Brevet FR2606846A1 — publié le 19880520

La présente invention concerne un amortisseur de rotation destiné à être installé entre une partie fixe et une partie mobile d'un mécanisme, ainsi qu'en particulier une suspension pour véhicule comportant au moins un amortisseur de ce type. Les amortisseurs de rotation actuellement connus comportent un stator et un rotor définissant entre eux une chambre remplie d'un fluide, des palettes au moins sensiblement radiales étant agencées sur chacun desdits stator et rotor, les palettes agencées sur le stator, respectivement le rotor, divisant ladite chambre en une pluralité de volumes, et les extrémités libres des palettes agencées sur le rotor, respectivement le stator, définissant des passages de laminage en coopération avec des portions cylindriques, en regard, de la surface comprise entre deux palettes du stator, respectivement du rotor. Un exemple d'amortisseur de ce type est décrit dans la demande de brevet français nO 85 19418. De tels amortisseurs connus donnent des résultats satisfaisants et sont utilisés, par exemple, dans les suspensions de véhicules lourds, les commandes.de direction de véhicules, les machines-outils à inversion de sens de rotation, etc... Dans le cas d'une suspension, le rotor est lié à la roue du véhicule par l'intermédiaire d'un bras de la suspension, et le stator est solidaire du châssis du véhicule. Lors du passage de la roue sur un obstacle, le bras de la suspension transmet le déplacement de la roue au rotor, ce qui entraine la rotation des palettes associées et le transfert du fluide visqueux à travers les volumes par l'intermédiaire des passages de laminage qui assurent ainsi l'amortissement. Cependant, les amortisseurs connus de ce type présentent, en particulier, l'inconvénient que le laminage demeure constant quelle que soit l'étendue de la rotation relative entre les rotor et stator, c'est-à-dire, par exemple dans le cas d'une suspension, quelle que soit la charge du véhicule. L'efficacité de tels amortisseurs n'est donc pas optimale. L'invention a pour but d'éviter cet inconvénient, et concerne un amortisseur de rotation, du type indiqué ci-dessus, remarquable, selon l'invention, en ce que l'aire de la section transversale de chaque passage de laminage est variable en fonction de la rotation relative entre le rotor et le stator. Par exemple, cette aire est d'autant plus petite que la rotation relative entre lesdits rotor et stator, dans le sens de l'amortissement, est plus grande. Ainsi, dans ce dernier mode de réalisation, plus la rotation relative entre le rotor et le stator est importante, plus le laminage du fluide, et par conséquent le freinage de celui-ci, est important. Bien que d'autres possiblités soient envisageables, il est particulièrement avantageux, selon l'invention, que la distance entre les extrémités libres des palettes agencées sur le rotor, et sur le stator respectivement, et les portions, en regard, de la surface comprise entre deux palettes du stator, et du rotor respectivement, soit d'autant plus petite ou plus grande que la rotation relative entre lesdits rotor et stator, dans le sens de l'amortissement, est plus grande. Une façon particulièrement simple d'obtenir cette variation de distance, lorsque le stator et le rotor sont coaxiaux, consiste en ce qu'au moins une partie de chaque portion de ladite surface est cylindrique et excentrée par rapport à l'axe commun auxdits rotor et stator. En particulier, les centres de courbure des sections desdites portions cylindriques de ladite surface par un plan transversal auxdites portions de surface sont situés sur un cercle, dont le centre appartient à l'axe commun auxdits rotor et stator, en étant régulièrement espacés sur ce cercle. Dans un exemple particulier de réalisation dans lequel quatre palettes sont agencées sur le rotor et quatre palettes sont agencées sur le stator, lesdits centres de courbure sont disposés en quadrature. Quand, plus particulièrement, le stator est disposé à l'intérieur du rotor et chaque passage de laminage est défini entre l'extrémité libre d'une palette agencée sur le stator et une portion cylindrique, en regard, de la surface comprise entre deux palettes du rotor, alors, selon l'invention, le centre de courbure de la section de chaque portion cylindrique par un plan transversal à ladite portion est situé sur la ligne joignant les extrémités des palettes du stator qui sont chacune adjacentes à la palette du stator dont l'extrémité libre définit, avec ladite portion cylindrique, un passage de laminage. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment -l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un amortisseur de rotation selon l'invention. La figure 2 est une vue agrandie de la zone centrale de la figure 1. La figure 3 illustre schématiquement l'application de l'amortisseur de la figure 1 à une suspension de véhicule. L'amortisseur de rotation montré sur la figure 1 comporte un stator 1 de forme extérieure cylindrique circulaire et un rotor 2 montés coaxialement autour d'un axe de rotation 3 (le stator 1 étant à l'intérieur du rotor 2), et fermés transversalement à l'axe 3. Une chambre 6 est ainsi définie entre lesdits stator 1 et rotor 2 ; cette chambre 6 étant remplie d'un fluide de viscosité élevée, par exemple de l'huile de silicone. Le stator 1 comprend une pluralité de palettes radiales 7 qui sont régulièrement réparties autour de l'axe de rotation 3 et qui ont chacune deux côtés 10 et 11. De même, le rotor 2 comprend une pluralité de palettes radiales 14 régulièrement réparties autour de l'axe 3. Dans l'exemple représenté, le stator 1 et le rotor 2 comportent, chacun, quatre palettes disposées respectivement à 900 l'une de l'autre. En position statique de l'amortisseur, chaque palette 14 du rotor 2 se trouve dans une position médiane entre deux palettes adjacentes 7 du stator 1, ou, en d'autres termes, chaque palette 7 du stator se trouve dans une position médiane entre deux palettes adjacentes 14. du rotor 2. La chambre principale 6 se trouve ainsi divisée en une pluralité de volumes 15a,15b (en l'occurrence huit), remplis de fluide. L'extrémité 21 de chaque palette 14 du rotor 2 est sensiblement en contact de frottement doux avec la paroi cylindrique circulaire formant l'arbre 22 du stator 1 en limitant ainsi le passage du fluide, dans cette zone, à une très faible valeur. En revanche, un passage de laminage 19 est prévu entre l'extrémité libre 16 de chaque palette 7 du stator 1 et la portion cylindrique, en regard, de la surface 18 comprise entre deux palettes 14 du rotor 2. Ces passages de laminage 19 permettent l'écoulement laminaire du fluide, dans les deux sens de rotation, à travers les différents volumes 15a,15b. Selon l'invention, l'aire de la section transversale de chaque passage de laminage 19 et, en particulier, dans cet exemple de réalisation, la distance entre les extrémités libres 16 des palettes 7 du stator 1 et les portions cylindriques, en regard, de la surface 18 comprise entre deux palettes 14 du rotor 2, sont d'autant plus petites que la rotation relative entre le rotor 2 et le stator 1, dans le sens de l'amortissement, est plus grande. Pour cela, au moins une partie de chaque portion cylindrique de la surface 18 est excentrée par rapport à l'axe commun 3 au rotor 2 et au stator 1 (sur la figure 1, on a représenté, en traits mixtes, la section 100, par le pian de coupe, des surfaces 18, telle qu'elle apparaitrait si celle-ci était centrée en 3). En se référant plus particulièrement à la figure 2, les centres de courbure C1,C2,C3 et CLI des sections des portions cylindriques de la surface 18 par un plan transversal auxdites portions de surface (en fait le plan de coupe de la figure 1) sont disposés en quadrature de façon telle que chaque centre C1,C2,C3 ou C4 soit situé sur la ligne A-A, B-B joignant les extrémités des palettes .7 du stator 1 qui sont chacune adjacentes à la palette 7 du stator 1 dont l'extrémité libre définit, avec la portion cylindrique considérée, un passage de laminage. En outre, le rotor 2 présente une vanne de remplissage 23 de la chambre 6 en fluide visqueux et une vanne de purge 24 disposées, l'une par rapport à l'autre, de façon diamétralement opposée. Le fonctionnement de l'amortisseur selon l'invention sera décrit ci-après, en référence à la figure 3 illustrant schématiquement une application de celui-ci à la suspension d'un véhicule, tel qu'un tracteur routier. Sur la figure 3, l'amortisseur est monté par l'intermédiaire de l'arbre 22 du stator 1 sur le châssis 50 d'un tracteur routier 51 et par l'intermédiaire d'une partie excentrée 52 du rotor 2 sur un bras de suspension 53 à l'aide d'une bielle rigide 54. Plus précisément, les deux extrémités de la bielle 54 sont articulées, respectivement, autour d'un axe 55 sur la partie excentrée 52 et autour d'un axe 56 sur le bras élastique de suspension 53 portant une ou plusieurs roues 58 en contact avec le sol 59. Les extrémités du bras 53 sont logées dans deux paliers 60 solidaires du châssis. Lorsque la roue 58 rencontre un obstacle, par exemple une bosse, le déplacement de la roue entraîne celui du bras de suspension 53 et de la bielle 54 par la liaison axiale 56, ce qui provoque, par la liaison axiale 55, la rotation du rotor 2 autour de l'axe 3 dans le sens senestrorsum indiqué par la flèche sur la figure 3. Le fluide visqueux est alors transféré de chaque-volume 15a délimité par une palette 14 du rotor 2 et le côté 11 de la palette 7 correspondante du stator 1, vers le volume 15b délimité par le côté 10 de la palette 7 du stator 1 et la palette 14 du rotor 2 voisine de