Brevet FR2580356A1 — publié le 19861017

COUSSINET REMPLI DE FLUIDE La présente invention concerne un coussinet élastique à utiliser entre un bras de suspension et un châssis de véhicule à moteur ou entre un bras de suspension et un essieu, et plus précisément, un coussinet de rempli de fluide ayant une élasticité variable. Lorsqu'un véhicule à moteur tel qu'une automobile circule sur une route cahoteuse, du bruit O10 est produit et des vibrations sont transmises au com- partiment pour passager, si les mécanismes de suspen- sion ne permettent pas d'amortir suffisamment les chocs qui sont exercés sur l'automobile dans son sens longitudinal ou d'avant en arrière. Un moyen classique pour augmenter la souplesse d'un mécanisme de suspension dans la direction avant-arrière de L'automobile comprend un coussinet élastique disposé entre un bras de suspension et un châssis d'automobile ou entre un bras de suspension et un essieu. L'élasticité du mécanisme de suspension doit être ajustée compte tenu des conditions dans lesquelles l'automobile se déplace étant donné que l'attitude ou la position de l'auto- mobile varie selon qu'elle freine, qu'elle vire, ou qu'elle se déplace sur une route cahoteuse. Plus préci- sément, il est préférable que le coussinet ait un degré de rigidité plus élevé pour augmenter la stabilité de manoeuvre de l'automobile, accroître son aptitude à se déplacer en ligne droite à vitesse étevée, ou diminuer les vibrations au démarrage de l'automobile. Inversement, il est préférable que le coussinet ait une rigidité inférieure pour accroître le confort de conduite et diminuer le bruit dans le compartiment pour passagers. La publication du modèle d'utilité publié japonais n 59(1984)-116649 décrit un coussinet élastique typique ayant une souplesse ajustable dans le sens avant-arrière du véhicule à moteur. Le coussinet élastique décrit comprend des manchons intérieur et extérieur disposés concentriquement dans un bottier tronconique faisant partie intégrante d'un châssis d'un vèhicule à moteur, un manchon intermédiaire disposé concentriquement entre les manchons intérieur et exté- rieur, et des corps élastiques interposés ces manchons. Le coussinet présente une première et une seconde chambres à fluide définies entre les manchons extérieur et intermédiaire qui sont diamétralement opposées l'une à l'autre, les première et seconde chambres étant remplies d'un fluide incompressible tel que de l'anti- gel. Les première et seconde chambres sont maintenues en communication t'une avec l'autre par l'intermédiaire de trous ménagés dans les manchons extérieurs et d'un passage annulaire défini entre le boYtier et le manchon extérieur. Une soupape à commande par solénoide est montée sur une surface périphérique extérieure du boîtier pour l'ouverture et la fermeture des trous afin d'établir et d'interrompre la communication entre les première et seconde chambres, et d'ajuster la souplesse ou "l'élasticité" du coussinet dans le sens avant-arrière du véhicule à moteur. Cependant, le coussinet élastique classique mentionné ci-dessus ne permet pas de faire face de façon suffisante aux diverses conditions de déplacement de l'automobile étant donné que l'élas- ticité ne peut être ajustée qu'en deux étapes, c'est-à- dire en établissant et en interrompant la communication entre les première et seconde chambres. Par conséquent, la présente invention a pour but de fournir un coussinet rempli de fluide ayant des chambres de fluide en communication les unes avec les autres par l'intermédiaire d'un passage dont la section transversale varie en plusieurs étapes par rotation d'une soupape, de façon à ce que l'élasticité du coussinet puisse être modifiée en fonction des diverses conditions de déplacement d'une automobile comportant ce coussinet rempli-de fluide. Un autre but de l'invention est de fournir un coussinet rempli de fluide de structure compacte et comportant un mécanisme de variation de l'élasticité logé dans le coussinet. Conformément à la présente invention, un coussinet rempli de fluide comprend au moins deux manchons disposés concentriquement l'un par rapport à l'autre, un élément élastique interposé entre les deux manchons ayant un creux pratiquement annulaire défini dans l'une des surfaces circonférentielles extérieures, une cloison disposée dans le creux annulaire et dans laquelle sont ménagés des trous et définissant une première et une seconde chambres de fluide prati- quement annulaires dans le creux annulaire, qui commu- niquent sélectivement l'une avec l'autre par l'inter- médiaire