Brevet FR2497894A1 — publié le 19820716

La présente invention se rapporte à un amortisseur hydraulique, pneumatique ou oléopneumatique, notamment pour la suspension des véhicules à moteur, comprenant un piston lié à une tige de piston et séparant le volume intérieur d'un cylindre en deux chambres de travail, l'amortissement des mouvements de la tige de piston étant assuré par des clapets composés d'obturateurs en forme de corps massif, de disque ou de rondelle, et d'ajutages, l'un au moins de ces clapets d'amortissement comportant un obturateur rigide soumis à l'effet d'un ressort et monté, mobile en direction axiale, autour d'une pièce cylindrique, le diamètre intérieur de cet obturateur définissant, avec ladite pièce cylindrique, une section de passage annulaire. Les amortisseurs de ce genre, avec des clapets à obturateursrigides, sont d'une fabrication très coûteuse, étant donné que d'une part ils exigent un guidage parfait de l'obturateur le long de la pièce cylindrique, et que d'autre part l'obturateur doit, en position fermée, recou- vrir exactement les ajutages. Pour obtenir un fonction- nement irréprochable de ces clapets, les sièges formés sur les pistons des accumulateurs, ainsi que les faces actives d'appui des obturateurs, doivent être usinés suivant des plans rigoureusement perpendiculaires à l'axe de la tige de piston. Même des écarts très faibles, par rapport à cette orientation idéale, sont la cause de variations importantes de la force d'amortissement, en raison des défauts d'étanchéité qu'ils engendrent. Du fait que la section de passage entre le diamètre intérieur de l'obtu- rateur et la pièce de guidage cylindrique sert, dans la plupart des cas, de section de "pré-ouverture" pour le clapet, des tolérances très rigoureuses doivent aussi être respectées pour ces parties. Pour que la section de "pré-ouverture" soit parfaitement déterminée, il est nécessaire de réaliser un guidage supplémentaire, par exemple au moyen de nervures faisant saillie radialement, entre l'obturateur et la pièce cylindrique. Toutes ces -2- considérations mettent en évidence les problèmes liés à l'utilisation d'obturateurs rigides, pour obtenir que le clapet possède la courbe caractéristique de la force d'amortissement désirée. Même des écarts de tolérances très minimes ont pour conséquence des différences fort importantes par rapport à la courbe caractéristique idéale de la force d'amortissement. Même dans le cas o le diamètre intérieur de l'obtu- rateur et le diamètre extérieur de la pièce cylindrique respectent des tolérances très étroites, l'on ne peut être certain d'obtenir une application parfaite de l'obtu- rateur sur les ajutages, si l'on ne respecte pas également des tolérances très rigoureuses pour tous les autres élé- ments de l'amortisseur qui se trouvent en contact avec les pièces constitutives du clapet. La demande de brevet allemand DE-OS 2 548 049 révèle un clapet d'amortisseur dont l'obturateur coopère avec une bague de commande qui forme la section de "pré-ouver- ture". Selon la position plus ou moins parfaitement centrée de ladite bague par rapport à un doigt de guidage, l'on obtient des effets d'amortissement variables de cette section de "1pré-ouverture", si bien que, même dans le cas d'une telle réalisation, l'effet d'amortissement dans la phase de "pré-ouverture" ne peut être défini avec une grande précision. La présente invention vise l'élimination de ces inconvénients, et elle a donc pour but de fournir une réalisation d'amortisseur perfectionnée dans laquelle la section de "pré-ouverture" est parfaitement déterminée, ce qui permet de réduire les exigences en matière de toléran- ces dimensionnelles pour les clapets munis d'un obturateur rigide, dans les amortisseurs du genre ici considéré, tout en obtenant un fonctionnement parfait des clapets. -A cet effet, il est prévu selon l'invention qu'une bague d'étanchéité est montée dans la région de la section de passage, de manière à obturer ladite section. La sec- tion de passage, définie entre l'obturateur rigide et -3- la pièce cylindrique, est ainsi fermée par un moyen simple, ce qui diminue les exigences en matière de tolérances pour ces deux éléments. Même en cas de légères inclinaisons des surfaces planes par rapport à leur direction idéale, l'obturateur peut recouvrir parfaitement les ajutages, sans qu'il se produise un effet de coincement de l'obtu- rateur sur la pièce cylindrique. Ce mode de réalisation permet en outre une détermination parfaite des sections de "pré-ouverture", qui sont définies par exemple par des rondelles enserrées entre les obturateurs et les sièges des clapets. Par suite des exigences réduites en mantière de tolérances de fabrication de tels clapets munis d'obturateurs rigides, ceux-ci peuvent être produits très économiquement, avec une excellente adaptation fonc- tionnelle et un respect strict des caractéristiques recherchées pour ces clapets. Par comparaison avec l'éco- nomie réalisée dans la fabrication, le coût supplémentaire résultant de la bague d'étanchéité et de la rondelle de "pré-ouverture", ou de l'usinage d'une section de "pré- ouverture" dans le siège du clapet, reste très faible. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la bague d'étanchéité est montée dans une gorge périphérique de la pièce cylindrique. Suivant d'autres formes d'exécu- tion possibles, la bague d'étanchéité est, au contraire, montée mobile axialement par rapport à la pièce cylindri- que, et liée axialement à l'obturateur rigide. Dans un mode de réalisation particulier, l'obturateur rigide présente, dans sa région de plus faible diamètre, un évidement annulaire possédant un profil en forme géné- rale de "L", qui reçoit la bague d'étanchéité, la retenue axiale de ladite bague d'étanchéité étant assurée par une ondelle enserrée entre l'obturateur et le siège du cla- pet. Ces dispositions permettent un montage et une immobi- lisation très simples de la bague d'étanchéité sur l'obtu- rateur. La rondelle ici utilisée peut remplir une double fonction, en assurant d'une part le maintien de la bague d'étanchéité, et en formant d'autre part la section de "pré-ouverture" du clapet. Plus particulièrement, l'on peut obtenir de façon simple un effet d'appui progressif de la bague d'étan- chéité sur la pièce cylindrique, en fonction de la pres- sion, en prévoyant que l'évidement annulaire de l'obtura- teur, qui reçoit la bague d'étanchéité, ménage autour de ladite bague un espace libre annulaire, tandis que la rondelle précitée comporte au moins une encoche définis- sant la section de "pré-ouverture" et communiquant avec l'espace libre annulaire. Avantageusement, cet espace libre annulaire est délimité par une paroi de l'obturateur inclinée par rapport à la direction de l'axe de l'amortis- seur; une telle paroi tronconique, facile à usiner, permet un positionnement exact de la bague d'étanchéité, et elle permet aussi que s'exercent, sur la bague d'étan- chéité, des forces radiales dirigées vers l'axe qui résultent de la pression régnant à l'intérieur de l'espace libre annulaire et s'appliquant sur la face extérieure de ladite bague. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la bague d'étanchéité est fixée sur la paroi cylindrique intérieure de l'obturateur rigide. La liaison entre la bague d'étanchéité et l'obturateur est réalisée par exemple par vulcanisation ou par collage. Dans une varian- te, l'obturation de la section de passage entre l'obtura- teur rigide et la pièce cylindrique est assurée par une bague d'étanchéité non pas liée directement à l'obtura- teur, mais montée à l'intérieur d'une rondelle d'appui, appliquée contre la face annulaire active de l'obturateur. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cet amortis- seur: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un amortisseur à deux tubes; Figure 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, -5- du piston de l'amortisseur selon la figure 1, muni de clapets de traction et de compression, avec bague d'étan- chéité montée dans un évidement de l'obturateur rigide du clapet de traction; Figure 3 montre le piston d'un amortisseur dans le- quel la section de passage, entre l'obturateur rigide et une pièce cylindrique, est fermée par une bague d'étan- chéité montée dans une gorge de la pièce cylindrique; Figure 4 représente une variante dans laquelle la bague d'étanchéité est fixée sur la paroi intérieure de l'obturateur Figure 5 montre encore une forme de réalisation de l'invention, dans laquelle la bague d'étanchéité est montée à l'intérieur d'une rondelle d'appui, interposée entre le siège et l'obturateur du clapet; Figure 6 illustre une variante de la figure 5, avec un obturateur en forme de simple rondelle. L'amortisseur à deux tubes représenté sur la figure 1 comporte un premier tube 1 constituant un cylindre, entouré d'un second tube 2 délimitant un récipient, une chambre annulaire de compensation 9 étant définie entre le cylindre 1 et le récipient tubulaire 2. Une tige de piston 3 est montée coulissante dans un guide de tige 4 fixé à une extrémité du récipient tubulaire 2, l'étanchéi- té autour de la tige 3 étant assurée par une garniture 5. Le centrage du cylindre 1 par rapport au récipient tubu- laire 2 est réalisé, d'une part, par le guide de tige 4 et, d'autre part, par un clapet fixe 10 situé au fond du récipient 2. Le piston 6, solidaire de la tige 3, sépare le volume intérieur du cylindre 1 en une chambre de tra- vail supérieure 7 et une chambre de travail inférieure 8. La chambre de compensation 9 est mise en communication avec la chambre de travail inférieure 8 par l'intermédiai- re- du clapet 10 situé au fond du récipient tubulaire 1. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, qui représente le piston 6 à une plus grande échelle, ce piston 6 est monté sur un prolongement fileté de la tige -6- de piston 3, et fixé au moyen d'une pièce cylindrique 11, qui comporte un taraudage et est vissée sur le filetage du prolongement de la tige 3. Le clapet dit de traction, qui intervient lors du mouvement de sortie de la tige de piston 3 hors du cylindre 1, est constitué par un obtura- teur rigide 12, guidé suivant son diamètre intérieur autour de la pièce cylindrique 11, et définissant avec cette pièce 11 une section de passage annulaire 21. Un *ressort de compression 13 prend appui, par une extrémité, sur l'obturateur 12 et, par son autre extrémité, contre un écrou 22, qui est vissé sur le filetage du prolongement de la tige 3, pour permettre un réglage de la compression initiale du ressort 13. Le clapet de traction est combiné aux ajutages 16 du piston 6, qui débouchent par leurs deux extrémités dans des gorges annulaires. Entre le siège du clapet et la face annulaire supérieure de l'obtu- rateur 12 est enserrée une rondelle 14, avec des encoches définissant une section de "pré-ouverture". Pour étan- cher la section de passage 21, il est prévu une bague annulaire 17, montée dans un évidement annulaire 18 de l'obturateur 12. Cet évidement 18 possède un profil en forme générale de "L", avec un côté 19 incliné sur la direction de l'axe du piston, pour délimiter, avec la face extérieure de la bague d'étanchéité 17, un espace libre annulaire 20, de section triangulaire. Le clapet dit de compression, qui intervient lors du mouvement de rentrée de la tige de piston 3 dans le cylindre 1, est constitué par un disque obturateur élas- tique 23, pincé dans sa partie centrale et soumis à l'action d'un ressort qui le presse à sa périphérie. Ce disque obturateur 23 coopère avec des ajutages 24 de direction axiale du piston 6, pour permettre la compres- sion, et il possède des ouvertures permettant l'écoulement du fluide amortisseur vers les ajutages 16, pour la trac- tion. Les chambres de travail 7 et 8, formées à l'intérieur du cylindre 1, contiennent le liquide amortisseur, tandis -7- que la chambre de compensation 9 est remplie partiellement de ce liquide amortisseur et partiellement de gaz. Lors du mouvement de traction, c'est-à-dire de sortie de la tige de piston 3 hors du cylindre 1, du liquide quitte la chambre de travail supérieure 7 en passant par les ouver- tures du disque obturateur élastique 23, prévues à cet effet, et par les ajutages 16 de direction axiale du pis- ton 6. Tant que les vitesses du piston 6 restent faibles, le liquide amortisseur s'écoule au travers des encoches 15 de la rondelle 14, et parvient ainsi dans la chambre de travail inférieure B. La résistance à l'écoulement, résultant de la section réduite de "pré-ouverture" défi- nie par les encoches 15, détermine donc l'effort d'amortis- sement du piston 6, aux faibles vitesses de celui-ci. En raison de la présence de la bague d'étanchéité 17, la section de passage 21, définie entre le diamètre extérieur de la pièce cylindrique 11 et le diamètre intérieur de l'obturateur 12, est obturée, de sorte que seule la sec- tion de "pré-ouverture" définie par les encoches 15 est active durant cette phase de fonctionnement. Lorsque la tige de piston 3 effectue un mouvement de sortie à des vitesses plus élevées, la différence des pressions entre les deux chambres de travail 7 et 8 augmente également. Lorsque l'effort de poussée qui s'exerce sur l'obturateur rigide 12, par suite de cette différence de pressions, devient plus élevé que l'effort antagoniste du ressort 13, l'obturateur 12 s'écarte de son siège et libère une sec- tion de passage croissant proportionnellement à ladite différence de pressions. Le jeu relativement important entre l'obturateur 12 et la pièce cylindrique 11, désigné ici par "section de passage 21", permet d'obtenir, même en cas de défauts d'alignement ou de centrage des éléments constitutifs du clapet de traction, un appui régulier de la face supérieu- re annulaire de l'obturateur 12 sur le siège annulaire de ce clapet, ce qui évite qu'il subsiste une section de passage libre incontrôlée. La bague d'étanchéité 17 -8- assure le centrage de l'obturateur 12 et garantit que la seule section active de "pré-ouverture" est celle définie par les encoches 15 de la rondelle 14. La forme d'exécution de la figure 3 se distingue de celle des figures 1 et 2 par le fait que la bague d'étan- chéité 17 est montée dans une gorge périphérique 25 de la pièce cylindrique 11. Lors des mouvements d'ouverture et de fermeture de l'obturateur 12, celui-ci glisse donc sur la bague d'étanchéité 17. Cette différence mise à