Brevet FR2422870A1 — publié le 19791109

La présente invention concerne des amortisseurs hydrauliques du type tubulaire à double effet direct et, plus particulièrement, une structure de clapet de compression et de remplissage pour ce type d'amortisseurs. Les amortisseurs tubulaires à double effet direct utilisés dans les véhicules automobiles au châssis suspendu par ressorts comprennent généralement un cylindre fixé à l'essieu du véhicule et un piston dans ce cylindre qui est relié au châssis de sorte que, lorsque les roues du véhicule passent sur une surface inégale, le piston et le cylindre se déplacent l'un par rapport à l'autre. Le cylindre contient un fluide amortisseur approprié qui est expulsé à partir d'une extrémité du cylindre dans un réservoir, lorsque l'essieu et le châssis sont dirigés l'un vers l'autre.Cette action est appelée course de compression de l'amortisseur et dans beaucoup de cas, le clapet à l'intérieur de l'amortisseur est conçu de façon à limiter le débit du fluide provenant du cylindre pendant la course de compression et à limiter ainsi le mouvement du véhicule. Lorsque le cylindre et le piston se déplacent dans des directions opposées, après compression, c'est-à-dire lors de la détente, il est souhaitable de provoquer une réintroduction libre de l'huile dans le cylindre de façon à ce que la tendance qu'a le piston à créer un vide dans le cylindre soit combattue par l'introduction relativement libre d'huile dans le cylindre. La présente invention a pour objet une structure de clapet pouvant être employée dans le cylindre pour commander le passage de l'huile provenant du cylindre et entrant dans celui-ci lors des mouvements de compression et de détente de l'amortisseur, respectivement . Cette structure de clapet relativement bon marché est construite de façon à limiter le débit de fluide provenant du cylindre lors de la compression et de permettre un passage relativement libre du fluide pour le remplissage du cylindre lors de la détente. Un objet de la présente invention est de prévoir une structure de clapet ayant les caractéristiques définies dans le paragraphe précédent, dans laquelle le clapet de compression peut être estampé dans une tôle et est positionné sur son siège respectif sans utilisation d'une tige de clapet montée sur ce dernier, ce qui permet au clapet d'être léger et de mieux répondre en fonctionnement. Un autre objet de la présente invention est de prévoir une structure de clapet de compression ne nécessitant pas d'ouverture centrale pour positionner le clapet sur son siège, ce qui permet d'éliminer le risque de fuites à l'ouverture centrale. Un autre objet de la présente invention est de prévoir une structure de soupape comprenant un minimum de pièces qui peuvent être fabriquées à faible colt. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en relation avec les dessins cijoints dans lesquels La figure 1 est une vue en élévation, en partie en coupe, d'un amortisseur à double effet direct pouvant être utilisé sur une automobile ; La figure 2 est une vue en élévation fragmentaire, en coupe et à plus grande échelle, représentant un mode de réalisation de la structure de clapet de compression et de remplissage de l'a mortisseur représenté dans la figure 1, les pièces de cette structure de clapet étant représentées dans la position prise lors de la course de compression ; La figure 3 est une vue en élévation fragmentaire semblable à la figure 2, mais représentant les pièces de la structure de clapet dans la position assumée lors de la course de détente de l'amortisseur ;; La figure 4 est une vue détaillée de la teAte de compression représentée dans les figures 2 et 3 ; La figure 5 est une vue en coupe de la figure 4 prise le long de la ligne 5-5 ; La figure 6 est une vue en élévation détaillée du clapet de remplissage représenté dans les figures 2 et 3 ; La figure 7 est une vue en coupe verticale du clapet de remplissage représenté dans la figure 6 ; La figure 8 est une vue dilatée d'une partie de la figure 7, représentant le siège de clapet ; Les figures 9 et 10 sont des vues détaillées de l'organe de retenue de ressort de clapet représenté dans les figures 2 et 3 Les figures ll et 12 sont des vues détaillées du clapet de compression représenté dans les figures 2 et 3. Dans les figures, où les mêmes numéros de référence représentent des pièces identiques ou correspondantes, un amortisseur 1, représenté dans la figure 1, peut avoir une construction générale similaire aux types bien connus d'amortisseurs à double effet direct de l'art antérieur, à l'exception toutefois de la structure de clapet de compression et de remplissage. L'amortisseur 1 comprend un cylindre 2, dans lequel se déplace dans un mouvement de va-etvient un piston 3. Le piston divise le cylindre 2 en une chambre inférieure 8 et en une chambre supérieure 9.Le piston peut être du type généralement connu dans l'art antérieur , ou être l'un des types réglables tels que ceux qui sont décrits dans les brevets des E.U.A. nO 2.788.092 du 9 avril 1957 