Brevet FR2420693A1 — publié le 19791019

La présente invention se rapporte à un amortisseur de chocs hydraulique du type incluant deux cylindres coaxiaux, l'un extérieur et l'autre intérieur, fermés à une extrémité par une tête commune, le cylindre extérieur étant fermé son autre extrémité par un couvercle d'extrémité tandis que le cylindre intérieur est fermé à son autre extrémité par un corps de soupape qui fait face au couvercle et délimite avec lui un espace de fond communiquant avec l'espace intermédiaire entre les deux cylindres, où coulisse dans le cylindre interieur un piston ayant une tige qui passe, avec étanchéité, à travers la tête, le piston subdivisant le cylindre intérieur en une première chambre à volume variable du côté de la tête et une seconde chambre à volume variable du côté du corps de soupape, et où sont prévus dans le piston et le corps de soupape deux anneaux respectifs de passages axiaux pour transférer le fluide hydraulique, ces derniers étant commandés par des obturateurs respectifs avec des disques annulaires à ressort coopérant avec des sièges respectifs entourant la sortie des passages, les passages axiaux faits dans le piston pour le transfert de fluide de la première vers la seconde chambre étant étranglés, de même que les passages axiaux dans le corps de soupape pour le transfert de fluide de la seconde chambre vers espace de fond. L'arrangement ci-dessus est l'arrangement classique pour des amortisseurs de chocs hydrauliques du type "double tube" dans lesquels l'espace intermédiaito sert a compenser la réduction de volume du cylindre intérieur due a la présence de la tige dans la première chambre. Dans les irmortisseurs à "doubletube" classiques, les obturateurs comprennent pour l'essentiel un paquet de deux disques annulaires, ou plus, qui sont elastiquement déformables ou bien coulissent axialement et sont précontraints vers le siNge par un ressort. Dans les deux cas, sont prévues dans le disque le plus proche du siège une ou plusieurs découpures périphériques qui définissent un passage à "ecoulementminimum"qui permet le transfert de fluide 9 de faibles vitesses du piston pour lesquelles la force exercée par le fluide est insuffisante pour surpasser la charge de flexion. L'écoulement de fluide à travers le passage à "écoulement minimum" aux faibles vitesses de l'amortisseur donne lieu à un bruit caracteristique ou "sifflement". Sur des véhicules à moteur dans lesquels l'amortisseur est monté hors de l'habitacle des passagers, comme dans le cas d'un amortisseur arrière monté dans un coffre à bagages séparé de l'habitacle des passagers, alors le "sifflement" est imperceptible et ne constitue donc pas un incon dénient. D'autre cart, ce "sifflement" est perceptible par les occupants et peut constituer une gêne, dans le cas de voitures dans lesquelles les amortisseurs arrière se projettent dans l'intérieur de l'habitacle comme par exemple dans les voitures du type "station wagon" ou ayant des portes arrière. L'objet de l'invention est de réaliser un amortisseur hydraulique du type ci-dessus qui n a pas les inconvénients cités. Selon l'invention, ce problème est résolu par un amortisseur de choc hydraulique du type indiqué ci-dessus caractérisé en ce que l'obturateur associe aux passages étranglés du piston et/ou du corps de soupape eoapr nd un paquet de disques comportant au moins deux disques annulaires, dans lequel un premier disque le plus proche de l'ouverture des passages coopère, a sa périphérie, avec un siège entourant l'anneau de passages et a une ouverture radialement vers l'intérieur, et un second disque adjacent au premier a au moins une découpure périphérique qui est en communication permanente avec ladite ouverture, et en ce que la face du second disque opposée a celle tournée vers le premier disque coopère avec un élément annulaire dont la périphérie au moins est engagée avec la périphérie du second disque. Dans un amortisseur selon l'invention, à de faibles vitesses du piston, telles que l'obturateur n'est pas déplacé de son siège contre la charge élastique, le fluide hydraulique qui s'écoule des passages étranglés du piston, lors de l'extension de l'amortisseur,et/ou du corps de soupape, lors de la compression dudit amortisseur, passe d'abord a travers