Brevet FR2611606A1 — publié le 19880909

2-6 1 --6 Amortisseur pour véhicule à suspensions pneumatiques. notamment pour poids lourd La présente invention concerne un amortisseur pour véhicule & suspensions pneumatiques, notamment pour poids lourd, du type comprenant un cylindre, une tige déplaçable axialement dans le cylindre, un piston porté par la tige et divisant le cylindre en une chambre cylindrique et une chambre annulaire, un fluide sous pression remplissant les chambres cylindrique et annulaire, un premier circuit pour permettre au fluide de circuler de la chambre annulaire & la chambre cylindrique lorsque l'amortisseur travaille en traction, un second O circuit pour permettre au fluide de circuler de la chambre cylindrique & la chambre annulaire lorsque l'amortisseur travaille en compression, un réservoir de fluide sous pression susceptible d'être relié aux chambres cylindrique et annulaire, et des régulateurs d'écoulement montés dans les premier et second circuits pour y contrôler la circulation du fluide sous pression. Les poids lourds tels que les camions, les remorques et les semiremorques sont appelés & supporter des charges pouvant varier dans de très grandes proportions selon qu'ils sont utilisés à vide ou à charge maximale. La plupart d'entre eux sont équipés de suspensions pneumatiques assurant convenablement leur fonction quelle que soit la charge transportée, la pression !0 de l'air comprimé dans les soufflets ou les diaphragmes de ces suspensions étant proportionnelle & ladite charge. En revanche, les amortisseurs de ces différents poids lourds ont des caractéristiques d'amortissement constantes et ne peuvent freiner correctement les oscillations des suspensions que pour une charge déterminée. !5 La présente invention se propose de remédier à ce problème et, pour ce faire, elle a pour objet un amortisseur du type précité qui se caractérise en ce que les régulateurs d'écoulement sont commandés par le fluide sous pression, à l'encontre de l'action de la pression de l'air comprimé de la suspension pneumatique correspondante du véhicule. $0o Cet amortisseur a ainsi une courbe d'amortissement qui dépend de la charge supportée par la suspension à laquelle il est associé. Il peut donc fonctionner avec efficacité quelle que soit la valeur de cette charge, ce qui n'est pas le cas des amortisseurs actuels. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les régulateurs d'écoulement comprennent deux tiroirs coaxiaux déplaçables en translation, ces 26 1 1606 2- tiroirs étant appliqués l'un contre l'autre lorsque l'amortisseur est au repos ou travaille en compression. Selon ce mode de réalisation, le tiroir du second circuit comporte de préférence deux prolongements opposés s'étendant coaxialement avec le tiroir du premier circuit, le prolongement qui est opposé au tiroir du premier circuit s'appuyant contre une butée d'arrêt lorsque l'amortisseur est au repos ou travaille en traction. Par ailleurs, les premier et second circuits comportent chacun un orifice d'étranglement dont l'ouverture est commandée par le tiroir correspondant. Pour que l'écoulement du fluide sous pression dans les deux circuits soit pratiquement insensible aux variations de viscosité dudit fluide (ces variations dépendant largement de la température ambiante), les orifices d'étranglement des premier et second circuits sont avantageusement des orifices en paroi mince. Le fonctionnement de l'amortisseur ne risque donc pas d'être perturbé pendant les périodes de grand froid. Pour tenir compte du fait que la force de freinage de l'amortisseur est beaucoup plus importante en traction qu'en compression, les sections du tiroir et de l'orifice d'étranglement du second circuit sont respectivement supérieures aux sections du tiroir et de l'orifice d'étranglement du premier circuit. Par ailleurs, pour amortir les oscillations très lentes de la suspension, il est souhaitable que l'orifice d'étranglement du second circuit ne soit pas complètement obturé lorsque l'amortisseur est au repos. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le tiroir du premier circuit est solllicité en direction de l'autre tiroir par une tringlerie sur laquelle s'exerce la pression de l'air comprimé de la suspension pneumatique correspondante du véhicule. Selon un mode de réalisation préféré, la tringlerie comprend un piston solidaire d'une tige déplaçable axialement dans un cylindre, une bielle articulée à l'extrémité libre de la tige, et un levier articulé sur la bielle, ce levier étant monté pivotant autour d'un axe fixe et portant une came s'appuyant contre le tiroir du premier circuit, la pression de l'air comprimé exerçant son action sur la face du piston qui est tournée vers la tige. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: 2611 6 0 6 3- la figure i est une vue en coupe verticale d'un amortisseur conforme à l'invention, cette coupe étant réalisée selon la ligne I-I de la figure 2 et montrant le piston de la tringlerie en position haute; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; 5. la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2; la figure 4. est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 est un schéma montrant les deux circuits de fluide sous pression lorsque l'amortisseur est au repos; la figure 6 est un schéma montrant les deux circuits lorsque l'amortisseur travaille en traction; et la figure 7 est un schéma montrant les deux circuits lorsque l'amortisseur travaille en compression. L'amortisseur que l'on peut voir sur la figure i est destiné à équiper des poids lourds comportant des suspensions pneumatiques. Il comprend un cylindre 1 dont l'extrémité inférieure est solidaire d'un bloc 2 et dont l'extrémité supérieure est fermée par un -palier 3, une tige 4 déplaçable axialement dans le cylindre 1, et un piston 5 prévu à l'extrémité inférieure de la tige 4, ce piston divisant le cylindre en une chambre cylindrique 6 et une chambre annulaire 7. La tige 4 traverse le palier 3 dans lequel elle peut coulisser de manière o- étanche et porte à son extrémité libre un dispositif d'articulation 8 destiné à relier l'amortisseur au châssis (non représenté) d'un poids lourd. Un cylindre 9 s'étendant coaxialement avec le cylindre 1 forme avec ce dernier un réservoir 10 contenant un fluide sous pression, de préférence de l'huile, destiné à remplir les chambres cylindrique 6 et annulaire 7. Comme le montre la figure 1, l'extrémité inférieure du cylindre 9 est solidaire du bloc 2 tandis que son extrémité supérieure s'appuie contre la paroi latérale du palier 3 et reçoit un écrou de fermeture 11. Le bloc 2 porte à son extrémité inférieure un dispositif d'articulation 12 destiné à être relié au bras de suspension (non représenté) de la suspension pneumatique correspondante du poids lourd. Il est pourvu d'un alésage étagé renfermant une douille 13 dans sa partie de plus petite section et une douille 14 dans son autre partie. La douille 13 comporte un orifice d'alimentation 13a situé -dans le prolongement d'un conduit 15 ménagé dans le bloc 2 et raccordé à un tube S5 vertical 16 s'étendant dans le réservoir 10, ce tube débouchant dans une cavité annulaire 17 réalisée dans le palier 3 et communiquant avec la chambre 2 6 l l1 U O -4- annulaire 7. Elle comporte également un orifice d'étranglement 13b situé dans le prolongement d'un conduit 18 ménagé dans le bloc 2 et aboutissant à une cavité 19 reliée à la chambre cylindrique 6 par l'intermédiaire d'un clapet de non- retour 20 monté de manière à permettre un écoulement de fluide uniquement dans le sens allant vers la chambre cylindrique 6, la cavité 19 étant en outre reliée au réservoir 10 par un conduit 21. Quant à la douille 14, elle comporte un orifice d'alimentation 14a situé dans le prolongement d'un conduit 22 ménagé dans le bloc 2 et aboutissant dans la chambre cylindrique 6. Elle comporte également un orifice d'étranglement 14b situé dans le prolongement d'un conduit 23 ménagé dans le bloc 2 et raccordé au tube vertical 16. En se référant plus particulièrement à la figure 1, on remarquera par ailleurs que la douille 13 renferme un tiroir cylindrique 24 portant, à son extrémité la plus éloignée de la douille 