Brevet FR2463329A1 — publié le 19810220

La présente invention se rapporte à un amortisseur télescopique hydromatique, particulièrement adapté à des véhicules automobiles, comme dans le système de suspension. L'amortisseur du type De Carbon est bien connu, et il est illustré sur la figure 1 comme comprenant un cylindre 1 fermé à ses deux extrémités. Le cylindre contient un liquide d'amortissemeit7tel que de l'huile et un gaz inerte sous pression 8, comme de l'azote. Une tige de piston 3 traverse axialement une extrémité du cylindre et porte un piston 2. Le piston 2 s'adapte axialement dans le cylindre et il est pourvu d'un certain nombre d'orifices axiaux 6 associés à des plaques formant chicaneset qui permettent au liquide de traverser quand le piston se déplace dans le cylindre. Un piston auxilaire 5 est prévu dans le cylindre, pour y séparer le liquide et le gaz- Le piston auxiliaire 5 comporte une bague flexible d'étanchéité en caoutchouc fixée dans une gorge de sa paroi cylindrique. Le gaz 8 est mis sous pression jusqu'à environ kg/cm2 afin de mettre le liquide d'amortissement sous pression. Une difficulté principale que l'on rencontre avec un tel amortisseur provient du fait que la grandeur de la force d'amortissement qu'il produit dépend de la vitesse du mouvement réciproque du piston et est essentiellement indépendante de la fréquence et de l'amplitude des vibrations appliquées à l'amortisseur. Quand un tel amortisseur est utilisé comme amortisseur pour une suspension afin d'amortir les vibrations résonnantes suspendues et non suspendues, il produit une force d'amortissement trop importante dans la gamme des hautes fréquences, par exemple quand il reçoit une vibration à haute fréquence lorsque le véhicule automobile se déplace sur une route ayant une surface telle qu'elle induise des vibrations à haute fréquence, par exemple, une route ayant une surface ondulée, forçant la vitesse du mouvement récipro- que du piston à augmenter à cette gamme de hautes fréquences Comme la grandeur de la force d'amortissement produite par l'amortisseur du type De Carbon augmente considérablement dans la gamme des hautes fréquences, la grandeur de la force transmise à la carrosserie par l'amortisseur augmente, créant ainsi une conduite inconfortable et augmentant le bruit de la route transmis au compartiment des passagers. La présente invention a pour but de surmonter la difficulté ci-dessus et de procurer un amortisseur comprenant un cylindre fermé à ses deux extrémités; une certaine quantité d'un liquide contenu dans le cylindre; un piston axialement mobile dans le cylindre afin de le diviser en première et seconde chambres et immergé dans le liquide; une tige de piston coaxiale avec le cylindre et reliée au piston, la tige de piston s'étendant axialement vers l'extérieur du cylindre d'une façon étanche au liquide à travers l'une des extrémités du cylindre, dans le piston étant formé au moins un orifice permettant l'écoulement du liquide à travers lui pendant le mouvement réciproque axial du piston dans le cylindre; et un organe en élastomère définissant une trosième chambre en communication avec la seconde, le liquide remplissant la trcisième chambre. En conséquence, la présente invention a pour objet un amortisseur ayant une chambre dilatable du liquide pour recevoir un certain volume d'un liquide d'amortis- sement déplacé du cylindre afin de réduire la force d'amortissement dans la gamme desIautesfréquences La présente invention a pour autre objet un amortisseur ayant une structure très simple. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue partiellement arrachée montrant une coupe axiale de l'amortisseur du type De Carbon ci-dessus décrit; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 illustrant un premier mode de réalisation d'un amortisseur selon la présente invention; - la figure 3 est un graphique montrant la constante d'amortissement sur l'axe des ordonnées en fonction de la fréquence des vibrations appliquées sur l'axe des abscisses pour l'amortisseur du type De Carbon illustré sur la figure 1 et l'amortisseur illustré sur la figure 2; - la figure 4 est une vue semblable à lafigure 1 montrant un second mode de réalisation d'un amortisseur selon la présente invention; - la figure 5 est un graphique montrant les caractéristiques de constante d'élasticité sur l'axe des ordonnées en fonction de la position du piston sur l'axe des abscisses pour l'amortisseur illustré sur la figure 2 et pour celui illustré sur la figure 4 - la figure 6est un graphique montrant les caractéristiques de la constante d'amortissement sur l'axe des ordonnées en fonction de la position du piston sur l'axe des abscisses pour les amortisseurs des figures 2 et 4; - la figure 7 est une vue semblable à la figure 1 montrant un troisième mode de réalisation d'un amortisseur selon la présente invention;et - la figure 8 est ure vue semblable à la figure 1 montrant un quatrième mode de réalisation d'un amortisseur selon la présente invention. En se référant à la figure 2, elle montre un premier mode de réalisation d'un amortisseur selon la présente invention, qui comporte un cylindre 1 fermé à son extrémité supérieure par une paroi extrême circulaire 4. Le cylindre 1 comporte une paroi extrême inférieure venant de matière (non repérée). Une tige de piston 3 traverse longitudinalement et de façon coulissante la paroi extrême