Brevet FR2596836A1 — publié le 19871009

Amortisseur de vibrations à double tube La présente invention concerne un amortisseur de vibrations à double tube, comprenant un cylindre de forme tubulaire, rempli de liquide d'amortissement, et délimité, à une extrémité, par une partie de fond et, à 5 l'autre extrémité, par une partie d'étanchéité, un piston pouvant coulisser dans le cylindre, qui est monté sur une tige de piston sortant de manière étanche à travers la partie d'étanchéité, et qui divise le cylindre en une chambre de travail voisine de la tige de piston et une chambre de travail éloignée de la tige de piston, un récipient, qui entoure le cylindre à distance 10 radiale en formant une chambre de compensation remplie de liquide d'amortissement et de gaz, et qui est relié à la chambre de travail éloignée de la tige de piston par l'intermédiaire d'une ensemble de valve monté dans la partie de fond, un dispositif d'amortissement monté sur le piston et permettant le passage de liquide d'amortissement à travers le piston; une 15 bague d'étanchéité essentiellement rigide, qui repose dans une première gorge périphérique du piston, et qui étanchéifie le piston vis-à-vis de la face interne du cylindre, et une gorge s'étendant essentiellement axialement dans la face interne du cylindre, qui forme conjointement avec la bague d'étanchéité un canal de dérivation modifiant la force d'amortissement en 20 fonction de la course. Pour un amortisseur de vibrations destiné à recevoir des forces de suspension de roues, soit donc des forces radiales, on sait (demande de brevet allemand DE-30 08 707) que l'on peut disposer un segment de piston dans une gorge annulaire du piston, le développement axial du segment de piston étant 25 égal à un multiple de l'épaisseur de la paroi annulaire. Afin d'obtenir, à tous les états de fonctionnement de l'amortisseur, une étanchéification satisfaisante et un guidage précis du segment de piston et par suite du piston par rapport à la paroi intérieure du cylindre, le segment de piston est comprimé contre la paroi intérieure du cylindre sans jeu radial et avec une 30 force de pression relativement élevée. Le segment de piston est donc exposé à des forces radiales élevées, et doit être réalisé en un matériau favorable au coulissement, afin de maintenir faible la résistance au frottement. Pour des amortisseurs de vibrations, on sait, en outre, (brevet français FR-2 088 644) qu'afin d'obtenir une variation de la force d'amortissement en 35 fonction de la course, on peut prévoir une gorge s'étendant essentiellement axialement dans la paroi intérieure du cylindre, qui forme, avec le segment de piston, une section de dérivation pour les chambres de travail séparées du piston. Du fait des différences de pression élevées entre les chambres de travail -qui pour les amortisseurs à double tube apparaissent surtout dans la phase de traction-, le segment de piston doit être relativement rigide afin de ne pas s'affaisser dans la gorge du cylindre sous l'action des pressions élevées 5 qui s'établissent dans la gorge de segment de piston. En cas de rigidité insuffisante du segment de piston, la section de dérivation et par suite l'effet d'amortissement recherché sont modifiés d'une manière indésirable et il n'est pas formé de bord de commande univoque pour la section de dérivation. La présente invention a pour but de fournir un amortisseur de vibrations 10 à double tube destiné à recevoir des forces de suspension de roues qui forme un bord de commande univoque pour le canal de dérivation formé par des gorges axiales dans le cylindre et qui assure une étanchéification satisfaisante entre les chambres de travail ainsi qu'un bon guidage du piston, même en présence de forces de suspension de roues, avec un frottement minimal. 