Brevet FR2565170A1 — publié le 19851206

L'invention concerne une suspension hydro- pneumatique avec correction de niveau pour véhicules, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant au moins deux cylindres de suspension télescopiques disposés dans la région des roues du véhi- cule entre la carrosserie et l'essieu et possédant chacun un piston d'amortissement, qui sont reliés d'une part à une pompe à fluide de pression et un élément de réglage pour le maintien d'un niveau de consigne et d'autre part à un accumulateur de pression. On connaît des dispositifs pour varier la force d'amortissement (voir par exemple la demande de brevet alle- mand publiée DE-OS 31 11 410) o la pompe refoule du liquide d'amor- cissement à travers des canalisations dans les cylindres de suspen- sion ou amortisseurs, de sorte que la tige de piston des amortisseurs est détendue, ce qui produit le soulèvement de l'arrière du véhicule. Grace à ce dispositif, le véhicule peut être amené au niveau de consigne malgré des états de charge différents. Ce dispositif a l'inconvénient que sa membrane, constituant dans ce cas également un élément de course, prend des formes instables qui affectent la précision nécessaire de la course de réglage. L'exécution avec piston séparateur supprime certes l'instabilité, mais a l'inconvé- nient que le tiroir de commande est relativement long et précède l'accumulateur de telle manière qu'une sortie angulaire directe - souvent néssaire à cause du manque de place - n'est pas possible. Il faut craindre en outre, pour les deux exécutions, que le tiroir de commande ne conserve pas sa position de consigne en raison de l'échappement de gaz au cours des années, ce qui entraîne un déca- lage indésirable de l'amortissement. On connaît en outre des cylindres de suspension à soupapes d'amortissement intégrées qui agissent en fonction de la charge (voir par exemple le brevet allemand DE 16 55 094) qui sont compris dans un système fermé. Ce système influe sur la suspension du véhicule par l'intermédiaire d'un tiroir chargé par ressort. L'amortissement du véhicule n'est pas influencé dans cette forme de réalisation. Une suspension hydropneumatique de cette forme met en service l'un derrière l'autre, à la façon d'une cascade, deux ou davantage d'accumulateurs à pressions différentes, suivant la charge du véhicule, afin d'obtenir ainsi des caractéristiques élas- tiques plus avantageuses. Partant de cet état de la technique, l'invention vise à conformer une suspension hydropneumatique - permettant de relier la tige de piston à la carrosserie et le cylindre à la masse non suspendue du véhicule - de manière que soit créée une correc- tion de niveau simple et sûre qui, pour améliorer le confort, assure un accroissement automatique de l'amortissement du véhicule en cas d'augmentation de la charge de celui-ci et une réduction de l'amor- tissement du véhicule lorsque celui-ci est déchargé. Il doit être possible en plus d'introduire le liquide et la pression d'accumula- teur dans les cylindres de suspension télescopiques à travers la tige de piston fixée à la carrosserie. Selon l'invention, le piston d'amortissement présente, pour le fluide de pression, des passages constants pourvus de soupapes pour l'amortissement de la détente et de la compression, et la soupape servant à l'amortissement de la détente est chargée directement ou indirectement par un coussin de gaz disposé dans un espace fermé. Un tel mode de réalisation a l'avantage que le piston d'amortissement règle automatiquement l'amortissement du véhicule dans la phase de détente; en effet, en cas d'augmentation de la charge du véhicule, donc également en cas d'élévation de la pression, la soupape de détente est plus fortement précontrainte et cette précontrainte diminue en cas de décharge du véhicule. L'accrois- sement de l'amortissement en cas d'augmentation de la charge du véhicule permet de stabiliser plus facilement les grandes masses du véhicule pendant la marche, de sorte que la tenue de route est considérablement améliorée. De plus, des mouvements de roulis exces- sifs, par exemple, de la carrosserie du véhicule sont plus rapide- ment