l'ouverture du premier disque pour s'écouler ensuite dans la découpure périphérique du deuxième disque a travers laquelle il atteint dans une direction centrifuge la chantre située sous ltobturateur. On a trouve qu'en faisant suivre au fluide le trajet ci-dessus, le "sifflement" caractéristique ne se produit pas ou est atténué au point d'être imperceptible. Les raisons de ceci ne sont pas entièrement claires, mais on suppose que ledit trajet d'écoulement ne produit pas de turbulences substantielles dans le fluide qui s'écoule de manière laminaire à travers le passage à "écoulement minimum" consistant en la ou les découpures du second disque. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa raîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale partielle d1un amor tisseur selon l'invention - la figure 2 est une vue explosée en perspective des éléments constituant le piston de l'amortisseur ; - la figure 3 est une coupe longitudinale d'une moitié du piston agrandie et des éléments de soupape associés à ses conduits étranglés - les figures 4 et 5 sont des vues en plan des deux disques constituant l'obturateur de le figllra ? ;; - la figure 6 est une coupe longitudinale similaire à celle de la figure 3 mais relative au corps de soupape - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale partielle à une échelle agrandie d'une variante du corps de soupape de l'amortisseur - la figure 8 est une vue explosée en perspective du corps de soupape et de ses elémeats de la figure 7 - la figure 9 représente une coupe longitudinale fragmentaire à échelle agrandie d'une moitié du corps de soupape de la figure 7 et de l'obturateur associé à ses conduits étranglés ; et - les figures 10 et 11 sont des vues en plan de deux disques formant une partie de l'obturateur de la figure 9. En se référant à la figure 1, l'amortisseur de chocs hydraulique comprend des cylindres coaxiaux extérieur 10 et intérieur 12. A une extrémité, les deux cylindres 10, 12 sont fermés par une tête commune (non représentée). Le cylindre extérieur 10 est fermé à son autre extrémité par un couvercle d'extrémité 14 et le cylindre intérieur 12 est fermé à son autre extrémité par un corps de soupape 16 qui fait face au couvercle et délimite avec lui un espace de fond 18 communiquant avec l'espace intermédiaire 20 entre les deux cylindres 10 et 12. Dans le cylindre intérieur 12 coulisse un piston 22 muni d'un joint d'étanchéité 24. Dans le piston 22 s'étend au centre la queue 26 d'une tige 28 qui pascie, avec étanchéité, a travers ladite tête. Le piston 22 subdivise le cylindre intérieur 12 en une première chambre à volume variable 30 du côté de la tête et une seconde chambre a volume variable 32 du côté du corps de soupape. En se référant à la figure 2 ainsi qu'à la figure 1, le piston 22 a un premier anneau radialement extérieur de passages axiaux 33 commandés par un obturateur comprenant un disque annulaire rigide 34, coulissant le long d'un manchon 36 qui entoure la queue 26, et retenu par un ressort en étoile 38 qui, son tour, s'appuie contre un disque rigide 40 fixé à la tige 28. De manière classique, l'obturateur 34 permet le transfert du fluide hydraulique, à travers les passages 33, de la seconde chambre 32 vers la première chaibre 30 quand l'amortisseur est comprimé, c'est-à-dire quand le piston s'approche du corps de soupape 16. En se reportant en outre à la figure 3, il est prévu dans le piston 22 un second anneau radialement intérieur de passages étranglés 42 pour le transfert du fluide dans la direction opposée pendant l'extension de l'amortisseur. Les passages 42 s'ouvrent dans un creux annulaire 44 délimité par une nervure annulaire radialement extérieure 46 qui agit comme un singe de soupape. Il est prévu, coopérant avec le siège de soupape 46 comme obturateur, un paquet 48 de disques annulaires qui, dans le mode de réalisation représenté, comporte deux disques rigides 48a et 48b, dont la vue en plan apparaît sur les figures 4 et 5 respectivement. Une bande annulaire plane surélevée 50, qui est une partie d'un capuchon 52 et est sensiblement alignée avec le siège 46, coopère avec la périphérie du disque 48b. Le capuchon 52 est monté coulissant sur une âme consistant en un manchon 53 qui a son tour entoure la queue 26 de la tige 