circulaire 4. Un moyen appro- prié formant garniture ou d'étanchéité est prévu pour assurer un joint étanche au liquide entre la tige de piston 3 et la paroi extrême 4. La tige de piston 3 est coaxiale avec le cylindre 1. A une extrémité, la tige de piston 3 porte un piston circulaire 2 pour glisser de façon étanche le long de la surface de paroi -interne du cylindre 1. Le piston 2 est pourvu d'un certain nombre d'orifices circulairement espacés, dont un seul est illustré en 6, et quitravErsent axialement le piston 2. Dans le cylindre 1 est disposée une quantité prédéterminée d'uni liquide approprié comme de l'huile. Les orifices 6 permettent à l'huile de traverser pendant le mouvement réciproque du piston 2. Le piston 2 divise l'intérieur du cylindre 1 en une première chambre 20 et une seconde chambre 22, toutes deux remplies d'huile. Un premier organe en élastomère 9 comme du caoutchouc, définit-une troisième chambre 11 communiquant avec la seconde chambre 22 par au moins un orifice 12 formé dans la paroi latérale du cylindre. Le premier organe en élastomère 9 a la forme d'untube entourant la partie inférieure de la surface externe du cylindre 1 et il est attaché de façon étanche à une extrémité par deux bandes d'acier 10. Un second organe en élastomère 9', identique au premier, définit une quatrième chambre 11' communiquant avec la première chambre 20 par au moins un orifice 12' formé dans la paroi latérale du cylindre. Le second organe en élastomère 9' entoure la partie supérieure de la surface externe du cylindre 1 et il est attaché de façon étanche à ses extrémités ouvertes à la surface externe du cylindre par deux bandes en acier 10'. La dimension de chaque orifice 12 et 12' dans la paroi latérale cylindrique du cylindre 1 est supérieure à celle de chacun des orifices 6 formés dans le piston 2. La surface totale d'ouverture des orifices 12 est plus grande que la surface totale d'ouverture des orifices 6. Il en est de même pour la surface totale d'ouverture des orifices 12'. En fonctionnement, tandis que le piston 2 descend à partir de la position illustrée sur la figure 2, la pression de l'huile dans la seconde chambre 22 en dessous du piston 2 augmente, forçant ainsi ce liquide sous pression à passer par l'orifice 12 afin d'augmenter le volume de la chambre il pour dilater la partie intermédiaire de l'organe en élastomère 9. L'élasticité des organes en élastomère impartit un effet de ressort à l'amortisseur selon la présente idvention. En se référant à la figure 3, la ligne A montre une courbe de la constante d'amortissement en fonction de la fréquence pour l'amortisseur du type De Carbon illustré sur la figure 1; la courbe B montre la courbe dans le cas de l'amortisseur de la présente invention qui est représenté sur-la figure 2. Dans l'amortisseur du type De Carbon, la constanb d'amortissement augmente sensiblement proportionnellement à la fréquence des vibrations. Dans l'amortisseur selon la présente invention, tandis que la fréquence des vibrations augmente, bien que.la résistance à l'écoulement à travers les orifices 6 du piston augmente pour augmenter la pression de l'huile d'amortissement dans le cylindre 1, cette augmentation des vibrations est partiellement absorbée par l'élasticité des organes en élastomère 9 et 9', ainsi la constante d'amortissement diminue comme cela est illustré par la ligne B, quand la fréquence a dépassé une fréquence de crête. Cette augmentation de la constante d'amortissement uniquement jusqu'à ce que cette fréquence de crête soit atteinte, se produit grâce au retard du temps de réponse de l'augmentation de la pression du fluide à l'avant du piston en déplacement 2, provoqué par l'écoulement restreint à travers les orifices 6. Ce retard de réponse est provoqué par l'huile entrant dans les troisième et quatrième chambres 11 et 11' sous les impulsions de pression des vibrations, ces impulsions de pression étant absorbées par les organes en élastomère 9 et 9' et la dilatation élastique des troisième et quatrième chambres. Tandis que la fréquence des vibrations du piston s'approche de cette période de retard de réponse, la sensibilité du piston 2 aux vibrations diminue, provoquant l'effet inverse en réponse à une plus ample augmentation de fréquence, pour abaisser la constante d'amortissement aux fréquences plus élevées. Il s'ensuit que cette fréquence de crête peut être réglée en modifiant les divers facteurs affectant la fréquence de crête (viscosité de l'huile, dimension des orifices de restriction 6, dimension du cylindre etdeschambres secondaires, élasticité des organes 9 et 9', et autres). Quand l'amortisseur selon la présente invention doit être utilisé dans un système de suspension d'un véhicule automobile, la fréquence de crête à laquelle la constante d'amortissement est maximaleest la fréquence de résonance non suspendue qui est déterminée par la constante de ressort en direction verticale du pneumatique et le poids total du pneumatique et de la roue associée.