Brevet FR2420060A1 — publié le 19791012

La présente invention se rapporte un amortisseur de chocs hydrau- lique du type incluant deux cylindres coaxiaux, extérieur et intérieur, fermés a une extrémité par une tête commune, le cylindre extérieur étant fermé a son autre extrémité par un couvercle d'extrémité tandis que le cylindre intérieur est fermé a son autre extrémité par un corps de soupape qui fait face au couvercle d'extrem.te et délimite avec lu un espace de fond communiquant avec l'espace intermédiaire entre les deux cylindres ; dans le cylindre. intérieur glisse un piston ayant une tige qui passe, avec étanchéité, a travers la tete, le piston subdivisant le cylindre intérieur en une première chambre a volume variable vers la tête et une seconde chambre a volume variable du cîité du corps de soupape ; dans le piston et le corps de soupape sont prévus respectivement deux anneaux de passages axiaux pour transférer le fluide hydraulique, ces passages étant commandés par des obturateurs respectifs avec des disques laminaires déformables élastiquement et coopérant avec des sièges respectifs entourant l'embouchure des passages, les passages axiaux dans le piston pour transférer le fluide de la premiere vers la seconde chambre étant étranglés et les passages axiaux dans le corps de soupape pour transférer le fluide de la seconde chambre vers l'espace de fond étant de même etranglés. L'arrangement ci-dessus est l'arrangement classique pour les amortisseurs hydrauliques du type à "double tube", dans lesquels l'espace intermédiaire sert à compenser la réduction de volume du cylindre intérieur due à la présence de la tige dans ladite premiere chambre. Dans les amortisseurs connus à "double tube", les disquesééformables qui constituent les obturateurs associés aux passages étranglés du piston et du corps de soupape sont des disques annulaires ou des rondelles fixés par serrage de la région entourant le bord du trou. Ceci permet aux disques de fléchir élastiquement pour autoriser, dans le cas du piston, le passage du fluide de la premiere vers la seconde chambre pendant le mouvement d'extension de l'amortisseur et, pour le corps de soupape, le passage du fluide de la seconde chambre vers l'espace de fond et de là vers l'espace intermédiaire quand le piston se déplace lors de la compression de l'amortisseur. Sur la figure I des dessins joints est représenté un diagramme où la vitesse V du piston (en m/s) est représentée en abscisse et les forces de freinage Kf (en newtons) en ordonnée. Le premier quadrant du diagramme concerne l'extension de 1 amortisseur et le troisieme quadrant concerne la compression. La courbe vitesse-force caractéristique d'un amortisseur "double tube" de type connu est souvent, à faible vitesse, similaire à celle indiquée par la ligne en tirets. Comme on peut le voir, cette caractéristiques n'est pas linéaire, alors qu'il serait souhaitable d'obtenir une linéarité ou une quasilinéarité, comme indiqué par la ligne en trait plein. En particulier, pendant l'extension, à de faibles vitesses de piston, la force de freinage a des valeurs plus faibles que celles souhaitées, comme indiqué en Ad. Pour des vitesses de piston supérieures, les forces de freinage augmentent au-dessus des valeurs souhaitées, comme représenté en Bd, pour continuer par une partie linéaire aux vitesses de piston élevees. La partie Ad de la courbe est due, aux faibles vitesses de piston, au tres faible freinage du fluide à travers des passages "à débit minimumS' qui consistent en des découpes périphériques faites dans l'un des disques d'obturateur.La partie Bd de la courbe est due, au contraire, au fait que, lorsque la vitesse de piston staccroît, le freinage appliqué par l'écoulement du fluide à travers les passages "à débit minimum" augmente tres vite, dépassant la limite de linéarité jusqu'à ce que l'obturateur commence a s'ouvrir, ramenant à la caractéristique linéaire. A la compression de l'amortisseur, l'obturateur relié au corps de soupape donne lieu à des phénomènes entièrement identiques. Ainsi, les parties A et B du diagramme correspondent, à la compression, aux parties A c c d et Bd à l'extension. L'objet de l'invention est de réaliser un amortisseur de chocs hydraulique du type indiqué ci-dessus qui ait une caractéristique vitesse de piston-force de freinage sensiblement linéaire ou régulière. Selon l'invention, ceci est réalisé par un amortisseur