Brevet FR2566715A1 — publié le 19860103

"Systèmes d'amortissement pour véhicuLes Lourds, et amortis- seur équipant ce système". La présente invention se rapporte d'une manière générale à des amortisseurs de chocs et, en particulier, à des systèmes d'absorption de chocs équipés d'amortisseurs pour éviter, dans des véhicules lourds, le phénomène de " talonnement " expliqué ci-après. L'art antérieur connaît depuis longtemps des amortisseurs de chocs qui sont intercalés entre la caisse d'un véhicule et la suspension des roues, en vue d'amortir les oscillations élasti- ques provoquées par des irrégularités du revêtement de la chaussée. Différents amortisseurs hydrauliques sont connus et utilisés actuellement. Des amortisseurs existants sont capables d'absorber, sans gauchissement, des chocs d'un peu plus de 15 tonnes. C'est là une capacité d'absorption relativement faible, notamment pour des véhicules lourds tels que des chars de combat qui, la plu- part du temps, se déplacent à grande vitesse sur un terrain ac- cidenté et sont soumis à des chocs continuels et rudes. En vue d'éviter ce qu'on appelle un " talonnement ", se produisant lorsque l'amortisseur de chocs est intégralement rétracté de sorte que le métal vient heurter le métal, ce qui est très pé- nible pour les occupants du véhicule, l'on prévoit des absor- beurs de chocs ou amortisseurs secondaires. Ces amortisseurs sont installés sur le véhicule de telle sorte qu'ils soient mis en prise, pour absorber les chocs, seu- lement lorsque l'amortisseur principal est sur le point de talonner, de façon à empêcher ce talonnement. Les amortisseurs actuellement utilisés sont en général du type à ressorts. Un bras (ou absorbèur de chocs) fixé à la suspension des roues se soulève, sous l'action d'un impact, jusqu'à venir s'appliquer contre l'amortisseur à ressort qui absorbe de l'ordre de 7,5 ton- nes à 10 tonnes. Cependant, ces amortisseurs sont relativement faibles, d'o résulte souvent un talonnement de l'amortisseur proprement dit, étant donné que le choc ne peut pas être inté- gralement absorbé. De ce fait, les conducteurs de blindés et autres véhicules lourds doivent conduire lentement afin d'éviter des chocs. Un objet de la présente invention consiste par conséquent à proposer des systèmes d'absorption de chocs pour véhicules lourds, équipés d'un amortisseur qui soit capable d'absorber, sans aucun talonnement, une énergie notablement plus grande que des amortisseurs classiques. Ainsi, conformément à la présente invention, il est pro- posé un système d'amortissement comprenant un premier absorbeur hydraulique de chocs, un second absorbeur hydraulique de chocs (amortisseur), ainsi qu'un moyen relié audit premier absorbeur pour venir sélectivement en prise avec le second absorbeur lors- que ledit premier absorbeur est sur le point de talonner. Selon une forme de réalisation préférentielle, le second absorbeur de chocs comprend un boîtier; un piston logé à coulissements longitudinaux dans ledit boîtier; un dispositif pour rappeler le piston à la condition déployée; une première chambre de travail délimitée entre le piston et le boîtier; une seconde chambre de travail délimitée entre ledit piston et ledit boîtier; ainsi que des moyens pour autoriser sélectivement la circulation d'un fluide de travail entre les première et deu- xième chambres précitées. D'après une forme de réalisation préférentielle, le second absorbeur de chocs présente par ailleurs un couvercle de butée fixé amoviblement au piston. Selon un type de réalisation préférentiel, le moyen de rappel consiste en un ressort hélicoïdal. D'après une autre caractéristique préférentielle, le moyen autorisant la circulation comprend plusieurs valves de décharge réglables pour permettre sélectivement la circulation de la première chambre à la seconde chambre, ainsi que plusieurs cla- pets sphériques anti-retour pour permettre sélectivement la cir- culation de la seconde chambre à la première. Ledit moyen présente au moins une valve de décharge et au moins un clapet anti-retour. Selon une forme de réalisation préférentielle, il est éga- lement prévu un piston secondaire pouvant coulisser à l'intérieur du premier piston. Conformément à la présente invention, le système comporte également un moyen de raclement pour nettoyer le premier piston en service. De préférence, ce moyen de raclement consiste en un organe racleur logé dans le boîtier pour coopérer par glissement avec la surface externe dudit premier piston. Selon la présente invention, le moyen de mise en prise sélective consiste en un élément de mise en prise relié au premier absorbeur de chocs et conçu pour s'appliquer contre le second absorbeur de chocs le long d'une partie de sa trajec- toire de mouvement. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 illustre un système d'absorption de chocs, qui est réalisé et fonctionne conformément à la présente invention et est monté sur un véhicule; la figure 2 est une coupe de l'amortisseur conçu et fonc- tionnant d'après une forme de réalisation préférentielle de la présente invention; et la figure 3 est une vue en plan avec arrachements, repré- sentant l'amortisseur de la figure 2. La figure 1 illustre un système d'amortissement de chocs réalisé et fonctionnant selon la présente invention, ce système comprenant un amortisseur hydraulique désigné globalement par 10o -et monté sur un véhicule 14 en association avec un absorbeur hydrau- lique de chocs 12. L'amortisseur 10 possède un dispositif 16 à piston actionné- hydrauliquement, accouplé au véhicule par n'im- porte quel moyen classique,et agissant comme un second absorbeur de chocs qui équipe le véhicule et peut être mis sélectivement en fonction. Cet amortisseur 10 est pourvu d'un capot de butée 18. Le premier absorbeur de chocs 12 peut être de n'importe quel type classique. Dans la forme de réalisation illustrée, le premier absorbeur de chocs consiste, par exemple, en un amortis- seur de type télescopique. En variante, n'importe quel autre amortisseur de chocs peut être utilisé. Un moyen,destiné à mettre sélectivement en fonction le second absorbeur de chocs lorsque le premier absorbeur est sur le point de talonner, est relié à l'absorbeur 12. Dans le mode de réalisation représenté, un élément 20 de mise en prise, muni d'une surface de contact 22, est assujetti à l'absorbeur de chocs 12 afin de se mouvoir conjointement à ce dernier lorsqu'il se déploie et se rétracte. Quand le véhicule se déplace et en présence d'un choc, l'absorbeur 12 commence à absorber ce choc, typiquement par com- pression. Le point auquel cet absorbeur ne peut plus se com- primer davantage est connu en tant que " talonnement ". Dans le type de réalisation illustré, l'absorbeur 12 avoisine la condi- tion rétractée, provoquant un soulèvement de l'élément 20 de mise en prise. Lorsque cet absorbeurl12 atteint une rétraction prédéterminée proche de sa rétraction totale susceptible de se traduire par un talonnement, la surface 22 de l'élément 20 de mise en prise vient s'appliquer contre le capot de butée 18 de l'amortisseur 10. Le choc répercuté par l'intermédiaire dudit élément 20 est absorbé par l'amortisseur 10, éVitant ainsi un talonnement tant de l'absorbeur de chocs que de l'amortisseur. Lorsque le véhicule se déplace en marche avant, l'absorbeur de chocs 12 se déploie et l'élément 20 est abaissé, ce qui le met hors prise avec l'amortisseur 10. Une caractéristique particulière de la présente invention consiste en ce que l'absorbeur de chocs secondaire ou amortis- seur 10 est un amortisseur hydraulique. Cela permet à un amor- tisseur de taille relativement modeste d'absorber une quantité d'énergie relativement grande et, ce qui est plus important, l'énergie absorbée est convertie en de la chaleur qui peut être aisément dissipée dans l'atmosphère plutôt que d'être renvoyée au véhicule,comme tel est le cas avec des amortisseurs à ressorts. De surcroît, l'absorption d'énergie assurée par l'amortisseur atteint presque immédiatement un maximum, de sorte qu'un léger mouvement de cet amortisseur se traduit par une absorption ma- ximale d'énergie. Cela confère le grand avantage d'une faculté d'absorption d'énergie et d'une efficacité supérieures à celles d'amortisseurs à ressorts, dont l'absorption dépend de leur mouvement. Il convient à présent de décrire en détail, à l'appui des figures 2 et 3, une forme de réalisation préférentielle du second absorbeur de chocs, c'est-à-dire de l'amortisseur 10 con- çu et fonctionnant conformément à la présente invention. Cet amortisseur possède un boîtier 30 destiné à être monté sur la caisse d'un véhicule tel qu'un char de combat, par exemple à l'aide d'un goujon de positionnement 32 assujettissant l'amor- tisseur à une structure pré-assemblée. Le boîtier 30 possède un couvercle allongé 34 fileté et creux, qui est vissé sur un taraudage ménagé dans une face interne supérieure 35 du boî- tier 30. Un piston 36, comprenant une tête 38 et une tige 40, est logé à coulissements longitudinaux dans le boîtier. La tige 40 de ce piston peut effectuer un mouvement alternatif à l'inté- rieur du couvercle 34. Un alésage longitudinal 42 est élaboré dans la tige 