-Comme la force d'amortissement n'augmente pas avec-la fréquence dans la gamme des hautes fréquences, la transmission des vibrations de la roue à la carrosserie peut être efficacement amortie. Par ailleurs, l'amortisseur selon la présente invention est doté d'un effet de ressort, on peut donc l'utiliser dans un système de suspension d'un moteur. Dans ce cas, la fréquence de crête à laquelle la constante d'amortissement est maximale doit être la fréquence critique (environ 10Hz) au-dessus de laquelle le moteur commence à vibrer. En se référant à la figure 4, elle montre un second mode de réalisation qui est sensiblement semblable au premier illustré sur la figure 2, mais avec un collier externe rigide en acier 13. Le collier 13 est fixé, à une extrémité, à l'extrémité inférieure de la surface externe du cylindre 1 et il entoure les surfaces externes des organes 9 et 9' en élastomère avec un jeu S entre eux. Le collier 13 limite la dilatation des organes en élastomère pour modifier ainsi leur caractéristique d'élasticité et lescaractéristiques de dilatation des troisième et quatrième chambres 11 et 11'. Ainsi, on peut obtenir une constante d'amortissement et une constante de ressort souhaitées. La figure 5 est un graphique montrant la constante de ressort en fonction de la position du piston (en direc- tion de contraction) et la figure 6 est un graphique montrant la constante d'amortissement en fonct n de la position du piston (en direction de contraction), la fréquence et l'amplitude étant fixes. Sur chaque graphique, la courbe de l'amortisseur de la figure 2 est illustrée par la ligne en pointillés C et les lignes D et E en traits pleins désignent l'amortisseur de la figure 4 après que l'organe en élastomère 9 a contacté le collier 13. La ligne D illustre le cas o le jeu S est relativement petit et la ligne E illustre le cas o le jeu S est plus important. Ainsi, il est évident, en considérant les figures 5 et 6, qu'avec la diminution du jeu S, la constante d'amortissement et la constante de ressort augmentent en réponse à la position du piston, augmentant ainsi le degré de dépendance de la position du piston. Dans un-troisième mode de réalisation qui est illustré sur la figure 7, une variation de volume correspondant à la course de la tige de piston 3 est absorbée par la dilatation de l'organe inférieur en élastomère 9, ainsi la caractéristique d'amortissement en direction de course vers le bas du piston est sensiblement la même que celle de l'amortisseur de la figure 2, et la caractéristique d'amortissement en direction de course du piston vers le haut est comme dans un amortisseur traditionnel. La figure 8 montre un quatrième mode de réalisation o un collier 13 est fixé à l'amortisseur de la figure 3 pour atteindre la dépendance du jeu S sur la constante de ressort. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Amortisseur, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre (1) fermé à ses deux extrémités; une certaine quantité d'un liquide contenu dans ledit cylindre; un piston (2) axialement mobile dans ledit cylindre pour le diviser en première (20) et seconde (22) chambres et immergé dans ledit liquide; une tige de piston (3) coaxiale avec ledit cylindre et reliée audit piston, ladite tige s'étendant axialement vers l'extérieur dudit cylindre d'une façon étanche au liquide à travers l'une des extrémités dudit cylindre ledit piston ayant au moins un orifice qui y est formé, permettant l'écoulement du liquide à travers lui pendant un mouvement réciproque axial dudit piston dans ledit cylindre; et un organe en élastomère (9) définissant une troisième chambre (11) communiquant avec ladite seconde chambre, le liquide remplissant ladite troisième chambre. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un second organe en élastomère (9') définissant une quatrième chambre (11') communiquant avec la première chambre (20) précitée, le liquide remplissant ladite quatrième chambre (11'). 3. Amortisseur selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'il comprend de plus un collier externe (13) pour limiter le mouvement de dilatation du premier organe en élastomère (9) précité. 4. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un collier externe (13) pour limiter le mouvement de dilatation des premier et second organes en élastomère précités. 5. Amortisseur selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'organe en élastomère précité est un tube attaché de façon étanche à ses extrémités ouvertes, à la surface externe du cylindre précité. 6. Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un certain nombre de bandes d'acier (10, 10') entourant respectivement les extrémités ouvertes de chaque organe en élastomère précité pour l'attacher de façon étanche à la surface externe du cylindre précité. 7. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un orifice d'écoulement du fluide (12) permettant la communication entre les seconde et troisième chambres (22, 11) précitées. 8. Amortisseur selon l'une quelconque des revendica- tions 2 ou 4, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices d'écoulement du fluide (12, 12') permettant la communication entre les seconde et troisième chambres (22, 11) précitées et les première et quatrième chambres (20, 11') précitées, respectivement. 9. Amortisseur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 3, caractérisé en ce que la surface externe du cylindre précité et l'organe en élastomère précité coopèrent pour définir la troisième chambre (11) précitée. 10. Amortisseur selon l'une quelconque des revendica- tions 2 ou 4, caractérisé en ce que la surface externe du cylindre et les organes en élastomère (9, 9') précités coopèrent pour définir les troisième et quatrième chambres précitées, respectivement.