neutralisés. Selon une autre caractéristique, l'espace fermé est formé par l'intérieur d'un soufflet métallique. Ce soufflet peut être installé sur l'extrémité intérieure de la tige de piston et la pression instantanée du système peut agir sur la quantité de gaz enfermée dans le souflet et ainsi faciliter ou entraver, selon les besoins, directement ou indirectement, l'écoulement de l'huile par la soupape d'amortissement de la détente. Le soufflet agit à la façon d'un ressort à disques. Selon un autre mode de réalisation de l'inven- tion, l'espace fermé est formé par l'intérieur d'une tige de piston creuse et le coussin de gaz agit sur la soupape par l'intermédiaire d'un tiroir axialement mobile et étanché vis-à-vis de la tige de piston. L'avantage de cette solution est que le coussin de gaz est intégré de façon simple et favorable dans la tige de piston elle-même, de sorte que la place disponible peut être utilisée en totalité, sans qu'elle soit réduite par le soufflet. Pour permettre le passage du fluide de pression ou d'amortissement et l'introduction de la pression d'accumulateur à travers la tige de piston, un corps tubulaire formant l'espace fermé est disposé à l'intérieur de la tige de piston. L'intérieur de la tige est alors utilisé en partie pour l'espace fermé recevant le coussin de gaz et défini par un tube cylindrique par exemple, et en partie pour l'introduction du fluide et l'application de la pression d'accumulateur. Les dimensions du tube recevant le coussin de gaz peuvent varier suivant la géométrie de la tige de piston et suivant la pression du gaz. L'utilisation d'un coussin de gaz en surpression permettra généralement de réduire les dimensions. Une autre caractéristique de l'invention prévoit que le coussin de gaz agit mécaniquement sur la soupape par l'inter- médiaire d'une pièce en forme de godet qui entoure la portion extrême intérieure de la tige de piston. Cette disposition a l'avantage que la soupape d'amortissement de détente est chargée indirectement par le coussin de gaz. On obtient dans ce cas une utilisation avantageuse de la place disponible en disposant la soupape d'amortissement de détente et le coussin de gaz axialement l'un derrière l'autre ou même paral- lèlement. La liaison indirecte a travers une pièce supplémentaire permet d'agir convenablement sur la soupape dans un tel mode de réalisation. Dans un exemple de réalisation préféré, à la fois pour des raisons de fabrication et pour la facilité d'assem- blage, le soufflet est relié rigidement avec la pièce en forme de godet. En cas d'utilisation d'un tiroir et d'une pièce en forme de godet, pour obtenir une chaîne de transmission convenable pour agir sur la soupape, il est avantageux que le tiroir soit relié rigidement à la pièce en forme de godet. On obtient une possibilité supplémentaire de variation de l'amortissement en phase de détente lorsque le tiroir agit sur la soupape avec interposition d'un ressort de compression. Un tel mode de réalisation a l'avantage que l'amortissement est influencé non seulement par le coussin de gaz, mais en plus par un ressort hélicoïdal convenablement choisi et exerçant une force résultante supplémentaire sur la soupape. Les possibilités de variation de l'amortissement peuvent Etre accrues plus encore en prévoyant un deuxième ressort,par lequel le titoir est appuyé vis-à-vis du coussin de gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'une suspension hydropneumatique, avec correction de niveau, qui porte la totalité ou une partie seulement des masses suspendues d'un véhicule; - la figure 2 est une coupe axiale de la tige de piston, du piston d'amortissement et du coussin de gaz enfermé d'un des cylindres de suspension du système représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe semblable montrant un mode de réalisation o le coussin de gaz est intégré dans la tige de piston; - la figure 4 est une coupe semblable d'un mode de réalisation o le tiroir agit sur la soupape d'amortissement en détente par l'intermédiaire d'un ressort; - la figure 5 montre une variante du mode de réalisation de la figure 4, mais avec un ressort supplémentaire, également en coupe