Brevet FR2562189A1 — publié le 19851004

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT A FORCE D'AMORTISSEMENT VARIABLE, POUR VEHICULES MUNIS D'UN MECANISME DE DIRECTION La présente invention se rapporte à un dispositif d'amortissement à force d'amortissement variable, équipant des véhicules dotés d'un mécanisme de direction et, plus particuLièrement, à une structure permettant de faire varier La force d'amortissement d'un amortisseur dans un véhicuLe comprenant un mécanisme de direction comportant un passage d'huite et une chambre à huile dont La pression interne croit jusqu'à une valeur étevée lorsque L'angLe de braquage augmente; ainsi qu'un dispositif amortisseur pourvu d'un cylindre empli d'une huile de travail, et d'un piston Logé à coulissement dans ce cylindre, de façon à subdiviser son espace interne en des chambres à huile respectivement supérieure et inférieure, ce dispositif amortisseur étant adapté pour amortir Les mouvements relatifs d'un châssis et d'un organe de support d'une roue. Pour réguler la force d'amortissement d'un dispositif amortisseur d'un véhicuLe en fonction des conditions d'utilisation de ce véhicule, et pour obtenir de la sorte une braquabilité satisfaisante dudit véhicule, ainsi qu'un confort de déplacement, on utilise généralement dans l'art antérieur un moyen électronique de commande. Dans l'état de la technique, la vitesse du véhicule, l'angle de braquage et l'accélération centripète sont détectés électri- quement et un solénoîde rotatif, monté sur La région supérieure d'une tige de piston dans le dispositif amortisseur, est actionné en réaction à des signaux détectés représentatifs des informations précitées, en sélectionnant, par l'intermédiaire d'une tige de commande, un orifice fixe ménagé dans un piston. Toutefois, dans ce moyen électronique de commande, le degré d'ouverture de L'orifice varie graduellement et La pLage d'ajustements de la force d'amortissement variable est limitée. IL est nécessaire de prévoir un détecteur de la vitesse du véhicule, un détecteur de L'angLe de braquage et un détecteur de l'accélération centripète, de même qu'il est nécessaire de stocker un programme de traitement de signaux dans un processeur tel qu'un micro-ordinateur. IL en résuLte une augmentation notable des coûts de fabrication du dispositif amortisseur-. La présente invention a été élaborée en tenant compte des faits précités. Un objet de cette invention consiste à proposer un dispositif amortisseur peu onéreux et hautement fiable, dont la force d'amortisse- ment puisse être modifiée, et dans lequel un mécanisme d'étranglement variable, de réalisation simple et tirant efficacement parti de La pression hydraulique dans un mécanisme de direction, est installé de façon à faire varier en continu La force d'amortissement. Cette 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 est une représentation sché- matique latérale, avec coupe partielle, de l'ensemble d'un système hydraulique; --la figure 2 est un graphique mettant en évidence La relation existant entre L'angle de braquage d'un mécanisme de direction et La pression agissant dans une chambre de réaction d'huile; et - la figure 3 est une coupe fragmentaire à échelle agrandie correspondant à la partie de la figure 1 qui est entourée et repérée par une flèche III. Comme Le montre tout d'abord une observation de La figure 1, un mécanisme de direction 1 est prévu dans un véhicuLe (non représenté) et La force d'amor- tissement d'amortisseurs 2, 2'; 3, 3', respectivement associés aux roues avant de gauche et de droite et aux roues arrière de gauche et de droite dudit véhicule, peut être modifiée en fonction de la pression régnant dans une chambre 4 de réaction d'huiLe dudit mécanisme de direction 1. Le mécanisme de direction 1 est du type réagissant à la vitesse du véhicule et il est muni de la chambre de réaction 4, de façon