Brevet FR2548598A2 — publié le 19850111

FR 2548598 A2 19850111 FR 8311379 A 19830705 Le brevet principal nO 82 12 163 se rapportant à un ensemble de suspension pour véhicules, à fonctions multiples automatiques, comporte des dispositifs d'étanchéité constitués par des joints classiques, par des segments pour la chambre du compensateur de hauteur, et par un cylindre composé de bagues, de joints et de segments en liaison avec une rainure longitudinale sur la tige de piston, pour la mise à hauteur moyenne constante, et pour hauteurs différentes. I1 contient également une suspension en deux éléments, utilisant la chambre de compensation en traction, pour aider une suspension par barre de torsion. La présente apporte des dispositifs nouveaux pour l'étanchéité du dispositif, une tige de piston ne comportant pas de rainuret et une 50- lution pour l'utilisation en traction, de dispositifs de suspension nor malement prévus pour le travail en compression. La figurel représente l'ensemble complet comprenant une suspen sion élastique 28, un piston flottant 24, une chambre de compensation 17, un cylindre 115 contenant les éléments de la mise à hauteur constante et à hauteurs différentes, les chambres de pompage 6 et 7, la tige de piston 1, le piston 4, les réservoirs 13 et 13', le trop-plein 22 l'échappement contrôlable 20, le passage 116 entre 134 et 13, le clapet d'admission dans pompe 14, une butée de protection 117, empêchant la détérioration des éléments dans la chambre 17 lors de la descente du piston 24 vers le fond de cette chambre. La figure 2 montre les éléments d'une réalisation à une seule hauteur moyenne constante. Le cylindre 115, de diamètre plus grand que la partie inférieure de la soupape à double action 118 appliquée sur le joint, à lêvre ou autre, 119, contient une bague 120 à joint torique ifr térieur 145 et disposée juste sous la queue creuse 122 de la soupape 118 laquelle dépasse le plan 123 du cylindre 115 vers l'intérieur de celui-ci; un joint à lèvre extérieure 121, à ressort ou non, et une rondelle-cuvette 124; un ressort de compression 125 entre la cuvette 124 et le piston 4.La chambre 1?, fermée au dessus par le piston annulaire 24, est étanche de ce coté, en fonctionnement normal, par rejoint 133, maintenu par la bague 132 comprime le joint de 10a maximum de son épais seur, par la pression d'un ressort 134 dont 'autre extrémité comprime la tête 127 de la soupape à double action 118. Dans la chambre 115, la rondelle-cuvette 124 protège le joint 121 de contacts directs avec le tube 5 dans sa partie pénétrant dans ladite chambrer La longueur libre du ressort 134 doit être établie de manière que dans s7'position détendue il laisse le joint 133 en dessous de l'orifice de trop-plein 22. Le fonctionnement est le suivant : Tant que la hauteur constante n'est pas atteinte, les bague 120 et joint 121 sont libres et ne subissent aucune poussée. Quand la hauteur définie par la longueur libre du ressort 125 est obtenue, ce ressort, poussé par le piston 4 vers le haut, commence à comprimer la cuvette 124 contre le joint 121, et celui-ci contre la bague 120, formant un ensemble étanche 129. Lorsque la tige 1 descend dans le sens 46, du liquide de la chambre 7 est chassé dans la chambre 115, passe par l'espace annulaire 126 entre la tige 1 et la queue de soupape 122, soulève le chapeau 127 smni d'un joint 144 formant le clapet d'admission dans la chambre 17. A ce moment, la pression est égale dans les chambres 17 et 115.La surface ridelle du joint composé 129 étant plus grande que la surface réelle de la soupape 118 appuyée sur le joint 119 , par pression différencielle 1sensemble1i29 est poussé vers la paroi 123. La queue 122 comportant une entaille/à sa base, le liquide entre joint composé 129 et paroi 123 passe dans l'espa ce annulaire 126 vers le chapeau 127 et la chambre 17. Dans le lame temps la queue 122 est poussée dans la chambre p dégageant ainsi le passage entre joint 119 et soupape 118. Le fluide s'échappe vers la canalisation 20, et le réservoir 13. La hauteur dans la chambre 17 diminue, la tige 1 et le piston 4 redescendent dans la chambre 115 et 7, et la soupape 118 ferme de nouveau l'échappement en comprimant le joint 119. Les mouvements habituels du véhicule continuent, ainsi que le processus qui vivent d'être décrit, maintenant une hauteur moyenne constante. Dans la figure 3, la queue 122, plus longue que dans la fiC;.2, est directement soulevée par le piston 4 lors d'un mouvement dans le sens 