Brevet FR2591695A1 — publié le 19870619

Amortisseur de vibrations à deux tubes. La présente invention se rapporte à un amortisseur de vibrations à deux tubes. Les amortisseurs de vibrations à deux tubes sont fréquemment utilisés dans les suspensions des véhicules à moteur. Il est souhaitable d'éviter le choc de pièces l'une contre l'autre en fin de course de rentrée de la tige de piston dans le cylindre correspondant. On utilise dans ce but une ci-dénommée butée hydraulique et la présente invention concerne un perfectionnement à une telle butée hydraulique. On connaît, du document DE-A-I 069 956, un amortisseur de vibrations à deux tubes avec butée hydraulique, dans lequel une plaque de butée qui coopère avec la valve inférieure est prévue via un ressort de butée fixé dans le piston et, suite à une rétraction de la tige de piston sur une distance prédéterminée, vient en appui sur une surface de butée créée par la valve inférieure. Cette butée à pression connue requiert une place considérable et une réalisation spécifique du corps de valve inférieur. La plaque de butée elle-même, en raison de la multiplicité des pièces qui lui sont connectées, a l'inconvénient d'être d'une poids considérable et, lorsqu'elle ne repose pas sur la valve inférieure, et en raison de la liberté de suspension due au ressort de butée, elle forme une masse élastique qui est sensible aux accélérations transversales, et vient alors heurter le cylindre, ce qui engendre des bruits. De façon similaire, il y a apparition de bruits lorsque la butée, qui est relativement lourde, heurte la surface de butée de la valve inférieure lors de rapides mouvements de rentrée de la tige de piston. L'assemblage pose également des problèmes, car on doit être certain que, lorsque le ressort de butée est fixé sur le piston et sur la plaque de butée, le positionnement axial prédéterminé de la plaque de butée est respecté. On connaît, du document DE-A-I 226 833, un dispositif pour commander l'amortissement d'un amortisseur de vibrations à deux tubes, qui dépend de l'amplitude de la rétraction de la tige de piston. A cette fin, on utilise un pion de commande qui coopère avec deux ressorts et un perçage. Cet assemblage a également une longueur totale considérable, et il forme une masse élastique qui peut commencer à vibrer naturellement et à effectuer alors des déplacements incontrôlés qui affectent la commande d'amortissement et donnent naissance à des bruits de butée. Comme ce pion de commande est soumis non seulement aux forces élastiques, mais aussi aux forces d'écoulement qui agissent en direction axiale, on court le risque que, pour de très rapides mouvements de rentrée de la tige de piston, le pion de commande soit attiré par les forces d'écoulement dans le perçage, en coopérant avec celui-ci de sorte que les forces d'amortissement viennent brusquement à augmenter. Un autre inconvénient des deux dispositifs ci-dessus mentionnés réside dans le fait que les forces de butée par pression hydraulique sont engendrées uniquement par étranglement dans la valve inférieure. En conséquence, il se crée de très fortes surpressions dans l'espace de travail sous le piston, pour l'amortissement à butée de pression requis, qui est normalement relativement élevé. L'invention a pour objet une butée à pression hydraulique pour amortisseur de vibrations à deux tubes qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus, qui est de construction simple, qui présente une fiabilité fonctionnelle élevée tout en étant de longueur totale courte et qui, au moins en fonctionnement normal, ne donne pas naissance à un bruit substantiel ni à des problèmes d'assemblage. Cet amortisseur de vibrations à deux tubes comporte un cylindre avec un axe et deux extrémités, nommément une première et une seconde extrémité et définissant une cavité, axialement entre ces deux extrémités. Un réservoir entoure ce cylindreeta une première et une seconde extrémité, respectivement adjacentes à la première et à la seconde extrémité du cylindre. Un ensemble de guidage et d'étanchéité pour la tige de piston est prévu de façon adjacente à cette première extrémité. Une valve inférieure est placée de manière adjacente à cette seconde extrémité. Un volume de compensation est défini radialement entre ce cylindre et le réservoir. Une tige de piston traverse