Brevet FR2565648A1 — publié le 19851213

1i 2565648 L'invention se rapporte à un amortisseur hydrau- lique réglable comprenant un piston d'amortissement fixé à une tige de piston creuse et qui divise le cylindre de travail en deux demi-chambres remplies de liquide d'amor- tissement et, éventuellement, une chambre pneumatique ad- ditionnelle, ce piston présentant au moins un clapet d'amortissement pour chacune des phases d'extension et de compression, et dans lequel la demi-chambre supérieu- re est mise en communication avec la chambre de travail inférieure par un perçage transversal situé au-dessus du piston d'amortissement et par la cavité intérieure de la tige de piston, cependant que, pour le réglage de la force d'amortissement, une tige de commande est agencée mobile en translation axiale dans la cavité intérieure de la tige de piston. On connaît des amortisseurs de ce genre (par exemple, demande de brevet de la R.F.A. publiée sous le n 32 41 984), qui présentent un mécanisme de réglage placé au-dessus de la tige de piston et servant à faire varier la section d'un passage de dérivation situé dans la région du piston. Ce dispositif ne détermine essen- tiellement une modification des forces d'amortissement que dans la plage inférieure des vitesses du piston. Par ailleurs, pour des raisons de place disponible, il est pratiquement impossible de loger dans un véhicule automo- bile un dispositif de commande de ce genre disposé dans la direction axiale. On connatt par ailleurs des amortisseurs (par exemple, brevet de la R.F.A. 29 11 768) dans lesquels les deux demi-chambres délimitées par le piston d'amor- tissement sont mises en communication par un passage de dérivation additionnel réglable. Il s'agit, également dans le cas de ce dispositif, d'agir sur la force d'amor- tissement dans la plage inférieure des vitesses du pis- ton. En se basant sur cet état de fait, le but de 2 2565648 l'invention est de donner à un amortisseur une configura- tion telle qu'il soit possible de régler les forces d'amortissement dans la plage inférieure et dans la pla- ge moyenne des vitesses du piston et d'agir directement sur au moins l'un des clapets d'amortissement d'une fa- çon simple, sans éléments additionnels. Par ailleurs, le but de l'invention est de per- fectionner l'amortisseur de manière qu'il soit possible de régler les forces d'amortissement dans la plage infé- rieure et dans la plage moyenne des vitesses du piston par action sur les clapets, aussi bien pour la phase de compression que pour la phase d'extension. Selon l'invention, pour résoudre ce problème, le piston d'amortissement présente, sur le côté dirigé vers le clapet d'amortissement prévu pour la phase d'ex- tension, au moins un évidement qui est mis en communica- tion avec la cavité intérieure de la tige de piston par un perçage d'écoulement. Ceci apporte l'avantage de permettre de modi- fier fortement les forces d'amortissement aussi bien dans la plage inférieure que dans la plage moyenne des vitesses du piston, sans qu'il ne soit nécessaire d'ap- porter des modifications au clapet d'amortissement déjà existant. Le réglage des forces d'amortissement dans la plage inférieure et dans la plage moyenne des vitesses du piston est obtenu dans ce cas par une modification des forces efficaces agissant sur le clapet d'amortisse- ment lui-même. Selon une autre forme de réalisation de l'inven- tion, les évidements sont répartis régulièrement sur le tour du piston d'amortissement et chaque évidement pré- sente un perçage d'écoulement. La présence de plusieurs évidements, qui sont chargés en supplément par la pres- sion permet d'exercer l'action voulue sur le clapet d'amortissement. Selon l'action ou la variabilité qu'on désire obtenir, on prévoit un ou plusieurs évidements. 3 2565648 Selon une importante caractéristique, on pré- voit comme clapet d'amortissement au moins un ressort-la- me qui peut isoler l'évidement de la demi-chambre infé- rieure. Cette construction apporte l'avantage de permet- tre de modifier, selon la position de la tige de comman- de, les forces effectives des ressorts-lames appliqués sur le piston d'amortissement. Ces évidements laissent la pression agir sur les ressorts-lames dans une mesure correspondante, de sorte que les ressorts-lames sont chargés sur de nouvelles surfaces, en supplément des sec- tions des orifices d'extension du piston d'amortisse- ment, et qu'on peut obtenir des forces d'amortissement plus faibles. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la tige de commande forme, en combinaison avec la paroi interne de la tige de piston, un canal de liaison dans lequel le persage transversal et-le perçage d'écoulement débouchent dans la position d'ouverture de la tige de commande. On peut utiliser dans cette cons- truction une tige de commande en une seule pièce qui peut être commandée de façon appropriée dans la région supérieure de la tige de piston. Cette commande axiale de la tige de piston peut s'effectuer sans difficulté par voie mécanique, hydraulique, pneumatique ou encore électromagnétique. Selon une autre caractéristique importante, l'extrémité de la tige du piston est fermée sur la demi- chambre inférieure par un clapet. Une forme avantageuse de réalisation de l'invention prévoit que le clapet est constitué par un ressort de compression et un élément mobile de clapet, l'élément mobile du clapet étant ap- puyé sur un siège de clapet formé par la tige de pis- ton. Dans une forme de réalisation de l'invention, le clapet est disposé de façon à travailler parallèle- ment à la directici de compression ou d'extension du pis- 4 -.ss4 ton d'amortissement. Dans cette construction, il peut avantageusement être prévu un passage de dérivation sup- plémentaire qui, non seulement, permet de modifier les forces d'amortissement dans la phase d'extension mais qui, en même temps, offre une nouvelle possibilité de va- riation de l'action exercée sur la phase de compres- sion. Selon l'invention, pour le réglage dans la pha- se de compression, le piston d'amortissement présente sur le côté dirigé vers le clapet d'amortissement prévu pour la phase de compression au moins un évidement qui est mis en communication avec la cavité intérieure de la tige de piston par un perçage d'arrivée. Cette construc- tion apporte l'avantage de permettre de faire varier for- tement les forces d'amortissement aussi bien dans la pla- ge inférieure que dans la plage moyenne des vitesses du piston, non seulement dans la phase d'extension mais éga- -lement dans la phase de compression. Le réglage des for- ces d'amortissement dans la plage inférieure et dans la plage moyenne des vitesses du piston est obtenu ici par modification des aires chargées des clapets et modifica- tion consécutive des forces effectives des clapets d'amortissement de la phase d'extension et de la phase de compression. Selon une autre forme de réalisation, l'évide- ment proche du clapet de compression communique avec un canal annulaire constitué par une rainure annulaire. Grâ- ce à la présence d'une telle rainure annulaire, le cla- pet d'amortissement est chargé, non seulement à travers l'évidement mais encore également par le fluide d'amor- tissement présent dans la rainure annulaire. Selon la possibilité d'action ou la variabilité désirée, on peut utiliser -une rainure annulaire de section transversale plus grande et plus petite. Selon une caractéristique importante, on pré- voit pour le perçage d'arrivée une goupille élastique creuse. Un avantage de cette construction consiste en ce que la goupille élastique sert, d'une part, à position- ner les perçages d'écoulement de la tige du piston et également la rainure d'écoulement de la tige de commande par rapport aux évidements correspondants prévus dans le piston d'amortissement. En même temps, la goupille élas- tique constitue, grâce à sa configuration creuse, un per- çage d'écoulement. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, il est prévu entre la cavité intérieure de la tige du piston et le perçage d'arrivée une rainure d'écoulement ménagée dans la surface externe de la tige de commande et qui est en communication avec le perçage central de la tige de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins schématiques annexés sur lesquels, la figure 1 représente un amortisseur monotube à pression pneumatique muni de moyens d'action sur la phase d'extension; la figure 2 représente un amortisseur en princi- pe analogue à celui déjà représenté sur la figure 1, mais avec la différence consistant en ce qu'il est possi- ble d'agir sur la force d'amortissement dans la phase d'extension et dans la phase de compression; la figure 3 représente par une vue en coupe un amortisseur équipé de moyens d'action sur la phase d'ex- tension et la phase de compression. L'amortisseur hydraulique réglable représenté en coupe sur la figure 1 est essentiellement composé du cylindre de travail 17, et de la tige de piston creuse 7 à l'extrémité de laquelle est fixé le piston d'amortisse- ment 1. Le piston d'amortissement 1 divise le volume in- térieur du cylindre de travail 17 en deux demi-chambres 6 2565648 et 6. Le piston d'amortissement 1 est équipé de cla- pets d'amortissement 3. Dans la demi-chambre inférieure 6, est prévu un piston