à renvoyer, au conducteur, une petite force lorsque le véhicule est immobilisé ou braqué à faible vitesse, et une grande force proportionnelle à la charge superficielle de la chaussée, lorsque ce véhicule est braqué à grande vitesse. Une pression hydraulique, provenant d'une pompe hydraulique non représentée, est délivrée à cette chambre de réaction 4 après avoir été commandée en fonction de la vitesse du véhicule, cette pression hydraulique étant modifiée, par exemple, de la manière illustrée sur la figure 2. Comme le montre cette figure 2, la lettre A indique la vitesse initiale du véhicule (c'est-à-dire 0 km/h) et les lettres B à I se rapportent à des vitesses du véhicule comprises entre 20 km/h et 90 km/h selon des intervalles corres- pondants de 10 km/h, et il ressort de ce graphique que la pression hydraulique régnant dans la chambre de réaction 4 croît proportionnellement à la vitesse du véhicule. IL convient, à présent, de décrire la réalisation des amortisseurs 2, 2' et 3, 3'. Etant donné que la réalisation de base est la même pour tous ces amortisseurs 2 à 3', seule La conception de l'amortisseur 2 correspondant à la roue avant gauche fera L'objet d'une description détaillée. L'amortisseur 2 comprend un cyLindre 6 ajusté fermement dans un cylindre externe 5 et empLi d'huile, ainsi qu'un piston 8 qui peut coulisser à l'intérieur dudit cylindre 6 et enserre fermement une tige 7 de piston faisant saillie vers Le haut au-delà du cylindre externe 5. L'espace interne du cylindre 6 est scindé,-par le piston 8, en des chambres à huile 9 et 10 respectivement supérieure et inférieure. L'extrémité supérieure de La tige 7 du piston est assujettie à un châssis (non représenté) et L'extrémité inférieure du cytindre externe 5 est reliée rigidement à une pièce (non illustrée) suppor- tant la roue. L'aptitude à amortir des mouvements verticaux relatifs du châssis et de La pièce de support de La roue est ainsi conférée à l'amortisseur 2. Une pièce de montage 11, destinée à assu- jettir la tige 7 du piston au châssis, est fixée fermement autour de la région supérieure de ladite tige 7 en saillie au-delà du cylindre externe 5 et du cylindre 6; un capot 12 anti-poussière destiné à entourer le cylindre externe 5, est bloqué sur la région de la tige 7 sous-jacente à la pièce de montage 11. Comme le montre la figure 3, la région extrême inférieure de La tige 7 du piston, logée à l'intérieur du cylindre 6, est munie par l'inter- médiaire d'un épaulement 14, d'une partie cylin- drique 13 de diamètre réduit présentant un filetage ménagé sur sa surface circonférentielle externe, et élaborée d'un seul tenant avec la tige 7 du piston de façon à dépasser vers Le bas. Une coLterette 15, un obturateur discoidaL 16, Le piston 8, un obturateur discoidaL 17 et un collet 18 sont ajustés dans L'ordre précité autour de la partie cylindrique 13 et, pour finir, un écrou 19 est serré sur cette partie cylin- drique 13 pour solidariser Le piston 8 avec sa tige 7. Ce piston 8 est percé de deux canaux 20 et 21 en vue d'étabLir la communication entre l. es chambres à huiLe supérieure 9 et inférieure 10. L'un des obturateurs discoidaux, L'obturateur 16, autorise une circulation de L'huile seulement de la chambre inférieure 10 jusqu'à la chambre supérieure 9 en passant par t'un (20) des canaux, tandis que l'autre obturateur discoÉ- dal 17 permet à l'huite de s'écouter seulement de la chambre supérieure 9 à la chambre inférieure 10 en empruntant l'autre canal 21. Du fait de cette réalisation, une force d'amortissement est engendrée à l'encontre des mouvements verticaux relatifs du piston 8 et du cylindre 6. Dans l'amortisseur 2, un mécanisme 22 d'étranglement variable, dont te degré d'étranglement augmente proportionnellement à la pression régnant dans la chambre de réaction (c'est-à-dire proportion- nellement à l'angle de braquage) est intercalé entre les chambres supérieure 9 et inférieure 10. Le mécanisme 22 d'étranglement variable comprend un canal supérieur de communication 23 relié à la chambre supérieure 9; un canal inférieur de communication 24 raccordé à la chambre inférieure 10; un plongeur 26 muni, - dans sa surface circonférentielle externe, d'une gorge annulaire 25 communiquant avec les deux canaux 23 et 24; une chambre hydraulique 27 ouverte en direction de l'extrémité supérieure du pLongeur 26, par Laquelle elle est délimitée; ainsi qu'un Logement 29 qui est tourné vers t'extrémité inférieure du plongeur 26 par Laquelle il est déli- mité, et abrite un ressort 28. Dans sa région-extrême inférieure, La tige 7 du piston comporte un alésage de coulissement 30 ouvert à son extrémité inférieure, LaqueLLe est obturée par un capuchon 31 ajusté par. vissage autour de l'extrémité discale de la partie cylindrique 13. Le plongeur 26 est Logé à coulisse- ments dans l'alésage 30. La chambre hydraulique 27 est délimitée par Les extrémités supérieures du plongeur 26 et de L'alésage de couLissement 30, te Logement 29 du ressort étant délimité par l'extré- mité inférieure dudit plongeur 26 et par Le capuchon 31. La tige 7 du piston est parcourue par un canal 32 d'alimentation en pression hydraulique qui commu- nique concentriquement avec la chambre hydraulique 27, ce canal 32 communiquant également avec un perçage 33 d'alimentation en pression hydrauLique (figure 1) pratiqué dans La pièce de montage 11. Un conduit 34 d'alimentation en pression hydraulique (figure 1), gagnant le perçage d'alimentation 33, est raccordé à La pièce de montage 11 et communique avec la chambre 4 de réaction dihuile dans Le mécanisme de direction 1. Par conséquent, la pression hydraulique qui règne dans cette chambre de réaction 4 est admise dans la chambre hydraulique 27. Les canaux de communication supérieur 23 et inférieur 24 sont ménagés dans les régions de la tige 7 du piston qui correspondent respectivement aux régions supérieure et inférieure du piston 8; une arête supérieure 25a de La gorge annulaire 25 et une arête inférieure 23a de l'ouverture interne du canal supérieur de communication 23 constituent un étranglement variable 35. La pression hydrauLique exercée sur L'extrémité supérieure du plongeur 26 a pour effet d'augmenter le degré de resserrement de l'étrangLement variable 35, cependant que La force élastique du ressort 28 dans Le Logement 29 a pour effet de diminuer ce degré de resserrement. Un clapet anti-retour 36 est interposé entre le logement 29 du ressort et la chambre supé- rieure 9 à huile, un clapet anti-retour 37 étant intercalé entre le logement 29 et La chambre infé- rieure 10 à huile. Un canal 38 de décharge d'huile est ménagé dans le pLongeur 26 de façon à s'étendre entre le logement 29 du ressort et le canal supérieur de communication 23, le clapet anti-retour 36 étant incorporé dans une zone intermédiaire de ce canal de décharge 38. Un canal 39 de décharge d'huile est pratiqué dans le capuchon 31, de façon à établir une communication entre le logement 29 du ressort et la chambre inférieure 10 à huile, et Le clapet anti-retour 37 se trouve dans une zone intermédiaire de ce canal de décharge 39. Lesdits clapets 36 et 37 ont pour fonction, lorsqu'il règne une forte pression hydraulique dans le logement 29 du ressort, de permettre à l'huile sous pression qui s'y trouve de s'écouler vers l'une des chambres supérieure 9 et inférieure 10, la pression régnant dans l'une de ces chambres étant moindre que celle qui règne dans l'autre chambre. Cela permet un fonctionnement en douceur du plongeur 26, c'est-à-dire un fonction- nement en douceur de l'étranglement variable 35. Il convient à présent de décrire le fonctionnement de cette forme de réalisation. Si Le véhicule se déplace lentement, tout en étant braqué par un volant de direction, La pression hydrauLique régnant dans la chambre 4 de réaction d'huile est relativement faible, de sorte que La pression dans la chambre hydraulique 27 du mécanisme 22 à étran- glement variable est relativement modeste. Le degré de resserrement de l'étranglement variable 35 est relativement faible, ce qui fa.it que la force d'amor- tissement prend une petite valeur. Lorsque La vitesse du véhicule est élevée, la pression hydraulique régnant dans La chambre de réaction 4 est forte en réaction à L'angle de braquage. Le degré de resserrement de l'étranglement variable 35 est grand et une force d'amortissementimportante peut être obtenue. Considéré du point de vue de la performance du véhicuLe, le fonctionnement ci-dessus peut être exprimé de La façon suivante: torsque le véhicule se déplace Len- tement, L'on constate agréablement un mouvement en douceur et, lorsque ce véhicule se déplace rapidement, l'on peut s'attendre à une suppression du roulement du châssis du fait de l'opération de braquage. La force de réaction hydraulique (pression hydraulique dans la chambre de réaction 4), se manifestant lorsque Le véhicule se meut rapidement, accuse une caractéristique telle qu'elLe augmente proportionnellement à la charge superficielle de la route. Dans l'intervalle, la valeur de l'effo.rt-de guidage agissant sur les pneu- matiques est déterminée par la valeur du rayon d'un tour accompli par le véhicule à la même vitesse, et cet effort de guidage agit comme une force de réaction de la crémaillère, si bien que le niveau de la-pression hydraulique dans La chambre de réaction 4 dépend de l'accéLération centripète. Dans une plage de propor- tionnaLité de La force de réaction hydraulique, Le niveau de cette force de réaction hydrauLique est indicatif de la valeur de l'accélération centripète. En d'autres termes, à grande vitesse de déplacement, la pression de réaction proportionnelle à la charge, a force de réaction de la crémaillère x effort de guidage a accélération centripète. IL n'est par conséquent pas nécessaire de prévoir un détecteur d'accélération centripète. Dans la forme de réalisation décrite ci-avant, la force d'amortissement varie en fonction de La pression hydraulique qui règne dans la chambre de réaction 4 du mécanisme de direction 1 réagissant à la vitesse du véhicule. La présente invention peut être appliquée d'une autre manière à un mécanisme de direction muni d'une valve de commande du type à centre ouvert, de façon que La pression hydraulique déchargée provenant d'une pompe hydraulique soit introduite dans une chambre hydraulique 27 d'un mécanisme 22 à étranglement variable. Dans un tel mécanisme de direction, la pression hydraulique régnant dans un canal de décharge d'huile d'une pompe hydraulique est faible lorsque le véhicule se déplace en ligne droite vers L'avant, et cette pression hydraulique peut être accrue par un actionnement du volant de direction. Si la communication est établie entre ce canal de décharge d'huile et la chambre hydraulique 27, la force d'amortissement d'un dispo- sitif amortisseur peut être augmentée lorsque Le volant de direction est actionné. Dans ce cas cependant, Lorsque l'angLe de braquage est grand, alors que Le véhicuLe se déplace à faibLe vitesse, iL est probable que Les passagers ressentent une impression de rudesse et d'inconfort. Dans un autre type de réalisation de La présente invention, La pression de réaction d'un système qualifié de -L-imiteur de la force de réaction hydraulique peut être délivrée à une chambre hydrauLique 27. Cette forme de réaLi- sation produit le même effet que celui précité. Dans la présente invention, un mécanisme à étranglement variable, dont Le degré de resserrement croît en proportion. de l'augmentation de la pression régnant dans un conduit d'huiLe ou dans une chambre à huile d'un mécanisme de direction, est intercalé entre Les chambres supérieure et inférieure