ce côté 10 de palette. Le transfert du fluide s'effectue à travers chaque passage de laminage 19, assurant le freinage du fluide entre les différents volumes 15a,15b en absorbant l'énergie produite par le choc. Comme l'aire de la section transversale de chaque passage de laminage 19 décroît au fur et à mesure de la rotation du .rotor 2, le laminage du fluide visqueux, et donc le freinage de celui-ci, devient plus important lorsque la rotation, dans le sens de l'amortissement, du rotor 2 est plus grande. Lorsque la roue a franchi l'obstacle, le rotor 2 se déplace alors dans le sens dextrorsum et le transfert de fluide s'effectue du volume 15b vers le volume 15a avec une section de passage de laminage 19 qui s'accroît avec le déplacement angulaire, donc provoquant un amortissement décroissant avec la course. On pourrait également obtenir l'effet inverse, c'est-à-dire un amortissement plus grand à la détente de la suspension, par exemple en disposant les portions cylindriques des surfaces 18 comprises entre deux palettes du rotor 2, de telle sorte que chaque passage de laminage 19 augmente lorsque le rotor tourne dans le sens senestrorsum. REVENDICATIONS 1 - Amortisseur de rotation, du type comportant un stator et un rotor définissant entre eux une chambre remplie d'un fluide, des palettes au moins sensiblement radiales étant agencées sur chacun desdits stator et rotor, les palettes agencées sur le stator, et sur le rotor respectivement, divisant ladite chambre en une pluralité de volumes, et les extrémités libres des palettes agencées sur le rotor, et sur le stator respectivement, définissant des passages de laminage en coopération avec des portions, en regard, de la surface comprise entre deux palettes du stator, et du rotor respectivement, caractérisé en ce que l'aire de la section transversale de chaque passage de laminage (19) est variable en fonction de la rotation relative entre ledit rotor (2) et ledit stator ( 1 ) . 2 - Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les extrémités libres (16) des palettes (7) agencées sur le rotor, et sur le stator respectivement, et les portions, en regard, de la surface (18) comprise entre deux palettes (14) du stator, et du rotor respectivement, est d'autant plus petite que la rotation relative entre lesdits rotor et stator, dans le sens de l'amortissement, est plus grande. 3 - Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les extrémités libres (16) des palettes (7) agencées sur le rotor, et sur le stator respectivement, et les portions, en regard, de la surface (18) comprise entre deux palettes (14) du stator, et du rotor respectivement, est d'autant plus grande que la rotation relative entre lesdits rotor et stator, dans le sens de l'amortissement, est plus grande. 4 - Amortisseur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits stator et rotor sont coaxiaux, caractérisé en ce qu'au moins une partie de chaque portion de ladite surface (18) est cylindrique et excentrée par rapport à l'axe commun (3) auxdits rotor (2) et stator (1). 5 - Amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les centres de courbure (C1,C2,C3 et C4) des sections desdites portions cylindriques de ladite surface (18) par un plan transversal auxdites portions de surface sont situés sur un cercle, dont le centre appartient à l'axe commun (3) auxdits rotor (2) et stator (1), en étant régulièrement espacés sur ce cercle. 6 - Amortisseur selon la revendication 5, comportant quatre palettes agencées sur le stator et quatre palettes agencées sur le rotor, caractérisé en ce que lesdits centres de courbure (C1,C2,C3 et C4) sont disposés en quadrature. 7 - Amortisseur selon la revendication 6, dans lequel le stator est disposé à l'intérieur du rotor et chaque passage de laminage est défini entre l'extrémité libre d'une palette agencée sur le stator et une portion cylindrique, en regard, de la surface comprise entre deux palettes du rotor, caractérisé en ce que le centre de courbure (C1,C2,C3, ou C14) de la section de chaque portion cylindrique par un plan transversal à ladite portion est situé sur la ligne joignant les extrémités des palettes (7) du stator (1) qui sont chacune adjacentes à la palette (7) du stator (1) dont l'extrémité libre (16) définit, avec ladite portion cylindrique, un passage de laminage (19). 8 - Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit fluide est un fluide visqueux, tel qu'une huile de silicone de viscosité élevée. 9 - Suspension pour véhicule comprenant au moins un élément élastique déformable coopérant à ses deux extrémités avec des appuis solidaires d'un chassis de véhicule et relié au voisinage de son centre à un essieu supportant au moins une roue, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un amortisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes.