Brevet FR2569800A1 — publié le 19860307

L'invention se rapporte à une valve d'amortisse- ment réglable pour un amortisseur hydraulique dans le- quel un piston fixé à une tige de piston divise un cylin- dre de travail en deux chambres de travail, dans lequel il est prévu au moins un organe d'étranglement ou de la- minage, et o le cylindre de travail est relié à une chambre de compensation qui communique avec la chambre de travail supérieure par au moins un conduit de liai- son. On connatt déjà des amortisseurs (par exemple, demande de brevet de la R.F.A. 29 11 768) dans lesquels il est possible d'effectuer un réglage ou une correction au moyen d'un-électro-aimant au moyen duquel il est pos- sible de modifier la force d'amortissement dans la plage des basses vitesses du piston. Un inconvénient de cet amortisseur consiste en ce qu'il n'est pas possible de modifier les forces d'amortissement aux valeurs moyennes et hautes de la vitesse du piston et que, de ce fait, il n'est pas possible de modifier la force de la valve aux vitesses moyennes du piston parce que la tige de trac- tion peut simplement laisser ouverte une dérivation cor- respondante ou la fermer. Ce dispositif est donc exclusi- vement prévu comme valve de dérivation et ne peut pas être utilisé en combinaison avec-un réglage classique de force d'amortissement. On connaît par ailleurs des amortisseurs ou jam- bes de suspension (demande de brevet de la R.F.A. pu- bliée sous le n 32 31 739) dans lesquels la force d'amortissement peut également être modifiée mais, égale- ment dans ce dispositif, on prévoit une valve de dériva- tion effective, avec une variation de section commandée en parallèle avec les clapets d'amortissement. Dans cet- te construction, on vise à faire en sorte que ce disposi- tif de valve de dérivation puisse être facilement logé dans le volume d'encombrement d'un amortisseur. En prenant ceci pour base, le but de l'inven- 2 2569800 tion est de réaliser une valve d'amortissement pour un amortisseur hydraulique, dans laquelle le débit de passa- ge désiré puisse être sélectionné et modifié par pa- liers, et o on puisse obtenir en même temps une comman- de à réaction rapide du débit de fluide et de la force d'amortissement, éventuellement en faisant intervenir une commande électronique appropriée. Selon l'invention, pour résoudre ce problème, la valve d'amortissement est composée d'au moins un électro-aimant, chaque électro-aimant distinct pouvant être excité individuellement et comprenant un corps de bobine muni d'un enroulement et un noyau plongeur qui agit sur la section du conduit de liaison. Dans cette forme de réalisation, un avantage consiste en ce qu'il est possible de réaliser une comman- de simple, sans risque de panne, puisque le noyau plon- geur de l'électro-aimant règle directement le débit et, par conséquent, la force d'amortissement, en plongeant dans le conduit de liaison. Le noyau plongeur de l'élec- tro-aimant peut fermer directement le conduit de liaison ou le fermer seulement partiellement, de sorte qu'il alors est possible d'obtenir un débit résiduel constant de fluide d'amortissement. Par ailleurs, un autre avanta- ge consiste en ce que le piston utilisé habituellement pour le réglage de la force d'amortissement peut être d'une constitution relativement simple, puisque le régla- ge de la force d'amortissement est exécuté exclusivement par la valve d'amortissement montée dans le conduit de liaison. On obtient une forme de réalisation particuliè- rement peu coûteuse et d'une constitution simple du point de vue de la technique de fabrication, par le fait que la valve d'amortissement est agencée dans un élément de guidage qui assure le guidage de la tige de piston. En supplément de la fonction de la valve d'amortisse- ment, une telle forme de réalisation peut assurer en mê- 3 -2569800 me temps celle des conduits de liaison correspondants, ainsi que celle du guidage de la tige de piston. Dans cet emplacement, les fils des nécessaires connexions électriques peuvent être facilement sortis à l'exté- rieur. Selon une autre caractéristique essentielle, les noyaux plongeurs sont disposés transversalement à l'axe central du conduit de liaison en une couronne cen- trée sur l'axe central du cylindre de travail. Ceci ap- porte l'avantage de permettre de faire travailler cette valve d'amortissement indépendamment du sens de l'écoule- ment du fluide. Le fait d'engager le noyau plongeur dans le conduit de liaison permet d'agir de façon appropriée sur la résistance à l'écoulement de sorte que, selon la vitesse du piston, on peut également obtenir une force d'amortissement voulue. Dans une forme de réalisation de l'invention, le noyau plongeur est disposé transversalement à l'axe central du cylindre de travail. Cette disposition permet de fixer la valve d'amortissement au tube extérieur par une fixation à bride, cependant que, grâce