Brevet FR2616503A1 — publié le 19881216

3' - 1 - L'invention concerne un amortisseur à double action provoquant le lami- nage d'un fluide au passage d'un étranglement pour amortir un mouvement. Cette invention trouvera son application dans l'industrie en général, à chaque fois qu'il sera nécessaire d'amortir un quelconque mouvement d'une pièce par rapport à une autre. Les amortisseurs, habituellement utilisés, notamment dans le cadre de véhicules terrestres, se composent d'un cylindre fermé dans lequel coulisse un piston provoquant le laminage d'un fluide, ce piston étant solidaire d'une tige traversant l'une des extrémités dudit cylindre. Ainsi, selon la configu- ration des éléments en présence, la tige du piston et le cylindre de l'amor- tisseur sont rendus solidaires respectivement, d'une pièce mobile et d'une pièce fixe ou vice versa. Ces amortisseurs sont basés sur le principe de l'effet d'inertie que présente un fluide au passage d'un étranglement. Dans ce but, l'amortisseur est pourvu de deux chambres rendues communiquantes par un conduit de faible diamètre, le déplacement du piston provoquant le trans- vasement du fluide d'une chambre à l'autre. Il existe de nombreuses variantes dans la configuration de ces amortisseurs, notamment des chambres contenant le fluide, ce dernier pouvant être, par ailleurs, soit liquide, soit gazeux. Ainsi, selon une variante, le piston divise le logement du cylindre en deux chambres et comporte, en outre, une ou plusieurs conduites mettant en commu- nication le fluide contenu dans ces dernières. Dans d'autres cas de figure, le cylindre se compose d'une double enveloppe contenant un fluide pouvant s'écouler dans le logement central du cylindre au travers d'un étranglement. En raison de leur configuration, ces amortisseurs ne sont pas en mesure d'assurer le guidage du déplacement d'une pièce mobile par rapport à une pièce fixe. Ce guidage est généralement assuré par d'autres éléments de liai- son reliant ladite pièce mobile à la pièce fixe. Il est également connu des amortisseurs dont le piston est maintenu par deux tiges situées dans le prolongement l'une de l'autre et traversant chacune l'une des extrémités du cylindre. Fréquemment, dans ces conditions,-les extré- mités des deux tiges sont rendues solidaires de la pièce fixe, ce qui permet d'assurer le guidage de la pièce mobile par rapport à cette dernière, par le biais du cylindre. Cependant, on constate que ce guidage ne peut avoir lieu que sur des portées particulièrement réduites, notamment au niveau de l'ajus- tement piston-cylindre et au niveau des orifices usinés dans les flasques -2- refermant les extrémités du cylindre, ces orifices servant de passage aux tiges reliées au piston. De plus, en raison de l'étanchéité qu'il est néces- saire d'assurer au niveau de chacune de ces portées de guidage, les efforts appliqués perpendiculairement aux cylindres et aux tiges du piston doivent être d'une intensité réduite. La présente invention a pour but de remédier à l'ensemble des inconvé- nients précités. A cet effet, l'invention concerne un amortisseur à double action provo- quant le laminage d'un fluide au passage d'un étranglement pour amortir un mouvement, caractérisé par le fait qu'il comporte, en combinaison, un piston fixe et un cylindre fixe coopérant tous les deux avec un élément mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément mobile se compose de deux parties, situées dans le prolongement l'une de l'autre, la partie supérieure comportant un logement, de forme cylindrique, dans lequel est introduit le piston fixe et la partie inférieure empruntant la forme d'un piston coulissant dans le cylindre fixe. Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ceci que les portées de guidage de l'élément mobile de cet amortisseur par rapport, d'une part, au piston fixe et, d'autre part, au cylindre fixe, sont plus importantes et permettent, de ce fait, d'augmenter les efforts appliqués perpendiculairement à l'ensemble. Un autre avantage de la présente invention consiste en une réduction de l'encombrement de l'amortisseur, notamment au niveau de sa section. En effet, dans ce cas de figure, l'une de ces chambres contenant le fluide de laminage est formée par le cylindre fixe, alors que l'autre chambre, formée par l'élé- ment mobile, est située à l'extérieur et dans le prolongement dudit cylindre fixe. De ce fait, pour un même volume de fluide véhiculé, le diamètre du cylindre d'un amortisseur connu dans l'état de la technique est nécessaire- ment supérieur au diamètre du cylindre ou de l'élément mobile de l'amortis- seur conforme à l'invention. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin ci-annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue schématisée, en élévation et en coupe de l'amortis- seur conforme à l'invention, l'élément mobile étant en position haute. - la figure 2 est une vue schématisée, en élévation et en coupe de l'amortis- - 3- seur conforme à l'invention, l'élément mobile étant introduit au maximum dans le cylindre fixe. Etant donné que ces deux figures représentent le même amortisseur dans deux positions différentes, il est évident que les mêmes références désigne- ront les mêmes éléments et qu'il sera indifférent de se reporter à l'une ou l'autre de ces deux figures. L'amortisseur 1, conforme à l'invention, est à double action et basé sur le principe du laminage d'un fluide au passage d'un étranglement pour amortir un mouvement. Le fluide utilisé peut être soit liquide, soit gazeux et sera déterminé en fonction de l'intensité d'amortissement qu'il y a lieu d'attein- dre. D'autres critères peuvent intervenir dans le choix de ce fluide. Ainsi, on préconise l'utilisation d'un gaz lorsqu'il s'agit de conférer à l'amortis- seur les caractères d'un ressort sous certaines sollicitations. Selon l'invention, l'amortisseur l'est formé par la combinaison d'un piston fixe 2 et d'un cylindre fixe 3, tous deux coopérant avec un élément mobile 4. Ce dernier est disposé entre le piston fixe 2 et le cylindre fixe 3 et, à cet effet, il se compose de deux parties 5,6 situées dans le prolon- gement l'une de l'autre. La partie supérieure 5 de cet élément mobile 4 comporte un logement 7, de forme cylindrique, dans lequel est introduit le piston fixe 2. Contrai- rement, la partie inférieure 6 dudit élément mobile 4 emprunte la forme d'un piston apte à coulisser dans le cylindre fixe 3. Il est à noter que ce dernier comporte à son extrémité inférieure 8 un fond 9 de manière à définir, avec l'extrémité 10 de la partie inférieure 6 de l'élément mobile 4, une chambre 11 contenant le fluide liquide ou gazeux. Pour le bon fonctionnement de cet amortisseur, il est important d'éviter un écoulement, vers l'extérieur, du fluide contenu dans la chambre 11. Dans ce but, on pourvoit l'extrémité inférieure 10 de la partie inférieure 6 de l'élément mobile 4 de moyens d'étanchéité 12, tels que joints, racleurs, segments ou autres, coopérant avec la face interne 13 du cylindre fixe 3. Quels que soient les moyens d'étanchéité 12 utilisés, ils doivent autoriser le coulissement de la partie inférieure 6 dans le cylindre fixe 3 avec un minimum de frottement pour éviter un effet parasite dans le fonctionnement de l'amortisseur 1. Etant donné que le logement 7 de la partie supérieure 5 de l'élément mobile 4 contient également du fluide de laminage, il est nécessaire d'assu- 261650] -4- rer une étanchéité, aussi efficace que dans le cadre cité ci-dessus, au ni- veau de l'ajustement coulissant du piston fixe 2 et dudit logement 7. Dans ce but, on munit l'extrémité inférieure 14 du piston fixe 2 de moyens d'étanchéité 12 coopérant avec la face interne 15 de ce logement 7. En raison de son principe de fonctionnement, l'amortisseur 1 est pourvu de moyens de mise en communication 16 du logement 7 et de la chambre 11 au- torisant le transvasement du fluide contenu dans ces derniers. Ces moyens de mise en communication 16 peuvent être externes et constitués par une conduite (non représentée sur les différentes figures) reliant le logement 7 à la chambre 11. Dans ce cas, la partie supérieure 5 de l'élément mobile 4 et le cylindre fixe 3 comportent, chacun, dans leur paroi respective 17, 18, un orifice (non représenté) débouchant, respectivement, dans le logement 7 et la chambre 11 à proximité immédiate du fond (28,9) de ces derniers. Sur ces orifices, servant de passage au fluide de laminage, est branchée la con- duite citée ci-dessus. Cependant, de tels moyens de mise en communication 16 externes risquent fort d'être encombrants dans certains cas d'utilisation de l'amortisseur 1. Pour remédier à cet inconvénient, la partie inférieure 6 de l'élément mobile 4 comporte, selon l'invention, les moyens de mise en communication 16 du fluide contenu dans le logement 7 et la chambre 11. Avantageusement, ces moyens de mise en communication 16 sont formés par un évidement central 19 réalisé dans la partie inférieure 6 de l'élément mobile 4 débouchant, d'une part, dans le logement 7 de la partie supérieure 5 et, d'autre part, dans la chambre 11 du cylindre fixe 3. Il a été cité ci-dessus que le fonctionnement de l'amortisseur 1 est basé sur le principe du laminage d'un fluide au passage