du type cidessus caractérisé en ce que l'obturateur associé aux passages étranglés du piston et/ou du corps de soupape consiste en au moins un disque annulaire monté glissant librement sur une âme centrale fixée au piston et/ou au corps de soupape, en ce que, autour de 1 'âme centrale, il est prévu un ressort de compression hélicoidal interposé entre un capuchon fixé à l'âme et un capuchon glissant le long de ladite âme et s'appuyant contre l'obturateur de maniere à le repousser contre le siège, et en ce que la face du capuchon glissant qui est tourné vers l'obturateur a une zone surélevée radialement vers l'intérieur s'appuyant sur ledit obturateur, et au moins une zone périphérique abaissée pour permettre une flexion périphérique de l'obturateur, la rigidité duressort étant telle que sa compression se produit par des forces supérieures à celles de la flexion de l'obturateur. Grâce à cette idée, il est possible de dimensionner les passages "à débit minimum" du piston et/ou du corps de soupape de maniere à éliminer les "bosses" Ad et/ouAcdu diagramme de la figure I, et ainsi les épaisseurs des disques de l'obturateur peuvent êtredimensionnéesde telle sorte que les "bosses"Bd et/ouB soient éliminées, en linéarisant ou régularisant la carac téristique de l'amortisseur. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa raîtront à l'aide de la description ci-apres et dessins joints où - la figure I représente le diagramme mentionné ci-dessus reliant la vitesse V du piston d'un amortisseur de chocs à la force de freinage Kf ; - la figure 2 est une coupe partielle longitudinale d'un amortisseur selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective explpsée-des éléments constituant le piston de l'amortisseur ; - la figure 4 est une coupe longitudinale, à une plus grande échelle, du piston et des éléments de soupape qui lui sont associés ;; - la figure 5 est une vue en perspective d'une variante du capuchon glissant et - la figure 6 est une coupe longitudinale agrandie de la partie terminale de l'amortisseur qui comporte le corps de soupape. En se référant à la figure 2, un amortisseur de choc hydraulique comprend deux cylindres coaxiaux, l'un extérieur 10 et l'autre intérieur 12. A une extrémité, les deux cylindres 10, 12 sont fermés par une tête commune (non représentée). Le cylindre 10 est fermé à son autre extrémité par un couvercle d'extrémité 14 et le cylindre 12 est fermé à son autre extrémité par un corps de soupape 16 qui fait face au couvercle d'extrémité et délimite avec lui un espace de fond 18 communiquant avec ltespace 20 intermédiaire entre les deux cylindres 10 et 12. A l'intérieur du cylindre intérieur 12 glisse un piston 22 ayant une bague d'étanchéité 24. A l'intérieur du piston 22 passe au centre la queue 26 d'une tige 28 qui traverse la tête de manière étanche. Le piston 22 subdivise le cylindre intérieur 12 en une première chambre 30 à volume variable, du côté de la tête, et une seconde chambre 32 à volume variable, du côté du corps de soupape 16. En se référant aux figures 3 et 4, ainsi qu'à la figure 2, le piston 22 a un premier anneau radialement extérieur de passages 33 commandés par un obturateur qui consiste en un disque annulaire solide 34 pouvant glisser le long d'une douille 36 qui entoure la queue 26 et est poussée par un ressort 38 en étoile qui, à son tour, s'appuie contre un disque rigide 40 fixé à la tige 28; De manière classique, l'obturateur 34 permet le passage du fluide hydraulique à travers les passages 33 de la seconde chambre 32 vers la première chambre 30 quand l'amortisseur est comprimé, c'est-à-dire quand le piston 22 se rapproche du corps de soupape 16. Dans le piston 22, on prévoit un second anneau radialement intérieur de passages étranglés 42 pour transmettre le fluide hydraulique dans la direction inverse pendant l'extension de l'amortisseur. Les passages 42 ouvrent dans une gorge annulaire 44 délimitée par deux nervures annulaires concentriques 46 qui agissent comme siège de soupape. Coopérant avec le siège de soupape 46, il est prévu sous forme d'obturateur un jeu 48 de disques annulaires qui, dans le mçde de réalisation représente, consiste en deux disques 48a et 48b. Selon l'invention, le paquet de deux disques 48a et 48b, qui sont élastiquement déformables, est disposé entre la nervure radialement intérieure 46 et une bande annulaire plate 50 qui forme une partie d'un capuchon 52.Le