cet ensemble de guidage et d'étanchéité et est déplacable axialement dans un sens ou dans l'autre dans cette cavité. Un piston est fixé sur cette tige dans cette cavité et sépare cette cavité en deux chambres de travail, une première chambre de travail adjacente à ces premières extrémités et une seconde chambre de travail adjacente à ces secondes extrémités. Les chambres de travail contiennent une masse de liquide. Le volume de compensation contient une masse de liquide et une masse de gaz. Le piston est perçé de passages permettant au liquide de s'écouler entre la première chambre de travail et la seconde chambre de travail en réponse au déplacement axial de la tige de piston. La valve inférieure comprend un passage inférieur, permettant au liquide de s'écouler 2s59695 entre la seconde chambre de travail et le volume de compensation en réponse au déplacement axial de la tige de piston. Un organe de commande, déplaçable axialement, coopère avec le passage inférieur. Un ressort de butée est actionné à une de ses extrémités par une pièce- qui se déplace avec la tige de piston en réponse à un déplacement prédéterminé lors du mouvement de rentrée de la tige de piston. Il agit à son autre extrémité sur l'ensemble de commande de façon à réduire la section de passage du passage inférieur en réponse à l'action de la pièce sur le ressort de butée. L'organe de commande est déplaçable axialement entre une pre- mière position axiale définie par les premiers moyens de butée et augmen- tant la section de passage dudit passage inférieur, et une seconde position axiale définie par les seconds moyens de butée et réduisant la section de passage du passage inférieur. L'organe de commande est repoussé par ressorts de rappel vers la première position axiale. Le ressort de butée agit par ladite première extrémité sur une bague de friction guidée avec friction par une face interne du cylindre. Le ressort de rappel a une force de rappel dépassant celle nécessaire pour déplacer axialement la bague de friction par rapport à la surface interne. Par conséquent, cette butée à pression est de construction simple et de faible longueur axiale totale. Comme la bague de friction est guidée avec friction dans le cylindre, le ressort de butée n'est jamais totalement délesté, de sorte qu'il ne peut y avoir de bruits parasites en fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque la butée à pression n'est pas en action. Par suite du dimensionnement du ressort de rappel, on est assuré qu'en fonc- tionnement normal, en dépit de la tension minimale initiale du ressort de butée, la butée de pression hydraulique sera sans effet. De même, lorsqu'une partie du sous-ensemble piston-tige agit sur la bague de friction, les bruits de butée, en raison de la faible masse,seront à peine perceptibles, même pour des vitesses de rétraction de la tige de piston élevées. En ce qui concerne l'assemblage, il - n'y a pas de difficulté, du fait que la valve inférieure est substantiellement retenue de façon usuelle et qu'une valve anti-retour associée aux mouvements de sortie demeure pleinement opéra- tionnelle. Selon une extension de l'invention, une plaque de butée coopère avec la bague de friction et une pièce fixée sur ladite tige de piston de façon à réduire la section de passage des passages, percés dans le piston, en réponse à l'action de ladite pièce sur ladite extrémité du ressort de butée. En conséquence, il est possible d'engendrer l'amortissement à pression requis, à la fois à travers la valve inférieure et à travers le piston. Il n'est pas nécessaire de modifier une valve inférieure de modèle courant lorsque l'organe de commande coopère avec un corps de valve préliminaire comportant des orifices de passage de fluide et disposé en série avec la valve inférieure. On obtient un parfait fonctionnement de la valve inférieure associé avec le mouvement de sortie, ou phase de traction, lorsque l'unité de commande est équipée d'une valve anti-retour qui s'ouvre lors du mouvement de sortie, c'est-à-dire lors de la phase de traction. Une forme de réalisation de la butée à pression hydraulique qui est d'assemblage particulièrement direct est obtenue par le fait, confor- mément à un autre aspect de l'invention, que le ressort de butée est connecté à la fois à l'organe de commande et à la plaque de butée. En