Brevet FR2570457A1 — publié le 19860321

L'invention se rapporte à un amortisseur hydrau- lique réglable comprenant un piston d'amortissement fixé à une tige de piston, qui divise le cylindre de travail en deux chambres de travail remplies de liquide d'amor- tissement et présente au moins un organe de laminage, le cylindre de travail formant une chambre de compensation en combinaison avec un tube enveloppe, cependant que, coaxialement au tube enveloppe, est prévu un piston annu- laire mobile en translation axiale, qui donne appui à un i0 ressort hélicoidal et qui est attaqué par une pression exercée par le fluide d'amortissement contenu dans le cy- lindre élévateur. On connait déjà des amortisseurs (par exemple, demande de brevet de la R. F.A. publiée sous le numéro 25 27 530) qui exercent une précontrainte sur un ressort hélicoidal au moyen d'un cylindre élévateur de telle ma- nière que les variations de la charge soient automatique- ment compensées. Dans ces constructions, lorsqu'elle s'écarte de la valeur voulue, la garde au sol du véhicu- le est rétablie. Un inconvénient consiste en ce que, com- parativement à un amortisseur bitube, à égalité de lon- gueur d'encombrement, du fait que les groupes de comman- de sont agencés dans la région du fond de l'amortisseur, il n'est pas possible d'utiliser toute la course du pis- ton comme on le fait dans un amortisseur bitube. Du res- te, un autre inconvénient consiste en ce que le cylirerz élévateur est exclusivement alimenté par le volume de L7 quide qui est refoulé par la plongée de la tige de pis- ton dans le liquide. La fonction de pompe n'entre donc en j-u que dans la phase de compression et on ne peut ob- tenir un plus fort amortissement que pendant la phase de compression, pendant la durée du pompage. Après interrup- tion du pompage, il se rétablit à nouveau un amortisse- ment normal. Un tel dispositif ne peut pratiquement pas être utilisé dans les jambes de suspension qui assurent également. le guidage de la position des roues parce qiue la contrainte de flexion à absorber exige une tige de piston de plus grand diamètre et que, en raison du grand débit d'huile, on doit prévoir une chambre de compensa- tion ou une chambre de cylindre élévateur d'autant plus grande. Par ailleurs, on connaît des amortisseurs (par exemple, demande de brevet de la R.F.A. publiée sous le numéro 14 05 781) dans lesquels on peut régler la carac- téristique d'amortissement par variation de la section d'un étranglement de laminage au moyen de dispositifs électromagnétiques. Le dispositif électromagnétique est composé d'un commutateur rotatif émetteur, d'un commuta- teur rotatif multiple, d'une roue étoile et d'une roue de blocage. Ceci permet une commande du laminage par ré- glage fin. Par excitation brève de l'électro-aimant, l'organe de laminage est amené par pas successifs à la position désirée, qui donne un débit de passage d'huile déterminé. Avec ce dispositif, en dehors du fait qu'une telle commutation pas-à-pas représente une construction très coûteuse, on peut agir uniquement sur la caractéris- tique d'amortissement mais non pas sur la correction de hauteur de la caisse du véhicule en présence de varia- tions de la charge. En partant de cette base, le but de l'invention est de perfectionner un amortisseur de telle manière qu'il soit possible d'obtenir une modification simple, à commande électrique, de la force portante, et une modifi- cation du réglage de l'amortissement en extension et en compression, qui s'effectue en fonction de la charge et qui agit en parallèle avec celle de la force portante. Selon l'invention, il est prévu, pour la résolu- tion de ce problème, qu'un canal issu de la chambre de travail supérieure, aboutit dans la chambre de compensa- tion, le canal étant en communication avec le cylindre élévateur par l'intermédiaire d'une ouverture et une val- ve servant à fermer le passage étant intercalée entre le canal et la chambre de compensation. Un avantage de cette forme de réalisation con- siste en ce que le canal reliant la chambre de travail supérieure à la chambre de compensation forme une dérivà- tion qui peut être fermée ou ouverte au moyen de la val- ve. Si la valve est fermée, l'huile est refoulée dans le cylindre élévateur en passant par l'ouverture et, après un certain temps de marche, la cuvette de portée du res- sort est repoussée vers le haut par le pompage, jusqu'à une butée. Etant donné que le ressort hélicoidal repose sur la cuvette de portée du ressort et que ce ressort prend appui contre la carrosserie à son extrémité supé- rieure, l'accroissement de la précontrainte du ressort détermine une élévation correspondante de la caisse du véhicule. Lorsque le cylindre élévateur est rempli d'hui- le, c'est-à-dire lorsque la caisse du véhicule est soule- vée, il s'établit simultanément un amortissement plus dur, qui répond aux besoins de la charge plus grande puisque, maintenant, l'huile ne peut plus passer qu'à travers les organes de laminage. En outre, pendant la montée de la cuvette de portée du ressort, il s'établit déjà un amortissement progressivement croissant. Lorsque la valve s'ouvre, la caisse du véhicule s'abaisse à nouveau; ceci a pour conséquence que la dé- rivation travaille à nouveau en parallèle avec l'amortis- sement et que ce dernier est d'autant plus souple et par conséquent plus confortable. Selon une autre caractéristique essentielle, un clapet anti-retour est intercalé dans le canal. Selon une autre caractéristique de l'invention, le canal est annulaire, disposé coaxialement à la cham- bre de compensation et formé par un tube additionnel et par le tube enveloppe. Dans cette construction, et si la valve est d'une configuration appropriée, toute la cham- bre annulaire se comporte comme une dérivation. Selon une autre caractéristique, il est prévu 2570457- comme ouverture au moins un perçage. Lorsque la dériva- tion est fermée, le liquide d'amortissement est alors re- foulé dans le cylindre élévateur. Selon une autre caractéristique essentielle, on a prévu comme valve, un électro-aimant composé d'une bo- bine et d'un noyau plongeur, le noyau plongeur coopérant directement avec le passage. Si le noyau plongeur est de configuration conique et que le passage est constitué par un perçage, on obtient un siège de valve approprié pour la valve. Comme élément mobile de valve, on peut prévoir sans inconvénient un élément placé en avant du noyau plongeur. Selon une forme préférée de réalisation, les axes médians de l'ouverture et du passage sont disposés parallèlement entre eux et le noyau plongeur est de con- figuration échelonnée. En principe,-on obtient ici égale- ment une dérivation cependant qu'une configuration diffé- rente de l'élément mobile de la valve et du siège de la valve permet d'obtenir une fonction de pompage voulue dans le cylindre élévateur lorsque la valve est fermée. Pour le cas o l'on désire obtenir une plus grande variabilité du réglage de la force portante et de la force d'amortissement, le cylindre élévateur est re- lié à la chambre de compensation par un perçage de drain, ce perçage de drain étant commandé par une valve de correction en descente. On obtient la correction en élévation par une valve spécialement prévue, de configu- ration appropriée, et la correction en descente au moyen de ce perçage de drain. Une forme avantageuse de réalisation prévoit qu'au moins une des valves est commandée au moyen d'un dispositif électronique approprié. Ce dispositif électro- nique est de préférence commandé par un capteur intégré dans l'amortisseur, de sorte que la correction en éléva- tion et en descente peut être assurée par le dispositif électronique. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins schématiques annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en coupe d'un amortis- seur bitube, avec un cylindre élévateur et un ressort hé- licoidal; la figure 2 représente un amortisseur muni d'un ressort hélicoïdal, qui est en principe analogue à celui qui a déjà été représenté sur la figure 1, avec cette différence qu'il y est prévu un capteur intégré; la figure 3 est une vue en coupe d'un amortis- seur équipé d'un cylindre élévateur et d'un ressort héli- coidal, et dans lequel il est prévu une valve pour la correction en élévation et une autre valve pour la cor- rection en descente. L'amortisseur représenté sur la figure 1 com- prend essentiellement le cylindre de travail 3, la tige. de piston 1, à l'extrémité de laquelle est fixé le pis- ton d'amortissement 2. Le piston d'amortissement 2 divi- se le volume intérieur du cylindre de travail 3 en une chambre de travail supérieure 4 et une chambre de tra- vail inférieure 5. Le piston d'amortissement 2 comporte des clapets d'amortissement ou de laminage 21 qui ser- vent à l'amortissement des oscillations. Pour la fixa- tion de l'amortisseur dans le véhicule, il est prévu des dispositifs de fixation à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure. Le volume de liquide déplacé par la tige de piston 1 qui plonge dans le cylindre de tra- vail 3 est envoyé dans la chambre de compensation 7 en passant à travers le clapet de fond 22. La chambre de compensation 7 est formée par le cylindre de travail 3 et le tube enveloppe 6. Coaxialement au tube enveloppe 6, se trcuve un canal annulaire 10 qui relie la chambre de travail supé- rieure 4 à la chambre de compensation 7 en passant par 2570457. le clapet anti-retour 14. Le canal 10 possède une ouver- ture 11 qui établit la communication avec le cylindre élévateur 9, ce cylindre élévateur étant alimenté par le liquide d'amortissement et sollicitant le