à la disposi- tion du noyau plongeur transversalement au conduit de liaison, on peut conserver un sens d'écoulement du flui- de d'amortissement indépendant. Selon une forme particulièrement avantageuse de réalisation, le conduit de liaison est constitué par un canal annulaire, et il est prévu des canaux de liaison appropriés qui relient la chambre de travail au canal an- nulaire et la chambre de compensation au canal annulai- re. Dans ce cas, le fluide d'amortissement parvient au canal annulaire en traversant la valve d'amortissement de telle manière que des noyaux plongeurs répartis sur tout le tour puissent agir sur la résistance à l'écou- lement. Dans une telle construction, on peut prévoir sans problème plusieurs électro-aimants, de sorte que, avec une commande en parallèle et un grand nombre de 4 2569800 noyaux plongeurs, on peut non seulement réaliser un ré- glage sur une large plage mais encore obtenir une comman- de à réaction rapide, simple et sans risque de panne. Grâce à la commande parallèle de tous les électro-ai- mants, on peut obtenir une fréquence de manoeuvre rapi- de. Pour obtenir une plus grande possibilité de varia- tion du débit du fluide d'amortissement et selon un exem- ple de réalisation préféré, on prévoit comme conduit de liaison plusieurs canaux de liaison communiquant avec la chambre de travail supérieure et avec la chambre de com- pensation et au moins un noyau plongeur d'électro-aimant qui plonge dans chaque canal de liaison. Dans cette forme de réalisation, un avantage consiste en ce qu'on prévoit comme conduit de liaison en- tre la chambre de travail supérieure et la chambre de compensation un nombre désiré de canaux distincts qui peuvent être commandés indépendamment les uns des au- tres. Dans ce cas, chaque canal de liaison distinct est commandé par un électro-aimant muni d'un noyau plongeur. La plongée du noyau plongeur dans le canal de liaison permet de réaliser un réglage des débits. Grâce à la com- mande parallèle, il est possible de commander individuel- lement la résistance à l'écoulement de chaque canal de liaison individuel aussi bien que celle de tous les ca- naux de liaison à la fois. Les canaux de liaison indivi- duels peuvent posséder la même section ou chaque canal de liaison peut posséder une section différente. Selon la forme de réalisation, le noyau plongeur est adapté à la section du canal de liaison. On obtient une possibilité de variation addi- tionnelle lorsque, dans l'utilisation de plusieurs élec- tro-aimants, les noyaux plongeurs sont de diamètres dif- férents ou que plusieurs noyaux plongeurs plongent dans un même conduit de liaison, les diamètres des noyaux plongeurs pouvant être égaux ou différents. Une valve d'amortissement réglable de ce genre 2569800 offre un grand nombre de possibilités pour le réglage de la Eorce d'amortissement et, pour celà, on peut faire in- tervenir une commande électronique appropriée et/ou un capteur approprié servant à capter les paramètres voulus pour l'utilisation des possibilités. En outre, selon l'invention, la partie du con- duit de liaison qui débouche dans la chambre de travail supérieure constitue un étranglement. Une telle forme de réalisation permet, en combinaison avec la valve d'amor- tissement, un réglage en deux étapes de la force d'amor- tissement. La forme de réalisation de la valve d'amortis- sement peut être calculée de telle manière qu'il soit possible de fermer totalement ou seulement partiellement le conduit de fluide d'amortissement. Le noyau plongeur de chaque électro-aimant com- prend un dispositif de rappel qui peut être constitué, par exemple, par un ressort de rappel, par un aimant per- manent ou par une bobine, ou qui revoit une force de rap- pel issue de la pression interne de l'appareil. La valve d'amortissement peut être utilisée di- rectement sur des amortisseurs à pression pneumatique, des amortisseurs bitubes et des éléments de suspension non commandés par la pression d'un circuit ou hydropneu- matiques 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 annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en coupe d'un amortis- seur; la figure 2 est une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de l'amortisseur représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe d'un amortis- seur en principe tel que celui représenté sur la figure 2 et muni en supplément d'un capteur intégré; 6 2569800 la figure 4 représente en coupe une valve d'amortissement montée dans l'élément de guidage de la tige de piston; la figure 5 est une vue en coupe de la valve d'amortissement représentée sur la figure 4; la figure 6 représente en coupe une autre va- riante de la valve d'amortissement représentée sur la fi- gure 4; la figure 7 est une coupe de la valve d'amortis- sement représentée sur la figure 6. L'amortisseur hydraulique représenté sur la fi- gure 1 comprend essentiellement le