Brevet FR2635364A1 — publié le 19900216

La présente invention concerne un amortis- seur de vibrations hydraulique régulable pour véhi- cule automobile, comprenant un cylindre de travail qui contient du liquide d'amortissement et qui est divisé en deux chambres de travail par un piston d'amortissement muni d'une tige de piston, compre- nant au moins un canal disposé à l'extérieur des chambes de travail, un agencement de valves compor- tant au moins une valve régulable, et une chambre de compensation, Un amortisseur de vibrations de ce type est divulgué dans la demande de brevet allemand 34 06 875. Dans l'amortisseur de vibrations divulgué dans ce brevet, une chambre de travail est en commu- nication permanente avec le canal, mais la liaison entre le canal et la chambre de compensation est com- mandée par une valve magnétique. L'autre chambre de travail communique, à travers des valves de fond, avec la chambre de compensation qui, pour sa part, peut être reliée au canal à travers la valve magnéti- que. La force d'amortissement de cet amortisseur est déterminée, pour l'essentiel, par la courbe caracté- ristique des valves d'amortissement à réglage fixe. Le seul débit de liquide régulable disponible est le volume de compensation déplacé par la tige de piston. La régulation en dérivation ne permet de faire varier le réglage initial de l'amortisseur que dans une fai- ble mesure. La présente invention a pour but de conce- voir un amortisseur de vibrations du type défini dans l'entrée en matière, qui présente une structure simple et dont la courbe caractéristique d'amortisse- ment peut varier dans une plage étendue. Conformément a l'invention, ce but est at- teint en ce qu'une première chambre de travail est en communication permanente avec le canal et la chambre de compensation, tandis que la seconde cham- bre de travail peut étre reliée au canal et à la chambre de compensation au moyen de l'agencement de valves. En raison de cette caractéristique de l'in- vention, une régulation de la force d'amortissement est possible avec une seule valve régulable pour la phase de compression comme pour la phase de rebond, la valeur du débit régulable de liquide dans la val- ve de régulation étant fonction du volume qui doit être déplacé en fonction de la course de l'une des chambres de travail dans l'autre. Une variante conforme à l'invention pré- voit que la chambre de compensation ne communique pas directement avec le canal, mais qu'une valve an- ti-retour est implantée sur la liaison entre la chambre de compensation et le canal et ferme le sens d'écoulement du canal vers la chambre de com- pensation. Il est ainsi garanti que la valve régula- ble peut toujours réguler le liquide qui s'échappe de la chambre de travail sous pression et ne sert pas à la régulation par aspiration. En dehors du fait qu'elle supprime les problèmes de cavitation, cette conception augmente également de manière avan- tageuse la plage de la différence de pression effi- cace maximum. Il est garanti dans les deux variantes que le volume total de liquide d'amortissement à dé- placer emprunte toujours le canal. Un refroidisse- ment particulièrement efficace du liquide d'amortis- sement est ainsi réalisé. Un mode de réalisation avantageux de la présente invention prévoit que la valve régulable est disposée à l'intérieur d'un agencement de cir- cuit hydraulique redresseur, de façon à n'être tra- versée par du liquide que dans un sens, quel que soit le sens de la course du piston de travail. Ceci permet d'utiliser une valve de régulation de concep- tion particulièrement simple. Dans un mode de réali- sation pratique de la présente inventions il est pré- o05 vu que le canal est formé par la section transversale libre comprise entre le cylindre de travail et un corps creux entourant ce dernier. De préférence, un tube ou une tige creuse de section transversale tri- angulaire est utilisé comme corps creux. Un mode de réalisation de la présente in- vention, qui est particulièrement préféré du point de vue de la technique de fabrication, prévoit que l'agencement de valves est intégré sous la forme d'un ensemble préassemblé dans un élément de fermeture dé- limitant axialement la seconde chambre de travail. Cet ensemble peut également servir de délimitation entre le canal et la chambre de compensation. En ou- tre, un guidage très favorable du cAble de commande et d'alimentation en énergie est possible en raison de cette disposition de l'agencement de valves; Une conception particulièrement appropriée de la chambre de compensation prévoit que cette der- nière est délimitée par une paroi mobile, et qu'un amortisseur de vibrations à absorption de charge partielle peut être conçu en ce que cette paroi mo- bile est sollicitée élastiquement. Si au moins une valve