séparateur 18 qui sépare le compartiment pneumati- que 19 de la demi-chambre 6. Dans la région supérieure du cylindre de travail 17, est disposé un guide 20 de ti- ge de piston qui sert à former un joint étanche sur la tige de piston 7 et à guider cette dernière. Le piston d'amortissement lui-même possède, pour la phase d'extension, des orifices d'extension 2 et un clapet d'amortissement 3 qui est prévu sous la forme de ressorts-lames. Il est prévu en supplément dans la ré- gion inférieure du piston d'amortissement 1 des évide- ments 4 qui sont en communication avec la demi-chambre supérieure 5 à travers les perçages d'écoulement 9, le canal de liaison 13 et les perçages transversaux 8. La tige de commande 10 est disposée mobile en translation axiale dans la cavité intérieure de la tige de piston 7 et elle est montée à joint étanche au moyen d'une bague d'étanchéité 11. La région étranglée 12 de la tige de commande 10 forme, en combinaison avec la tige de piston creuse, le canal de liaison 13 qui présente la forme d'un canal annulaire entourant la tige de commande. Dans la région inférieure de la tige de piston 7, la chambre 22 est isolée de la demichambre inférieure 6 à joint étanche par un clapet 21. Ce clapet 21 est agencé en pa- rallèle avec la phase d'extension du clapet d'amortisse- ment 3 et l'élément mobile du clapet prend appui sur la tige de piston creuse 7 par l'intermédiaire d'un ressort de compression 25. L'action sur les forces d'amortissement est ob- tenue par le fait que les aires chargées des ressorts-la- mes du clapet d'amortissement 3, qui sont délimitées par les orifices d'extension 2 du piston d'amortissement 1, peuvent être agrandies par des évidements 4 orientés ra- dialement et qui peuvent s'ajouter à ces orifices. Ceci conduit à de faibles forces d'amortissement lors de l'écoulement de l'huile de la demichambre supérieure 5 à la demi-chambre inférieure 6. La tige de piston creuse 7, présente des perçages transversaux 8 et des perçages d'écoulement 9. La tige de commande 10 est montée mobile en translation axiale dans la tige de piston creuse 7 et le joint est hermétiquement fermé par la bague d'étan- chéité 11. Entre la surface interne de la tige de piston creuse 7 et la région étranglée 12 de la tige de comman- de 10, il se forme le canal de liaison annulaire 13. Lorsqu'on fait descendre la tige de commande 10, le cor- don 14 de la tige de commande 10 obture les perçages transversaux 8, de sorte que seules les aires de sec- tions des orifices d'extension 2 entrent en jeu comme aires chargées, et qu'on obtient ainsi de plus grandes forces d'amortissement. Pour assurer le positionnement des perçages d'écoulement 9 de la tige de piston creuse 7 par rapport aux évidements du piston d'amortissement 1, on utilise une goupille 15 plantée dans la tige de piston creuse 7 et qui fait issue dans une rainure 16 du piston d'amor- tissement 1. Afin que l'huile de fuite ne puisse pas éta- blir de pression dans la chambre 22, le clapet 21 s'ou- vre pendant la phase d'extension en présence d'une sur- pression. L'invention peut s'appliquer, non seulement à un amortisseur monotube à pression pneumatique mais éga- lement aux amortisseurs bitubes. Sur la figure 2, on a représenté un amortis- seur monotube à pression pneumatique qui ne se distingue essentiellement de l'amortisseur de la figure 1 que par le fait que le clapet 21 travaille en parallèle avec la phase de compression du piston d'amortissement 1. La par- tie inférieure de la tige de commande 10 est ici munie d'un perçage central 23 d'o partent des perçages ra- diaux 24 qui débouchent dans la demi-chambre supérieure 8 2565648 en passant par les perçages transversaux 8. Dans la po- sition supérieure de la tige de commande 10, l'action d'un passage de dérivation supplémentaire produit, en supplément de la modification des forces de la phase d'extension, également une modification des forces de la phase de compression. Dans ce cas, l'huile s'écoule de la demi-chambre inférieure 6 dans la chambre 22, en pas- sant par le clapet 21 qui est alors soulevé, et de cette chambre 22, elle s'écoule dans la demi-chambre supérieu- re 5 à travers le perçage central 23 et le perçage ra- dial 24 ainsi que par les perçages transversaux 8. L'amortisseur hydraulique réglable représenté en coupe sur la figure 3 est essentiellement composé du cylindre de travail 17 et de la tige de piston creuse 2 à l'extrémité de laquelle est fixé le piston d'amortisse- ment 1. Le piston d'amortissement 1 divise le volume in- térieur du cylindre de travail 17 en deux demi-chambres et 6. Le piston d'amortissement 1 est équipé