprennent un passage à commande par clapets, agencé pour s'ouvrir lors de l'apparition dans la zone sus-mentionnée de la chambre d'une baisse de pression prédéterminée par rapport à l'ambiance. Cet agencement convient particulièrement à un amortisseur à double effet dans lequel chaque palette rotorique qui divise la chambre correspondante en zones respectives, peut être équipée de moyens de communication comportant des clapets opposés pour commander l'écoulement du liquide à partir du réservoir vers les zones en question par le moyen d'un canal commun, les deux clapets pouvant être rappelés élastiquement en sens inverse vers leur position de fermeture. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, prevue pour fonctionner à simple effet, chaque palette du rotor est pourvue de moyens de communications comprenant un passage qui s'étend entre ses faces opposées pour permettre la liaison mutuelle des zones de la chambre précitée sur l'un et 11 autre côté de la palette, en vue d'assurer le libre déplacement du rotor lors de sa course de retour, le passage précité étant également relié au réservoir, tandis qu'un clapet est prévu en un point du passage où il peut empêcher 1 'écou- lement du liquide vers le réservoir à partir du côté de la palette qui se trouve sous pression lors de la course utile du rotor. Dans une disposition préférée l'amortisseur comprend un man- chon d'étanchéité souple disposé entre le corps et le rotor, ce manchon se trouvant au moins en partie à l'intérieur du moyeu creux du rotor et constituant pour le réservoir une paroi intérieure dans le sens radial, tandis que les moyens de communication prévus dans ledit rotor comportent au moins un passage qui débouche directement dans le réservoir à l'opposé du manchon d'étanchéité. Lorsque le rotor est constitué par une pièce moulée en coquille comprenant plusieurs palettes, les moyens de communication peuvent avantageusement comprendre un passage en forme de fente allant de chaque palette dans le moyeu creux et réalisé au moulage sous la forme d'une creusure débouchante, des moyens d'obturation pou vant -être insérés par la suite pour fermer le débouché de cette creusure dans le rotor. Le dessin annexé,- donné à titre-d'exemple, permettra de mieux Ncomprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle presente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en plan d'un amortisseur à double effet suivant l'invention, le couvercle du corps étant supposé enlevé et certaines pièces étant représentées en coupe. Fig. 2 est une coupe axiale correspondant à fig. 1. Fig. 3 est une vue en élévation latérale d'un rotor à simple effet suivant l'invention. Fig. 4 et 5 sont des coupes de détail respectivement suivant A-A et B-B (fig. 3). L'amortisseur représenté en fig. 1 et 2- comprend un corps creux 2 fait en deux pièces et à l'intérieur duquel un rotor 4 est supporté par des paliers 6 et 8 par l'intermédiaire d'un arbre 10 auquel il est fixé par une partie cannelée 12. Le rotor comprend un moyeu circulaire creux 14 qui s'engage à jeu réduit entre les faces in térieures incurvées d'éléments fixes 16 prévus dans le corps pour définir ainsi deux chambres 18 en forme de secteur, diamètralement opposées l'une à l'autre et dans chacune desquelles une palette 20 du rotor peut se déplacer angulairement lorsque celui-ci tourne. On remplit le corps d'un liquide d-'amortissement par un trou qu'on referme à l'aide d'une vis 22, l'étanchéité vis-à-vis de ce liquide étant assurée à l'intérieur du corps par un joint torique 24 disposé entre les deux moitiés de celui-cl- et par un manchon 26 souple en torsion, dont une extrémité est fixée par un ressort sans fin 28 sur un prolongement angulaire creux 30 du corps, tandis que l'autre l'est de même maniere par un ressort 32 contre l'arbre 10 qui porte le rotor 4. Au cours du fonctionnement la présence d'un léger jeu 34 (voir surtout fig. 2) entre les bords de chaque palette et les parois adjacentes de la chambre considérée permet, lors de la rotation du rotor à l'intérieur du corps, un écoulement limité du liquide entre les espaces situés de part et d'autre de la palette considérée, la résistance à cet écoulement assurant l'effet d'amortissement.On comprend que les variations de température peuvent entraî- ner des variations relatives correspondantes de volume entre les chambres et le liquide t l'espace annulaire 36 délimité entre le moyeu creux 14 du rotor et le manchon élastique 26 constitue un réservoir à volume variable (la face intérieure du manchon souple étant bien entendu soumise à la pression atmosphérique ou ambiante à travers le palier 8) et qui compense les variations de volume du liquide.Le manchon précité a été représenté à la position de déplacement maximal, c'est-à-dire appliqué contre les bagues d'étan chéité 38 sur toute la longueur de celles-ci, mais pour des températures relativement basses ce manchon se déforme élastiquement en s'éloignant des bagues 38 sous l'effet de la pression atmosphérique, puis la dilatation relative du liquide par rapport aux chambres fait qu'un petite quantité de celui-ci s'échappe dans l'espace 36 par l'intermédiaire d'un jeu 40 ménagé entre le fond du corps et l'extrémité du rotor. I1 doit toutefois entre précise que le trajet du liquide en direction de l'espace 36 à travers le jeu 40 est obligatoirement très étrangle de façon à ne pas réduire l'action d'amortissement réalisée par le déplacement des palettes. Ce trajet d'écoulement n'a qu'un effet nul ou négligeable sur les variations passagères qui peuvent se manifester dans les chambres lorsque le rotor est entraîné en rotation par un couple élevé et quand par conséquent il peut apparaître une pointe de pression negative dans les espaces en dilatation situés derrière les palettes à l'intérieur des chambres respectives. Ainsi qu'on l'a déjà décrit, ce phénomène peut engendrer des vides dans le liquide et par conséquent faire apparaître des bulles gazeuses dans les chambres avec la détérioration qui en résulte pour les caractéristiques de l'amortisseur. Dans la forme d'exécution illustrée cet état de choses est évité en prévoyant un écoulement libre entre l'espace annulaire intérieur 36 et l'espace en expansion qui se trouve sur la face arrière de chaque palette en rotation, et cela aussitôt qu'une certaine dépression apparat dans l'espaceprécité A cet effet chaque palette comporte un passage 44 entre ses deux faces opposées avec une ouverture 46 en forme-de-fente qui relie passage à l'espace annulaire 36, des clapets anti-retour 48 étant montés dans le passage en question symétriquement par rapport à la fente 46 Chacun de ces clapets affecte la forme d'un corps tronconique disposé en visà-vis de l'autre et repoussé par un ressort 52 contre un siège 50 voisin de la fente 46.Les deux ressorts 52 sont maintenus en compression par une tige commune 54 qui les traverse eux-mêmes ainsi que leurs clapets--proprement dits et qui porte des disques d'extré- mité 56 formant butées d'appui pour les extrémités extérieures des ressorts. Ainsi les têtes des Clapets empêchent tout écoulement entre d'une part une zone à haute pression située sur l'un ou l'autre côté de la palette considereef et d'autre part l'espace annulaire in térieur 36 puisqu'elles -sont appliquées sur leurs sièges par la pression positive du liquide qui vient s'ajouter à la réaction du ressort.Mais si l'un des clapets se trouve en présence d'une pression négative dans le zone-qui lui est associée à l'intérieur de la chambre considérée, il se soulève à l'encontre de son ressort pour permettre au liquide de s 'écouler librement dans cette zone à partir de l'espace annulaire 36. On peut donc éviter l'apparition de vides ainsi que l'évolution de bulles gazeuses qui en découle. Des essais ont démontré l'absence de toute formation de bulles qui pourraient autrement apparaître par dégagement des gaz dissous danse liquide d'amortissement , de ce fait il ne devrait plus être nécessaire de ddgazer celui-ci avant l'emploi aussi soigneusement que cela est obligatoire avec les dispositifs amortisseurs classiques. En fait les essais semblent montrer que même l'introduction initiale d'une faible quantité d'air sous forme de bulles nla qu'un effet nul ou sans importance étant donné que cet air tend à se dissoudre dans le liquide quand on utilise-un amortisseur du genre représenté. La fente ou ouverture 46 qui relie l'espace annulaire 36 au passage 44, comporte une section suffisamment grande pour éliminer tout étranglement du débit liquide susceptible de traverser les ouvertures relativement importantes assurées par les clapets. Lorsqu'on met en oeuvre un processus de fabrication par moulage en coquille ou analogue, ces fentes peuvent aisément être constituées comme parties intégrantes d'une pièce principale du rotor, et cela en meme temps que le passage 44, à condition de les prolonger suffisament pour qu'elles débouchent à l'une des extrémités du rotor et de son moyeu. Ces débouchés des fentes sont ensuite fermés par un couvercle auxiliaire 62 fait d'une bague circulaire intérieure 64 solidaire de deux bras 66 diamètralement opposés l'un à l'autre pour venir s'engager sans jeu dans une creusure correspondante de l'extrémité considérée du rotor. La pièce 62 peut elle-même être obtenue par moulage en coquille ou autrement. Fig. 3 à 5 illustrent l'application de l'invention à un amortisseur à simple effet, c'est-à-dire dont le rôle d'amortissement n'est exigé que pour un sens de rotation. Si l'on excepte le rotor et les clapets qui lui sont associés, cet amortisseur peut comporter essentiellement la même construction que celui representé en fig. 1 et 2. En outre le rotor 70 de fig. 3 à 5 peut comme on le voit être pourvu d'un moyeu intérieur 72 semblable à celui du premier exemple et comportant comme lui une partie cannelée 74 propre à se monter sur l'arbre rotorique, une pièce de recouvrement 76 venant s'ajuster dans la partie principale de ce rotor. Dans le présent cas, comme le couple n'est appliqué que dans un sens, chaque palette n'est soumise à la dépression que sur une face 78, la zone qui lui est associée dans la chambre devant être mise en communication libre avec l'espace annulaire intérieur par l'intermédiaire d'une fente 80. Ainsi il existe dans chaque palette un passage 32 à section circulaire susceptible d'être fermé par une tête de clapet 84, de forme tronconique, montée à coulissement sur une tige 86 dont l'extrémité