Brevet FR2587073A1 — publié le 19870313

-1 "Amortisseur d'oscillations avec force d'amortissement variable" La présente invention concerne un amortisseur d'oscillations avec force d'amortissement réglable pour véhicules automobiles, dans lequel un piston, muni d'une tige de piston ainsi que de soupapes d'amortissement et placé dans un cylindre, sépare l'espace intérieur de ce cylindre rempli de fluide d'amortissement en deux chambres de travail, et auquel est associé une dérivation qui agit dans la direction de traction ou compression de la tige de piston et qui peut être modifiée en fonction d'une grandeur de pilotage, en vue du réglage de la force d'amortissement des soupapes d'amortissement, dérivation qui est disposée dans la tige de piston et qui présente des canaux dont la section transversale peut être modifée au moyen d'un tiroir. Un tel amortisseur d'oscillations est connu par le DE-1 505 222, dans lequel le canal de dérivation est formé par des orifices d'étranglement de la tige de piston, qui peuvent être fermés plus ou moins par un tiroir de commande se trouvant dans l'alésage central de la tige de piston, et dans lequel le degré d'amortissement est par conséquent influencé de la même façon pour l'amortissement en traction et en compression. La caractéris- tique d'amortissement n'est donc modifiée que dans la zone de vitesses inférieure. Dans cet amortisseur il n'est pas possible d'obtenir une influence sur la caractéristique de l'effort d'amortissement sur toute la gamme de vitesse; de même il n'est pas possible de régler différemment la modification de la caractéristique dans le fonctionnement en traction et en compression. Une modification différente de la force d'amortissement dans le fonctionnement en traction et en compression est montrée dans l'amortis- seur d'oscillations du DE-3 438 467, dans lequel une dérivation dont la section transversale peut être modifiée est combinée à une soupape de retenue. On obtient ainsi une section de dérivation différente pour le sens de traction et compression, ce qui permet une modification différente de la caractéristique dans la zone des vitesses de déplacement du piston inférieures, mais pas dans la zone des vitesses plus élevées. Une telle construction est complexe du fait de la pluralité de pièces nécessaires pour le réglage de l'amortissement et est d'un montage compliqué. Une telle construction est en conséquence très coûteuse et nécessite en outre un espace relativement important en direction axiale, ce qui conduit à raccourcir la course de déplacement de la tige de piston. Dans le DE-2 119 531 est en outre connu un amortisseur d'oscil- lations qui présente deux systèmes de soupape d'amortissement montés en série, qui sont combinés avec un canal pouvant être fermé, ce par quoi seul un système de soupape d'amortissement peut être court-circuité. Pour la commande au choix de l'un ou l'autre système de soupape ou leur couplage en série, il est prévu dans le DE-34 46 133.7 une dérivation pilotable. Un tel réglage de la force d'amortissement impose une construction extrêmement complexe et requière un encombrement important. Le but de la présente invention est de réaliser un amortisseur d'oscillations avec force d'amortissement réglable, qui permette avec des moyens simples, une hauteur de réglage différente de la force d'amortis- sement sur toute la gamme de vitesses pour l'amortissement en traction et en compression, qui procure une grande sécurité de fonctionnement pour une construction simple, qui n'exige qu'un faible encombrement et qui soit d'un montage facile. Ce but est atteint selon l'invention, en ce qu'une soupape d'amor- tissement de dérivation qui est sollicitée par ressort et associée à l'amor- tissement en compression, est disposée parallèlement à la soupape d'amor- tissement associée au sens de compression et en ce qu'elle est placée, dans le sens d'écoulement, avant le canal dont la section transversale peut être modifiée et qui sert de dispositif d'étranglement ultérieur. La soupape d'amortissement de dérivation disposée parallèlement à la soupape d'amor- tissement permet un amortissement en compression réglable sur toute la gamme de vitesse, tandis que le mécanisme de réglage est d'une construc- tion très simple, présente une grande sécurité de fonctionnement et que la soupape d'amortissement de dérivation est formée elle même seulement d'un obturateur et d'un ressort, ce qui garantit un montage simple. Selon la variation d'amortissement souhaitée en compression, la variation d'amortis- sement en compression souhaitée peut être maintenue sur toute la gamme de vitesses par simple choix du ressort de soupape ou par une modification de la précontrainte de celui-ci, alors qu'une telle soupape de dérivation n'exige que peu de place et permet un montage facile. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la soupape de dérivation est disposée dans un alésage axial du téton de la tige de piston qui reçoit le piston. On obtient ainsi une construction particulièrement favorable, puisqu'aucun espace supplémentaire dans la direction axiale de l'ensemble n'est nécessaire pour la soupape de dérivation. L'obturateur même de la soupape a selon une caractéristique de l'invention la forme d'un godet, le bord de ce godet constituant la face d'appui du ressort de la soupape de dérivation. Un tel obturateur sera exécuté de préférence en une pièce en tôle préformée. Il se caractérise par un bon guidage, un faible poids et une très bonne stabilité de forme. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse est obtenue par le fait que la soupape d'amortissement de dérivation associée à l'amortissement en compression est combinée avec un système de réglage de la force d'amortissement entrant en action lors de l'amortissement ern traction. En conséquence, un tel amortissement en compression peut être combiné tout simplement avec des dispositifs connus pour régler l'amortis- sement en traction. Il est particulièrement avantageux de réaliser la combinaison avec un amortisseur en traction, le réglage de celui-ci étant réalisé au moyen d'une surface sollicitée, apte à être interconnectée et agissant sur la soupape d'amortissement de traction. Une modification très simple de la précontrainte du ressort de la soupape de dérivation peut être obtenue selon l'invention par le fait que cette précontrainte peut être modifiée par un tiroir axial et que ce tiroir axial est disposé de façon à modifier la section du canal de dérivation. Cette double fonction du tiroir axial permet ainsi, par le déplacement longitudinal de celui-ci, de précontraindre plus fortement le ressort de la soupape d'amortissement de dérivation, le pourcentage de la soupape de dérivation chargée par ressort augmentant plus fort lors de l'amortissement en compression. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'obturateur de la soupape de dérivation présente une section de préouverture agissant dans le sens de traction et de compression. On obtient ainsi une modification simple de la préouverture par l'intermédiaire de la dérivation apte à être mise en circuit. Une hauteur de construction extrêmement courte pour le dispositif de dérivation selon l'invention est obtenue, particulièrement dans des amortisseurs d'oscillations à un tube dans lesquels il ne faut pas passer sur les alésages radiaux disposés dans la tige de piston, par le fait qu'au moins un alésage radial du canal de dérivation coopère avec un canal radial disposé dans le piston. De toute façon l'amortisseur selon l'invention sera bien compris et d'autres caractéristiques de celui-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé en représen- tant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation préférées: Figure I est une vue en coupe longitudinale de l'amortisseur d'oscillations selon une première forme de réalisation de l'invention; Figure 2 est, à échelle agrandie, une vue de détail de figure 1 de la partie de piston; Figure 3 est une vue de dessous du piston de figure 2 Figure 4 est une vue similaire à figure 2 d'une partie de piston destinée à un amortisseur à un tube; Figure 5 est une vue de dessous du piston de figure 4 Figure 6 est une vue similaire à figure 2 et 4 d'une forme de réalisation dans laquelle l'alésage radial de section variable du canal de dérivation débouche dans un canal radial disposé dans le piston; Figure 7 est une vue similaire à figure 6 d'une forme de réalisation dans laquelle un tiroir axial sert à modifier la précontrainte du ressort de la soupape de dérivation Figure 8 est une vue de la forme de réalisation de figure 7 avec augmentation de la précontrainte du ressort de la soupape de dérivation et diminution de la section de passage du canal de dérivation. L'amortisseur d'oscillations représenté à la figure I comprend un cylindre I qui est monté coaxialement dans un conteneur 2 à l'aide d'un guide 3 pour la tige de piston et d'une soupape de fond 5. Dans le guide de tige 3 est montée une tige de piston creuse 6, un joint 4 assurant l'étanchéité de cette tige vers l'extérieur. L'extrémité, située à l'intérieur du cylindre, de la tige de piston 6 porte un piston 7 qui sépare le volume intérieur de celui-ci en une chambre de travail 8, située au-dessus du piston et en une chambre de travail 9, située au dessous du piston. La chambre de travail 9 est reliée à une chambre de compensation 10 qui est disposée entre le cylindre I et le conteneur 2, au moyen de la soupape de fond 