Brevet FR2624447A1 — publié le 19890616

- 1 - La présente invention concerne un vérin porteur pour suspension hydropneumatique de véhicule automobile qui comprend un cylindre articulé à un bras support de roue et dans lequel est monté coulissant un piston articulé à la structure du véhicule, la tige de ce piston étant munie d'un alésage axial relié hydrau- liquement à un accumulateur hydropneumatique. On sait que les vérins porteurs, du type défini ci- dessus sont généralement munis d'une butée de détente, la suspension étant par ailleurs munie d'une butée d'attaque, extérieure au vérin, ces butées d'attaque et de détente étant destinées à limiter dans un sens et dans l'autre le débattement du vérin. - 2 - Les butées d'attaque et de détente sont généralement en élastomère; elles sont définies de telle sorte que l'amortissement avant l'écrasement de la butée et celui pendant cet écrasement se raccordent d'une maniè- re continue, de manière à éviter un choc quand la li- mite d'écrasement est atteinte. L'invention a pour but de réaliser un vérin de suspen- sion dans lequel l'énergie lors d'un choc est absorbée de manière progressive en évitant le rebondissement de la roue. Le vérin selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte, incorporé au cylindre, des moyens de butée d'attaque et de détente hydrauliques progressifs. D'autres caractéristiques du vérin objet de l'inven- tion apparaîtront dans la description d'un exemple de réalisation donnée ci-après, à titre d'exemple non li- mitatif, avec référence aux dessins annexés dans les- quels: La Figure 1 montre un essieu comportant un vérin de suspension selon l'invention; La Figure 2 est une vue en coupe axiale du vé- rin, brisée à angle droit suivant II-II de la Fi- gure 3-dans la partie inférieure au plan III-III; - 3 - La Figure 3 en est une coupe transversale sui- vant III-III de la Figure 2; La Figure 4 en est une coupe transversale sui- vant IV-IV de la Figure 2. A la Figure 1, on voit un essieu comprenant un bras de support de roue 1 qui est articulé en 2 sur la caisse 3 d'un véhicule; ce support est relié par une rotule 4 à un pivot de roue 5 sur lequel est montée la roue 6. Un vérin de suspension 7 relie le pivot de roue 5 à la caisse 3. Ce vérin comprend un cylindre 8 qui est fixé au pivot de roue et un piston tubulaire 9 qui est monté coulissant dans le cylindre par l'intermédiaire d'un palier supérieur 10 fixé au cylindre et un palier in- férieur 11 fixé au piston. La partie supérieure de ce dernier est reliée à la caisse 3 par un appui élastique 12 faisant rotule de façon à encaisser les variations angulaires dues au débattement de la roue. L'intérieur du pistonesten communication avec un accumulateur hy- dropneumatique 13 par l'intermédiaire d'un amortisseur 14. Comme on le voit plus particulièrement à la Figure 2, le palier inférieur 11 est vissé sur le piston 9 et est muni d'un segment d'étanchéité 15. Le palier supérieur est muni d'un joint composite incliné 16 qui com- pense les efforts appliqués au palier dans le but de - 4 - diminuer les frottements de coulissement, et d'un joint à double-lèvre 17 qui fait office de racleur. L'ensemble du cylindre 8 et du palier supérieur 10 est maintenu en place dans un tube enveloppe 18 par ser- tissage. Dans le fond du cylindre se trouve le dispositif de bu- tée progressive d'attaque. Ce dispositif comprend un pointeau faisant office de gicleur 19 dont la partie supérieure a une section rectangulaire; deux de ses faces opposées 19a sont pentées alors que les deux autres.faces présentent chacune un méplat vertical 19b délimité par un épaulement amont 19c et un épaulement aval 19d. Le dispositif d'attaque comprend également un diaphragme 20 encliqueté sur le gicleur. Ce diaphrag- me présente une embase ou collerette 20a de section po- lygonale et un trou axial qui est délimité à sa partie supérieure par une collerette 20b au contact des méplats 19b. Un ressort 21 est interposé entre une butée d'appui en caoutchouc 22 et la