des trous de la cloison, un fluide remplissant chacune des première et seconde chambres à fluide et un moyen à soupape pour limiter de façon variable l'écoulement du fluide entre les première et seconde chambres. Les buts ci-dessus ainsi que d'autres buts, détails et avantages de la présente invention apparai- tront à la lecture de la lecture de la description détaillée ci-après de modes de réalisation préférés, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un coussinet rempli de fluide de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1; 258035 - la figure 4 est une vue en coupe représen- tant une soupape tournée de 120 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la position de la figure 3; et - la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 3, représentant une variante de la soupape de la figure 3. Comme le montre la figure 1, un tube extérieur 12 est fixé à un châssis de véhicule à moteur globa- lement désigné en 10. Le tube extérieur 12 présente un orifice plus grand 13 pratiquement défini au centre d'une surface extérieure circonférentielle, et deux orifices plus petits 14 circonférentiellement espacés (figure 2), définis dans des positions pratiquement diamétralement opposées par rapport au grand orifice 13. Un tube intérieur allongé 15 traverse Le tube extérieur 12 et présente un grand orifice 16 et deux petits orifices circonférentiellement espacés 17 coïncidant avec le grand orifice 13 et les petits orifices 14, respectivement. Comme l'illustrent les figures 1 et 2, un coussinet 20 de la présente invention comprend un premier manchon 21 ayant une bride 22 à l'une de ses extrémités et une surface filetée 23 à l'extrémité opposée, un second manchon 24 ajusté sur le premier manchon 21, et un troisième manchondisposé autour des premier et second manchons21, 24 et espacés coaxia- lement de ceux-ci, le troisième manchon 25 ayant une grande partie tubulaire 26 et une petite partie tubu- laire 27. Comme le montre la figure 1, le premier manchon 21 présente une structure intégrée et chacun des second et troisième manchons 24, 25 comprend deux moitiés pratiquement séparées au centre du manchon dans la direction axiale. Le coussinet 20 comprend également un élément élastique annulaire 28 disposé entre le second et le troisième manchons 24, 25 et vulcanisé sur la surface circonférentielle extérieure du second manchon 24 et les surfaces circonférentielles intérieures de la petite partie tubulaire 27 et d'une portion de la grande partie tubulaire 26 du troisième manchon 25. L'élément élastique 28 présente un creux pratiquement annulaire 29 défini au centre de la surface extérieure circonférentielle et des butées 30 faisant saillie sur les surfaces périphériques intérieures définissant un creux annulaire 29. L'élément élastique 28 sert à empêcher les mouvements excessifs d'un bras de suspen- sion (décrit ultérieurement) dans le sens axial. Dans le creux annulaire 29, se trouve une cloison pratique- ment annulaire 31 définissant une première et une seconde chambres à fluide 34, 35 pratiquement annulaires dans le creux annulaire 29, qui sont disposées dans le sens axial du coussinet 20. Les première et seconde chambres 34, 35 sont remplies d'huile de travail. La cloison 31 présente une bague 36 de grande épaisseur disposée dans le creux annulaire 29 et est ajustée sur l'élément élastique 28, et une bride pratiquement annulaire 37 faisant partie intégrante de la surface extérieure circonférentielle de la bague 36. La bride 37 a une surface supérieure intérieure circonférentielle ajustée sur la surface supérieure extérieure circonférentielle de la petite partie tubulaire 27 du troisième manchon , et une surface inférieure extérieure circonférentiel- le ajustée sur la surface intérieure circonférentielle du tube intérieur 15. La cloison 31 présente une surface plane 40 à son sommet et a un premier creux cylindrique 41 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la surface plane 40 jusqu'à une position proche de la surface intérieure circonférentielle de la bague 36. La cloison 31 comporte également deux trous 43 (figure 3) définis axialement par rapport au coussinet 20 et assurant une communication entre les première et seconde chambres 34, 35. Une soupape globalement désignée en 50 est ajustée en rotation dans le premier creux 41. La soupape 50 comprend un disque de grand diamètre 51 maintenu au contact du fond du premier creux 41 et une tige de petit diamètre 52 s'étendant vers le haut à partir du disque de grand diamètre 51. Une bague