28. Les deux disques 48a et 48b sont également montés coulissants sur l'^ oumanchon 53. Le capuchon 52, en coopération avec le disque 48b, définit radialement a l'intérieur de la bande plate 50 un espace 54, dont le but sera indiqué ci-dessous. Le capuchon 52 est poussé par un ressort de compression hélicoida156 qui à son tour réagit contre un capuchon 58 vissé sur une partie filetée 59 de la queue 26 et qui serre le manchon 53 entre lui et le piston 22. Le disque 48a le plus proche du siège de soupape 46 a une ouverture radiale intérieure qui consiste en une série circulaire de découpures arquées 60 (figure 4) qui sont faites dans le disque 48a en partant de son bord intérieur et sont séparées par des ailettes radiales 62 s'engageant de manière coulissante avec l'âme 53. Ainsi l'autre disque 48b a également une ouverture similaire, consistant en une série circulaire de découpures arquées 64 (figure 5) qui sont faites dans le disque 48b en partant de son bord intérieur et sont séparées par des ailettes radiales 66 s'engageant également de manière coulissante avec l'âme 53. Le disque 48b a, en outre, des découpures périphériques 68. Comme on le verra, entre les conduits étranglés 42 et la seconde chambre 32 de l'amortisseur, une communication permanente est établie àtravers l'espace annulaire 44, les couvertures radialement intérieures 60 et 64 des disques 48a et 48b, l'espace annulaire 54 et les découpures périphériques 68. Lors de l'extension de l'amortisseur, à de faibles vitesses du piston 22 s'éloignant du corps de soupape 16, il se produit dans le trajet ci-dessus un écoulement de fluide hydraulique te la première chambre vers la seconde chambre, conne indiqué par la flèche sur la figure 3, avec un écoulement laminaire à travers les découpures périphériques 68. Evidennent, ce type d'écoulement se produira jusqu'à ce que la vitesse du piston provoque une charge due au fluide suffisante pour comprimer le ressort 56, causant le détachement du paquet de disques 48 du siège 46. On a trouvé qu'en faisant suivre à l'écoulement le trajet ci-dessus, avec écoulement laminaire à travers les passages a "écoulement minimum" comportant les découpures périphériques 68 qui sont séparées du siege 46 par le disque 485,, le "sifflement" caractéristique des amortisseurs classiques ne se produit pas ou est imperceptible. Au corps de soupape 16 est adjoint un arrangement de soupape identique pour éliminer le "sifflement" ou le rendre imperceptible. En se reportant de nouveau à la figure 1, le corps de soupape 16 est muni d'un anneau extérieur de passages 70 pour transférer le fluide venant de l'espace intermédiaire 20, de l'espace 18 vers la seconde chambre 32 à travers tout l'amortisseur. Les passages 70 sont commandés par un obturateur avec un disque rigide 72 tout à fait identique. à l'obturateur 34 et monté coulissant sur un bossage central 74 du corps de soupape 16. L'obturateur 72 est poussé par un ressort en étoile 76 tout à fait identique au ressort 38, qui, à son tour, est poussé par un disque annulaire rigide 78. Le ressort 76 et le disque 78 sont maintenus par un écrou 80 sur une âme 82 s'étendant à travers le centre du'corps de soupape 16. En se référant à la figure 6, ainsi qu'à la figure 1, le corps de soupape 16 a aussi un anneau radialement intérieur de passages étranglés 84 pour transférer le fluide hydraulique de la seconde chambre 32 vers l'espace 18 et de là vers l'espace intermediaire 20 lors de la compression de l'amortisseur. Les passages 84 sont commandés par un obturateur 88 comprenant deux disques rigides 88a, 88b entièrement similaires ou identiques aux disques 48a, 48b des figures 4 et 5 et qui coopèrent avec un siège de soupape comportant une nervure annulaire 90 entourant les sorties de l'anneau de passages 84. Les deux disques 88a, 88b sont montés coulissants sur l'amie 82. Avec le disque 88b le plus éloigné du siège 90 coopère une bande plate péri phérique surélevée 92, sensiblement alignée avec le siège 90, d'un capuchon 94 monté lui aussi coulissant sur l'rame 82 et entièrement similaire au capuchon 52 joint au piston. Le capuchon 94 est précontraint par un ressort de compression hélicoïdal 96 qui, à son tour, réagit contre une tête 98 de l'amie 82. L'obturateur avec les disques 88a, 88b et le capuchon 94 avec sa bande 92 ont la même disposition et la même fonction que les éléments similaires liés au piston 22, mais à la compression de l'amortisseur, c > est-à-dire qu'a de faibles vitesses du piston, telles que la charge exercée par le fluide dans les conduits 84 n'est pas suffisante pour comprimer le ressort 96, le fluide hydraulique suit le chemin indiqué par la flèche sur la figure 6. Même dans ce cas, on a trouvé que l'arrangement de passages à "écoulement minimum" comportant les découpures périphériques dans le disque 88b, avec interposition de la périphérie du disque 88a entre les découpures et le siège 90, élimine le "sifflement" ou le rend imperceptible. Sur les figures 7 a 11 est illustrée une variante du système de soupape attaché au corps de soupape. Les éléments représentés sur les figures 7 à 9 qui sont similaires ou identiques à ceux des figures précédentes sont désignés par les mêmes références et ne seront pas décrits davantage tandis que les éléments modifiés, mais qui remplissent la même fonction'que les éléments similaires de la figure 3, sont indiqués par les mêmes références augmentées de 100. Dans cette variante, l'âme est formée d'un rivet 182 qui, par l'intermédiaire d'une tête 180, repousse les éléments de soupape 72, 74, 76 et 78 associés aux passages 70. Une tête opposée 198 du rivet 182 retient un paquet de disques 188 agissant comme obturateur pour les passages étranglés 84 de l'anneau intérieur. Le paquet 188 comprend, en partant du siège de soupape 90, trois disques annulaires 188a, 188b et 194. Ces trois disques sont flexibles et sont pressés de manière étanche sur leur bord intérieur entre le corps de soupape 16 et la tête 198, avec interposition d'une rondelle 200. Le disque 188a coopérant avec le siège 90 a,comme ouverture radialement intérieure, une fente annulaire 160 (figure 10) concentrique à l'axe du disque et interrompue par un pont de liaison radiale 162 entre une zone périphérique annulaire 202 coopérant avec le siège de soupape 90 et une zone centrale annulaire 204 pour fixer au rivet 182. Le second disque 188b a une découpure périphérique unique 168 conr portant le corps d'une ouverture en forme de T orienté dans la direction radiale du disque. La barre du T de l'ouverture, indiquée par 206, est courbe et est alignée avec la fente 160 du premier disque 188a. Cette barre 206 a une longueur courbe plus grande que la largeur du pont 162 du disque 188a, pour assurer une communication permanente entre l'ouverture 160 et la découpure périphérique 168 dans n'importe quelle position angulaire relative des deux disques 188a et 188b. Le troisième disque 194 du paquet 188 est "plein" et a une fonction similaire à celle du capuchon glissant 94 et de sa bande 92 dans le mode de réalisation de la figure 6, c'est-à-dire fournir un "fond" à la découpure 168 et à la partie restante 206 de l'ouverture du disque 188b. Lors de la compression de l'amortisseur, à de faibles vitesses du piston, quand la pression exercée par le fluide sur le paquet de disques flexibles 188 est insuffisante pour les fléchir et donc les détacher du siège 90, le fluide suit le chemin marqué d'une flèche sur la figure 9, c'està-dire est transféré vers l'espace 18 de l'amortisseur à travers le passage à "écoulement minimum" comportant la découpure 168, après avoir passé à travers l'ouverture 160 et la barre 206. Dans ce cas aussi on a trouvé que la séparation du passage a 'écouleinent minimum" du siège de soupape 90 par la partie périphérique "pleine" 202 du disque 188a élimine le "sifflement" ou le rend imperceptible. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REWENDICKTIoNS 1. Amortisseur de chocs hydraulique du type comprenant des cylindres intérieur et extérieur coaxiaux, fermés à une extrémité par une tête commune et dont le cylindre extérieur est fermé à son autre extrémité par un couvercle d'extrémité tandis que le cylindre intérieur est fermé à son autre extrémité par un corps de soupape qui fait face au couvercle et délimite avec lui un espace de fond communiquant avec l'espace intermédiaire entre les deux cylin dres, dans lequel à l'intérieur du cylindre intérieur coulisse un piston ayant une tige qui passe, avec étanchéité, à travers la tête, le piston subdivisant le cylindre intérieur en une première chambre à volume variable du côte:: de la tête et une seconde chambre à volume variable du côté du corps de soupape, et dans lequel, dans le piston et le corps de soupape, sont prévus deux anneaux respectifs de passages axiaux pour le transfert du fluide qui sont commandés par des obturateurs respectifs avec des disques annulaires à ressort coopérant avec des sièges respectifs entourant les sorties desdits passages, les passages axiaux réalisés dans le piston pour le transfert du fluide de la premiere vers la seconde chambre étant étranglés et les passages axiaux dans le corps de soupape pour le transfert du fluide de la seconde chaire vers l'espace de fond étant de même étranglés, caractérisé en ce que l'obturateur (48 ; 88 ; 188) associé aux passages étranglés (42 ; 84) du piston (22) et/ou du corps de soupape (16) consiste en un paquet de disques annulaires dont le premier disque (48a ; 88a ; 188a) le plus proche des sorties des passages (42 ; 84) coopère, par sa périphérie, avec un siège (46 90) entourant l'anneau de passages et a une ouverture (60 ; 160) radialement intérieure et dont le second disque (48b ; 88b ; 188b) adjacent au premier a au moins une découpure périphérique (68 ; 168) qui communique en permanence avec ladite ouverture (60; 160), et en ce que, coopérant avec la face du second disque (48b ; 88b ; 188b) opposée à celle qui est tournée vers le premier disque, est prévu un élément annulaire (52 ; 94 ; 194) dont la périphérie au moins est engagée au moins avec la périphérie du second disque (48b ; 88b 188b). 2. Amortisseur selon la revendication I, caractérisé en ce que les disques (48a, 48b ; 88a, 88b) du paquet sont montés coulissant librement sur une8"e centrale (53 ; 82) fixée au piston (22) et/ou au corps de soupape (16), en ce que ltélément annulaire consiste en un capuchon (52 ; 94) coulissant le long de ladite âme et ayant une bande annulaire, périphérique, plate, suréle uvée (50 1 92) qui s'engage avec la périphérie du second disque (48b ; 88b) et est sensiblementalignéeavec lesdits sièges annulaires (46 ; 90), le capuchon étant précontraint vers le paquet de disques par un ressort de compression hélicoïdal (56 ; 96) entourant l'me (53 ; 82) et appuyé à son tour sur un capuchon (58 ; 98) fixé à ladite âme, et en ce que le second disque (48b ; 88b) a une ouverture radialement intérieure (64) similaire à celle (60) du premier disque (48a ; 88a) et alignée avec celle-ci de manière à placer l'ouver- ture (60) du premier disque (48a ; 88a) en communication permanente avec la ou les découpures périphériques (68) du second disque (48b ; 88b) à travers un espace annulaire (54) délimité entre le second disque (48b ; 88b) et le capuchon (52 ; 94), radialement à l'intérieur de la bande plate périphérique (50 ; 92) de ce dernier. 3. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures radialement intérieures du premier (48a ; 88a) et du second disque (48b ; 88b) consistent chacune en une série circulaire de découpures courbes (60, 64) faites dans le disque en partant de son bord interne et séparées par des ailettes radiales (62, 66) s'engageant de manière coulissante avec l'âme (53 .; 82). 4. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paquet de disques (188) de l'obturateur associé aux passages étranglés (70) du corps de soupape (16) comprend, comme élément annulaire, un troisième disque annulaire (194) engagé face à face avec le second disque (188b) et en ce que les trois disques (188a, 188b, 194) du paquet (188) sont flexibles et sont fixés au corps de soupape (16) au moyen d'un rivet (182) qui s'étend à travers leur ouverture centrale. 5. Amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture radialement intérieure du premier disque (188a) consiste en une fente circulaire (160) concentrique à l'axe du disque et interrompue par un pont radial (162) reliant une zone périphérique annulaire (202) et une zone centrale annulaire (204) et en ce que le second disque (188b) a une ouverture en T dont le corps (168) est orienté radialement et constitue ladite découpure périphérique et dont la barre (206) est courbe et alignée avec la fente (160) du premier disque (188a) et a une longueur supérieure à la largeur du pont (162) du premier disque (188a).