à huile d'un dispositif amortisseur. Etant donné que La pression qui règne dans Le conduit d'huiLe ou la chambre à huile dudit mécanisme de direction croit proportion- neLLement à L'angle de braquage, iL est possible de faire varier la force d'amortissement. En effet, cette force d'amortissement peut être modifiée- continûment. IL est de surcroît possible de se dispenser d'un détecteur et d'un microordinateur tels qu'utilisés dans un amortisseur classique à commande électronique. Par conséquent, un dispositif d'amortissement selon La présente invention peut être obtenu à peu de frais, en équipant simplement un amortisseur cLassique de ce genre, d'un tube mince, comme par exemple une tubulure de freinage. IL va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et'repré- senté, sans sortir du cadre de l'invention. 1 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amortissement à force d'amor- tissement variable, équipant un véhicule comprenant un mécanisme de direction (1) munt d'une chambre a huile (4) dont la pression croit jusqu'à une valeur élevée lorsqu'un angle de braquage augmente; ainsi qu'un amortisseur (2) comprenant un cylindre (6) empli d'une huile de travail, et un piston (8) ajusté à coulissement dans ledit cylindre afin de subdiviser l'espace interne de ce cylindre en une chambre supé- rieure à huile (9) et en une chambre inférieure à huile (10), ledit amortisseur (2) étant conçu pour amortir des mouvements relatifs d'un châssis.et d'un élément supportant une roue, dispositif caractérisé par le fait qu'un mécanisme (22) à étranglement variable est intercalé entre lesdites chambres-supérieure (9) et inférieure (10) à huile, ce mécanisme (22) à étran- glement variable pouvant être actionné de manière à augmenter son degré de resserrement en réaction à un accroissement de la pression régnant dans Ladite chambre à huile (4) dudit mécanisme de direction (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mécanisme (22) à étran- glement variable comprend-un canal supérieur de commu- nication (23) relié à la chambre supérieure à huile (9) un canal inférieur de communication (24) raccordé à la chambre inférieure à huile (10); un plongeur (26) muni, dans sa surface circonférentielle externe, d'une gorge annulaire (25) qui communique avec les deux canaux de communication respectivement supérieur (23) et inférieur (24), et présente des arêtes extrêmes - opposées, l'une (25a) de ces arêtes extremes coopérant - 25621a9 avec une arête extrême (23a) de l'ouverture de L'un (23) des deux canaux de communication, afin de former un étrangLement variable (35); une chambre hydrau- Lique (27), dét-imitée de manière à se trouver en vts- à-vis de L'une des extrémités dudit pLongeur (26), et à communiquer avec La chambre à huile (4) pour permettre à une pression hydrauLique de s'exercer sur Ledit pLongeur (26) dans une direction dans LaqueLLe Le degré de resserrement dudit étrangLement variable (35) augmente; ainsi qu'un Logement (29) de ressort, délimité de manière à se trouver en vis-àvis de L'autre extrémité dudit pLongeur (26), et abritant un ressort (28) qui pousse Ledit pLongeur (26) dans une direction dans LaqueLLe Le degré de resserrement dudit étranglement variable (35) diminue. 3. Dispositif seLon La revendication -2, caractérisé par Le fait que des cLapets anti-retour (36, 37) sont interposés entre le logement (29) de ressort et la chambre supérieure à huile (9) ainsi qu'entre ce Logement (29) de ressort et La chambre inférieure à huile (10), respectivement, et Lesdits clapets anti-retour (36, 37) étant conçus de façon que, lorsqu'il règne dans L'une desdites chambres à huile une pression inférieure à celle régnant dans L'autre chambre, L'huile sous pression renfermée par Ledit Logement (29) de ressort puisse sortir de ce Logement pour pénétrer dans La chambre à huiLe précitée située c6té basse pression.