14, une rainure 25 ayant un fond incliné, alors que la douille 14 renferme un tiroir cylindrique 26 comportant deux prolongements opposés 27, 28 s'étendant coaxialement avec le tiroir 24. On remarquera également qu'un bouchon fileté 29 retient la douille 14 dans l'alésage étagé du bloc 2 et sert de butée au prolongement 27 du tiroir 26 qui sert lui-même de butée au tiroir 24 par l'intermédiaire de son prolongement 28. Plus précisément, lorsque les tiroirs 24, 26 s'appuient contre leur butée respective, comme représenté sur la figure 1, le premier laisse l'orifice d'alimentation 13a ouvert et obture complètement l'orifice d'étranglement 13b alors que le second laisse l'orifice d'alimentation 14a ouvert mais n'obture pas complètement l'orifice d'étranglement 14b. Pour faciliter la compréhension du fonctionnement de l'amortisseur qui sera décrit ci-après en référence aux figures 5 à 7, on précisera maintenant que: le tube 16, le conduit 15, la chambre 30 ménagée entre les tiroirs 24 et 26, le conduit 18 et la cavité 19 constituent un premier circuit 31 destiné à permettre au fluide sous pression de circuler de la chambre annulaire 7 à la chambre cylindrique 6 lorsque l'amortisseur travaille en traction; et le conduit 22, la chambre 32 ménagée entre le tiroir 26 et le bouchon 29, le conduit 23 et le tube 16 constituent quant à eux un second circuit 33 destiné à permettre au fluide sous pression de circuler de la chambre cylindrique 6 à la chambre annulaire 7 lorsque l'amortisseur travaille en compression. - Conformément à l'invention, les tiroirs 24, 26 sont déplaçables en translation dans les douilles 13, 14 par le fluide sous pression qui est apte à -5 agir à l'encontre de l'action de la pression de l'air comprimé de la suspension pneumatique correspondante du poids lourd. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'amortisseur comporte une tringlerie 34 logée en partie dans un carter 3.5 fixé sur le bloc 2 et en partie dans un cylindre 36 séparé du carter 35 par un palier 37. Cette tringlerie comporte un piston 38 solidaire d'une tige 39 déplaçable axialement dans le cylindre 36, une bielle 40 articulée sur un axe 41 prévu à l'extrémité libre de la tige 39 qui traverse le palier 37 pour pénétrer dans le carter 35, et un levier 42 articulé par un axe 43 sur la bielle 40, ce levier- étant monté pivotant autour d'un axe 44 solidaire du carter 35 et portant une came 45 s'appuyant contre le fond incliné de la rainure 25 du tiroir 24, Dans l'exemple de réalisation représenté, la came 45 a la forme d'une dent d'engrenage en développante de cercle afin de rouler sans frotter sur le fond de la rainure 25 du tiroir 24. Il va de soit cependant qu'elle pourrait être remplacée par un galet. Le piston 38 sépare le cylindre 36 en une chambre cylindrique 46 reliée & l'atmosphère par un orifice 47 et en une chambre annulaire 48 reliée au soufflet ou au diaphragme (non représenté) de la suspension pneumatique du poids lourd par l'intermédiaire d'un conduit 49. 2) Par ailleurs, le palier 37 comporte des canaux 50 faisant communiquer la chambre annulaire 48 du cylindre 36 avec l'intérieur du carter 35 qui est lui- même relié au réservoir 10 par l'intermédiaire d'un conduit 51. La pression de l'air comprimé contenu dans le soufflet ou le diaphragme d'une suspension pneumatique est proportionnelle à la charge s'exerçant sur cette dernière. L'air comprimé qui est présent dans la chambre annulaire 48 du cylindre 36 exerce donc sur le piston 38 une force dirigée dans le sens de la flèche Fi proportionnelle à la charge s'exerçant sur la suspension associée à l'amortisseur. Simultanément, la tige de piston 39 exerce une traction sur la bielle 40 qui, en sollicitant le levier 42 à pivoter sur l'axe 44 dans le sens de la flèche Fa, maintient la came 45 en appui contre le fond de la rainure 25 du tiroir 24. La force d'appui de la came 45 contre le tiroir 24 dépend de la pression de l'air compmrimé dans la suspension pneumatique et du bras de levier formé par la ligne passant par le centre des axes 41, 43 avec le centre de l'axe 44. Il ressort clairement de la figure 1 que ce bras de levier est minimum lorsque les tiroirs 24, 26 s'appuient contre leur butée respective 28, 29 et augmente 2611 6 0 6 d'abord très rapidement puis plus lentement lorsque le tiroir 24 se déplace a l'encontre de la force que la came 45 exerce sur lui. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'amortisseur conforme à l'invention en se référant plus particulièrement aux figures 5 à 7. 1) Cas o l'amortisseur est au repos (figure 5) Lorsque l'amortisseur est au repos, les tiroirs 24 et 26 s'appuient contre leur butée respective, comme représenté sur la figure 1. Le tiroir 24 obture complètement l'orifice d'étranglement 13b et interdit toute circulation de fluide entre les conduits 15 et 18. De son côté, le tiroir 26 n'obture pas complètement l'orifice d'étranglement 14b et peut autoriser une faible circulation de fluide dans les circuits 31 et 33 pour que les courbes représentant les forces d'amortissement en fonction de la vitesse de déplacement du piston 5 passent par le point zéro. On notera ici que le tiroir 26 pourrait, à la demande, obturer complètement l'orifice d'étranglement 14b. Dans ce cas, les courbes précitées auraient leur origine au-dessus du point zéro, le décalage correspondant en hauteur étant fonction de la valeur du bras de levier mentionné ci-dessus. 2) Cas o l'amortisseur travaille en traction (figure 6) L'amortisseur est dans ce cas soumis à une action extérieure tendant à l'allonger. Le volume de la chambre annulaire 7 a donc tendance à diminuer tandis que la pression du fluide dans la chambre 30 du premier circuit 31 a tendance à augmenter. Lorsque cette pression est suffisante pour surmonter la force d'appui de la came 45 sur le tiroir 24, celui-ci s'éloigne du prolongement 28 du tiroir 26 et autorise le fluide contenu dans la chambre 7 à circuler dans le conduit 18 du premier circuit 31. La pression du fluide dans ce dernier étant supérieure & celle du fluide dans la chambre cylindrique 6, le clapet 20 s'ouvre et permet au fluide contenu dans la chambre 7 de se diriger dans la chambre cylindrique 6. Etant donné que la section de la chambre 7 est inférieure à celle de la chambre 6, celle-ci peut toutefois se remplir complètement grâce à un apport complémentaire de fluide fourni par le réservoir 10, la circulation de cet apport étant symbolisée par la ligne en pointillés sur la figure 6. Pendant ce temps, le tiroir 26 demeure en appui contre le bouchon 29 et n'autorise donc qu'une très faible circulation de fluide de la chambre annulaire 7 à la chambre cylindrique 6 par le second circuit 33. 3) Cas o l'amortisseur travaille en compression (figure 7) -7L'amortisseur est dans ce cas soumis & une action extérieure tendant à le raccourcir. Le volume de la chambre cylindrique 6 a donc tendance à diminuer alors que la pression du fluide dans la chambre 32 du second circuit 33 a tendance & augmenter. Lorsque cette pression est suffisante pour surmonter la force d'appui de la came 45 sur le tiroir 24, le tiroir 26 s'éloigne du bouchon 29 en entraînant avec lui le tiroir 24. Le fluide contenu dans la chambre 6 peut alors circuler dans le second circuit 33 pour se diriger vers la chambre 7. La totalité du fluide déplacé ne pouvant être reçue dans la chambre 7, l'excédent de fluide emprunte l'orifice d'étranglement 13b que le tiroir 24 a ouvert en se déplaçant sous l'action du tiroir 26, et se dirige dans le réservoir 10 en circulant dans le premier circuit 31, la circulation de l'excédent de fluide étant symbolisée par la ligne en pointillés sur la figure 7. On notera ici que la force de freinage de l'amortisseur croît avec le débit du fluide sous pression dans les orifices d'étranglement 13b, 14b (c'est-à-dire avec la vitesse de déplacement du piston 5) et qu'à une valeur déterminée de la pression de l'air comprimé de la suspension pneumatique correspond une position d'équilibre du tiroir 24 (cas de la traction) ou du tiroir 26 (cas de la compression) pour chacune des valeurs de ladite vitesse. On notera également que la force de freinage de l'amortisseur est beaucoup plus