part, le fonctionnement des clapets reste identique à celui décrit ci-dessus en référence aux figures 1 et 2. Dans la variante représentée à la figure 4, c'est l'obturateur 12 qui porte, sur sa paroi cylindrique inté- rieure, une bague d'étanchéité 26 qui obture ainsi la section de passage 21 délimitée extérieurement par ladite paroi. La fixation de la bague d'étanchéité 26 sur l'ob- turateur 12 est, de préférence, réalisée par vulcanisation. La figure 5 montre une autre forme de réalisation de l'invention, réalisant toujours l'obturation de la section de passage 21 entre l'obturateur rigide 12 et la pièce cylindrique interne. Il est ici prévu, entre la face supérieure de l'obturateur 12 et la rondelle 14 présentant les encoches 15 qui définissent la section de "pré-ouverture", une rondelle supplémentaire d'appui 27, qui porte une bague d'étanchéité 28 fixée sur son bord circulaire intérieur. La figure 6 représente une réalisa- tion similaire, se distinguant toutefois de celle de la figure 5 par une simplification encore plus grande de la constitution du clapet, dont l'obturateur 29 possède la forme d'une rondelle plate. Dans cette dernière varian- te également, la bague d'étanchéité 28 liée à la rondelle d'appui 27 ferme la section de passage 21 délimité par l'obturateur 29 en forme de rondelle plate et par la pièce cylindrique 11. La structure de clapet d'amortissement, décrite ci- dessus et représentée au dessin dans l'application à des clapets de traction, peut aussi être appliquée dans la réalisation des clapets tels que celui 10, situé au fond de l'amortisseur, et/ou celui qui, placé sur le piston 6, intervient lors de la compression. Les bagues d'étanchéité 17, 26 ou 28 doivent, dans tous les cas, pouvoir se déformer suffisamment pour ne pas gêner les obturateurs 12 ou 29 dans leur adaptation aux défauts d'alignement ou de centrage. - 10 - REVENDICATIONS 1. - Amortisseur hydraulique, pneumatique ou oléo- pneumatique, notamment pour la suspension des véhicules à moteur, comprenant un piston (6) lié à une tige de piston (3) et séparant le volume intérieur d'un cylindre (1) en deux chambres de travail (7,8), l'amortissement des mouvements de la tige de piston (3) étant assuré par des clapets composés d'obturateurs (12,23,29) et d'ajuta- ges (16,24), l'un au moins de ces clapets d'amortissement comportant un obturateur rigide (12, 29) soumis à l'effet d'un ressort (13) et monté, mobile en direction axiale, autour d'une pièce cylindrique (11), le diamètre intérieur de cet obturateur (12,29) définissant, avec ladite pièce cylindrique (11), une sectioi de passage annulaire (21), caractérisé en ce qu'une bague d'étanchéité (17,26,28) est montée dans la région de la section de passage (21), de manière à obturer ladite section (21). 2. - Amortisseur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la bague d'étanchéité (17) est montée dans une gorge périphérique (25) de la pièce cylindrique (11). 3. - Amortisseur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la bague d'étanchéité (17,26,28) est montée mobile axialement par rapport à la pièce cylindrique (11), et liée axialement à l'obturateur rigide (12,29). 4. - Amortisseur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que l'obturateur rigide (12) présente, dans sa région de plus faible diamètre, un évidement annulaire (18) possédant un profil en forme générale de "L", qui reçoit la bague d'étanchéité (17), la retenue axiale de ladite bague d'étanchéité (17) étant assurée par une rondelle (14) enserrée entre l'obturateur (12) et le siège du clapet. 5. - Amortisseur selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que l'évidement annulaire (18) de l'obturateur (12), qui reçoit la bague d'étanchéité (17), ménage autour de ladite bague un espace libre annulaire (20), tandis que la rondelle précitée (14) définit une section de pas- - 11 - sage (15) dite de "pré-ouverture" qui communique avec cet espace libre annulaire (20). 6. - Amortisseur selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que l'espace libre annulaire (20) est délimité par une paroi (19) de l'obturateur (12), inclinée par rapport à la direction de l'axe de l'amortisseur. 7. - Amortisseur selon la revendication 6, caractéri- sé en ce que la rondelle précitée (14) comporte des enco- ches (15) permettant la communication avec l'espace libre annulaire (20) et définissant la section de "pré-ouvertu- re". 8. - Amortisseur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la bague d'étanchéité (26) est fixée sur la paroi cylindrique intérieure de l'obturateur rigide (12). 9. - Amortisseur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la bague d'étanchéité (28) est montée à l'intérieur d'une rondelle d'appui (27), appliquée contre la face annulaire active de l'obturateur (12,29).