piston annulai- re 23. Le piston annulaire 23 est directement formé d'une seule pièce avec la cuvette de portée de ressort 24 et il porte le ressort hélicoïdal 8. Lorsque le cylin- dre élévateur 9 est sollicité par la pression, le piston annulaire 23 se déplace au maximum jusqu'à la butée 25. La liaison entre le canal 10 et la chambre de compensation 27 est établie par le passage 12. Ce passa- ge 12 coopère avec la valve 13. Comme valve 13, on a pré- vu un électro-aimant constitué par une bobine 16 et un noyau plongeur 17. La forme de réalisation représentée sur la figu- re 1 est commandée manuellement par l'intermédiaire de la valve 13. Aussi longtemps qu'il est alimenté en cou- rant, l'électro-aimant ferme le canal 10, le piston annu- laire 23, et la cuvette de portée de ressort 24 tendent alors à atteindre la butée supérieure 25. La caisse du véhicule s'élève donc. En même temps, l'amortissement se raidit automatiquement, ce qui se révèle avantageux en présence de l'accroissement de la charge du véhicule. La pression élévatrice qui est nécessaire dans le cylindre élévateur 9 pour agir sur la cuvette de portée de res- sort 24 est fixée par le réglage des clapets d'amortisse- ment 21 et 22. Dans la phase d'extension et dans la pha- -se de compression, des quantités d'huile relativement pe- tites sont refoulées dans le cylindre élévateur 9, de sorte que, selon les propriétés de la chaussée, la cor- rection en élévation demande un certain temps. Avec un réglage approprié des clapets d'amortissement 21 ainsi que des clapets de fond 22, lorsque la tige de piston 1 plonge dans la chambre de travail 3, le fluide d'amortis- sement est refoulé partiellement dans la chambre de com- pensation 7 et également dans le cylindre élévateur 9. 2570457, De même, lorsque la tige de piston 1 sort, le fluide d'amortissement est refoulé dans le cylindre élévateur 9 à travers les clapets d'amortissement 21. Etant donné qu'il s'agit de quantités d'huile relativement petites mais que l'huile est refoulée dans le cylindre élévateur aussi bien dans les mouvements d'extension que dans les mouvements de compression, on obtient une élévation par- ticulièrement uniforme et progressive du véhicule. En même temps, l'amortissement en extension et en compres- sion devient plus raide. Ceci résulte du fait que le pas- sage 12 fermé par la valve 13 ferme le canal 10 et que, de cette façon, il ne s'ouvre pas de dérivation en paral- lèle avec les clapets d'amortissement 21 et 22. L'amor- tissement est donc exclusivement assuré par les clapets d'amortissement 21 et 22. Lorsque le passage 12 a été ouvert par la valve 13, la caisse du véhicule s'abaisse à nouveau en raison du fait que le fluide d'amortissement revient du cylin- dre élévateur 9 dans la chambre de compensation 7 en pas- sant par le canal 10-. Dans ce mouvement, la dérivation entre en jeu en parallèle avec les clapets d'amortisse- ment 21, de sorte que l'amortissement devient plus sou- ple et plus confortable. Lorsqu'on utilise comme valve 13 un électro-ai- mant qui est composé d'une bobine 16 et d'un noyau plon- geur 17, on n'a pas besoin de dispositif de rappel puis- que la pression du fluide d'amortissement sollicite cons- tamment le noyau plongeur sur une surface annulaire et la maintient dans la position d'ouverture. Sur la figure 2, on a représenté un amortisseur qui est en principe analogue à celui représenté sur la figure 1, avec cette différence que, dans la tige de pis- ton 1, qui est creuse, est logé un capteur 20 qui comman- de la valve 13 par l'intermédiaire d'un dispositif élec- tronique approprié, de telle manière que la position du piston annulaire 23 puisse-être adaptée à la charge ins- tantanée du véhicule par variation continue. La précon- trainte du ressort hélicoîdal 8 varie dans ce cas. Lors- que le dispositif électronique est mis en circuit, le piston annulaire 23 est à nouveau ramené dans sa Dosi- tion inférieure normale puisque, sous l'effet de la pres- sion intérieure du circuit, le noyau plongeur 17 de l'électro-aimant est amené à sa position limite et que le passage 12 est dégagé. Sur la figure 3, on a représenté une forme de réalisation dans laquelle le canal 10 est à nouveau for- mé par le tube additionnel 15. Entre le canal et la cham- bre de compensation 7, se trouve le passage 12 qui repré- sente la liaison entre la chambre de travail supérieure 4 et la chambre de compensation 7 en passant par le ca- nal 10. L'ouverture 11 est piquée sur le canal 10 pour déboucher dans le cylindre élévateur 9 et, ici égale- ment, le piston annulaire 23 est monté à joint étanche au moyen d'une garniture d'étanchéité 26. L'électro-ai- mant composé de la bobine 16 et du noyau plongeur 17 fer- me ou ouvre la dérivation, le courant d'huile étant dé- vié vers le cylindre élévateur 9 lorsque