capuchon 52 est assemblé pour se mouvoir de manière coulissante le long d'une âme comprenant une douille 53 entourant à son tour la queue 26 de la tige 28. Le capuchon 52 a une zone en retrait consistant en une surface annulaire radiale 54 qui s'étend entre la bande annulaire plate 50 et le bord périphérique du capuchon. Comme on le comprendra, la zone 54 permet aux deux disques 48a, 48b de fléchir de manière à permettre le passage du fluide vers la seconde chambre 32. Le capuchon 52 est pousse par un ressort de compression hélicordal 56 qui, à son tour, s' appuie contre un capuchon 58 vissé sur une partie terminale filetée 69 de la queue 26 et qui coince une douille 53 entre lui-meme et le piston 22. Le disque 48a le plus proche du siège de soupape 46 a au moins une encoche périphérique 62 et le disque adjacent 48b a un diamètre égal ou supérieur à celui du disque 48a, de manière à permettre, de façon connue, un écoulement laminaire du fluide hydraulique même avec l'obturateur 48 appliqué contre le siège 46. La flexibilité du paquet de disques 48 est choisie de sorte que, pour de faibles vitesses du piston 22 à l'extension de l'amortisseur, une flexion prédéterminée ait lieu, égale à la hauteur de la bande 50 par rapport à la zone 54, avant que s'établisse dans les passages 42 une pression suffisante pour surmonter la force du ressort hélicoidal 56. Par un choix convenable de la coupe de l'encoche 62 du disque 48a (ou du nombre d'encoches), de la flexibilité du paquet de disques 48 (épaisseur et nombre de disques qui peuvent être plus de deux ou même au nombre d'un seul), de la hauteur de la bande 50 et de la force du ressort 56, il est possible de produire une linéarisation du diagramme de la figure 1, avec élimination des "bosses" Ad et Bd. il est en outre possible de produire un diagramme régulier différent d'une ligne droite. Comme représenté sur la figure 1, il est possible de produire un taux d'augmentation de la force de freinage K f selon un exposant plus grand que 1, comme représente par la ligne en traits mixtes Cd, en étranglant davantage les passages 42. D'autre part, en augmentant la force du ressort 56, il est possible de produire une courbe exponentielle pour la force de freinage Kf en fonction de la vitesse V avec un exposant inférieur à 1, comme indiqué par la ligne en traits mixtes Dd La forme annulaire de la zone en relief 50 du capuchon 52 n'est pas la seule possible.En fait, pour les buts de l'invention, la flexion de certaines zones périphériques de l'obturateur 48 suffit. Par exemple, comme repré- senté sur la figure 5, on peut utiliser en variante un capuchon glissant 152 avec une partie surélevée 150 en forme de bande s'étendant diamétralement sur toute la largeur du capuchon et avec une paire de surfaces radiales 154 en forme de segments circulaires qui flanquent la partie surélevée 150 et constituent deux zones en retrait placées à l'opposé. Dans cycas, le disque ou paquet de disques constituant l'obturateur subira une flexion suivant deux directions diamétralement opposées. En se référant à la figure 6, ainsi qu'à la figure 2, le corps de soupape 16 est muni d'un anneau extérieur de passages 64 pour le transfert du fluide hydraulique arrivant de l'espace 20, à partir de l'espace 18 vers la seconde chambre 32 lors de l'extension de l'amortisseur. Les passages 64 sont commandés par un obturateur fixe à disque 66 entièrement similaire à l'obturateur 34 et assemblé pour se mouvoir en glissant le long d'un bossage central 68 du corps de soupape 16. L'obturateur 66 est poussé par un ressort en étoile 70 similaire au ressort 38, qui, à son tour, est poussé par un disque annulaire fixe 72. Le ressort 70, et le disque 72 sont maintenus au moyen d'un ecrou 74 sur une âme 76 qui s'étend au centre du corps de soupape 16. Le corps de soupape 16 a aussi un anneau radialement intérieur de passages étranglés 78 pour le transfert du fluide de la seconde chambre 32 vers l'espace 18 et de ce dernier vers l'espace 20 pendant la compression de l'amortisseur. Les passages 78 sont commandés par un obturateur 90 comprenant un ou plusieurs disques flexibles entièrement semblables aux disques 48a et 48b qui coopèrent avec un siège de soupape consistant en deux nervures annulaires concentriques 92 du corps 16, entièrement semblables aux nervures 46. Coopérant avec l'obturateur 90 un capuchon 94 est prévu, entièrement identique aux capuchons 52 