47, au contraire de la fig.2 ou c'est le mouvement en sens 46 qui provo- que l'échappement. Pour adoucir le contact entre 122 et piston 4, on peut intercaler une rondelle d'un matériau dflr et amorpheSen nylon ou autre, ou un ressort dbr, non figurés. Ceci peut s'avérer nécessaire suivant la surface de contact de la soupape 118 avec le joint 119 dont la poussée sera plus ou moins importante suivant la pression exercée sur elle, dans la chambre 17.La pression du ressort 134 sur la soupape 118 peut etre considérée comme négligeable. La figure 4 montre en détail les parties actives du dispositif de suspension. Dans la chambre 115 les joints composés 129 a et 129 b doir vent avoir une surface réelle moins grande Que la surface utile de la soupape 118, de manière que par pression différencielle celle-ci reste maintenue contre le joint 119. Le ressort 134 qui maintint également le joint 119, a une longueur telle que dans sa position détendue il laisse le joint 133 en-dessous du trop-plein 22. Le ressort 131 dont ge rôle est de ramener la soupape 118 au fond de son logement, peut être appliqué directement, par son extrémité opposée, sur le piston 24, ou par l'intermédiaire de la rondelle 148.A partir du bas, la chambre 115 contient une superposition qui est la suivante s un ressort 136 de longueur définie pour mettre le joint de l'ensemble 129 & u maximum endessous de l'échappement lord. L'ensemble 129a. Un ressort 137 dont la longueur libre doit laisser le joint de l'ensemble 129b sous l'échappement 18e. Un ensemble 129b. Lorsque l'échappement 18c est ouvert, et éventuellement les échappements 18d et 18e, rien n'empoche l'écoulement du liquide de la chambre 17 quand la queue de soupape 122 est soulevée par le piston 4. C'est la position de hauteur moyenne la plus basse. Les ensembles 129a et 129b, les ressorts 136 et 137, sont comprimés et maintenus au fond du cylindre 115 par le diamètre plus grand 150, de la queue 122, tenue en place elle-même par la pression dans la chambre 17. Si comme dans la figure 5, on ferme l'échappement 18v, le liquide venant de chambre 17, retenu après le non-retour 138 et par ltéchappe ment 18e, s'accumule sous le joint composé 129a. La hauteur augmente dans la chambre 17, le piston 4 monte et pousse la queue 122 vers le haut, jusqu'à ce que le ressort 136, arrivé à sa hauteur libre, cesse de comprimer l'ensemble 129a, ouvrant ainsi entre ces deux éléments le passage vers 18d. Ensuite le processus habituel déja décrit, mais avec une hauteur moyenne constante à un niveau plus élevé que dans la figure 4.L'ensemble 129b quant à lui reste comprimé entre le rebord du plus grand diamètre 150 de la queue de soupape 122, et l'ensemble 129a Durant le mouvement de montée qui vient d'être décrit , le joint de l'ensemble 129b passe devant l'orifice 18d, mais ne subit pas de pres sion à ce moment. Figure 6, de la même manière que le joint composé 129a dans la fi*) gure 5, mais ici avec l'échappement 18d également fermé, l'ensemble étanche 129b va monter jusqu'à l'échappement 18c et maintenir une troisième hauteur, plus grande que les précédentes. Dans cette figure 6, on voit dans la chambre 17 le ressort 134 arrivé à sa longueur libre. Le joint 133 n'est plus appliqué contre le piston 24, et le liquide excédentaire arrivant par le clapet 127 s'échappe par le trop-plein 22. I1 serait possible d'obtenir une quatrième hauteur en allongeant la dis tance entre les chambre 17 et 115, la queue de soupape 124 le ressort 134, et en déplaçant vers le haut l'échappement trop-plein 22, auglen- tant ainsi la course du piston 24. De même en ajoutant un échappement aux trois 18c, 18d, 18e déja indiqués. Le nombre des hauteurs peut hêtre plus important si on le désire. Dans les figures 1 à 6, tous les joints représentés peuvent être différents, et ne sont représentés qu'â titre d'exemple non limitatif. Par exemple les bagues 120, 120a, 120b peuvent être remplacées par des joints armés, ou autres. Figure 2 le joint 133 est maintenu par une bague 132, dont la hauteur comprimante sera d'environ 1/10 ème moindre que l'épaisseur du joint lui-mbme, évitant ainsi Sa détérioration, l'em bout en contact avec le piston 24 limitant cette compression. Le joint à lèvre 119 est en contact direct avec la base de la soupape à double effet, comprimée comme le joint 135 avec une butée de sécurité 151. La bague 120 comporte un joint torique l. Le joint à lèvre extérieure 121 a un diamètre intérieur suffisamment grand pour le passage de