collerette 20b qui est ainsi maintenue en appui contre l'épaulement aval 19d du gicleur. L'ensemble formé par le gicleur et le diaphrag- me est normalement plaqué sur le fond du cylindre 8 sous l'effet de son propre poids. Le dispositif de butée progressive de détente comprend un manchon creux faisant fonction de gicleur qui est - 5 - clipsé dans une gorge du palier supérieur 10 et ver- rouillé par la présence du piston 9 dans ce palier; la partie inférieure 23a du gicleur est extérieurement tronconique. Une butée d'appui en élastomère 24 est accostée sur un bourrelet prévu à la partie haute du gicleur. Le dispositif de butée comprend également un manchon cylindrique 25 faisant fonction de diaphragme, de section hexagonale qui est monté coulissant dans le cylindre 8 et repose en temps normal sur le palier in- férieur 11, sous l'effet de son poids. Ce diaphragme comporte à sa base un talon 25a qui est engagé sur un méplat du piston 9 et peut venir buter contre un épaule- ment 9a limitant ce méplat, ce qui limite le déplace- ment du piston vers le haut. Le piston comporte, à un niveau inférieur à celui de l'épaulement 9a, un trou 26 qui met en communication l'espace intérieur 27 du pis- ton 9 avec l'espace annulaire 28 existant en- e ce pis- - ton et le diaphragme 25. Le fonctionnement du vérin de suspension 7 est le sui- vant. En attaque, si à partir d'une position moyenne,, le piston 9 se déplace vers le fond du cylindre 8, l'huile qui se trouve dans l'espace intérieur 27 du piston est dirigée vers l'accumulateur 13 alors que l'huile se trouvant dans l'espace annulaire 28 y par- vient après avoir d'abord traversé le trou 26. Le - 6 - volume se dirigeant vers l'accumulateur est le seul à traverser l'amortisseur 14. Après une course Al, le palier inférieur 11 vient au contact de la collerette b du diaphragme 20 en assurant l'étanchéité comme indiqué en traits mixtes à la Figure 2. L'attaque continuant, le diaphragme est entraîné par le palier 11 et coulisse sur le gicleur 19. L'huile emprisonnée dans le fond du cylindre est laminée entre les faces en pente 19a du gicleur et le diaphragme; la fuite se réduit progressivement en fonction de l'enfon- cement. Lorsque, après une course A2, le piston 9 arrive à fond de course et que l'énergie cinétique a été absorbée par le laminage progressif de l'huile se trouvant dans le fond du cylindre, la base du diaphragme 20 se trouve alors en appui sur la butée élastique 22, ce qui limite l'attaque d'une façon précise. Après une course d'attaque, il faut que le piston 9 re- trouve rapidement sa position initiale de façon que, si un autre obstacle se présente, l'amortissement à fond de course soit de nouveau en mesure d'absorber l'énergie. Ce retour rapide s'effectue de la façon sui- vante: pour réalimenter la chambre du fond de cylindre, l'huile doit passer par la fuite entre le gicleur 19 et le diaphragme 20. Comme cette fuite est réduite, le diaphragme 20 est freiné dans sa remontée. Si la remon- tée du piston 9 est plus rapide, ily a séparation entre 26Z4447 - 7 - le palier inférieur 11 et le diaphragme 20. La réa- limentation s'effectue alors par les passages 29 des six pans aménagés à la base du diaphragme qui peut rapidement retrouver sa position initiale. En détente, si à partir d'une position moyenne, la roue tombe dans un trou, le piston 9 se déplace vers le haut du cylindre. L'huile sort de l'accumulateur 13 pour entrer dans l'espace 27 et, par le trou 26, dans l'espace annulaire 28. Le volume d'huile venant de l'accumulateur est le seul à traverser l'amortisseur 14. Après une course D1, la partie supérieure du dia- phragme 25 se trouve dans le même plan que la partie inférieure du gicleur 23, comme indiqué en traits mix- tes à la Figure 2. La détente continuant, il y a laminage de l'huile entre le gicleur 23 et le diaphragme 25. Cette fuite se ré- duit progressivement en fonction de l'élongation. Lors- que le piston arrive à fond de course, après une course D2, et que l'énergie cinétique a été