d'amortissement à réglage fixe est prévue dans l'agencement de valves et qu'elle est montée en parallèle ou en série avec la valve régulable, une force d'amortissement mini- mum peut être garantie même en cas de défaillance de la valve régulable. Cette valve régulable peut être conçue sous la forme d'une valve à commande nu- mérique ou analogique. De manière avantageuse, la valve régulable est constituée d'une valve pilote à commande anticipée et d'une valve principale. Il est particulièrement avantageux que la valve pilote soit conçue sous la forme d'une valve à tiroir qui, même en cas de défaillance de son moyen d'actionnement, garantit une force d'amortissement minimum en raison d'une précontrainte correspondante. Pour pouvoir utiliser, non seulement les différents paramètres de la dynamique de conduite, mais également la pression hydraulique des chambres de travail comme variables de régulation, il est avantageux d'intégrer un capteur de pression dans l'agencement de valves, de façon qu'il soit toujours sollicité par la pression de la chambre de travail sollicitée respective. A cet effet, le capteur de pression est connecté à une unité électronique de régulation qui traite tous les paramètres d'entrée et commande la valve régulable. La présente invention permet d'utiliser un piston d'amortissement ne comprenant pas de valves d'amortissement. Il est donc possible d'employer un piston allege, ce qui est avantageux sur le plan des conts et du poids. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue en coupe longitudinale d'un amortisseur de vibrations conforme à l'inven- tion; - la figure 2, un schéma de l'agencement de valves conforme à l'invention; - la figure 3, une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'agencement de valves; - la figure 4, une vue en coupe d'un second mode de réalisation de l'agencement de valves con- forme a l'invention. Dans les quatre figures, les éléments identiques sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Conformément à la figure 1, l'amortis- seur de vibrations comprend un cylindre de travail 1 dans lequel le piston d'amortissement 2 est gui- dé de façon à coulisser axialement et de manière étanche, sa tige de piston 3 étant reliée à un élément de la suspension de roue. Le cylindre de travail 1 est entouré par un carter tubulaire 4 dont le couvercle supérieur 5 peut être relié au chassis au moyen d'un oeillet de fixation. L'espace annulaire compris entre le car- ter 4 et le cylindre de travail 1 forme un canal 7 qui est relié à la première chambre de travail 8 par l'intermédiaire des découpes 6. Le couvercle de fond de carter 9 délimite la première chambre de travail 8 dans le sens axial et guide la tige de piston 3 de manière étanche dans un alésage cen- tral. Entre le piston d'amortissement 2 et le disque de valve 10, se trouve la seconde chambre de travail 11. Le disque de valve 10 est maintenu par des renfoncements circonférentiels annulaires du carter 4 et isole la chambre de travail 11 et le canal 7 de la chambre de compensation 12 qui est disposée entre le disque de valve 10 et le couver- cle supérieur 5 du carter 4. Une chambre de pression 13 remplie de gaz est séparée de la chambre de compensation par un diaphragme. En dehors de la conception illustrée de la chambre de pression 13, cette dernière peut éga- lement être de conception circonférentielle annu- laire, et les extrémités du diaphragme sont fixées, d'une part, au couvercle supérieur et, d'autre part, au disque de valve. La figure 2 représente l'agencement de valves implanté à l'intérieur du disque de valve 10. Cet agencement de valves comprend un orifice 20 qui communique avec le canal 7 et d'o partent les liai- sons 21 et 22 qui aboutissent aux jonctions 23 et, respectivement, 24. Entre les jonctions 23 et 24 se trouve une liaison qui peut être commandée au moyen de la valve régulable 25. A l'orifice 26 est reliée la seconde cham- bre de travail 11. Les liaisons 27 et 28 partent des jonctions 23 et, respectivement, 24. La liaison 21 comporte une valve anti-retour 29 qui ferme le sens d'écoulement de la jonction 23 vers l'orifice 20. Sur la liaison 22, une valve anti-retour 30 n'auto- rise qu'un écoulement de liquide de la liaison 24 vers l'orifice 20. La valve anti-retour 31 ferme le sens d'écoulement de la jonction 23 vers l'orifice 26 sur la liaison 27, et la valve anti-retour 32 im- plantée sur la liaison 28 empêche l'écoulement de liquide de l'orifice 26 vers la jonction 24. Cet agencement de circuit redresseur ga- rantit que la valve régulable 25 est toujours tra- versée par du liquide dans la même direction, quel que soit le sens de la course du piston d'amortisse- ment. La chambre de compensation 12 peut également être reliée à l'orifice 20. Cependant, un mode de réalisation