conséquence, le dispositif complet qui constitue la butée à pression peut être réalisé comme ensemble séparé, extérieurement à l'amortisseur de vibrations. L'invention sera bien comprise, et tous ses avantages ainsi que d'autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante de quelques exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: Figure I est une vue en coupe longitudinale d'un amortisseur de vibrations à deux tubes; Figure 2 est une vue agrandie de la butée à pression hydraulique équipant l'amortisseur de la figure I; Figure 3 montre une forme de réalisation de la butée à pression dans laquelle un corps de valve préliminaire est associé en série avec un corps de valve principal; Figure 4 montre une autre forme de réalisation dans laquelle une plaque de butée est rigidement connectée au piston et la butée à pression hydraulique est en fonctionnement; Figure 5 montre une butée à pression dans laquelle le ressort de butée est connecté rigidement à l'unité de commande et à la plaque de butée, et Figure 6 montre une unité de commande du type à valve coulis- sante. L'amortisseur de vibrations à deux tubes représenté aux figures 1 et 2 comporte un cylindre 1 fixé de manière concentrique dans un récipient 2 au moyen d'un guide 3 de tige de piston et d'une valve inférieure 5. Une tige de piston 6 guidée dans le guide 3 et isolée de l'extérieur par un joint 4 pour tige de piston, est connectée rigidement à un piston 7 guidé en déplacement axial dans le cylindre 1. L'intérieur du cylindre 1, rempli de liquide d'amortissement, est subdivisé par le piston 7 en un espace de travail supérieur 8 et en un espace de travail inférieur 9, ces deux espaces de travail 8 et 9 -étant connectés l'un à l'autre par un passage 1 la traversant le piston et relatif au mouvement de sortie, avec valve associée 11 pour la phase de sortie, ou traction, et un passage 1 2a traversant le piston et relatif au mouvement de rentrée, associé à une valve 12 qui fonctionne pendant la phase de rentrée, ou compression. Un espace de compensation 10, délimité par la paroi extérieure du cylindre 1 et par la paroi intérieure du récipient 2, est rempli de liquide ou de gaz d'amortis- sement et communique avec l'espace de travail via la valve inférieure 5, qui comporte un passage inférieur 13a par la phase de sortie, ou traction, et un passage inférieur 14a pour la phase de rentrée, avec une valve 14 pour cette phase de rentrée, ou compression. Sur les figures 1 et 2 est représentée une butée à pression qui entre en action à partir d'une course de rentrée prédéterminée de la tige de piston 6. Cette butée à pression se compose essentiellement d'une bague 15 guidée avec friction sur la paroi interne du cylindre 1 et qui est associée en fonctionnement avec un ressort de butée 16, ce ressort de butée 16 étant porté par un organe de commande 17. Cet organe de commande 17 est soumis à l'action d'un ressort de rappel 18, qui travaille en opposition avec le ressort de butée 16 et est guidé par uncollier 21 sur une partie connectée rigidement à la valve inférieure 5, de façon à permettre un déplacement entre les butées 22 et 23. Sur la moitié droite de la figure 2, on distingue l'organe de commande 17 que forme une plaque de valve 20 et qui se compose de deux plaques métalliques 20 et 20a, tandis que la moitié gauche de cet organe de commande consiste en une pièceenformed'embouti,avecunflasque centripète b qui s'appuie sur la butée 23 lorsque la butée à pression fonctionne. Un ressort de valve 19, associé à la valve 13, est prévu comme ressort de rappel sur cette moitié droite, tandis que du côté droit ce ressort 19 vient ajouter son effet à celui du ressort de rappel 18. Coopérant avec un écrou de réglage 27 qui sert à faire varier la tension initiale du ressort de la 259169S; valve d'amortissement 11, est prévue une plaque de butée 25 qui forme une gorge recevant la bague 15 et qui est percée d'orifices 26, cette plaque de butée étant représentée sur la partie gauche de la figure 2 comme ayant une forme de manivelle afin de gagner sur la longueur axiale hors tout. La figure 2 montre le début du fonctionnement de la butée à pression hydraulique, tandis que la figure I montre le piston dans sa position médiane, autrement dit lorsqu'il n'agit pas encore sur la butée de pression. Son mode de