coudée 88 est fixee à la palette par une vis 90 au voisinage du passage précité.Lorsque la tête de clapet porte sur son siège, comme representé en fig. 4, l'une des faces de la palette est isolee de la fente 80, tandis que l'autre face 78 communique librement avec celle-ci pour permettre l'aspiration du liquide à partir de l'espace annulaire intérieur en fonction de la baisse de pression apparaissant sur la face précitée. Quand le mouvement de rotation s'inverse lors de la course de retour à vide de la palette, la tête du clapet peut être soulevée de son siège par la différence de pression pour permettre alors le libre ecoulement du liquide entre les deux faces de la palette. Les deux clapets diamètralement opposés l'un à l'autre sur le rotor sont orientés en sens inverse, de sorte que tous deux se trouvent repoussés sur leurs sièges lors de la course utile de ce rotor. I1 y a lieu de noter que dans le second exemple représenté il est prévu un canal d'écoulement libre en vue dune amenée de liquide substantiellement instantanée-sous un débit suffisantpour prevenir toute baisse de pression indésirable, tout en maintenant le mécanisme à l'épaisseur des palettes Le fonctionnement exigé est ainsi obtenu indépendamment de la position du rotor dans son champ de déplacement et sans que ce champ soit- limité. il doit d a ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi que l'espace annulaire formant réservoir de liquide d'amortissement peut faire partie d'un système de réservoir comportant un plus grand volume; ou constitue par plusieurs réservoirs individuels. Dans le cas représenté d'un rotor moulé en coquille, il est possible de supprimer les couvercles sans qu'il en résulte une perte d'efficacité inadmissible Enfin bien qu'on ait décrit l'invention en se référant a des amortisseurs comportant des rotors à deux palettes diamètralement opposées l'une à lgautrev elle peut également s'appliquer dans le cas de rotors à palette unique ou à plus de deux palettes R E V E N D I C A T I O N S 1. Amortisseur semi-tournant, du genre comprenant un corps qui renferme au moins une chambre remplie de liquide dans laquelle un rotor à palettes peut tourner pour assurer l'effet d'amortissement recherché, caractérisé en ce que le rotor (4, 70) comprend un moyeu creux (14, 72) qui délimite un espace intérieur (36) propre à former réservoir à liquide, des moyens de communication (46, 80) étant prévus dans ce rotor pour permettre un écoulement relativement libre du liquide à partir du réservoir et à travers ledit rotor vers une zone de la chambre (18) en fonction de la baisse de pression du liquide dans cette zone. 2. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de comminication comprennent un passage (44) à commande par clapets, agencé de manière à s'ouvrir lors de l'apparition d'une dépression prédéterminée dans la zone interessée de la chambre par rapport à la pression ambiante. 3. Amortisseur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque palette (20) du rotor est équipée de deux clapets (48) opposés l'un à l'autre qui commandent l'écoulement vers lesdites zones, à travers un passage commun (44) à partir dudit réservoir et en direction des faces opposées respectives de la palette consi dérée. 4. Amortisseur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que des ressorts (52) sont respectivement agencés sur les clapets opposés (48) pour les rappeler à la position fermée. 5. Amortisseur suivant la revendication 1, prévu pour fonctionnement à simple effet, caractérisé en ce que chaque palette du rotor (70) comprend des moyens de communication comportant un passage (82) qui s'étend entre les faces opposées de la palette considérée pour permettre la liaison mutuelle des deux zones de la chambre correspondant auxdites- faces en vue du libre mouvement du rotor lors de sa course de retour, ce passage étant également relié au réservoir.(36), tandis qu'un clapet (84) est prévu dans ledit passage à une position telle qu'il puisse empêcher l'écoulement du liquide vers le réservoir à partir de la face à haute pression de la palette lorsque le rotor effectue sa course utile. 6. Amortisseur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon d'étanchéité souple (26) disposé entre le corps (2) et le rotor (4), ce manchon étant sitJ au moins en partie à l'intérieur du moyeu creux (14, 72) du rotor et constituant la paroi intérieure dans le sens radial dudit réservoir - (36), tandis que le moyens de communication prévus dans le rotor-comprennent au moins un passage (46, 80) qui s'ouvre directement dans le- réservoir en faces du manchon d'étanchéité (26). 7. Amortisseur suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, dans lequel le rotor est constitué par une pièce moulée en coquille et comporte plusieurs palettes, caractérisé en ce que les moyens de communication comprennent un passage en forme de fente (46, 80) allant de chaque palette au moyeu creux, lequel passage est établi sous la forme d'une creusure débouchante lors du moulage du rotor. 8. Amortisseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que des moyens d'obturation (62, 76) sont insérés en place pour fermer le débouché de la creusure dans le rotor moulé en coquille.