liqui de. La bague 120 est d'un diamètre moindre que le diamètre intérieur de la chambre 115 pour permettre également le passage de liquide.Figure 4 et 5, le joint 133 est maintenu par une bague-guide 135. Le joint 119 est maintenu directement par le ressort 134. Ressort 136 et joint 121a, ressort 137 et joint 121b sont en contact direct. Figure 6 la bague 120b contient un joint en U 146. La bague 120a a un joint à lèvre inté- rieure 147.Pour les hauteurs différentes, le cylindre peut Entre d'un seul diamètre, comme dans fig.l, 4 et 5, ou en plusieurs diamètres différents, ici deux diamètres pour trois hauteurs différentes, comme dans la figure 6. Un évasement est alors conseillé(l49)à l'entrée du 2ème étage 11Sb pour l'entrée sans dommage du joint 121b, qui n'est en pression qu'une fois franchi ce passage, lorsque les echappements~l8c et î8d sont fermés.Figure 6, sans cependant exercer une pression en fin de course préjudiciable au joint 121a, la longueur du ressort 136 peut être plus grande que la course du joint, celui-ci a'arrêtant de toute façon devant le moindre diamètre de l'étage suivant, à conditions que la bague 120 a puisse s'introduire dans cet étage, se séparant du joint 121a. Dans la partie llsb, cette bague 120a doit laisser le passage au liquide qui doit atteindre le joint 121b, et lorsque la bague 120b s'en sépare, aller vers l'échappement 18e. Si un logement 152, en pointillés sur le dessin, est pratiqué, la bague lb s'y engage en fin de course, le joint 121b touche le plafond 123 et le passage est libre pour le liquide vers l'échappement 18e, même avec un ressort 137 trop long. En disposant les sorties 18d et 18e au droit des pointillés, aucun joint ne pas se directement sur celles-ci. La soupape 118 comporte comme la bague 132 une butée protégeant le joint 119 d'un écrasement xcessif. Les dispositifs que l'on vient de décrire pour l'étanchéité du périmètre et de l'intérieur de ce périmètre, des tubes et noyaux y coulissant, avec échappelent contr81, peuvent épouser toutes les formes qui seraient exigées, mais sont utilisés dans le dispositif faisant l'objet de l'invention, sous la forme cylindrique qui est courante. Les figures 7 et 8 conjointement, montrent une réalisation non limitative d'un dispositif permettant la mise en place d'une suspensionamortisseur travaillant en compression, pour obtenir une suspension travaillant en traction. Dans la cloche-tube 139 reliée par la fixation 142-142' au tube extérieur de réservoir 140, est logée la t8te 31 du ressort de suspension 28, fixée sur la tige de piston 1 et sur les branches 143-143' formant étrier, et fixées à leurs autres extrémités à la cloche 141.La partie en pointillés à l'intérieur de la cloche 139 représentant les branches 143-143' dans fig.7, est donnée pour mieux matérialiser la position des deux éléments de traction, mais est en réali té placée transversalement, comme dans figure 8.(coupe). Pour des dispositions autres que verticales - ici horizontale - le brevet principal prévoit une rallonge 14 sur l'aspiration 14 dans pompe d'alimentation. Les points 157 et 158 symbolisent les attaches aux parties tirantes du véhicule Ce dispositif peut être installé pour des amortisseurs seuls. I1 est remarquable que tant pour le dispositif objet du brevet principal eue pour les variantes présentées dans les figures 1 à 6, comme dans la plupart des amortisseurs existants actuellement sur le marché, seulement deux points de frottement sont en alignement rigide sur l'axe coulissant de l'ensemble : l'alésage du piston 24 sur la tige 1, et l'intérieur du tube 5 sur le piston 4. Tous les autres Xléments mobiles se déplacent sans lien direct avec ces deux points. En particulier la soupape 118, grâce à son alésage 126, passage de liquide, ne touche pas directement à la tige 1. La tte de clapet 127 est une pièce séparée à une face rodée s'appliquant sur la face vis à vis du dessus de la soupape 118, également rodée.Dans la figure 6, le cas d'une tette 127 vissée ou fixée par un autre moyen pour permettre la mise en place d'une lamelle-clapet 153 classique formant non-retour, avec un ressort et des passages de liquide non-figurés, les tolérances normales d'usinage sur les pièces montées concentriquement, et ltespace annulaire 126, donnent une certaine souplesse à ce point précis, comme pour le cylindre composé décrit dans le brevet principal, tout en conservant l'étanchéité requise. En ce qui concerne le piston 24 dont la longueur est relativement