d'é- tanchéité 53 est ajustée autour de la tige de petit diamètre 52 qui présente un trou 54 pour arbre défini dans celle-ci et recevant un arbre d'entraînement (décrit plus loin). Comme le montre la figure 3, le disque de grand diamètre 51 présente une paire de premiers orifices de soupape 55 diamétralement opposés ayant le même diamètre que celui des trous 43 et une paire de seconds orifices de soupape diamétralement opposés 56 de diamètre inférieur à celui des premiers orifices de soupape 55, les seconds orifices de soupape 56 étant espacés de 60 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport aux premiers orifices de soupapes adjacents 55. Ces premier et second orifices de soupape 55, 56 peuvent être mis sélectivement en communication avec les trous 43 dans la cloison 31. Un élément de retenue 58 est interposé entre la tige de petit diamètre 52 de la soupape 50 et la surface intérieure circonférentielle du premier creux 41, à une bague d'étanchéité 59 étant ajustée de l'élément de retenue 58. Un entraineur/contrôleur globalement désigné en 60 dans la figure 1 présente une base 61 fixée à la bride 37, un boîtier 62 s'étendant verticalement vers le haut à partir de la base 61, et un mécanisme d'entraînement 63 logé dans le boîtier 62. Le mécanisme d'entraînement 63 comprend un dispositif d'actionnement (non représenté), un moyen de déplacement de la soupa- pe (non représenté) pour faire tourner la soupape 50 par rapport à son axe propre en trois étapes par incréments de 120 , et un arbre d'entraînement 64 (figure 2) ajusté de façon fixe dans le trou 54 pour arbre afin de faire tourner la soupape 50. La cloison 31 présente deux seconds creux circonférentiellement espacés 70 définis à sa base, pratiquement diamétralement opposés l'un à l'autre par rapport au creux 41. Des soupapes de purge 72 sont respectivement montées par filetage dans les seconds creux 70. La cloison 31 possède également dans sa partie supérieure deux passages 73, 74 au moyen des- quels les première et seconde chambres de fluide 34, communiquent avec l'extérieur du coussinet 20 par l'intermédiaire des seconds creux 70, respectivement. Lors de l'introduction de l'huile de travail dans les première et seconde chambres à fluide 34, 35, les soupapes de purge 72 sont retirées des seconds creux de façon à faire sortir l'air des première et seconde chambres à fluide 34, 35. Un bras de suspension globalement désigné en 80 présente une partie d'extrémité de petit diamètre 81. Pour le couplage du bras de suspension 80 au châssis du véhicule 10 par l'intermédiaire du coussinet 20, une cale 83 et une plaque en forme de disque 84 sont d'abord ajustées sur le premier manchon 21 et maintenues au contact de la bride 22, puis l'ensemble du coussinet, c'est-à-dire le second manchon 24, le troisième manchon 25, l'élément élastique 28 et la cloison 31, est monté sur le premier manchon 21. Par la suite, une plaque en forme de disque 85 et une cale 86 sont également ajustées sur le premier manchon 21 et maintenues au contact du second manchon 24 et de l'élé- ment élastique 28, cette opération étant suivie du vissage d'un écrou 87 sur la surface extérieurement 258035. filetée 23 du premier manchon 21. La partie d'extrémité de petit diamètre 81 du bras de suspension 80 est insérée dans le premier manchon 21, et un écrou 89 est vissé sur la surface extérieurement filetée 88 de la partie d'extrémité de petit diamètre 81, de façon à ce que le bras de suspension 80 soit fixé au coussinet 20. Le bras de suspension 80 et le coussinet sont ensuite insérés dans le tube intérieur 15 jusqu'à ce que la surface plate 40 de la cloison 31 soit disposée dans le grand orifice 13 du tube intérieur et jusqu'à ce que les seconds creux 70 soient mis en coïncidence avec les petits orifices 17, respective- ment. Des colliers de fixation 90 sont ensuite maintenus par leurs extrémités au contact des extrémités opposées du troisième manchon 25 et fixés par des boulons au tube intérieur 15. L'entraineur/contrôleur 60 est fixé au coussinet 20 par mise en place de la base 61 sur la bride 87 de la cloison 81 puis fixation de la base 61 à la bride 87 par des boulons 92. Le coussinet 20 fonctionne de la manière suivante: Le mécanisme d'entraînement 63 est commandé de façon à permettre à l'arbre d'entraînement 64 de faire tourner la soupape 50 jusqu'à ce que les premiers orifices de soupape 55 soient amenés à coïncider avec les trous 43, respectivement, de la cloison 31.