d'un étranglement. A cet effet, en réduisant suffisamment le diamètre interne 20 de l'évidement central 19, ce dernier peut constituer l'étranglement au travers duquel le fluide peut être transvasé soit du logement 7 dans la chambre 11 ou vice versa. Cependant, il peut s'avérer, qu'en raison de la longueur 21 de la partie inférieure 6 de l'élément mobile 4, l'usinage de l'évidement central 19 de diamètre réduit soit particulièrement délicat. De ce fait, il peut être préférable de conférer à cet évidement central 19 un diamètre 20 plus con- séquent, l'étranglement étant alors assuré par un orifice 22 de diamètre 26 16 50 3 -5- réduit, aboutant à l'extrémité inférieure de l'évidement central 1.9 et dé- bouchant dans la chambre 11 du cylindre fixe 3. Cette configuration est avantageuse, notamment dans le cas o, suite à des essais, il est nécessaire de réajuster le diamètre de l'orifice 22 en fonction de la viscosité du fluide utilisé, des sollicitations appliquées à l'amortisseur 1 et de l'in- tensité d'amortissement qu'il convient d'obtenir. Selon le mode de réalisation représenté dans les différentes figures, le diamètre 23 du logement 7 et le diamètre 24 de la chambre 11 sont sensi- blement identiques. Ceci permet d'éviter à l'amortisseur 1 de jouer le r8le d'un ressort au cours du déplacement de l'élément mobile 4. Cependant, dans certains cas de figure, il peut s'avérer intéressant de conférer à l'amortisseur 1 de telles propriétés. Il suffit, dans ce but, de conférer au logement 7 et à la chambre 11 des diamètres 23,24 différents. La course de l'élément mobile 4 par rapport au piston fixe 2 et au cy- lindre fixe 3 dépend, d'une part, de la hauteur du logement 7 et de la lon- gueur du piston fixe 2 et, d'autre part, de la hauteur de la chambre 11 et de la longueur de la partie inférieure 6 de l'élément mobile 4. Cette course de l'élément mobile 4 est également fonction de l'écart 25 existant entre le piston fixe 2 et le cylindre fixe 3. En raison du caractère variable de l'é- cart 25, l'amortisseur 1 présente une certaine polyvalence et peut s'adapter à différents systèmes mécaniques. Les butées de fin de course de l'élément mobile 4 par rapport, d'une part, au piston fixe 2 et, d'autre part, au cylindre fixe 3, selon les fonctions attribuées à l'amortisseur 1, sont soit mécaniques, soit basées sur le prin- cipe de la compression du fluide. Ainsi, en modifiant le volume du logement 7 par rapport à celui de la chambre 11, les butées de fin de course dépendront de la compressibilité du fluide. Contrairement, selon le mode d'exécution représenté dans les différentes figures, les butées de fin de course sont du type mécanique. Ainsi, dans la figure 2, représentant l'élément mobile 4 en position basse, l'épaulement 26, délimitant la partie supérieure 5 de la par- tie inférieure 6 de l'élément mobile 4, vient en butée contre le chant supé- rieur 27 du cylindre fixe 3. Par ailleurs, dans la figure 1, l'élément mobile 4 est amené dans sa position haute et le fond 28 du logement 7 coopère avec l'extrémité inférieure 14 du piston fixe 2. Il peut également être envisagé de munir ce dernier, dans sa partie supérieure, d'un rebord coopérant avec -6- le chant supérieur 29 de l'élément mobile 4 en fin de course haute. En raison de la dissociation du logement 7 et de la chambre 11, l'amor- tisseur 1 peut présenter une section particulièrement réduite et s'adapter à des systèmes mécaniques de précision. Toutefois, on notera que cet amor- tisseur n'est nullement limité à ce domaine d'application. En réalité, l'amortisseur 1, conforme à l'invention, peut être aisément intégré dans tout système mécanique, il suffit pour cela d'adjoindre au piston fixe 2, au cylindre fixe 3 et à l'élément mobile 4 des moyens de fixation appropriés. Ainsi, dans le cadre du piston fixe 2, ces moyens de fixation peuvent être constitués par une embase 30 rapportée à son extrémité supérieure 31 et apte à coopérer avec des éléments de maintien quelconques du système mé- canique auquel l'amortisseur 1 doit s'intégrer. Il est bien évident qu'il est possible de remplacer l'embase 30 par un embout fileté, cette solution étant fréquemment adoptée dans le cas d'amortisseurs utilisés pour des véhi- cules terrestres. En ce qui concerne les moyens de fixation du cylindre fixe 3,ceux-ci sont formés, selon le mode de réalisation représenté dans les figures, par des gorges périphériques 32 usinées sur la face externe 33 dudit cylindre fixe 3 et dans lesquelles sont engagés des moyens de préhension ou de clipage. Tout comme précédemment, on peut substituer à ces gorges périphériques 32, un embout fileté situé dans le prolongement et à l'extrémité inférieure 8 du cylindre fixe 3. Plus généralement, qu'il s'agisse du piston fixe 2, du cylindre fixe 3 ou de l'élément mobile 4, les moyens de fixation pourront être aisément déterminés par l'Homme de l'Art en fonction du système mécanique dans lequel doit être inséré l'amortisseur 1. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combi- naisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. - 7 - Revendications - 1. Amortisseur à double action provoquant le laminage d'un fluide au passage d'un étranglementpour amortir un mouvement, caractérisé par le fait qu'il comporte, en combinaison, un piston fixe (2) et un cylindre fixe (3), coopérant tous deux avec un élément mobile (4). 2. Amortisseur à double action selon la revendication l, caractérisé en ce que l'élément mobile (4) se compose de deux parties (5,6), situées dans le prolongement l'une de l'autre, la partie supérieure (5) comportant un logement (7), de forme cylindrique, dans lequel est introduit le piston fixe (2) et la partie inférieure (6) empruntant la forme d'un piston cou- lissant dans le cylindre fixe (3). 3. Amortisseur à double action selon les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce qu'il comporte des moyens de communication (16) du fluide con- tenu dans le logement (7) et une chambre (11), définie par la face interne (13) et le fond (9) du cylindre fixe (3) et l'extrémité (10) de la partie inférieure (6) de l'élément mobile (4). 4. Amortisseur à double action selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de communication (16) sont du type externe, formés par une conduite reliée, d'une part, à un orifice usiné dans la paroi (17) de la partie supérieure (5) de l'élément mobile (4) et débouchant à proximité immédiate du fond (28) du logement (7) et, d'autre part, à un orifice pra- tiqué dans la paroi (18) du cylindre fixe (3) et débouchant dans la chambre (11) immédiatement au-dessus du fond (9) de cette dernière, soit la conduite, soit l'un des orifices, soit l'ensemble conduite-orifices constituant l'étranglement provoquant le laminage du fluide lors de son écoulement. 5. Amortisseur à double action selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de communication (16) sont constitués par un évidement central (19) usiné dans la partie inférieure (6) de l'élément mobile (4) et débouchant, d'une part, dans le logement (7) de la partie supérieure (5) et, d'autre part, dans la chambre (11) du cylindre fixe (3), l'étran- glement au travers duquel le fluide est amené à s'écouler, provoquant ainsi son laminage, étant constitué par ledit évidement central (19). 6. Amortisseur à double action selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de communication (1.6) sont constitués par un évidement central (19) réalisé dans la partie inférieure (6) de l'élément mobile (4) , -8- ledit évidement central (19) débouchant dans le logement (7) de la partie supérieure (5) et aboutant, à son extrémité inférieure, à un orifice (22) de diamètre réduit débouchant dans la chambre (11) du cylindre fixe (3), ledit orifice (22) formant l'étranglement provoquant le laminage du fluide lors de son transvasement du logement (7) dans la chambre (11) ou vice versa. 7. Amortisseur à double action selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre (23) du logement (7) et le diamètre (24) de la chambre (11) sont sensiblement identiques. 8. Amortisseur à double action selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre (23) du logement (7) et le diamètre (24) de la chambre (11) sont différents. 9. Amortisseur à double action selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston fixe (2) et la partie inférieure (6) de l'élément mobile (4) comportent à leur extrémité inférieure respectivement (14) et (10), des moyens d'étanchéité (12) tels que joints, racleurs, segments ou autres, co- opérant respectivement avec la face interne (15) du logement (7) et la face interne (13) de la chambre (11) pour éviter les fuites de fluide vers l'ex- térieur. 10. Amortisseur à double action selon les revendications 1 à 3, caracté- risé par le fait que la course de l'élément mobile (4), par rapport au piston fixe (2) et au cylindre fixe (3), dépend, d'une part, de la hauteur du lo- gement (7) et de la longueur du piston fixe (2) et, d'autre part, de la hau- teur de la chambre (11) et de la longueur (21) de la partie inférieure (6) de l'élément mobile (4), cette course de ce dernier étant, en outre, fonction de l'écart (25) existant entre ledit piston fixe (2) et le cylindre fixe (3).