importante, dans la figure 1 un évidement 154 réduit de manière appréciable la zone de frottement sur la tige 1. Un joint d'étanchéité huile - poussière retient le liouide amené par le canal 156 lorsque le joint 133 arrive en bout de course et que par trop-plein, il passe devant ce canal sous basse pression, permettant ainsi la lubrification de cette partie de la tige 1, entre les joints 155 et 1551. Le clapet d'étanchéité de l'échappement contrôlé de la chambre 17 constitué par le dessous de la soupape 118 appliqué par la pression d' un ressort 131 ou 134, avec butée protectrice de joint 151, sur le joint 119, peut entre remplacé, en enlevant ce joint et sa butée protectrice, par un siège pratiqué dans le fond de la chambre 17, dans lequel serait ajusté et rodé le bas de la soupape 11S, avec profil convenable pour la fermeture de cette variante de clapet non représenté. L'étanchéité du haut de la chambre de compensation de hauteur 17, constitué par un joint périmétrique 133 appliqué par un ressort 134 et une rondelle 132 ou 148 sur le piston 24, et par le joint 155 entre le piston 24 et la tige 1, peut outre remplacé par un joint classique, tori que ou autre, à l'emplacement des segments 25 des figures 2, 3 et autres du brevet principal, l'échappement se faisant par trop-plein au moyen d'un ressort à longueur préétablie appuyant sur une bague 148 adaptée dans un siège pratiqué dans le piston 24 en deça du joint 155, par un canal commençant entre le siège de soupape et le joint 155, et débouchant à l'extérieur du piston 24 au-delà du joint torique remplaçant les segments 25, au niveau du retour 22 vers le réservoir. REVENDICATIONS 1 - Dispositif correcteur d'après 1 du brevet principal, caractérisé par une soupape à double effet, comprenant une tête étanche 127 formant clapet de non-retour, un corps 118, dont le bas forme avec le joint 119, ou avec un siège dans le fond de la chambre 17 le moyen d' happement du liquide de la chambre de compensation de hauteur;; de la queue de soupape 122 creuse, formant le canal d'amenée du liquide sous pression, dans la chambre de compensation. D'un ressort 134 pour une hauteur, et de celui-ci et un ressort 131 pour hauteurs différentes, maintenant simultanément la tête 127 contre le corps 118, et celui-ci contre le joint ou siège du fond de la chambre 17, et le joint 119. 2 - Dispositif correcteur d'après 1, caractérisé par le fait que l'échappement de la chambre 17 est provoqué par la pression.différen-- cielle régnant dans la chambre 115 sur un joint composé 129, lorsque celui-ci est comprimé par un ressort 125. 3 - Dispositif correcteur d'après 1 et 2, caractérisé par le fait qu'en variante, c'est le piston de pompe 4 qui provoque l'echappement du liquide de la chambre 17. 4 - Dispositif correcteur d'après 1, 2 et 3, la mise à hauteurs différentes étant caractérisée par l'action combinée du piston 4 sur une queue de soupape 122 à deux diamètresextérieurs différents, dont le plus grand maintient en place au fond du cylindre 115 : ressort 136, joint composé 129a, ressort 137, joint composé l29b.-lesqueîs agisw sent par blocage vers le haut du cylindre 115, de la queue de soupape au fur et à mesure que sont fermés les orifices d'échappement 18 c 18d 18e, et que du fluide est introduit dans l'espace libéré par la montée de la queue de soupape. 5 - Dispositif correcteur d'après 1, 2, 3, 4, caractérisé par un joint composé d'un joint annulaire à étanchéité périmétrique maintenu contre la face étanche d'un noyau coulissant dans un tube, par un ressort, dont l'étanchéité cesse à un point préétabli, par la chute du serrage entre les différentes parties par le moyen de la mise à hauteur libre du ressort, en bout de course. 6 - Dispositif d'après 1 et 5, avec joint d'étanchéité périmètrique appliqué par un ressort sur un noyau coulissant dans un tube, dont l'é- tanchéité cesse par le moyen d'une butée située à l'intérieur du tube, à une distance préétablie, qui limite la course du joint annulaire, éliminant ainsi sa pression contre le noyau. 7 - Dispositif d'après 1 du brevet principal, caractérisé par ce que le mouvement de compression exercé sur les fixations an chassis et à l'essieu d'un véhiculc, d'une suspension-amortisseur, ou d'un amortis seur seul, est transformé en mouvement de traction pour les installations nécessitant ce mode de suspension avec amortisseur, ou pour amortisseur seul, par le moyen de brides ou autres inverseurs, tirant ces fixations vers leurs extrémités opposées.