la dérivation est fermée. Dans l'ouverture 11, il est prévu en supplé- ment un clapet anti-retour 27 puique l'évacuation du li- quide d'amortissement du cylindre élévateur 9 doit se produire en passant par le passage de drain 18 et la val- ve de correction en descente 19. Le perçage de drain 18 établit entre la chambre de compensation 7 et le cylin- dre élévateur 9 une communication qui peut être ouverte ou fermée par l'intermédiaire de la valve de correction en descente 19. Dans cette forme de réalisation, les clapets d'amortissement 21 et 22 Sont sollicités par des res- sorts puissants, de sorte que le dispositif peut subir une correction en élévation rapide, c'est-à-dire une élé- vation rapide du véhicule. Si la valve est alimentée en courant électrique, de plus grandes quantités d'huile 2570457, sont refoulées dans le cylindre élévateur 9. Lors de la correction en élévation du véhicule, l'amortissement est certes extrêmement dur mais il se réduit de la façon ap- propriée lorsqu'on a atteint la hauteur voulue. Cette ré- duction s'effectue par ouverture de la dérivation pas- sant par la valve 13, le noyau plongeur échelonné de l'électro-aimant libérant la communication passant par le passage 12 mais continuant à fermer l'ouverture 11. La hauteur du véhicule est maintenue par l'intermédiaire d'un dispositif électronique approprié, par une commande appropriée de la valve 13 et de la valve de correction en descente 19. La correction en descente du véhicule s'effec- tue par l'actionnement de la valve de correction en des- cente 19, de sorte que le liquide d'amortissement s'écou- le du cylindre élévateur 9 à la chambre de compensation 7 en passant par le perçage de drain 18 et en franchis- sant la valve de correction en descente 19. Au moyen du dispositif électronique, il est également possible, par exemple, d'abaisser la caisse du véhicule à partir d'une vitesse de marche déterminée, afin de réduire la résis- tance à l'avancement dans l'air et de stabiliser le véhi- cule en dynamique de marche par un déplacement du centre de gravité. Au-dessous de cette vitesse, la caisse subit à nouveau une correction en hauteur dans le sens ascendant de façon entièrement automatique, comme on l'a décrût plus haut, c'est-à-dire qu'elle est soulevée. 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. R E V E N D ICATIONS 1 - Amortisseur hydraulique réglable comprenant un piston d'amortissement fixé à une tige de piston, qui divise le cylindre de travail en deux chambres de tra- vail remplies d'un liquide d'amortissement et présente au moins un organe de laminage, le cylindre de travail formant une chambre de compensation en combinaison avec un tube enveloppe, cependant que, coaxialement au tube enveloppe, est prévu un piston annulaire mobile en trans- lation axiale, qui donne appui à un ressort hélicoidal et qui est attaqué par une pression exercée par le liqui- de d'amortissement contenu dans le cylindre élévateur, cet amortisseur étant caractérisé en ce que, en partant de la chambre de travail supérieure (4), un canal (10) aboutit dans la chambre de compensation (7), le canal étant en communication avec le cylindre élévateur (9) par l'intermédiaire d'une ouverture (11), et une valve (13) servant à fermer un passage (12) étant intercalée entre le canal (10) et la chambre de compensation (7). * 2 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un clapet anti-retour (14) est intercalé dans le canal (10). 3 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le canal est disposé en anneau coaxiale- ment à la chambre de compensation (7) et formé par un tu- be additionnel (15) et par le tube enveloppe (6). 4 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il y est prévu comme ouverture (11), au moins un perçage. - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est prévu comme valve (13), un élec- tro-aimant composé d'une bobine (16) et d'un noyau plon- geur (17), le noyau plongeur (17) coopérant directement avec le passage (12). 6 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- 2570457- térisé en ce que les axes de l'ouverture (11) et du pas- sage (12) sont disposés parallèlement entre eux et que le noyau plongeur (17) est de configuration échelonnée. 7 - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le cylindre élévateur (9) est relié à la chambre de compensation (7) par un perçage de drain (18), le perçage de drain (18) étant commandé par une valve de correction en descente (19). 8 - Amortisseur selon la revendication 1 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins l'une des valves (13, 19) est commandée par un dispositif électro- nique adapté. 9 - Amortisseur selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le dispositif électronique est commandé par un capteur (20) intégré dans l'amortisseur.