ou 152, qui est assemblé pour se mouvoir en glissant le long de ligne 76 et est poussé par un ressort de compression hélicoidal 96. Ce dernier, à son tour, s'appuie contre une tête 98 de l' me 76. L'obturateur 90, avec un ou des disques flexibles annulaires, le capuchon 94 et le ressort hélicoidal 96 ont la même fonction que les éléments similaires 48, 52 et 56 associés au piston 22, mais pendant la compression de l'amortisseur, en choisissant convenablement la flexibilité de l'obturateur 90, la hauteur de la partie surélevée du capuchon glissant 94 et la force du ressort 96, il est possible d'éliminer les "bosses" A et B du diagramme de c c la figure 1. il est aussi possible, en étranglant les passages 78, de produire une courbe exponentielle comme celle indiquée en traits mixtes par la ligne Cc, et en augmentant la force du ressort 96,il est possible de produire une courbe exponentielle comme celle représentée par la ligne en traits mixtes D c Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n' est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Amortisseur de chocs hydraulique du type comprenant des cylindres extérieur et intérieur coaxiaux, fermés à une extrémité par une tête communie, le cylindre extérieur étant 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 d'extrémité et délimite avec lui un espace de fond communiquant avec l'espace intermédiaire entre les deux cylindres, amortisseur dans lequel à l'intérieur du cylindre intérieur glisse 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 en une deuxième chambre à volume variable du côté du corps de soupape, et dans lequel, dans le piston et le corps de soupape, sont disposés respectivement deux anneaux de passages axiaux, pour le transfert de fluide hydraulique, qui sont commandes par des disques laminaires respectifs déformables élastiquement, coopérant avec des sièges respectifs entourant les embouchures des passages, les passages axiaux dans le piston transférant le fluide de la première vers la seconde chambre étant étranglés, et les passages axiaux dans le corps de soupape transférant le fluide de la seconde chambre vers l'espace de fond étant de même étranglés, caractérise en ce que l'obturateur (48 ; 90) associé aux passages étranglés (42 ; 78) du piston (22) et/ou du corps de soupape (16) consiste en au moins un disque annulaire monté glissant librement autour d'une me centrale (53 ; 76) fixée au piston (22) et/ou au corps de soupape (16), en ce que ligne centrale (53 76) est munie d'un ressort de compression hélicoidal (56 ; 96) interposé entre un capuchon (58 ; 98) fixé à l' me et un capuchon (52 ; 152 ; 94) glissant le long de ladite âme et s'appuyant contre l'obturateur (48 ; 90) pour le pousser contre le siège (46 ; 92), et en ce que la face du capuchon glissant tournée vers l'obturateur a une zone surélevée radialement vers l'intérieur (50 ; 150) pour offrir une résistance audit obturateur et au moins une zone périphérique abaissée (54 ; 154) pour permettre une flexion périphérique de l'obturateur3 la rigidité du ressort (56 ; 96) étant telle que sa compression se produit pour des forces supérieures à celles de flexion de l'obturateur (48 ; 90). 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon glissant (52) a une bande plane (50) adjacente à l'âme et constituant ladite zone surélevée et une surface radiale annulaire (54) s'étendant entre la bande plane (50) et le bord périphérique du capuchon (52) et constituant ladite zone abaissée 3. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon glissant (152) a une partie surélevée (150) sous forme d'une bande s'étendant diamétralement sur toute la largeur du capuchon et constituant ladite zone surélevée et une paire de surfaces radiales (154) en forme de segments circulaires qui flanquent la partie surélevée (150) et constituent deux zones abaissées opposées. 4. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'obturateur à disques associé aux passages étranglés du piston (22) et/ou du corps de soupape (16) consiste en un paquet d'au moins deux disques (48a, 48b) dans lequel le disque (48a) le plus près du siège (46) a au moins une encoche périphérique (62) et le disque (48b) immédiatement adjacent a un diamètre égal ou supérieur à celui du disque (48a) ayant la ou les encoches (62) pour permettre un écoulement laminaire du fluide hydraulique même avec l'obturateur (48) appliqué contre le siège (46).