- Comme les trous 43 et les premiers orifices de soupape 55 sont de même diamètre, les première et seconde chambres à fluide 34, 35 sont en communication complète l'une avec l'autre sans aucune restriction d'écoulement de l'huile de travail entre les première et seconde chambres à fluide 34, 35. Par conséquent, le coussinet présente un degré plus élevé d'élasticité. Cette position sélectionnée de la soupape est adaptée au cas o le véhicule à moteur circule sur des routes cahoteuses. Par rotation de la soupape 52 de 120 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à ta position de la figure 3, jusqu'à la position de la figure 4, les seconds orifices de soupape 56 sont amenés en coïncidence avec les trous 43, respectivement. Dans la mesure o les seconds orifices de soupape 56 sont de diamètre inférieur auy trous 43, l'écoulement de l'huile entre les première et seconde chambres à fluide 34, 35 est entravé par les seconds orifices de soupape 56. L'élasticité du coussinet 20 est alors réduite. Lorsque la soupape 50 est de nouveau mise en rotation de 120 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la position de la figure 4, la communication entre les trous 43 est interrompue par la soupape 50, ce qui conduit à une interruption de la communication entre les première et seconde chambres à fluide 34, 35. Par conséquent, l'écoulement d'huile de travail est totalement interrompu, ce qui minimise l'élasticité du coussinet 20. La figure 5 illustre une soupape modifiée 150 - ayant une paire de premiers orifices de soupape diamétralement opposés 155 ayant le même diamètre que celui des trous de la cloison, une paire de seconds orifices de soupape diamétralement opposés 156 espacés de 450 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport aux premiers orifices de soupape 155 et de diamètre inférieur à celui des premiers orifices de soupape 155, et une paire de troisièmes orifices de soupape diamétralement opposés 157 espacés de 45 dans le sens des aiguiLles d'une montre par rapport aux seconds orifices de soupape 156 et de diamètre inférieur à celui des seconds orifices de soupape 156, les premiers orifices de soupape 155 étant espacés de 90 dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport aux troisièmes orifices de soupapes 157. La soupape 150 peut conférer au coussinet trois degrés différents 1 0 d'élasticité par mise en coïncidence sélective des premiers, seconds et troisièmes orifices de soupape , 156, 157 avec les trous de la cloison, et permet en outre de minimiser l'éLasticité du coussinet par interruption de la communication entre les trous de la cloison. Bien que l'on ait décrit ce que l'on considère à présent comme étant des modes de réalisation préférés de la présente invention, il est clair que celle-ci peut être mise en oeuvre sous d'autres formes parti- culières sans que l'on s'écarte de son cadre ou de ses caractéristiques essentielles. Les présents modes de réalisation doivent par conséquent être considérés sous tous leurs aspects comme illustratifs et non limitatifs. Le cadre de l'invention est déterminé par les revendications annexées plutôt que par la description ci-dessus. il REVENDICATIONS 1. Coussinet rempli de fluide comprenant: - au moins deux manchons (24, 25) disposés concentrique- ment l'un par rapport à l'autre; - un élément élastique (28) interposé entre lesdits deux manchons (24, 25) et ayant un creux pratiquement annulaire (29) défini dans sa surface extérieure circonférentielle; - une cloison (31) disposée dans ledit creux annulaire (29) dans laquelle sont ménagés des trous (43) et définissant une première et une seconde chambres (34, ) à fluide pratiquement annulaires dans ledit creux annulaire (29), qui communiquent sélectivement l'une avec l'autre par l'intermédiaire desdits trous (43) de la cloison (31); - un fluide remplissant chacune desdites première et seconde chambres à fluide (34, 35); et - un moyen à soupape (50) permettant de restreindre de façon variable l'écoulement dudit fluide entre lesdites première et seconde chambres à fluide (34, 35). 2. Coussinet rempli de fluide selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ladite cloison (31) présente un creux cylindrique (41) défini dans celle-ci, ledit moyen à soupape (50) comprenant un élément de soupape (51) disposé de façon mobile dans ledit creux cylindrique (41). 3. Coussinet rempli de fluide selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que ledit élément de soupape (51) comporte au moins deux orifices de soupape (55, 56) de diamètres différents capables de coTncider sélective- ment avec lesdits trous (43) de la cloison (31).