importante en traction qu'en compression et que c'est pour tenir compte de cette caractéristique que les sections du tiroir 26 et de l'orifice d'étranglement 14b du second circuit 33 sont respectivement supérieures aux sections du tiroir 24 et de l'orifice d'étranglement 13b du premier circuit 31. On précisera enfin que l'on peut modifier l'allure des courbes d'amortissement de l'amortisseur en modifiant la forme des orifices d'étranglement 13b, 14b, la valeur du bras de levier formé par la ligne passant par le centre des axes 41, 43 avec le centre de l'axe 44, la distance séparant les axes 41, 43 ou celle séparant les axes 43, 44. REVENDICATIONS 1. Amortisseur pour véhicule à suspensions pneumatiques, notamment pour poids lourd, du type comprenant un cylindre (1), une tige (4) déplaçable axialement dans le cylindre, un piston (5) porté par la tige et divisant le cylindre en une chambre cylindrique (6) et une chambre annulaire (7), un fluide sous pression remplissant les chambres cylindrique et annulaire, un premier circuit (31) pour permettre au fluide de circuler de la chambre annulaire à la chambre cylindrique lorsque l'amortisseur travaille en traction, un second circuit (33) pour permettre au fluide de circuler de la chambre cylindrique à la chambre annulaire lorsque l'amortisseur travaille en compression, un réservoir de fluide sous pression (10) susceptible d'être relié aux chambres cylindrique et annulaire, et des régulateurs d'écoulement (24, 26) montés dans les premier et second circuits pour y contrôler la circulation du fluide sous pression, caractérisé en ce que les régulateurs d'écoulement (24, 13b; 26, 14b) sont commandés par le fluide sous pression, à l'encontre de l'action de la pression de l'air comprimé de la suspension pneumatique correspondante du véhicule. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les régulateurs d'écoulement (24, 13b; 26, 14b) comprennent deux tiroirs coaxiaux (24, 26) déplaçables en translation, ces tiroirs étant appliqués l'un contre l'autre lorsque l'amortisseur est au repos ou travaille en compression. 3. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tiroir (26) du second circuit (33) comporte deux prolongements opposés (27, 28) s'étendant coaxialement avec le tiroir (24) du premier circuit (31), le prolongement (27) qui est opposé au tiroir (24) du premier circuit (31) s'appuyant contre une butée d'arrêt (29) lorsque l'amortisseur est au repos ou travaille en traction. 4. Amortissement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les premier et second circuits (31, 33) comportent chacun un orifice d'étranglement (13b, 14b) dont l'ouverture est commandée par le tiroir correspondant (24, 26). 5. Amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les orifices d'étranglement (13b, 14b) des premier et second circuits (31, 33) sont des orifices en paroi mince. 6. Amortisseur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les sections du tiroir (26) et de l'orifice d'étranglement (14b) du second circuit (33) sont respectivement supérieures aux sections du tiroir (24) et de l'orifice d'étranglement (13b) du premier circuit (31). 2611 6 0 6 --9-- 7. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 4 & 6, caractérisé en ce que l'orifice d'étranglement (14b) du second circuit (33) n'est pas complètement obturé lorsque l'amortisseur est au repos. 8. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le tiroir (24) du premier circuit (31) est sollicité en direction de l'autre tiroir (26) par une tringlerie (34) sur laquelle s'exerce la pression de l'air comprimé de la suspension pneumatique correspondante du véhicule. 9. Amortisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tringlerie (34) comprend un piston (38) solidaire d'une tige (39) déplaçable axialement dans un cylindre (36), une bielle (40) articulée à l'extrémité libre de la tige (39). 10. Amortisseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le réservoir (10) et la chambre (48) du cylindre (36> sont reliés entre eux de manière à mettre sous pression le fluide contenu dans le réservoir (10).