40 du piston. Un moyen de rappel du piston à une position déployée, consistant de préférence en un ressort héli- coldal 44, est renfermé par l'alésage 42 et est relié au couver- cle 34 par l'une de ses extrémités. Ce ressort hélicoïdal 44 est bandé lorsque le piston 36 se rétracte dans le couvercle 34 et il a pour effet de charger le piston 36 afin de provoquer son déploiement. N'importe quel moyen élastique, capable de rappeler le piston 36 à sa condition déployée en un temps très court (de préférence en moins de seconde), est approprié pour la pré- sente invention. N'importe quels autres moyens élastiques rap- pelant le piston à sa condition déployée peuvent être utilisés en variante. Le piston 36 est monté à l'intérieur du boîtier 30 et est retenu à l'aide de paliers de coulissement 46 et 48 aux deux extrémités dudit boîtier. L'on fera remarquer que les paliers inférieurs de coulissement 48 sont relativement longs par rap- port à la longueur totale du boîtier. Cela permet audit boîtier d'absorber des forces latérales. Le piston 36 et le boîtier 30 délimitent entre eux des première et seconde chambres de travail 50 et 52, ainsi que des moyens autorisant sélectivement le flux d'un fluide de travail entre lesdites première et seconde chambres. Lesdits moyens consistent en au moins une et,de préférence,en plusieurs valves de décharge réglables 56 pour autoriser sélectivement la circulation d'un fluide de travail de la première chambre à la seconde, ainsi qu'en plusieurs clapets anti-retour 58 pour per- mettre sélectivement le passage d'un fluide de travail de la seconde chambre à la première. Selon une forme de réalisation préférentielle de l'inven- tion, les valves de décharge 56 sont constituées par des valves unidirectionnelles régulées par pression et pouvant être ajustées à une pression de rupture prédéterminée. La valve de décharge illustrée sur la figure 2 se compose d'une base 60 percée d'ori- fices 61 de circulation du fluide; d'un organe fileté vertical 62 monté dans cette base; et de plusieurs disques élastiques 64 en appui autour de l'organe fileté. Ces disques élastiques 64, fa- briqués typiquement en acier-à ressorts, servent à bloquer sé- lectivement le passage du fluide à travers les orifices 61. La valve est logée dans un évidement 66 pratiqué dans le boîtier et délimitant un épaulement 68 en saillie. Un serrage ou un des- serrage de l'organe fileté a pour effet de presser les disques élastiques contre l'épaulement 68, en ajustant ainsi la pression de rupture devant être surmontée par le fluide de travail pour qu'il puisse s'écouler à travers la valve. En variante, n'importe quelle valve unidirectionnelle ajustable peut être utilisée. Dans le type de réalisation illustré, le clapet anti-re- tour 58 est un clapet à obturateur sphérique et à alésage rela- tivement grand. Ce clapet 58 présente un alésage 70 façonné dans la tête 38 du piston délimitant un épaulement tronconique 72 formant siège. Un obturateur sphérique 74 est logé dans l'alésa- ge 70 et conçu pour être appliqué sélectivement contre l'épau- lement 72 formant siège. Le clapet anti-retour 58 interdit une circulation du fluide de travail de la chambre 50 à la chambre 52 lorsque la pression de ce fluide plaque l'obturateur sphérique 74 contre l'épaulement 72 formant siège. Néanmoins, le fluide de travail peut s'écouler avec une liberté relative de la cham- bre 52 à la chambre 50 par l'intermédiaire de l'alésage 70, en soulevant l'obturateur sphérique 74 à l'écart de l'épaulement 72. L'alésage 70 présente un diamètre relativement grand pour per- mettre au fluide de le traverser rapidement avec une faible résistance, obligeant ainsi le piston à retourner rapidement à sa condition déployée initiale. Selon un mode de réalisation préférentiel, plusieurs valves de décharge et clapets anti-retour répartis autour dé l'axe longitudinal de l'amortisseur sont prévus. Cela permet une plus grande absorption d'énergie au cours de la rétraction de l'amor- tisseur, ainsi qu'un déploiement plus rapide du piston. Dans un type de réalisation préférentiel de l'invention, il est prévu un piston secondaire 76 assujetti au ressort 44 et logé à coulissements dans l'alésage 42. Ce piston secondaire 76 délimite, à l'intérieur du piston 36, un réservoir 78 à fluide de travail pour délivrer une quantité manquante de fluide ou accepter une quantité excédentaire de ce fluide en provenance de la chambre de travail 52, par l'intermédiaire d'un canal 79 mis particulièrement bien en évidence par la figure 3. Une caractéristique particulière de la présente invention consiste en ce qu'un piston secondaire 76 est prévu dans le piston 36. Ce piston secondaire sert à compenser des variations de volume du fluide de travail dues à une expansion thermique de ce fluide. Ainsi, lorsque le fluide de travail accuse une expansion par suite de son accroissement de température, il s'écoule de la chambre 52 au réservoir 78 en empruntant le ca- nal 79, obligeant de la sorte le piston 76 à bander le ressort 44. Lorsque le fluide de travail refroidit, le ressort 44 se détend, poussant le piston 76 dans le réservoir 78 et refoulant le fluide de travail refroidi dudit réservoir à la chambre 52. Un couvercle 80 peut être prévu sur l'extrémité externe du piston 36 pour servir de moyen de venue en prise lors du fonctionnement de l'appareil. Ainsi, ce couvercle 80 est sol- licité lorsque des chocs doivent être absorbés, protégeant de la sorte le piston proprement dit d'une détérioration. Le couvercle 80 est de préférence fixé amoviblement au piston,en vue d'une dépose facile à des fins de remplacement ou de répa- ration. Des racleurs ou organes de nettoyage 82 peuvent également être prévus pour nettoyer le piston en service. D'après un type de réalisation préférentiel, le moyen de raclement peut consister en un élément racleur logé dans le palier 48 afin de coopérer par glissement avec la surface externe du piston 36. L'élément racleur peut être une pièce en Téflon ou bien, pour des véhi- cules se déplaçant dans la boue, un élément nettoyant annulaire en bronze. L'amortisseur de la présente invention peut être fabriqué en n'importe quel matériau adéquat,-de préférence en un alliage d'acier de haute qualité. Il convient à présent de décrire le fonctionnement du système amortisseur selon la présente invention. Lorsque le véhicule se déplace à grande vitesse sur un terrain accidenté, des chocs impartis à la suspension des roues sont répercutés au premier absorbeur, lequel absorbe ces chocs du mieux qu'il peut le faire. Au cas o l'énergie d'impact s'avérerait plus grande que celle pouvant être absorbée par le premier absorbeur, le second absorbeur de chocs (amortisseur) est mis en fonction. Lorsque le premier absorbeur est sur le point de talonner, l'élé- ment 20 de mise en prise vient s'appliquer contre le couvercle 80, en provoquant la rétraction du piston à l'intérieur du bottier 30. La rétraction du piston 36 s'oppose à la résistance du fluide de travail renfermé par la chambre 50, dans laquelle il est sous pression. Ce fluide peut s'échapper dans la chambre de travail 52 uniquement par l'intermédiaire des valves 56. Les valves 56 sont préréglées selon la pression de rupture souhaitée. Ce seuil de réglage détermine la quantité d'énergie pouvant être absorbée par l'amortisseur. Un accroissement de la pression du fluide de travail permet à ce fluide de s'écouler à travers les valves 56, autour des disques élastiques 64 et à travers les orifices 61 pratiqués dans la base 60, processus au cours duquel le fluide de travail est échauffé et accuse par conséquent une expansion. Cette rétraction du piston 36 provoque le bandage du ressort 44 ou autre moyen de rappel. La chaleur provenant du fluide de travail est dissipée dans l'atmosphère à travers le corps de l'amortisseur. Après que l'énergie d'impact a été ab- sorbée et que l'élément 20 a été dégagé du piston 36, le moyen de rappel 44 repousse le piston à sa condition déployée. La pression exercée par la tête 38 de ce piston sur le fluide de travail renfermé par la chambre 52 oblige ce fluide à retourner à la chambre de travail 50,en passant par les clapets 58. Lors- que le fluide pénètre dans l'alésage 70, l'obturateur sphérique 74 est soulevé à l'écart de son siège et ledit fluide afflue libre- ment dans la chambre 50. Une caractéristique particulière du second absorbeur de chocs selon la présente invention réside dans le fait que le piston peut se mouvoir extrêmement rapidement (c'est-à-dire en moins de seconde) d'une condition rétractée à la condition déployée, et qu'il est apte à absorber davantage d'énergie. Cette aptitude est conférée par la combinaison particulière de valves de décharge réglables et de moyens de tension élastique opposant une forte résistance à l'écoulement du fluide lors de la rétrac- tion (et assurant par conséquent une grande absorption d'énergie), avec des clapets anti-retour opposant une faible résistance à la circulation du fluide conjointement à la poussée desdits moyens élastiques lors du déploiement du piston. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système et à l'amortisseur décritset représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'amortissement, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier moyen hydraulique d'absorption de chocs (12); un second moyen hydraulique d'absorption de chocs (10); ainsi qu'un moyen (20, 22) relié audit premier moyen d'absorption (12) pour venir sélectivement en prise avec le second moyen d'absorp- tion (10) lorsque ledit premier moyen d'absorption (12) est sur le point de talonner. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second moyen d'absorption de chocs (10) comprend un boitier (30); un piston (36) logé à coulissements longitudinaux dans ledit boîtier; un dispositif (44) pour pousser ledit pis- ton (36) à la condition déployée; une première chambre de tra- vail (50) délimitée entre le piston (36) et le boîtier (30); une seconde chambre de travail (52) délimitée entre ledit pis- ton (36) et ledit boîtier (30); ainsi que des moyens (56, 58) pour autoriser sélectivement la circulation d'un fluide de travail entre la première chambre (50) et la seconde chambre (52). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le second moyen d'absorption de chocs (10) présente par ailleurs un moyen (76) pour compenser l'expansion thermique du fluide de travail. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le moyen de compensation consiste en un piston secon- daire (76) pouvant coulisser dans le piston (36) et délimitant, dans ce piston, un réservoir (78) à fluide de travail raccordé sélectivement à la première chambre de travail (50). 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le second moyen d'absorption de chocs (10) présente par ailleurs un couvercle (80) pouvant ser- vir de butée et fixé amoviblement au piston (36). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que le moyen de rappel consiste en un ressort hélicoidal (44). 7. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que le moyen autorisant la circulation comprend au moins une valve de décharge (56) réglable pour per- mettre sélectivement la circulation de la première chambre (50) à la seconde chambre (52), ainsi qu'au moins un clapet anti-retour (58) pour permettre sélectivement la circulation de ladite seconde chambre (52) à ladite première chambre (50). 8. Système selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la valve de décharge (56) prévue au minimum est instal- lée en plusieurs exemplaires; et par le fait que le clapet anti- retour (58) prévu au minimum est installé en plusieurs exemplaires; 9. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 8,caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un moyen de raclement (82) pour nettoyer le piston (36) en service. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le moyen de raclement consiste en un organe racleur (82) logé dans le boitier (30) pour coopérer par glissement avec la surface externe du piston (36). 11. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de mise en prise sélective consiste en un élément (20) de mise en prise, relié au premier moyen d'absorption de chocs (12) et conçu pour s'appliquer contre le second moyen d'absorption de chocs (10) le long d'une partie de sa trajectoire de mouvement. 12. Amortisseur,caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier (30); un premier piston (36) logé à coulissements lon- gitudinaux dans ledit boîtier (30); un alésage longitudinal (42) pratiqué dans le premier piston (36); un moyen (44) pour pousser ledit premier piston (36) vers une condition déployée; une pre- mière chambre de travail (50) délimitée entre le premier piston (36) et le boîtier (30); une seconde chambre de travail (52) délimitée entre ledit premier piston (36) et ledit bottier (30); des moyens (56, 58) pour autoriser sélectivement la circulation d'un fluide de travail entre ladite première chambre (50) et ladite seconde chambre (52); un piston secondaire (76) pouvant coulis- ser dans l'alésage (42) dudit premier piston (36); ainsi qu'un réservoir (78) à fluide de travail, raccordé sélectivement à ladite première chambre de travail (50) et délimité entre le premier piston (36) et le piston secondaire (76). 13. Amortisseur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le moyen autorisant sélectivement la circula- tion consiste en une valve de décharge (56) comprenant une base (60) percée d'orifices (61) de circulation d'un fluide; un organe fileté vertical (62) monté dans ladite base (60); ainsi que plusieurs disques élastiques (64) en appui autour de l'organe fileté (62) et conçuspour obturer sélectivement lesdits orifices (61) de circulation du fluide.