au nom de Whistler et nO 2.507.267 du 9 mai 1950 au nom de Patriquin. Le cylindre 2 est monté concentriquement au cylindre 4 et en est distant de façon à former une chambre de remplissage ou réservoir d'huile 5 entre les cylindres. Les deux cylindres sont reliés convenablement à leur extrémité inférieure à un chapeau d'extrémité commun 10, représenté dans la figure 2, qui est prévu avec la bague normale 11 ou un autre dispositif gracie auquel l'extrémité de l'amortisseur peut tre fixée à l'essieu du véhicule.Les extrémités supérieures des cylindres 2 et 4 sont prévues pour recevoir de la manière classique la tige de piston 12 qui est connectée, à une extrémité, au piston 3 et à l'autre extrémité à une bague 15 ou autre structure appropriée. Cette bague 15 peut être fixée convenablement au châssis du véhicule, comme cela est bien connu de l'homme de l'art. Une enveloppe-cylindrique extérieure 16 est fixée à la structure 15, entoure les cylindres 2 et 4, et fournit un écran pour la tige de piston 12, alors que les cylindres sont prévus pour s'embosser dans l'enveloppe pendant le mouvement relatif entre cylindre et piston. Dans les figures 2 et 3, un ensemble à clapet de compression et de remplissage, indiqué généralement en 6, est monté à ltex- trémité inférieure du cylindre 2 et est assis dans une gorge circulaire 17 pratiquée dans le chapeau 10. Cet ensemble est prévu pour commander le débit d'huile entre le cylindre 2 et le réservoir 5, de façon que, alors que l'huile de la chambre inférieure 8 entre en jeu lors de la course de compression de l'amortisseur, le clapet limite le débit d'huile vers le réservoir, mais que, lors du mouvement inverse ou course de détente, l'huile revienne dans le cylindre et sa circulation soit relativement libre. Cet ensemble à clapet de compression et de remplissage 6 est monté avec un certain nombre de pièces séparées, l'une d'elles étant une tête de compression métallique en forme de coupe estampée, 20. Cette tête 20 comporte des parois cylindriques 26 dont le diamètre extérieur est tel que, lorsque l'organe est inséré dans l'ex- trémité de la chambre inférieure 8, la surface extérieure cylindrique fasse joint avec la paroi intérieure du cylindre 2. Ce joint évite les fuites de fluide d'amortisseur entre la paroi cylindrique 26 et l'intérieur du cylindre pendant le fonctionnement de l'amortisseur. L'extrémité intérieure de la paroi cylindrique 26 est prévue avec une paroi circulaire s'étendant vers l'intérieur 28. Cette-paroi circulaire 28 comporte un alésage central 21 qui définit un passage de circulation pour le fluide amortisseur s'écoulant entre la chambre de remplissage 5 et la chambre inférieure 8 lors des courses de détente de l'amortisseur. Le côté de la paroi 28 dirigé vers l'intérieur con porte un siège de clapet 22 qui est situé sur la circonférence de l'alésage 21. Les extrémités inférieure et extérieure de la paroi cylindrique 26 comportent des rebords s'étendant radialement et espacés angulairement 23, qui sont en saillie sur les parties de paroi de fa çon à venir en contact avec l'extrémité du cylindre 2 sur la surface 27 et limiter le déplacement axial de la tête de compression dans la chambre inférieure. Les écarts entre rebords radiaux 23 forment des orifices 24, lorsque la texte de compression 20 est montée dans la chambre inférieure. Dans la figure 1, on peut voir que ces orifices 24 assurent une communication entre la chambre inférieure et la chambre de remplissage. Un organe dtarrêt 25 peut être prévu sur la face supérieure de la paroi circulaire 28 et venir en contact avec la saillie 7 du piston 3. Cela permet le réglage du piston, lorsque celui-ci est d'un type réglable sans avoir à démonter l'amortisseur. Les saillies internes dirigées vers le bas 29 de l'organe d'arrêt 25 présentent une surface de contact dont la fonction sera expliquée ultérieurement. L'ensemble à clapet de compression et de remplissage 6 comporte aussi un clapet de remplissage circulaire 30, comprenant une partie à tige creuse 35 qui est montée dans la tête de compression 20, la tige 35 s'étendant vers le bas à travers l'alésage cen tral 21. Ce clapet de remplissage est représenté avec davantage de détails dans les figures 6, 7 et 8, où il comporte un orifice circulaire 31 assurant une communication de fluide entre la surface supérieure du clapet et l'intérieur de la tige creuse. Cet orifice assure un passage pour le fluide amortisseur lors de la course de compression de l'amortisseur. L'orifice 31 est contre-alésé en 32 sur l'intérieur de la tige et a un diamètre inférieur au diamètre intérieur de la partie de tige 35. Un siège de clapet en forme de bague 39 est formé entre la circonférence du contre-alésage 32 et une surface conique 33.Ce siège 39 fournit une assise pour un organe formant clapet de compression. Cet organe 55 est représenté en détails dans les figures 11 et 12 comme ayant une forme hexagonale plate dont les dimensions permettent son montage dans la partie de tige creuse 35. La partie 35 du clapet de