de cla- pets d'amortissement 3 et 26. Dans ce cas, les clapets d'amortissement 3 servent dans la phase d'extension et les clapets d'amortissement 26 dans la phase de compres- sion. Dans la demi-chambre inférieure 6, est prévu un piston séparateur 18 qui isole le compartiment pneumati- que 19 de la demi-chambre 6. Dans la région supérieure du cylindre de travail 17, est disposé un guide 20 de ti- ge de piston qui sert à former un joint étanche sur la tige de piston 7 et à guider cette dernière. Le piston d'amortissement lui-même comprend, pour la phase d'extension, des orifices d'extension 2 et un clapet d'amortissement 3 qui est prévu sous la forme de ressorts-lames. En supplément, on a prévu dans la ré- gion intérieure du piston d'amortissement 1 des évide- ments 4 qui sont en communication avec la demi-chambre supérieure 5 à travers les perçages d'écoulement 9, le canal de liaison 32, le canal annulaire 33 et les perça- 9 2565648 ges transversaux 8. La tige de commande 10 est montée mo- bile en translation axiale dans la cavité intérieure de la tige de piston 7 et le joint est fermé hermétiquement par une bague d'étanchéité 11. Dans la région inférieure de la tige de piston 7, la chambre 22 est isolée de la demi-chambre inférieure 6 à joint étanche par un clapet 21. Ce clapet 21 est disposé en parallèle avec la phase d'extension du clapet d'amortissement 3 et l'élément mo- bile de ce clapet prend appui sur la tige de piston creu- se 7 avec interposition du ressort de compression 25. Le réglage des forces d'amortissement dans la phase d'extension est obtenu par le fait que les aires chargées des ressorts-lames du clapet d'amortissement 3, qui sont formées par les orifices d'extension 2 du pis- ton d'amortissement 1, peuvent être agrandies par les évidements radiaux 4 qui peuvent s'y ajouter. Ceci con- duit à de faibles forces d'amortissement dans l'écoule- ment de l'huile de la demi-chambre supéieure 5 à la demi- chambre inférieure 6. Dans la tige de piston creuse 7, se trouvent des perçages transversaux 8 et des perçages d'écoulement 9. La tige de commande 10 est montée mobile en translation axiale dans la tige de piston creuse 7 et le joint est fermé hermétiquement par la bague d'étan- chéité 11. Les canaux annulaires 33 et 33' et le canal de liaison 22 formé dans la tige de commande 10 sont for- més à l'intérieur de la cavité de la tige de piston creu- se 7. Lorsque la tige de commande 10 descend, elle mas- que les perçages transversaux 8, de sorte que seules les aires de section des orifices d'extension 2 entrent en jeu en qualité de surfaces chargées, ce qui a pour consé- quence d'engendrer des forces d'amortissement plus éle- vées. Pour, la phase de compression, le piston d'amor- tissement 1 présente des orifices de compression 27 et un clapet d'amortissement 26 qui est également prévu sous la forme de ressortslames. En supplément, il est 2565648 prévu dans la région supérieure du piston d'amortisse- ment 1 un évidement 29 qui est en communication avec la demi-chambre inférieure 6 par l'intermédiaire du perçage d'arrivée 28, de la rainure d'écoulement 30, du perçage central 23 et du clapet 21. L'évidement 29 est en outre en communication avec un canal annulaire 31 au moyen du- quel le clapet d'amortissement 26 peut être chargé davan- tage. Pour constituer le perçage d'arrivée 28, la goupil- le 15 est de configuration creuse. En outre, la goupille 15 sert à positionner les perçages d'écoulement 9 de la tige de piston creuse 7 et également la rainure d'écoule- ment 30 de la tige de commande 10 par rapport aux évide- ments 4 et 29 du piston d'amortissement 1. Le réglage des forces d'amortissement dans la phase de compression est obtenu par le fait que les aires chargées des ressorts-lames du clapet d'amortisse- ment 26, qui sont formées par les aires de section des orifices de compression 27 du piston d'amortissement 1 peuvent être agrandies par un évidement radial 29 complé- té du canal annulaire 31 et qui peut s'y ajouter. Ceci conduit à de faibles forces d'amortissement lorsque le courant d'huile s'écoule de la demi-chambre inférieure 6 à la demi-chambre supérieure 5 en passant à travers le clapet 21 qui est alors ouvert. Lorsqu'on fait descendre la tige de commande 10 de la course "S", les perçages transversaux 8 formés dans la tige de piston 7 sont fermés et le clapet 10 est bloqué par l'arrivée en butée de la tige de commande o10. Dans cette position de commutation, il ne se produit pas de passage d'huile supplémentaire vers les clapets d'amortissement, de sorte que les forces d'amortissement développées sont plus grandes. La commande axiale de la tige de commande 10, qui s'effectue dans la région supérieure, non représen- tée, de la tige de piston 7, peut être assurée sans dif- ficulté par voie mécanique, hydraulique, pneumatique ou 11n. 2565648 même également électromagnétique. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif sans sortir du cadre de l'invention. 12 2565648 LISTE DE REFERENCES 1 Piston d'amortissement 2 Orifice d'extension 3 Clapet d'amortissement 4 Evidement Demi-chambre supérieure 6 - Demi-chambre inférieure 7 Tige de piston 8 Perçage transversal 9 Perçage d'écoulement Tige de commande 11 Bague d'étanchéité 12 Région étranglée 13 Canal de liaison 14 Cordon Goupille 16 Rainure 17 Cylindre de travail 18 Piston séparateur 19 Compartiment pneumatique Guide de la tige de piston 21 Clapet 22 Chambre 23 Perçage-central 24 Perçage radial Ressort de compression 26 Clapet d'amortissement de la phase de compres- sionf 27 Orifices de compression 28 Perçage d'entrée 29 Evidement Rainure d'écoulement 31 Canal annulaire 32 Canal de liaison 33 Canal annulaire 13 2565648 *R E V E N D IC A T I ONS 1 - Amortisseur hydraulique réglable comprenant un piston d'amortissement fixé à une tige de piston creu- se et qui divise le cylindre de travail en deux demi- chambres remplies de liquide d'amortissement et, éven- tuellement, une chambre pneumatique supplémentaire, ce piston présentant au moins un clapet d'amortissement pour la phase d'extension et pour la phase de compres- sion, et o la demi-chambre supérieure est mise en commu- nication avec la demi-chambre inférieure par un perçage transversal ménagé au-dessus du piston d'amortissement et par la cavité intérieure de la tige de piston, cepen- dant que, pour le réglage de la force d'amortissement, une tige de commande est montée mobile en translation axiale dans la cavité intérieure de la tige de piston, caractérisé en ce que le piston d'amortissement (1) pré- sente, sur le côté dirigé vers le clapet d'amortissement (3) prévu pour la phase d'extension, au moins un évide- ment (4) qui est mis en communication avec la cavité in- térieure de la tige de piston (7) par un perçage d'écou- lement (9). 2 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les évidements (4) sont répartis régu- lièrement sur le tour du piston d'amortissement (1) et en ce que chaque évidement (4) présente un perçage d'écoulement (9). 3 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend, comme clapet d'amortisse- ment (3), au moins un ressort-lame qui peut isoler l'évi- dement (4) de la demi-chambre inférieure (6). 4 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la tige de commande (10) forme en combi- naison avec la paroi interne de la tige de piston (7), un canal de liaison (13) dans lequel le perçage transver- sal (8) et le perçage d'écoulement (9) débouchent dans 14 2565648 14 roo la position d'ouverture de la tige de commande (10). - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'extrémité de la tige de piston (7) est fermée sur la demi-chambre inférieure (6) par un cla- pet (21). 6 - Amortisseur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le clapet (21) est constitué par un res- sort de compression et un élément mobile de clapet, l'élément mobile du clapet étant appuyé contre un siège de clapet formé par la tige de piston (7). 7 - Amortisseur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le clapet (21) est disposé de manière à travailler en parallèle avec la phase de compression ou avec la phase d'extension du piston d'amortissement (1). 8 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, sur le côté dirigé vers le clapet d'amortissement (26) prévu pour la phase de compression, le piston d'amortissement (1) présente au moins un évide- ment (29) qui est en communication avec la cavité inté- rieure de la tige de piston (7) par l'intermédiaire d'un perçage d'arrivée (28). 9 - Amortisseur selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les évidements (29) sont reliés entre eux par un canal annulaire (31) constitué par une rainu- re annulaire et en ce que le clapet d'amortissement (26) peut être chargé par ces évidements et ce canal. - Amortisseur selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce qu'il est prévu une goupille creuse (25) en qualité de perçage d'arrivée (28). 11 - Amortisseur selon la revendication 10, ca- ractérisé en ce qu'entre la cavité intérieure de la tige de piston (7) et le perçage d'arrivée (28), est prévue une rainure de liaison (30) ménagée dans la surface ex- terne de la tige de commande (10) et qui est en communi- cation avec le perçage central (23) de la tige de comman- de (10).