absorbée par le laminage progressif de l'huile se trouvant dans la par- tie supérieure du cylindre, le diaphragme 25 vient en appui sur la butée élastique 24, ce qui limite la course de détente de façon précise. Après une course de déten- te, il faut que le véhicule retrouve rapidement son as- siette. Le retour rapide s'effectue de la façon suivan- te: pour réalimenter la chambre du haut du cylindre, -8 - l'huile doit passer par la fuite entre le gicleur 23 et le diaphragme 25. Comme cette fuite est très ré- duite, le diaphragme 25 est freiné dans sa descente. Si la descente du piston est plus rapide, il y a sé- paration entre le palier inférieur 11 et le diaphrag- me 25. La réalimentation de la chambre supérieure du vérin s'effectue alors par les passages 30 des six pans aménagés tout le long du diaphragme 25 qui est entraîné par l'intermédiaire de son talon 25a en appui sur l'6- paulement 9a du piston. Le dispositif de butées d'attaque et de détente qui vient d'être décrit permet d'absorber l'énergie en évitant le rebondissement de la roue qui est préjudi- ciable au confort des passagers. De plus, tous les composants sont en matière plastique et d'un dessin très s-.nple, donc peu chers. Ils sont intégrés à l'in- térieur de l'élément porteur, ce qui donne un encombre- ment réduit de celui-ci. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et representé, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. -9- Revendications. 1. - Vérin de suspension hydropneumatique de véhicule automobile qui comprend un cylindre (8) articulé à un bras de support de roue (1) et dans lequel est monté cou- lissant un piston (9) articulé à la structure;(3)du véhicule, la tige de ce piston étant munie d'un alésage axial relié hydrauliquement à un accumulateur hydropneuma- tique (13) caractérisé en ce qu'il comporte, incorporés au cylin- dre (8), des moyens de butée d'attaque et de détente hydrauliques progressifs. 2. - Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée d'attaque comporte un gicleur (19) situé dans le fond du cylindre (8)-du côté opposé à la tige du piston (9), et un diaphragme (20) pouvant être entraîné par le piston à l'e-contre de moyens élastiques (21) de manière à étrangler pro- gressivement, quand le piston s'enfonce dans le cylin- dre, l'échappement du liquide vers l'accumulateur (13). 3. - Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diaphragme (20) comporte un trou axial traversé par le gicleur (19) qui est lui- même muni d'une ou plusieurs faces pentées (13a) dé- finissant avec le diaphragme (20) une fuite progres- sive étranglée. - 10 - 4. - Vérin selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le gicleur (19) comporte un mé- plat vertical (19b) limité par un épaulement amont (19c) et un épaulement aval (19d) pour caler circulai- rement le diaphragme (20) et limiter sa course. 5. - Vérin selon 1'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le diaphragme (20) comporte une collerette hexagonale (20a) en appui sur la paroi intérieure du cylindre (8), pour assurer son centrage et permettre une libre circulation du liquide. 6. - Vérin selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la butée de détente comporte un gicleur (23) clippé sur le palier supérieur (10) du cylindre et dans lequel coulisse la tige du piston en étranglant progressivement l'échappement du liquide annulaire entre le diaphragme et le gicleur. 7. - Vérin selon la revendication 6, caractérisé en ce que le diaphragme cylindrique (25) présente un profil extérieur hexagonal en appui sur la paroi intérieure du cylindre (8) pour assurer son centrage et son guidage et permettre une libre cir- culation du liquide. 8. - Vérin selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le diaphragme cylindrique (25) - 11 - est muni d'un talon (25a) en appui sur un méplat exté- rieur (9a) de la tige du piston, ce méplat étant limité par un épaulement (9a) de manière à orienter le dia- phragme et limiter son débattement par rapport au piston.