15 L'amortisseur de vibrations à double tube selon l'invention comprend un piston avec une deuxième gorge de segment de piston pour recevoir une bague de guidage constituée par une bande de piston, au moins un canal de détente étant prévu, qui relie à la chambre de travail éloignée de la tige de piston la deuxième gorge de segment de piston et/ou la chambre située entre 20 les gorges de segments de piston. En prévoyant deux segments de piston, l'invention permet une division univoque des tâches, le premier segment de piston rigide étant disposé radialement mobile dans la première gorge de segment de piston et se chargeant uniquement de l'étanchéification, tandis que la bague de guidage, qui se trouve dans la deuxième gorge de segment de 25 piston, sert au guidage du piston dans le cylindre et peut ainsi être montée sans précontrainte importante, afin d'assurer un coulissement favorable, à faible frottement, du piston dans le cylindre. Le canal de détente permet d'empêcher que des pressions notables s'établissent dans la deuxième gorge de segment de piston, de sorte que la bague de guidage peut être réalisée en un 30 matériau relativement mou, sans être comprimée dans la gorge du cylindre constituant le canal de dérivation. En outre, le canal de détente fournit un bord de commande univoque pour le canal de dérivation de la bague d'étanchéité de piston qui est formé par la gorge du cylindre. Un mode de réalisation très simple du canal de dérivation est obtenu 35 lorsque, conformément à une caractéristique supplémentaire de l'invention, ce canal de dérivation est formé par au moins une fente longitudinale disposée dans le piston et contournant la bague de guidage. De nouvelles possibilités avantageuses de configuration du canal de dérivation sont obtenues si, comme le proposer l'invention, le canal de dérivation est formé par plusieurs canaux axiaux régulièrement répartis sur la périphérie et disposés dans la bague de guidage. Selon une forme de 5 réalisation, les canaux axiaux sont délimités par la bague de guidage et par la deuxième gorge de segment de piston tandis que, dans une autre forme de réalisation, les canaux axiaux sont délimités par la bague de guidage et par la paroi intérieure du cylindre. Un mode de construction très avantageux du piston est obtenu par le 10 fait que, selon une nouvelle caractéristique de l'invention, le canal de dérivation est constitué par une coupure formée par les extrémités de la bande de piston constituant la bague de guidage. Ce mode de réalisation du piston est d'une réalisation particulièrement économique, car il n'est pas nécessaire d'usiner le corps du piston pour former le canal de dérivation. 15 Afin d'empêcher un établissement de pression dans la deuxième gorge de segment de piston, le canal de dérivation est, selon une nouvelle forme de réalisation, formé par plusieurs alésages de détente, de préférence radiaux, régulièrement répartis sur la périphérie de la deuxième gorge de segment de piston. Selon une nouvelle configuration de l'invention, le canal de détente 20 présente au moins une gorge collectrice, dans laquelle débouche les ouvertures de passage menant à la chambre de travail éloignée de la tige de piston. Selon l'invention, ces ouvertures de passage sont formées par au moins un canal s'étendant axialement et reliant les gorges collectrices à la chambre de travail éloignée de la tige de piston. Ces ouvertures de passage peuvent 25 bien sûr être formées en prenant d'autres mesures, comme par exemple par des alésages. Du fait des faibles différences de pression qui apparaissent dans la région de la bague de guidage par suite de la présence du canal de détente, il est tout-à-fait possible de réaliser, comme le propose l'invention, la bande de 30 piston constituant la bague de guidage sous la forme d'une bande de matière plastique mince et élastique. Une telle bague de guidage, réalisée en un matériau plastique favorable au coulissement, est très économique et permet un montage aisé. L'invention va maintenant être décrite plus en détails à l'aide des 35 formes de réalisation représentées sur le dessin annexé, dans lequel: Figure I est une vue en coupe longitudinale d'un amortisseur de vibrations à double tube Figure 2 représente à une plus grande échelle le piston de l'amortisseur de vibrations selon la figure 1; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une première variante du piston; Figure 4 représente une deuxième variante du piston, selon laquelle les canaux de détente sont formés par la bague de guidage et la paroi intérieure du cylindre; Figure 5 représente une troisième variante du piston, selon laquelle le canal de détente est constitué par une coupure formée par les extrémités 10 d'une bande de piston; Figure 6 représente une quatrième variante du piston, dont le canal de détente est formé par des gorges collectrices et des ouvertures de passage et Figure 7 représente une cinquième variante du piston, dont les gorges 15 collectrices sont reliées, par l'intermédiaire d'alésages radiaux, à la chambre de travail éloignée de la tige de piston. L'amortisseur de vibrations à double tube représenté à la figure I possède une tige de piston 1, qui est reliée à un piston 2 guidé axialement contre la paroi intérieure d'un cylindre 3. Le cylindre 3 est encastré 20 concentriquement dans un récipient 4 au moyen d'un guide de tige de piston 5 et d'une valve de fond 7. La tige de piston I est guidée dans le guide de tige de piston 5, et étanchéifiée vis-à-vis de l'extérieur au moyen d'un joint d'étanchéité de tige de piston 6. L'intérieur rempli de liquide d'amortissement du cylindre 3 est divisé par le piston 2 en une chambre de travail supérieure 25 8 voisine de la tige de piston et une chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston. Par l'intermédiaire de la valve de fond 7, la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston est reliée à une chambre de compensation 10 qui présente un remplissage de liquide d'amortissement et de gaz. Une variation de la force d'amortissement en fonction de la course du piston est obtenue à 30 l'aide d'une gorge 11 s'étendant essentiellement axialement dans le cylindre 3, qui forme, avec une bague d'étanchéité 17 disposée dans le piston 2, un canal de dérivation 12. Ce canal de dérivation 12 est disposé parallèlement à la valve d'amortissement de traction 13 et la valve 14 du piston 2 qui réagit lors de la course de compression. On pourrait tout-à-fait disposer, dans le 35 cylindre 3, plusieurs gorges s'étendant axialement de ce type, gorges qui présenteraient alors éventuellement des longueurs axiales différentes. Dans la phase de traction de la tige de piston 1, l'amortissement est essentiellement déterminé par la valve d'amortissement de traction 13 du piston 2 et par le canal de dérivation 12. Un clapet antiretour 16 se trouvant dans la valve de fond 7 s'ouvre dans ce sens de déplacement, et permet un afflux de liquide d'amortissement depuis la chambre de compensation 10 dans la chambre de 5 travail 9 conformément au volume de la tige de piston I sortant du cylindre 3. Lors de la course de compression, c'est-à-dire lorsque la tige de piston 1 rentre dans le cylindre 3, la valve 14 présente dans le piston 2 s'ouvre, l'amortissement de compression étant alors essentiellement engendré par la valve d'amortissement de compression 15 qui se trouve dans la valve de fond 10 7. La bague d'étanchéité 17 du piston 2 relié à la tige de piston I est relativement rigide, et elle est disposée radialement mobile dans une première gorge de segment de piston 20. Pour le guidage du piston 2 dans le cylindre 3, il est prévu une deuxième gorge de segment de piston 21, dans 15 laquelle se trouve une bague de guidage 18 constituée par une bande de piston. Lors de l'amortissement de traction notamment, une différence de pression relativement élevée apparaît entre les chambres de travail 8 et 9, qui s'exerce également dans la groge 11 et dans le canal de dérivation 12. Afin d'empêcher que s'établisse, dans la chambre 22 située entre la bague 20 d'étanchéité 17 et la bague de guidage 18 et par suite également dans la deuxième gorge de segment de piston 21, une pression qui comprime la bague de guidage 18 dans la gorge axiale 11, il est prévu dans le piston 2 au moins une fente longitudinale 19, qui débouche d'un côté dans la chambre 22 et de l'autre dans la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston, et 25 contourne la bague de guidage 18. Grâce à cette fente longitudinale 19, la bague de guidage 18 est considérablement déchargée de la pression exercée sur elle, de sorte que cette bague n'est pas comprimée dans la gorge axiale Il. Simultanément, on obtient que la bague d'étanchéité rigide 17 forme un bord de commande univoque avec la gorge axiale Il. Comme l'amortissement 30 de compression est, pour l'essentiel, produit par la valve d'amortissement de compression 15 qui se trouve dans la valve de fond 7, et comme le distributeur plan 14 du piston 2, qui réagit lors de la course de compression, agit principalement comme clapet antiretour, il n'apparaît pas de différences de pression notables entre les chambres de travail 8 et 9 pendant cette phase 35 de travail, de sorte que la bague de guidage 18 ne risque pas d'être comprimée dans la gorge axiale 11 du cylindre 3. On va maintenant décrire des variantes du piston destiné à l'amortisseur de vibrations à double tube selon les figures 1 et 2. On a utilisé les mêmes chiffres de référence qu'aux figures 1 et 2, et on se