axiale; et - la figure 6 est une coupe semblable d'un mode de réalisation avec un tiroir appuyé par l'intermédiaire d'un ressort à l'intérieur de la tige de piston. La suspension oléopneumatique avec correction de niveau pour véhicules représentée schématiquement sur la figure 1 peut porter toute ou partie de la masse suspendue d'un véhicule. Elle comprend pour l'essentiel une pompe 1 pour débiter du fluide de pression ou d'amortissement, des canalisations 2 pour ce fluide, un élément de réglage 3, des accumulateurs 4 et des cylindres de suspension télescopiques 5. Chacun de ces derniers possède un cylin- dre 6 avec une chambre de travail supérieure 7 et une chambre de travail inférieure 8, de même qu'une tige de piston 9. La tige 9 est attachée à la carrosserie du véhicule et l'extrémité représentée en bas du cylindre 6 est articulée sur un élément de guidage de roue non représenté. La chambre supérieure 7 et la chambre inférieure 8 sont séparées par un piston d'amortissement 10 solidaire de la tige 9. Un réservoir 11 contient une réserve de fluide de pression. Le fluide est introduit à travers les canalisations 2 dans la tige de piston 9 et de là dans la chambre supérieure 7 respectivement la chambre inférieure 8. La figure 2 montre de façon plus détaillée un cylindre de suspension télescopique 5 avec le piston d'amortisse- ment 10 séparant la chambre de travail supérieure 7 de la chambre de travail inférieure 8. L'amortissement est réalisé au moyen des passages 12, 15 et des soupapes d'amortissement 13, 16 prévues sur eux. La soupape 16, servant à l'amortissement de détente ou de tirage, est constituée dans cet exemple d'un ressort-lame. Le liquide d'amortissement et la pression d'accumulateur transmis par la canalisation 2 sont introduits à travers un orifice 14 dans la partie supérieure de la tige de piston 9. A partir de l'intérieur 25 de la tige 9, le fluide d'amortissement s'écoule à travers les évidements 26 et les orifices 27 de la pièce 21 dans la chambre de travail inférieure 8. L'espace fermé 17 se trouve ici à l'extrémité intérieure de la tige 9. Cet espace, convenablement étanché au moyen du joint 28, est formé par l'intérieur d'un soufflet 18 et il contient le coussin de gaz 24. Ce coussin peut être formé d'azote ou d'un gaz analogue et sa fermeture étanche peut s'effec- tuer à peu près à la pression atmosphérique ou sous surpression. Le coussin de gaz 24 produit une déformation plus ou moins impor- tante du soufflet 18, de sorte que la soupape 16 est précontrainte plus ou moins fortement par l'intermédiaire de la pièce 21 en forme de godet. La force d'amortissement dans la phase de détente de la suspension est ainsi réglée automatiquement en fonction de la charge. La figure 3 représente une variante o un corps tubulaire 20 est incorporé dans la tige de piston 9. Le corps 20 délimite entre lui-même et la paroi interne de la tige un canal annulaire 29 pour l'introduction du fluide d'amortissement, arrivant de nouveau par l'orifice 14. Le corps tubulaire 20 est fermé hermé- tiquement par un bouchon 30 à son extrémité représentée en haut, tandis que son extrémité opposée, située du côté du piston d'amor- tissement, contient un tiroir axialement mobile 19. Suivant la pression du coussin de gaz 24, ce tiroir est déplacé plus ou moins dans le sens axial, ce qui applique une précontrainte à la soupape 16 par l'intermédiaire du godet 21. Le bouchon 30 et le tiroir 19 sont étanchés par des joints 31 et 32. Le tiroir 19 est fixé au godet 21 à l'aide d'une rondelle d'arrêt 33. Le fluide d'amortissement, péné- trant par l'orifice 14 dans le canal annulaire 29, peut s'écouler le long du corps tubulaire 20 et entrer par les évidements 26 de la tige de piston et les orifices 27 du godet 21 dans la chambre de travail inférieure 8. La figure 4 concerne un exemple de réalisation qui correspond dans son principe à celui de la figure 3, sauf que le godet 21 a été remplacé par un ressort de compression 22 qui procure une possibilité supplémentaire de variation de l'amortisse- ment. Le coussin de gaz 24 agit sur le tiroir 19, agissant lui-même par l'intermédiaire d'une assiette 34 sur le ressort 22. Ce dernier charge la soupape 16. Une assiette supplémentaire 34 limite la course de la soupape 16'dans le sens axial. Le fluide de pression est dans cet exemple également refoulé à travers l'orifice 14, le canal annulaire 29 et les évidements 26 dans la chambre inférieure 8. La variante représentée sur la figure 5 est comparable quant à son principe avec celui de la figure 4, avec la différence toutefois que le tiroir 19 est appuyé vis-à-vis du coussin de gaz 24 par un ressort 23. Ce deuxième ressort procure une possibilité supplémentaire de variation de l'amortissement de détente. L'utilisation de différentes caractéristiques pour les ressorts 22 et 23 permet en effet d'adapter la caractéristique de la soupape 16 aux besoins. La figure 6 montre un mode de réalisation o le ressort de compression 22 est appuyé par une butée 36 à l'inté- rieur 25 de la tige de piston 9. Le ressort 22 de cet exemple est comparable avec le ressort 22 de la figure 4 et il agit également dans la même direction sur la soupape 16, à savoir par l'intermé- diaire de la pièce 21 en forme de godet. Liste de références 1. Pompe à fluide de pression 2. Canalisations à fluide de pression 3. Elément de réglage 4. Accumulateur 5. Cylindre de suspension télescopique 6. Cylindre 7. Chambre de travail supérieure 8. Chambre de travail inférieure 9. Tige de piston 10. Piston d'amortissement 11. Réservoir 12. Passage 13. Soupapâ- 14. Orifice 15. Passage 16. Soupape 17. Espace fermé 18. Soufflet 19. Tiroir 20. Corps tubulaire 21. Pièce en forme de godet 22. Ressort de compression 23. Ressort 24. Coussin de gaz 25. Intérieur de la tige de piston 26. Evidements 27. Orifices 28. Joint 29. Canal annulaire 30. Bouchon 31. Joint 32. Joint 33. Rondelle d'arrêt 34. Assiette 35. Assiette de limitation de course 36. Butée REVENDICATIONS 1. Suspension hydropneumatique avec correction de niveau pour véhicules, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant au moins deux cylindres de suspension télescopiques disposés dans la région des roues du véhicule entre la carrosserie et l'essieu et possédant chacun un piston d'amortissement, qui sont reliés d'une part à une pompe à fluide de pression et un élé- ment de réglage pour le maintien d'un niveau de consigne et d'autre part à un accumulateur de pression, caractérisée en ce que le piston d'amortissement (10) présente, pour le fluide de pression, des passages constants (12, 15) pourvus de soupapes (13, 16) pour l'amortissement de la détente et de la compression et que la soupape (16) servant à l'amortissement de la détente est chargée directement ou indirectement par un coussin deé gaz (24) disposé dans un espace fermé (17). 2. Suspension selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'espace fermé (17) est formé à l'intérieur d'un soufflet métallique (18). 3. Suspension selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'espace fermé (17) est formé par l'intérieur creux de la tige de piston (9) et le coussin de gaz (24) agit sur la soupape (16) par l'intermédiaire d'un tiroir (19) axialement mobile et étanché vis-à-vis de la tige de piston (9). 4. Suspension selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'espace fermé (17) est formé par un corps tubu- laire (20) disposé à l'intérieur de la tige de piston (9). 5. Suspension selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le coussin de gaz (24) agit mécaniquement sur la soupape (16) par l'intermédiaire d'une pièce (21) en forme de godet qui entoure la portion extrême intérieure de]a tige de piston (9). 6. Suspension selon les revendications 2 et 5 prises ensemble, caractérisée en ce que le soufflet (18) est relié rigidement à la pièce (21) en forme de godet. 7. Suspension selon les revendications 3 et 5 prises ensemble, caractérisée en ce que le tiroir (19) est relié rigidement à la pièce (21) en forme de godet. 8. Suspension selon la revendication 3, carac- térisée en ce que le tiroir (19) agit sur la soupape (16) par l'intermédiaire d'un ressort de compression (22). 9, Suspension selon la revendication 5, carac- térisée en ce que le tiroir (19) est appuyé par un ressort (23) vis-à-vis du coussin de gaz (24).