préféré prévoit que la chambre de com- pensation 12 est reliée à la jonction 24, ce qui permet un réglage optimal de la dureté d'amortisse- ment, même si l'amortisseur de vibrations n'est pas du type à absorption de charge ou est du type à ab- sorption de charge partielle, car la liaison des chambres de travail à la chambre de compensation doit toujours passer par la valve régulable. Un vo- lume de liquide ne peut donc pas être refoulé dans la chambre de compensation de manière "incontrôlée". Si un capteur de pression 33 est connecté à la jonction 23, il est garanti que ce capteur est toujours actionné par la pression de la chambre de travail respective chargée. La figure 3 représente un mode de réalisa- tion de l'agencement de valves intégré au disque de valve 10. Conformément à cette conception, les val- ves anti-retour 29, 30, 31, 32 sont des lames en acier à ressort encastrées, et les valves anti-re- tour 29 et 31 sont renforcées par des ressorts de flexion supplémentaires pour limiter le débit de li- quide provenant de l'une des chambres de travail. La valve régulable 25 est constituée de la valve pilote à commande électromagnétique 34 et de la valve principale 35. Dans le mode de réalisation représenté, la valve pilote est réalisée sous la forme d'une valve pilote par souci de simplicité. La valve principale 35 est conçue sous la forme d'une valve à siège, tandis que l'élément de fermeture de valve à sollicitation élastique 36 comporte un étranglement 37 reliant la chambre 38, qui est cons- tamment soumise à la pression de la chambre de tra- vail respectivement sollicitée, à la chambre de com- mande 39 de la valve principale 35. La chambre de commande 39 communique avec la valve pilote 34 par l'intermédiaire d'un canal. A travers la valve pilo- te 34, la chambre de commande 39 peut être reliée à la chambre de compensation 12. Le capteur de pres- sion 33 est disposé dans la chambre 38 en un endroit quelconque. Lors du fonctionnement de l'amortisseur de vibrations, le liquide d'amortissement qui doit être refoulé de la chambre de travail respectivement sol- licitée agit sur l'élément de fermeture de valve 36 à l'encontre de la force du ressort 40, quel que soit le sens de la course, à travers l'une des deux valves anti-retour 29 et, respectivement, 31 et par l'intermédiaire de la chambre 38. Tant que la liai- son entre la chambre de commande 39 et la chambre de compensation 12 est fermée par la valve pilote 34, l'élément de fermeture de valve 36 ne peut pas décoller de son siège, de sorte que le passage est fermé de la chambre 38 vers la chambre de compensa- tion 12 et donc vers la chambre de travail non sol- licitée. En actionnant la valve pilote 34 de maniè- re correspondante, on peut obtenir une section d'écoulement variable -à volonté entre la chambre 39 et la chambre de compensation 12, ce qui permet de régler une force d'amortissement en fonction de cette section d'écoulement. En outre, les caracté- ristiques d'amortissement et de régulation peuvent être optimisées par une conception géométrique cor- respondante de l'élément de fermeture de valve 36 et/ou de son siège de valve. La figure 4 représente une conception de l'agencement de valves comportant des valves anti- retour 29, 30, 31, 32 qui sont conçues sous la for- me de valves à siège à sollicitation élastique. Pour limiter le débit, comme il a déjà été décrit en référence à la figure 3, les ressorts des valves anti-retour 29 et 31 peuvent avoir une plus grande raideur. Les valves anti-retour 30 et 32 comportent des perçages de dérivation de faible diamètre per- mettant de réaliser un équilibre de pression entre les deux chambres de travail, par exemple lorsque le véhicule est arrêté avec le système d'allumage coupé et que la valve pilote 34 est fermée. Ceci permet à l'amortisseur de vibrations de réagir aux variations de charge, même lorsque le moteur du véhicule est coupé. Le liquide d'amortissement peut être déplacé, même lorsque la vitesse du.piston d'amortissement est très faible. Conformément à la figure 3, des perçages de dérivation correspondants peuvent également être pratiqués dans les valves anti-retour conçues sous la forme de lames métalli- ques. Sur le plan du mode de fonctionnement, l'agen- cement de valves correspond à la version représentée à la figure 3. La valve régulable 25 peut être conçues sous la forme d'un diaphragme à section transversale variable. Le capteur de pression 33 peut être inté- gré à l'agencement de valves et ses signaux sont fournis à une unité électronique de régulation qui commande la valve régulable 25 en fonction de diffé- rents paramètres de dynamique de conduite. Le capteur 33 peut être connecté a l'agen- cement de valves de façon à être toujours actionné par la pression de la chambre de travail respective- ment sollicitée. La valve régulable 25 est une valve à com- mande anticipée comprenant la valve pilote 34 et la valve principale 35, la valve pilote 34 étant une valve de type à tiroir. Enfin, le piston d'amortissement 2 ne com- prend pas de valves. REVENDICATIONS 1. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable pour véhicule automobile, comprenant un cylindre de trayail qui contient du liquide d'amor- tissement et qui est divisé en deux chambres de travail par un piston d'amortissement muni d'une tige de piston, comprenant au moins un canal dispo- sé à l'extérieur des chambres de travail, un agen- cement de valves comportant au moins une valve ré- gulable, et une chambre de compensation, caractéri- sé en ce qu'une première chambre de travail (8) est en communication permanente avec le canal (7) et la chambre de compensation (12), tandis que la seconde chambre de travail (11) peut être reliée au canal (7) et à la chambre de compensation (12) au moyen de l'agencement de valves. 2. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable pour véhicule automobile comprenant un cylindre de travail qui contient du liquide d'amor- tissement et qui est divisé en deux chambres de travail par un piston d'amortissement muni d'une tige de piston, comprenant au moins un canal dispo- sé à l'extérieur des chambres de travail, un agen- cement de valves comportant au moins une valve ré- gulable, et une chambre de compensation, une pre- mière chambre de travail étant reliée au canal com- muniquant avec la seconde chambre de travail de ma- nière commutable par l'agencement de valves, carac- térisé en ce que des liaisons (22, 28) prévues en- tre la chambre de compensation (12) et les chambres de travail (8, 11) comprennent chacune une valve anti-retour (30, 32) qui ferme le sens d'écoulement des chambres de travail (8, 11) vers la chambre de compensation (12). 3. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la valve régulable (25) est disposée à l'intérieur d'un agen- cement de circuit hydraulique redresseur, de façon à n'être traversée par du liquide que dans un sens, quel que soit le sens de la course du piston de travail (2). 4. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le canal est formé par la section transversale libre compri- se entre le cylindre de travail (1) et un corps creux (4) qui l'entoure. 5. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'agen- cement de valves est intégré, sous la forme d'un ensemble préassemblé, dans un élément de fermeture (10) délimitant axialement la seconde chambre de travail (11). 6. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la cham- bre de compensation (12) est délimitée par au moins une paroi mobile. 7. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à la revendication 6, caractéri- sé en ce que la paroi mobile est sollicitée élasti- quement. 8. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'agen- cement de valves comprend au moins une valve d'amor- tissement à réglage fixe qui est montée en parallèle à la valve régulable (25). 9. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'agen- cement de valves comprend au moins une valve d'amor- os tissement à réglage fixe qui est montée en série avec la valve régulable (25). 10. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la valve régulable (25) est conçue sous la forme d'une valve intermittente à commande numérique. 11. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la valve régulable (25) est conçue sous la forme d'une valve à commande analogique. 12. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à la revendication 11, caractéri- sé en ce que la valve régulable (25) est conque sous la forme d'un diaphragme à section transversale va- riable. 13. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'un capteur de pression (33) est intégré à l'agencement de val- ves et ses signaux sont fournis à une unité électro- nique de régulation.qui commande la valve régulable (25) en fonction de différents paramètres de dynami- que de conduite. 14. Amortisseur de vibrations hydraulique' régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'un capteur de pression (33) est connecté à l'agencement de val- ves de façon à être toujours actionné par la pres- sion de la chambre de travail respectivement sollici- tée. 15. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la valve régulable (25) est une valve à commande anticipée comprenant une valve pilote (34) et une valve prin- cipale (35). 16. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la valve pilote (34) est une valve de type à tiroir. 17. Amortisseur de vibrations hydraulique régulable conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le piston d'amortissement (2) ne comprend-pas de valves.