cylindre de travail 8, la tige de piston 9, à l'extrémité de laquelle est fixé le piston 16. Le piston 16 divise le volume inté- rieur du cylindre de travail 8 en une chambre de travail supérieure 12 et une chambre de travail inférieure 13. Le piston 16 comprend des clapets qui servent à l'amor- tissement principal. Pour la fixation de l'amortisseur dans le véhicule, on a prévu des dispositifs de fixation 18 et 19. Le cylindre de travail 8 est entouré d'un tube enveloppe 20, la chambre de compensation 14 étant formée dans l'espace intercalaire subsistant entre ces tubes. Des conduits de liaison 4 sont prévus entre la chambre de compensation 14 et la chambre de travail inférieure 12. Ces conduits de liaison 4 font partie de l'élément de guidage 10 qui, en même temps, reçoit la valve d'amor- tissement 1. Le réglage de la force d'amortissement s'ef- fectue par l'intermédiaire de la valve d'amortissement 1, dans laquelle on règle le débit de l'écoulement al- lant de la chambre de travail supérieure 12 à la chambre de compensation 14. La commande électrique de la valve d'amortissement 1 s'effectue au moyen des conducteurs de connexion 21. La compensation de l'introduction du volu- me de la tige de piston pendant le fonctionnement s'ef- fectue par l'intermédiaire des clapets de fond 22 qui re- 7 2569800 lient la chambre de travail inférieure 13 à la chambre de compensation 14. La figure 2 représente un amortisseur qui est en principe analogue à celui représenté sur la figure 1, avec la différence consistant en ce que le piston 16 por- te un clapet agissant dans un seul sens. Le clapet de fond 22 est également composé d'un seul clapet, qui agit dans un seul sens. Ces clapets servent exclusivement à la compensation du volume de la pénétration de la tige de piston 9. De même que dans l'exemple de réalisation de la figure 1, l'amortissement se produit par action sur l'écoulement allant de la chambre de travail supé- rieure 12 à la chambre de compensation 14 en passant par les conduits de liaison 4. Contrairement à la forme de réalisation selon la figure 2, celle représentée sur la figure 3 est équi- pée d'un capteur additionnel 23 qui capte des signaux de mesure par l'intermédiaire de connexions 24 et qui règle la valve d'amortissement 1 au moyen des conducteurs de connexion 21, en utilisant un dispositif électronique ap- proprié. Comme capteur pour la saisie de la vitesse du piston, de la course du piston, de l'accélération du pis- ton, de la pression, de la température et de l'état de charge on a prévu un dispositif travaillant selon le principe du condensateur tubulaire et qui émet des si- gnaux de mesure appropriés qui sont issus de la varia- tion de la capacité. Toutefois, on peut également utili- ser en qualité de capteurs 23 d'autres formes de réalisa- tion qui coopèrent également avec la valve d'amortisse- ment réglable 1 par l'intermédiaire d'un dispositif d'analyse électronique 15. Sur la figure 4, on a représenté en coupe un dé- tail d'un amortisseur dans lequel la tige de piston 9 est guidée par un élément de guidage 10. Le cylindre de travail 4 forme la chambre de compensation 14 en combi- naison avec le tube enveloppe 20. L'élément de guidage 8 2569800 assure le guidage et le centrage de la tige de piston 9 par l'intermédiaire d'une bague 25, le joint de la ti- ge de piston 26 isolant la chambre de travail supérieure 12 et la chambre de compensation 14 de l'atmosphère à joint étanche. La bague 25 est mouillée par le fluide d'amortissement qui est continuellement entraîné, ce qui assure une lubrification suffisante. L'excès de fluide d'amortissement entraîné se rassemble dans la chambre annulaire 27 et est renvoyé dans la chambre de compensa- tion par le conduit 28. Le conduit de liaison 4 qui est également présent dans l'élément de guidage 10 sert à ré- gler le débit en combinaison avec la valve d'amortisse- ment 1. La valve d'amortissement 1 est constituée par un électro-aimant 2 qui est lui-même composé d'un corps de bobine 3 et d'un enroulement 6 ainsi que d'un noyau plongeur 5. Lorsque l'électro-aimant est alimenté en cou- rant par le conducteur de connexion 21, le noyau plon- geur 5 plonge dans l'ouverture 29 prévue pour le rece- voir et ferme ainsi le conduit de liaison 4 entre la chambre de travail supérieure 12 et la chambre de compen- sation 14. Dans cet exemple de réalisation, la valve d'amortissement 1 fait partie intégrante de l'élément de guidage 10. Pour obtenir un débit variable d'écoulement du fluide d'amortissement, on a prévu plusieurs électro- aimants 2 répartis sur la périphérie de l'élément de gui- dage 10. Les électro-aimants 2 sont disposés de façon que leurs noyaux plongeurs soient disposés dans l'élé- ment de guidage 10, parallèlement à l'axe central 7 du cylindre de travail 8, en une couronne centrée sur cet axe et, dans cette construction, les noyaux 5 sont pré- vus transversalement au conduit de liaison 4, de sorte que l'écoulement du fluide d'amortissement peut se pro- duire dans les deux sens. La figure 5 est une vue en coupe d'un élément de guidage 10 dans lequel plusieurs électro-aimants 2 9 2569800 sont répartis sur tout le tour. A chaque électro-aimant 2 est associé un noyau plongeur 5 qui peut plonger dans un conduit de liaison 4. Avec cet agencement, qui com- prend au total 8 électro-aimants, on obtient une grande possibilité de variation pour le réglage du débit du fluide d'amortissement contenu dans le cylindre de tra- vail 8. La figure 6 montre une autre variante de valve d'amortissement 1, dans laquelle le conduit de liaison 4 est réalisé sous la forme d'un canal 11. Dans cette cons- truction, plusieurs canaux 11 orientés radialement sont répartis sur toute la circonférence. Dans chaque canal 11 plonge un noyau 5 appartenant à un électro-aimant 2, de sorte que, comme la figure 7 le montre par une vue de dessus, un nombre approprié d'électro-aimants, qui possè- dent un nombre désiré de noyaux plongeurs, peuvent fer- mer ou ouvrir, soit totalement, soit seulement partielle- ment, le passage formé par les canaux 11. En utilisant des noyaux plongeurs possédant différents diamètres et en utilisant un dispositif électronique adapté en consé- quence, on obtient non seulement une grande possibilité de variation mais également une grande fréquence de com- mutation. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits seulement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. LISTE DES REFERENCES 1 Valve d'amortissement 2 Electro-aimant 3 Corps de bobine 4 Conduit de liaison Noyau plongeur 6 Enroulement 7 Axe central du cylindre de travail 8 Cylindre de travail 9 Tige de piston Elément de guidage (guide de la tige du piston) 11 Canal 12 Chambre de travail supérieure 13 Chambre de travail inférieure 14 Chambre de compensation Dispositif électronique d'analyse 16 Piston 17 Clapets 18 Dispositif de fixation 19 Dispositif de fixation Tube enveloppe 21 Conducteur de connexion 22 Clapets de fond 23 Capteur 24 Connexions Bague 26 Joint d'étanchéité de la tige de piston 27 Chambre annulaire 28 Conduit 29 Ouverture Etranglement l 2569800 REVENDICATIONS R E V E N 3 I C A T I O N S 1 - Valve d'amortissement réglable pour un amor- tisseur hydraulique dans lequel un piston fixé à une ti- ge de piston divise un cylindre de travail en deux chamn- bres de travail, dans lequel il est prévu au moins un or- gane d'étranglement ou de laminage et o le cylindre de travail est relié à une chambre de compensation qui com- munique avec la chambre de travail supérieure par au moins un conduit de liaison, caractérisée en ce que la valve d'amortissement (1) est composée d'au moins un électro-aimant (2), chaque électro-aimant (2) distinct pouvant être commandé individuellement et comprenant un corps de bobine (3) muni d'un enroulement (6) et un noyau plongeur (5) qui agit sur la section du conduit de liaison (4). 2 - Valve d'amortissement réglable selon la re- vendication 1, caractérisée en ce que la valve d'amortis- sement (1) est agencée dans un élément de guidage (10) qui assure le guidage de la tige de piston (9). 3 - Valve d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que les noyaux plongeurs (5) sont disposés transversalement à l'axe central du con- duit de liaison (4) et en une couronne centrée sur l'axe central (7) du cylindre de travail (8). 4 - Valve d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le noyau plongeur (5) est disposé transversalement à l'axe central (7) du cylindre de travail (8). - Valve d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le conduit de liaison est constitué par un canal annulaire et en ce qu'il est pré- vu des canaux de liaison qui relient la chambre de tra- vail supérieure au canal annulaire et la chambre de com- pensation (14) au canal annulaire. 6 - Valve d'amortissement selon la revendica- 12 2569800 tion 1, caractérisée en ce qu'il est prévu, comme con- duit de liaison (4) plusieurs canaux de liaison communi- quant avec la chambre de travail supérieure (12) et avec la chambre de compensation (14) et en ce qu' au moins un noyau plongeur (5) appartenant à un électro-aimant (2) plonge dans chaque canal de liaison. 7 - Valve d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que, dans le cas o l'on uti- lise plusieurs électro-aimants (2), les noyaux plongeurs (5) sont de différents diamètres. 8 - Valve d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que plusieurs noyaux plon- geurs (5) plongent dans chacun des passages de liaison (4), les diamètres des divers noyaux plongeurs (5) pou- vant être identiques ou différents. 9 - Valve d'amortissement selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la partie du conduit de liaison (4) qui débouche dans la chambre de travail supé- rieure (12) constitue un étranglement (30).