5. Le piston 7 est muni des ouvertures de passage associées aux étapes de fonctionnement en traction et en compression, ouvertures qui sont obturées par des soupapes d'amortissement correspondantes. Dans ce cas, la soupape d'amortissement 11 sollicitée par un ressort 12 est associée à l'étape de fonctionnement en traction, tandis que la soupape d'amortissement 18 formée de rondelles élastiques sert à l'amortissement de l'étape de fonc- tionnement en compression. Dans la soupape de fond sont prévues une autre soupape d'amortissement 51 associée à l'étape de fonctionnement en com- pression et une soupape de retenue 52 munie de perforations pour l'étape de fonctionnement en traction. Les perforations y sont disposées de façon à permettre l'arrivée du fluide dans la chambre de travail 9 en direction de la soupape d'amortissement dans le fonctionnement en compression. Dans la tige de piston 6 est prévue une dérivation formée essentiellement d'alésages radiaux 15 et d'un alésage axial 17, la section transversale des alésages radiaux 15 pouvant être modifiée par un tiroir 16. ciA la soupape d'amortissement 11 qui fonctionne à l'étape de fonctionnement en traction, sont associées des chambres de pression 13 qui débouchent dans l'alésage axial 17 et constituent des surfaces sollicitées en pression supplémentaires pour la soupape d'amortissement 11. Une soupape de dérivation formée d'un obturateur 20 et d'un ressort 19 est disposée parallèlement à la soupape 18 qui entre en jeu lors du mouvement de rentrée de la tige de piston 6. Les figures 2 et 3 montrent la disposition de piston décrite ci-avant et la configuration avec le dispositif de réglage de la force d'amortissement dans une représentation à échelle agrandie dans laquelle les 2- pièces citées jusqu'à présent sont désignées par les mêmes références numériques. Dans ces figures l'alésage radial de dérivation 15 est à chaque fois représenté dans une position complètement découverte par le tiroir 16 de sorte que lorsque la tige de piston 6 effectue son déplacement de sortie, le fluide d'amortissement agit sur la soupape d'amortissement 11 par l'inter- médiaire des canaux de piston 21 associés à l'amortissement en traction. Simultanément, le fluide d'amortissement provenant de la chambre de travail 8 parvient dans chaque chambre de pression 13 en passant par l'alésage radial 15 et l'alésage axial 17, les surfaces 14 étant également sollicitées en pression. L'augmentation de pression du fluide d'amortissement contenu dans la chambre de travail 8, qui est provoquée par le mouvement de sortie de la tige de piston 6 a pour effet que la soupape d'amortissement 1l est sollicitée en pression aussi bien par l'intermédiaire des canaux de piston 21 associés à l'amortissement en traction que par les chambres de pression 13, et cette force de pression agit à l'encontre de la force du ressort de soupape 12. Cette force de pression du fluide qui agit sur la soupape d'amortissement 11, est, sous réserve des surfaces 14 qui sont formées par les chambres de pression 13 et qui sont sollicitées en pression, plus grande lorsque la section de dérivation est ouverte, de sorte qu'un effet d'amortissement plus faible est obtenu. Lors de l'obturation des alésages radiaux 15 par le tiroir 16, qui peut résulter par exemple de la rotation ou du déplacement axial de la tige de manoeuvre 50, la pression de fluide dans les canaux 21 agit seulement sur la soupape d'amortissement il, ce qui correspond à un réglage plus dur. Dans l'étape de fonctionnement en compression. c'est-à-dire lorsque la tige de piston 6 rentre à l'intérieur du cylindre 1, c'est la soupape d'amortissement 18 du piston 7 associée au fonctionnement en compression qui entre en jeu lorsque les alésages radiaux 15 sont fermés, le fluide d'amortissement s'écoulant de la chambre de travail 9 jusque dans la chambre de travail 8 par l'intermédiaire des alésages 22 et de la section de soupape ouverte. Une autre soupape d'amortissement associée à l'amortis- sement en compression et montée en série est prévue dans la soupape de fond 5. Lorsque l'alésage radial 15 est ouvert, l'obturateur 20 de la soupape de dérivation sollicité par le ressort 19 de la soupape de dérivation fonctionne comme une soupape d'amortissement de dérivation disposée en parallèle par rapport à la soupape d'amortissement 18, le fluide d'amortis- sement s'écoulant depuis la chambre de travail 9 jusque dans l'alésage axial 17 du téton 23 de la tige de piston, par l'intermédiaire de cette soupape de dérivation, et s'écoulant depuis cet alésage 17 jusque dans la chambre de travail 8 par les trous radiaux 15. De cette façon on obtient, lorsque les trous radiaux 15 sont ouverts, un amortissement plus doux de la pression