fonctionnement sera maintenant décrit en référence à la figure 2. Dans la position représentée au dessin, la face extrême inférieure de l'écrou de réglage 27 vient en appui contre la plaque de butée 25, réduisant donc substanciellement la section de passage du passage 12a, à une valeur correspondant aux orifices 26 dans la plaque de butée 25. Il y a donc un amortissement par butée à pression qui coopère avec la valve 12, tandis que, lorsque le mouvement de rentrée de la tige 6 se poursuit, le ressort de butée 16 est pré-tendu par la plaque de butée 25, ce qui a pour consequence que, contre la force du ressort de rappel 18 et du ressort de valve 19, l'organe de commande 19, avec la plaque' formant valve 20, vient en appui sur la face de butée supérieure 22, et réduit ainsi substantiel- lement la section de passage 24 formée par des perçages dans une pièce connectée à la valve inférieure 5, de sorte que la butée à pression hydraulique agit à la fois pour la valve inférieure 5 et pour le piston 7, car la section du passage inférieur l4a pour le mouvement de rentrée est réduite par l'action conjuguée de la plaque 20 et des perçages 24. Lorsque le sens de déplacement de la tige 6 s'inverse, c'est-à-dire lorsqu'elle se déplace vers le haut, il est possible, par l'intermédiaire de la valve 13 placée dans la valve inférieure 5, pour le fluide d'amortissement de s'écouler hors de l'espace de compensation 10 et dans l'espace de travail 9 à travers le passage inférieur 13a pour le mouvement de rentrée. Fina- lement, l'écrou de réglage 27 se soulève de la plaque de butée 25, et le ressort de rappel 18, qui inclut le ressort de valve 19, amène la plaque de butée 25 en sa position de départencontrecarrantlaforcedefrictiondelabague , la plaque de valve 20 étant simultanément soulevée au-dessus des orifices 24, établissant ainsi l'action normale d'amortissement de l'amortis- seur de vibrations à deux tubes. Le mode de réalisation représenté sur la figure 3 diffère de celui selon la figure 2 substantiellement en ce qu'il y a en amont de la valve 5 une valve préliminaire 29 qui comporte les perçages 24. Ici, le ressort de butée 16 agit à une extrémité directement sur la bague 15 et à l'autre extrémité sur une valve en forme de disque 28 qui forme l'élément de commandé 17 et qui coopère avec une valve anti-retour 30. Lorsque la butée à pression entre en action, la partie inférieure, et externe radialement, du piston 7 vient en appui sur l'anneau 15 et le pousse vers le bas en contrecarrant sa force de friction, le ressort de rappel étant alors comprimé et la valve annulaire 28 venant en appui sur la face d'extrémité supérieure de la vave préliminaire 29, et réduisant en conséquence la section de passage des perçages 24. Lorsque la tige du piston se déplace vers le haut, le flux de retour du fluide d'amortissement est assuré par le fait que la valve anti-retour 30, placée en série avec la valve 13, s'ouvre, de sorte que le fluide d'amortissement s'écoule du volume de compensation dans l'espace de travail 9. La figure 4 montre la butée de pression en position totalement opérationnelle, la différence relativement au mode de réalisation de la figure 3 étant que la plaque de butée 31, avec ses orifices 26, est fixée rigidement entre l'écrou de réglage 27 et le ressort associé à la valve 11. Sur sa périphérie externe, cette valve laminaire 31 forme une surface de butée 32 qui coopère avec l'anneau 15 se déplaçant avec friction sur la paroi interne du cylindre. La figure 5 montre une forme de réalisation dans laquelle le ressort de butée 16 est connecté rigidement à une extrémité à la valve annulaire 28 de l'organe de commande 17 et rigidement à l'autre extrémité à la plaque de butée 25. La figure 6 montre une autre forme de réalisation. Dans ce cas, l'organe de commande 17 est muni d'une pièce coulissante 33, la pièce coulissante 33 servant à faire varier la section de passage des ouvertures radiales 34 qui sont associées avec le passage inférieur 14a pour le mouvement de rentrée et la valve à pression 14 de la valve inférieure 5. La plaque de butée 25, comportant les orifices de passage 26, constitue également dans ce cas l'écrou de réglage du ressort de la valve d'amortis- sement Il dans le piston 7 qui est associée au passage I la pour le mouvement de remontée du piston. Par ailleurs, le cylindre 1 est muni d'une gorge longitudinale 35 qui forme une section de dérivation entre les espaces de travail 8 et 9. La gorge longitudinale 35 est construite de manière telle que la dérivation qu'elle crée agit encore lorsque la surface annulaire de 259 1695 butée 25 est en appui sur l'anneau 15. Aussi, lors de la mise en action de l'amortissement dû à la butée à pression au niveau de la valve 5, les moyens d'amortissement auxiliaires sur le piston sont encore shuntés par la gorge longitudinale 35. Par suite, on évite la cavitation dans l'espace de travail 8 du fait qu'au moment o commence l'amortissement à la valve supérieure, les moyens d'amortissement auxiliaires dans le piston 7 sont encore shuntés par la gorge longitudinale 35. La dérivation formée par la gorge 35 se referme d'un seul coup seulement lorsque le piston 7 continue sa rentrée, et l'amortissement au piston 7 s'additionne à l'amortissement déjà existant à la valve inférieure 5. Bien que des modes spécifiques de réalisation de l'invention ont été représentés et décrits en détails pour illustrer l'application des principes inventifs, il reste entendu que l'invention peut être réalisée différemment sans sortir du cadre de ces principes. Les chiffres de référence dans les revendications sont seulement là pour faciliter la compréhension et ne sont en aucun cas restrictifs. 2591695 ' REVENDICATIONS 1. Amortisseur de vibrations à deux tubes, comportant un cylindre (1) avec un axe et deux extrémités, nommément une première et une seconde extrémité et définissant une cavité (8,9) axialement entre ces deux extré- mités, un réservoir (2) entourant ce cylindre (1) et ayant une première et une seconde extrémité, respectivement adjacentes à la première et à la seconde extrémité du cylindre (1), un ensemble de guidage et d'étanchéité (3,4) pour la tige de piston, une valve inférieure(5)adjacente à ces secondes extrémités, un volume de compensation (10) étant défini radialement entre ce cylindre (1) et ce réservoir (2), une tige de piston (6) traversant cet ensemble de guidage et d'étanchéité (3,4) et étant déplaçable axialement dans un sens ou dans l'autre dans cette cavité (8,9) , un piston (7) étant fixé sur cette tige (6) dans cette cavité (8,9) et séparant cette cavité (8,9> en deux chambres de travail (8,9), une première chambre de travail (8) adjacente à ces premières extrémités et une seconde chambre de travail adjacente à ces secondes extrémités, ces chambres de travail (8,9) conte- nant une masse de liquide, ce volume de compensation (10) contenant une masse de liquide et une masse de gaz, ledit piston (7) étant perçé de passages (12a, lla) permettant au liquide de s'écouler entre ladite première chambre de travail (8) et ladite seconde chambre de travail (9) en réponse au deplacement axial de ladite tige de piston (6), ladite valve inférieure comprenant un passage inférieur (13a,14a) permettant au liquide de s'écouler entre ladite seconde chambre de travail (9) et ledit volume de compensation (10) en réponse au déplacement axial de ladite tige de piston, un organe de commande (17). déplaçable axialement, coopérant avec ledit passage infé- rieur (14a, 13a), un ressort de butée (16) étant actionné à une de ses extrémités par une pièce qui se déplace avec ladite tige de piston (6) en réponse à un déplacement prédéterminé lors du mouvement de rentrée de ladite tige de piston (6), et agissant à son autre extrémité sur ledit ensemble de commande (17) de façon à réduire la section de passage dudit passage inférieur (14a,13a) en réponse à ladite action de la pièce sur ledit ressort de butée (16), caractérisé en ce que ledit organe de commande (17) est déplaçable axialement entre une première position axiale définie par les premiers moyens de butée (23) et augmentant la section de passage dudit passage inférieur (14a,13a), et une seconde position axiale définie par les seconds moyens de butée (22) et réduisant la section de passage dudit passage inférieur (14a,13a), en ce que ledit organe de commande (17) est repoussé par ressorts de rappel (18,19) vers ladite première position axiale, en ce que ledit ressort de butée (16) agit par ladite première extrémité sur une bague de friction (15) guidée avec friction par une face interne dudit cylindre, et en ce que ledit ressort de rappel (18,19) a une force de rappel dépassant celle nécessaire pour déplacer axialement ladite bague de friction par rapport à ladite surface interne. 2. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit passage inférieur (14a,13a) comporte un passage inférieur (14a) pour le mouvement de rentrée permettant au liquide de circuler de ladite première chambre de travail (9) vers ledit volume de compensation (10) en réponse au mouvement de rentrée de ladite tige de piston (6), et un passage inférieur (13a) pour le mouvement de sortie permettant au liquide de circuler dudit volume de compensation (10) vers ladite chambre de travail (9) en réponse au mouvement de sortie de ladite tige de piston (6), ledit organe de commande (17) coopérant avec ledit passage inférieur (14a) pour le mouvement de rentrée. 3. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une 'plaque de butée (25,31) coopère avec ladite bague de friction (15) et une pièce fixée sur ladite tige de piston (6) de façon à réduire la section de passage desdits passages (12a, lla) percés dans le piston, en réponse à l'action de ladite pièce sur ladite extrémité du ressort de butée (16). 4. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon la revendication 3,. caractérisé en ce que lesdits passages (12a, lla) percés dans le piston comportent un passage (12a) pour le mouvement de rentrée du piston, permettant au liquide de s'écouler de ladite seconde chambre de travail (9) vers ladite première chambre de travail (8) en réponse au mouvement de rentrée de ladite tige de piston (6), un passage (1la) pour le mouvement de sortie du piston, permettant au liquide de s'écouler de ladite première chambre de travail vers ladite seconde chambre de travail (9) en réponse au mouvement de sortie de ladite tige de piston (6), ladite plaque de butée (25,31) coopérant avec ledit passage (12a) percé dans le piston et relatif au mouvement de rentée. 5. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plaque de butée (25,31) est percée d'orifices (26). 6. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendi- 259169 S cations 3 à 5, caractérisé en ce que ladite plaque de butée (31) est fixée à une pièce (27) qui se déplace avec ladite tige de piston (6) et qui présente une surface annulaire (32) de butée contre ladite bague de friction (15). 7. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendi- cations 3 à 5, caractérisé en ce que ladite plaque de butée (25) comporte une gorge qui reçoit ladite bague de friction (15) et présente une surface de butée contre une pièce (27) fixe en position par rapport à ladite tige de piston (6). 8. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendi- cations I à 7, caractérisé en ce que ledit organe de commande (17) comporte une plaque (20) formant valve, qui coopère avec au moins un perçage (24), substantiellement axial, de ladite valve inférieure. 9. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que ledit organe de commande (17) comporte au moins une pièce coulissante (33) à surface de coulissement substantiellement axiale, ladite surface de coulissement coopérant avec au moins une ouverture (34) substantiellement radiale de ladite valve inférieure (5). 10. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendications I à 9, caractérisé en ce que ledit otgane de commande (17) comporte des moyens d'engagement derrière un collier (21) de ladite valve inférieure (5). 11. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendications I à 10, caractérisé en ce que ledit organe de commande (17) coopère avec une valve préliminaire (29) de ladite valve inférieure (5), ladite valve préliminaire (29) étant placée en série avec un corps de valve principal de ladite valve inférieure (5) et étant pourvue de perçages (24) en série avec lesdits passages inférieurs, ledit organe de commande (17) coopérant avec lesdits perçages (24). 12. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendications I à 9, caractérisé en ce que ledit organe de commande (17) est pourvu d'une valve anti-retour (30) qui s'ouvre en réponse au mouvement de sortie de ladite tige de piston (6). 13. Amortisseur de vibrations à deux tubes selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que ledit ressort de butée (16) est fixé à la fois audit organe de commande (17) et à ladite plaque de butée (25).