reportera en cas de besoin à la description de ces figures. La figure 3 représente une forme de réalisation du piston 2, selon laquelle la chambre 22 se trouvant entre la bague d'étanchéité 17 et la bague de guidage 18 est reliée, par l'intermédiaire d'un canal de détente, à la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston. Ce canal de détente est constitué par plusieurs canaux axiaux 23 régulièrement répartis sur la périphérie et disposés sur l'enveloppe intérieure de la bague de guidage 18, 10 qui sont délimités par la bague de guidage 18 et par la deuxième gorge de segment de piston 21. De cette manière, on obtient qu'il ne s'établit pas, entre la bague de guidage 18 et la deuxième gorge de segment de piston 21, une pression plus élevée que dans la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston, ce qui veut dire que la pression régnant dans le canal de dérivation 15 12, lors de l'amortissement de traction, est abaissée tant par l'intermédiaire de la gorge axiale 11 que par l'intermédiaire de la chambre 22 et des canaux axiaux 23 vers la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston. La forme de réalisation selon la figure 4 se distingue de celle selon la figure 3 esssentiellement par le fait que la chambre 22 située entre la bague 20 d'étanchéité 17 et la bague de guidage 18 est reliée, en détente de pression, à la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston, par l'intermédiaire de canaux axiaux 24 de la bague de guidage 18 situés radialement à l'extérieur. Ce faisant, les canaux axiaux 24 régulièrement répartis sur la périphérie de la bague de guidage 18 sont délimités par la bague de guidage 18 et par la 25 paroi intérieure du cylindre 3. La figure 5 présente une détente hydraulique particulièrement simple de la bague de guidage 18 conformée en bague ouverte. Le canal de détente pour la chambre 22 située entre la bague d'étanchéité 17 et la bague de guidage 18 est ici constitué par une coupure 25 qui est formée par les 30 extrémités de la bande de piston constituant la bague de guidage 18. Par l'intermédiaire de cette coupuyre 25, la chambre 22 est ainsi reliée à la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston en communication de liquide, afin de décharger la bande de piston 18 de la pression exercée sur elle. La figure 6 représente une nouvelle forme de réalisation du piston 2. Ici, il est prévu, entre la bague d'étanchéité 17 et la bague de guidage 18, une gorge collectrice 26 agrandissant la chambre 22, tandis qu'une autre gorge collectrice 27 est disposée dans la deuxième gorge de segment de piston 21, derrière la bague de guidage 18. Afin de décharger la bague de guidage 18 de la pression exercée sur elle, il est prévu, dans le piston 2, au moins un canal 28 s'étendant dans le sens axial, qui relie les gorges 5 collectrices 26 et 27 en communication de liquide avec la chambre de travail 9 éloignée de la tige de piston. Dans la forme de réalisation selon la figure 7, la gorge collectrice 26 est reliée, par l'intermédiaire d'alésages radiaux 29, et la gorge collectrice 27, par l'intermédiaire d'alésages radiaux 30, à la chambre de travail 9 Io éloignée de la tige de piston. A nouveau, la bague de guidage 18 est ainsi déchargée de la pression exercée sur elle. Grâce aux mesures décrites ci-dessus pour décharger la bague de guidage 18 de la pression exercée sur elle, il est tout-à-fait possible de réaliser cette bague de guidage en une bande de matière plastique mince par 15 rapport à sa largeur et élastique, présentant une bonne aptitude au coulissement. Dans les exemples de réalisation décrits, il est, chaque fois, prévu une séparation des fonctions des segments de piston situés l'un derrière l'autre, la bague d'étanchéité 17 relativement rigide étant, par exemple, une bague en métal fritté, qui est disposée radialement mobile dans la première 20 gorge de segment de piston 20 et a uniquement une fonction d'étanchéification, tandis que la bague de guidage 18 assure un appui correct du piston 2 dans le cylindre 3 lors de l'absorption de forces de suspension de roues, sans être comprimée dans la gorge axiale 11 du cylindre 3, laquelle sert de section de dérivation. REVENDICATIONS 1. Amortisseur de vibrations à double tube, comprenant un cylindre (3) de forme tubulaire, rempli de liquide d'amortissement, et délimité, à une extrémité, par une partie de fond (7) et, à l'autre extrémité, par une partie d'étanchéité (5, 6), un piston (2) pouvant coulisser dans le cylindre (3), qui est monté sur une tige de piston (1) sortant, de manière étanche, à travers la partie d'étanchéité (5, 6), et qui divise le cylindre (3) en une chambre de travail (8) voisine de la tige de piston et une chambre de travail (9) éloignée de la tige de piston, 10 un récipient (4), qui entoure le cylindre (3) à distance radiale en formant une chambre de compensation (10) remplie de liquide d'amortissement et de gaz, et qui est relié à la chambre de travail (9) éloignée de la tige de piston par l'intermédiaire d'une ensemble de valve (15, 16) monté dans la partie de fond (7), un dispositif d'amortissement (13, 14) monté sur le piston (2) et permettant le passage de liquide d'amortissement à travers le piston (2), une bague d'étanchéité (17) essentiellement rigide, qui repose dans une première gorge périphérique (20) du piston (2), et qui étanchéifie le piston (2) vis-à-vis de la face interne du cylindre (3), une gorge (Il) s'étendant essentiellement axialement dans la face interne du cylindre, qui forme, conjointement avec la bague d'étanchéité (17), un canal de dérivation (12) modifiant la force d'amortissement en fonction de la course,c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend, en outre, une bague de guidage (18) disposée dans une deuxième gorge périphérique (21) du piston (2) 25 et guidant le piston (2) radialement contre le cylindre (3), et en ce qu'il comprend également au moins un canal de détente (19; 23; 24; 25; 27, 28; 27, 29) qui relie, à la chambre de travail (9) éloignée de la tige de piston, la deuxième gorge périphérique (21) et/ou une chambre annulaire (22; 26) située axialement entre la première (20) et la deuxième (21) gorge périphérique et 30 délimitée par la face interne du cylindre (3) et par le piston (2). 2. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canal de détente est conformé en fente axiale (19) du piston (2), ouverte vers la deuxième gorge périphérique (21). 3. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 1, 35 caractérisé en ce que la bague de guidage (18) contient, pour former des canaux de détente, plusieurs gorges axiales (23; 24) disposées à distance entre elles dans le sens périphérique. 4. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que les gorges axiales (23) sont disposées sur le côté radialement intérieur de la bague de guidage (18). 5. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que les gorges axiales (24) sont disposées sur le côté radialement extérieur de la bague de guidage (18). 6. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de guidage (18) est conformée en bague ouverte, dont les extrémités périphériquement en vis-à-vis forment une 10 coupure (25) servant de canal de détente. 7. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs alésages (30) périphériquement répartis et formant les canaux de détente débouchent dans la deuxième gorge périphérique (21). 8. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans la deuxième gorge périphérique (21) et/ou dans la face périphérique du piston (2) située entre la première (20) et la deuxième (21) gorge périphérique, une autre gorge périphérique (26, 27) formant un canal collecteur, qui est reliée à la chambre de travail (9) 20 éloignée de la tige de piston par l'intermédiaire d'au moins un canal de liaison (28; 29, 30). 9. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 8, caractérisé en ce que le canal de liaison (28) s'étend axialement. 10. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 8, 25 caractérisé en ce que le canal de liaison est conformé en perçage radial (29, ) relié à une ouverture axiale du piston (2). 11. Amortisseur de vibrations à double tube selon une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'au moins une partie du canal de détente (19; 28) s'étend axialement et relie la deuxième gorge périphérique 30 (21) à la chambre annulaire (22) située entre la première (20) et la deuxième (21) gorge périphérique. 12. Amortisseur de vibrations à double tube selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la bague de guidage (18) est conformée en bande de piston, et est axialement plus large que la bague 35 d'étanchéité (17). 13. Amortisseur de vibrations à double tube selon la revendication 12, caractérisé en ce que la bague de guidage (18) est constituée d'une bande de matière plastique mince par rapport à sa largeur axiale.