remplissage comporte deux fentes en forme de T 36 s'étendant radialement le long des c8tés opposés de la tige de clapet. Ces fentes 36 forment 4 épaulements 40, qui forment des surfaces de positionnement pour un organe de retenue de ressort 50. Cet organe 50 est représenté en détail dans les figures 9 et 10, comme étant constitué d'un matériau d'épaisseur uniforme, avec une partie circulaire centrale 51 et deux bras s'étendant radialement 52 dont les extrémités 53 sont cambrées perpendiculairement à la partie circulaire 50. Cette partie circulaire 50 a un diamètre suffisamment petit pour permettre son insertion dans la partie creuse de la tige 35. Pour monter l'ensemble à clapet de compression et de remplissage 6, le clapet de remplissage est d'abord inséré dans l'alésage central 21 de la tête de compression, la tige s'étendant vers le bas dans l'alésage 21, comme cela est représenté dans la figure 2. Le clapet de compression 55 est alors inséré dans la partie creuse de la tige 35 de sorte qu'il repose sur le siège 39. Un ressort pour clapet de compression cylindrique 56 est alors mis en place dans la partie creuse de la tige 35, une de ses extrémités étant en contact avec la surface inférieure du clapet 55. Un ressort pour clapet de remplissage conique 57 est placé autour de la partie 35, l'extrémité la plus grande 58 étant en contact avec les saillies internes 29 des organes d'arrêt 25. La partie circulaire 51 de l'organe de retenue de ressort 50 est alors insérée dans la partie creuse de la tige 35, les bras 52 s'étendant radialement dans les fentes 36 et la partie cambrée 53 s'étendant vers la surface intérieure de la tête de compression 20. En enfonçant l'organe de retenue de ressort dans la fente 36, jusqu'à ce qu'il repose sur les épaulements 40, le ressort de clapet de compression 56 et le ressort de clapet de remplissage 57 se trouvent comprimés tous les deux. Cette compression se traduit par la sollicitation par le ressort de clapet de compression du clapet de compression vers son siège et, de même, celle du clapet de remplissage vers son siège.La partie en prolongement 37 de la tige de clapet est alors cambrée, comme cela est représenté dans la figure 2, de façon à maintenir l'organe de retenue de ressort 50 contre les épaulements 40. La tête de compression est alors inséréedans le cylindre 2, comme cela est représenté dans la figure 2, jusqu'à ce que les parties s'étendant radialement 17 limitent le mouvement de la tête de compression 20 dans le cylindre. La tête de compression 20 étant en place dans le cylindre 2, l'amortisseur est alors assemblé d'une façon bien connue de lthomme de l'art. Le fonctionnement de ce clapet de compression et de remplissage 6 lors de la course de compression est représenté dans la figure 2. Alors que le piston 3 se déplace axialement le long du cylindre 2, dans la direction de l'ensemble 6, l'énergie du fluide de la chambre inférieure 8 croit et agit, par l'intermédiaire de l'orifice central 31, sur la face du clapet de compression 55. Lorsque l'énergie du fluide agissant sur le clapet de compression 55 atteint une valeur à laquelle elle vainc la force du ressort de compression 56, le clapet se déplace vers le bas et s'éloigne du siège de clapet, ce qui permet au fluide amortisseur de s'écouler'à travers l'orifice 31, puis entre le clapet 55 et son siège 39 et dans la partie creuse de la tige 35. Le fluide entrant dans la partie 35, dont le débit est limité par le diamètre de l'orifice 31, s'écoule à travers la fente 36, entre les bords de la tête de compression 20 et le chapeau dZex- trémité 10 et dans la chambre de remplissage 5, la quantité de fluide amortisseur s'écoulant de la chambre inférieure dans la chambre de remplissage pendant la course de compression étant ainsi dosée. L'action de compression de l'amortisseur peut par conséquent gtre contrôlée par une sélection appropriée du diamètre de l'orifice 31, de façon que le débit du fluide amortisseur puisse être dosé à la valeur requise. Pendant la course de compression, l'énergie élevée du fluide de la seconde chambre agit aussi sur le clapet de remplissage, mais nu lieu d'être décollé de son siège comme le clapet de compression, te clapet de remplissage est sollicité contre son siège, ce qui evite une fuite de fluide pendant la course de compression entre le clapet de remplissage et son siège respectif. Lors de la course de détente, le piston 3 se déplace axialement dans le cylindre 2 en s'éloignant de l'ensemble à clapet de eompression et de remplissage 6, ce qui provoque la diminution de 'énergie du fluide de la chambre inférieure 8 à une valeur inférieure à celle du fluide de la chambre de remplissage 5. Comme on peut le voir dans la figure 3, le différentiel d'énergie du fluide amortisseur agit sur le clapet de remplissage 30, jusqu'à ce que la force du ressort du clapet de remplissage 57 soit vaincue et jusqu'a ce que le clapet de remplissage 30 s'éloigne du siège 22. Cette énergie différentielle agit aussi de façon à solliciter le clapet de compression 55 sur son siège respectif, ce qui évite une fuite de fluide dans l'orifice 31. Le déplacement axial de ce Clapet de remplissage 30 est limité lorsque les parties cambrées 53 de l'organe de retenue du ressort de clapet sont en contact avec la tête de compression 20. Le clapet de remplissage étant écarté de son siège, un passage relativement libre pour la circulation du fluide entre la chambre de remplissage 5 et la chambre inférieure 8, se trouve ouvert. Ce déplacement du clapet, en conjonction avec l'action du piston, permet de contrôler la course de détente de l'amortisseur. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REaZENDICATIONS 1 - Amortisseur de chocs à double action directe du type constitué d'une chambre dtaeortisEement à paroi cylindrique permettant la réception d'un fluide amortisseur, d'un piston divisant la chambre entre une première partie de chambre et une seconde partie de chambre, le piston étant monté de façon à être animé d'un mouvement de va-et-vient dans la chambre, d'un moyen porté par le piston pour commandeur le débit du fluide amortisseur entre la première partie de chambre et la seconde partie de chambre, d'une chambre de remplissage renfermant le fluide amortisseur, d'un moyen de direction du fluide amortisseur entre la chambre de remplissage et la seconde partie de chambre, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour commander le débit du fluide amortisseur dans le moyen de direction du fluide ions une première direction entre la chambre de remplissage et la seconde partie du cylindre et dans une seconde direction entre la seconde partie de cylindre et la chambre de remplissage, ce moyen de commande du fluide comportant un siège de clapet dans le moyen de direction, un organe formant clapet de remplissage amené en contact avec le siège de clapet et écarté de celui-ci pour commander le débit du fluide amortisseur dans le moyen de direction dans cette première direction et pour éviter le débit du fluide amortisseur dans cette seconde direction, un moyen de direction de fluide dans le clapet de remplissage pour permettre le débit du fluide amortisseur dans ce moyen de direction de fluide, un clapet de compression plat sans tige porté par le clapet de remplissage amené en contact avec le clapet de remplissage et écarté de celui-ci pour commander le débit du fluide amortisseur dans la seconde direction par llintermédiaire du moyen de direction de fluide dans le clapet de remplissage et pour éviter le débit du fluide amortisseur dans cette première direction par l'intermédiaire du moyen de direction du fluide dans le clapet de remplissage, un moyen de contact avec les bords du clapet de compression pour positionner axialemerlt le. clapet de compression sur le moyen de direction de fluide pendant le déplacement du clapet de compression. 2 - Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de positionnement du clapet de compression sont situés dans le clapet de remplissage. 3 - Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de positionnement du clapet de compression est une tige de clapet creuse située sur le clapet de remplissage. 4 - Amortisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le clapet de compression est situé à l'intérieur de la tige creuse de clapet. 5 - Amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tige de clapet définit le moyen de direction de fluide du clapet de remplissage. 6 - Amortisseur de choc à double effet direct du type comprenant une chambre d'amortissement à paroi cylindrique permettant la réception d'un fluide amortisseur, un piston divisant la chambre entre une première partie de chambre et une seconde partie de chambre, le piston étant monté de façon à être animé d'un mouvement de va-et-vient dans la chambre, un moyen porté par le piston pour commander le débit du fluide amortisseur entre la première partie de chambre et la seconde partie de chambre, une chambre de remplissage pour contenir le fluide amortisseur, caractérisé en ce qugil comprend une tête de compression en forme de coupe ayant une épaisseur de paroi sensiblement uniforme insérée dans l'extrémité de la seconde partie de chambre, des parois cylindriques sur la tête de compression pour venir en contact avec les parois intérieures de la seconde partie de chambre, des parties distantes angulairement s'étendant radialement sur les parois cylindriqu venant en contact avec ltextré- mité de la seconde chambre et évitant le déplacement axial de la teA te de compression dans la seconde partie de chambre, une partie de paroi circulaire de la tête s'étendant vers l'intérieur à partir de l'extrémité de la partie de paroi cylindrique opposée aux saillies radiales, un moyen monté sur la tête de compression pour commander le débit du fluide amortisseur entre la seconde prtie de chambre et la chambre de remplissage. 7 - Amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen commandant le débit entre la chambre de remplissage et la seconde partie de chambre est monté sur la partie de paroi cylindrique.