sur le piston, au moyen de la soupape de dérivation mise en circuit, cette soupape de dérivation sollicitée par ressort pouvant être façonnée de façon très variable par la puissance et précontrainte de son ressort 19. La disposition du côté deiappiicationr de pression d'une telle soupape de dérivation permet de régler l'allure de la caractéristique de compression sur les valeurs d'amortissement en compression souhaitées, en ce qui concerne le confort et le comportement en marche d'un véhicule. L'obturateur 20 chargé par ressort de la soupape de dérivation prend une partie, de la puissance d'amortissement en compression du piston, qui est fonction de la position du tiroir 19 par rapport aux alésages radiaux 15. Si le tiroir 16 obture complètement les alésages radiaux 15, seule la soupape d'amortissement 18 exerce une action d'amortissement en compression du piston, et on obtient alors l'amortissement en compression le plus élevé. Sur les figures 4 et 5 est représenté le piston 25 d'un amortisseur d'oscillations à un seul tube, qui comporte une soupape d'amortissement 26 constituée de disques et associée à l'amortissement en traction et une soupape d'amortissement 27 également constituée de disques pour l'amor- tissement en compression. Ce piston 25 est muni de canaux 30 correspon- dants à l'amortissement en traction et de canaux 31 pour l'amortissement en compression. En outre les alésages radiaux 15 sont reliés, par l'intermé- diaire de l'alésage axial 17, à des chambres de pression 28, qui constituent des surfaces 29 sollicitées en pression pour la soupape d'amortissement 26. L'obturateur 20 de soupape de dérivation sollicité par le ressort 19 est muni d'une section de préouverture 32, qui entre en action, lorsque les alésages radiaux 15 sont ouverts, dans la direction de traction et compres- sion. Ici aussi le réglage doux de la force d'amortissement est obtenu lorsque les alésages radiaux 15 sont complètement ouverts, la soupape d'amortissement 26 étant sollicitée dans la direction de traction par les canaux de piston 30 et par les surfaces sollicitées en pression 29 des chambres de pression 28. En faisant tourner le tiroir 16, on diminue la section transversale des trous radiaux 15, de sorte que par suite du préétranglement, ce n'est plus toute la pression d'amortissement qui agit sur les surfaces 29 sollicitées en pression et que par conséquent à partir d'une vitesse de piston déterminée il s'établit une pression d'amortissement qui est située entre une caractéristique prédéterminée maximale et minimale. Lorsque les alésages radiaux sont fermés on obtient la caractéristique maximale, puisque seuls les canaux de piston 30 agissent sur la soupape d'amortissement 26. La section de préouverture 32 située dans l'obturateur de la soupape de dérivation est également inactive lorsque les alésages radiaux 15 sont fermés, tandis qu'elle est active lorsque ces alésages radiaux sont ouverts dans les deux sens de déplacement, à savoir pour l'amortissement en traction et en compression. L'amortissement de com- pression maximal est également obtenu lorsque les alésages radiaux sont fermés, les canaux de piston 31 étant actifs sur la soupape d'amortissement 27. Lorsque les alésages radiaux 15 sont ouverts, la soupape d'amortissement de dérivation, qui est formée du ressort 19, de l'obturateur 20 et de la section de préouverture 32, agit parallèlement à la soupape d'amortissement 27. Dans ce cas on obtient la caractéristique d'amortissement en compres- sion minimale. Cette caractéristique d'amortissement en compression peut ;70 73 être modifiée par un choix approprié du ressort de la sopape de drî,ation et de sa précontrainte ainsi que par la taille de la sectie.n de préouverture 32. La forme de réalisation de la figure 6 se diffiérencie de ce!ie des figures I à 3 essentiellement par le fait que chacun des atsaes radiaux 15 aptes à être obturés par le tiroir 16, débouche dans un:-a:al radiai 33 du piston 7. Le mode de fonctionnement de cette forme de réalz-ation correspond également à celui décrit en relation avec les figures 1 à 3. Dans les figures 7 et 8 est montrée une forme de rlisati dans laquelle la soupape d'amortissement de dérivation, associée à l'amortissement en compression, présente une plaque 37, qui est sollicitée par le ressort de soupape de dérivation 19, tandis que ce ressort 19 s'appuie par aillteurs sur une plaque 36. Dans la tige de piston creuse 6 se trouve un tiroir axial 3# sollicité par pression qui est apte à se déplacer axialement à l'encontre de la force d'un ressort 38, en fonction de la pression agissant sur celui-ci, et qui agit au moyen d'un appendice 35 sur la plaque de ressort 36, ce tiroir axial 34 servant simultanément à modifier la section transversale des alésages radiaux 15. Dans la figure 7, les alésages radiaux 15 sont complètement ouverts et la plaque de ressort 36 s'applique par sa face supérieure contre une surface de butée correspondante. Cette position correspond à la caractéristique minimale de la force d'amortissement. En exerçant une pression sur le tiroir axial 34 celui-ci est déplacé vers le bas à l'encontre de la force du ressort 38, de sorte que l'appendice entraîne la plaque 36 et précontraint de ce fait le ressort 19 de la soupape de dérivation. A partir d'une course d'entrée déterminée du tiroir axial 34, la section des alésages radiaux 15 de dérivation est également diminuée. De cette façon, on obtient des caractéristiques d'amortissement variables pour l'amortissement en compression sur toute la ganmme de vitesses. L'amortissement en compression le plus élevé est obtenu lorsque le tiroir axial 34 a fermé les alésages radiaux de dérivation 15. Puisque l'amortissement en compression a notamment une importance décisive pour le confort de route, on obtient une très grande zone de possibilité de réglage pour la soupape d'amortissement de dérivation sollicitée par ressort et associée à l'amortissement en compression qui a été décrite précédemment. Le degré d'amortissement de la soupape de dériva- tion, qui est formée soit d'un obturateur 20 soit d'une plaque 37 peut être amplement modifié en échangeant le ressort 19 ou en modifiant sa pr&con- trainte, tandis qu'en l'absence d'action de la soupape d'amortissement, la soupape d'amortissement 18 ou 27 associée au piston et qui réagit à la comnressien permet d'obtenir la caractéristique maximale de la force d'amortissement en compression. Le tiroir 16 ou le tiroir axial 34 permet- tent une modification en continu de la section de dérivation, de sorte que !'on peut obtenir non seulement des caractéristiques d'amortissement variables sur toute la gamme de vitesses mais également un domaine étendu des possibilités de réglage ainsi qu'un dispositif de réglage qui est lui--mme d'une construction et d'un montage très simples. *:.... 2587073 I0 REVENDICATIONS 1. Amortisseur d'oscillations avec force d'amortissement réglable pour véhicules automobiles, dans lequel un piston (7), muni d'une tige de piston (6) ainsi que de soupapes d'amortissements, et placé dans un cylindre, sépare l'espace intérieur de ce cylindre rempli de fluide d'amortissement en deux chambres de travail (8,9), et auquei est associée une dériva--;on qui agit dans la direction de traction ou comression de la tige de piston (6) et qui peut être modifiée en fonction d'une grandeur de pilotage, en vue du réglage de la force d'amortissement des soupapes d'amortissement, dériva- tion qui est disposée dans la tige de piston (6) et qui présente des canaux (15) dont la section transversale peut être modifiée au moyen d'un tiroir (16), caractérisé en ce que l'une des soupapes d'amortissement de dé'iV"tion (ressort (19), obturateur (20), plaque (37)) qui est sollicitée par ressort et associée à l'amortissement en compression, est disposée parallèlernent à la soupape d'amortissement (18,27) associée au sens de compression et en ce quelie est piacée, -dans le sens d'écoulement, avant le canal (alésage radial (5)) dont la section transversale peut être modifiée et qui sert de dispositif d'étranglement ultérieur. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de dérivation (ressort (19), obturateur (20), plaque (37)) est disposée dans un alésage axial (17) du téton (23) de la tige de piston qui reçoit le piston (7,25). 3. Amortisseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'obturateur (20) a la forme d'un godet, et en ce que le bord de ce godet constitue la face d'appui du ressort (19) de la soupape de dérivation. 4. Amortisseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape d'amortissement de dérivation (19; 20; 37)i associée à l'amortissement en compression est combinée avec un système de réglage de la force d'amortissement entrant en action lors de l'amortissement en traction. 5. Amortisseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la précontrainte du ressort de soupape de dérivation (19) peut être modifiée par un tiroir axial (34) et en ce que ce tiroir axial (34) est disposé de façon à modifier la section du canal de dérivation (alésages radiaux (15)). 6. Amortisseur selon l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que l'obturateur de dérivation (20) présente une section de préouverture (32) agisssant dans les sens de traction et de compression. 7. Amortisseur selon l'une des revendications I à 69 caractérisé en ce qu'à chaque alésage radial (15) du canal de dérivation est associé un canal radial (33) disposé dans le piston (7).