Brevet FR2626820A1 — publié le 19890811

L'invention concerne un amortisseur d'oscitlations reglabLe, à commande de ta force d'amortissement, en particuLiîr pour vehicuLes automobiles, pour Lequel est prevu au moins un dispositif à soupapes avec au moins. un élément amortisseur destine os à amortir te mouvement de tirage ou d'extension et un élement amortisseur destiné à amortir Le mouvement de compression. On connaît des amortisseurs (par- exempte par Le'document DE-AS 12 42 945) raglabLès hydrautiquement et dont bn peut varier ta force d'amortissement, pendant ta marche d'un véhicuLe, dans La phase de tirage et/ou ta phase de compression. Ces dispositifs permettent d'adapter manuellement ou par L'action d'un des organes du véhicuLe, L'alLure de La force. d'amortissement des amortisseurs aux conditions de roulement dumoment, par exemple a La vitesse du véhicule. En-raison même de Leur construction, ces dispositifs ont L'inconvénient que ta vitesse de régtage est très basse, de sorte qu'its peuvent seulement réagir très Lentement aux oscilLations.de, suspensions des roues. - On connait en pLus (voir par exempLe le document DE-OS 34 26 014) des dispositifs. de commande par liquide et aà commutation rapide pour systèmes de suspension de véhicule, dont te comportement de commutation à haute fréquence est censé perméttre de réagir aux mouvements des amortisseurs par ta modification de La force d'amortissement. Le but de ces amortisseurs est de stabiLiser La carrosserie du vehicute en maintenant ses mouvements aussi faibles que possible. A cet effet, L'amortisseur est construit de manière que tes mouvements de La carrosserie et de ta suspension des roues puissent être détectes et de manière-que L'on puîsse choisir une grande force d'amortissement dans tes situatitns o La direction de la force d'amortissement générée est de sens contraire au mouvement dce La carrosserie, et de choisir une petite force d'amortissement Lorsque cette force et te mouvement de La carros- serie du véhicule vont dans Le mime sens. Pour parvenir a ce rêsuttat, te réglage de La force d'amortissement doit être opéré chaque fois à L'instant o Lte sens de mouvement de L'amortisseur s'inverse. Or, L'efficacité d'un système basé sur.une teLLe méthode d'amortissement est fortement affectée par te fait qu'il se.produit un déphasage entre le réglage désiré (valeur de consigne) de la force d'amortissement et le réglage effectif (valeur réelLe) obtenu. Afin de réduire à un degré tolérable le déphasage entre la valeur de consigne et la valeur réelle dans Le déroulement dyna- m05 ique des mouvements d'oscillation, le réglage de la force d'amor- tissement doit être réaLisé à grande vitesse. Cela signifie, en tenant compte des fréquences propres d'environ 10-15 Hertz des suspensions de roues (dans le cas des voitures de tourisme), que l'on dispose d'un temps d'environ 2-10 millisecondes pour détecter le mouvement de la carrosserie du véhicule, détecter le mouvement relatif des roues, traiter tes signaux, déclencher la manoeuvre et exécuter la manoeuvre. Or, la réalisation de temps de commutation aussi courts pose des problèmes dans la pratique. Un autre inconvénient est que, pour détecter à chaque instant la situation cinétique, il faut prévoir non seulement dés capteurs pour le mouvement de la carrosserie, mais aussi des capteurs pour le mouvement de chacune des roues. La nécessité de relever plusieurs grandeurs augmente considérablement à la fois le temps nécessaire au traitement des signaux et le coût de l'ensemble du système. Le but de l'invention est de créer un dispositif à soupapes, pour un amortisseur, qui soit non seuLement réalisable simplement et économiquement, mais qui puisse être commandé en plus de manière à permettre une détection simple des conditions de roulement/mouvement du véhicuLe, avec La possibilité de générer une faible force d'amortissement lorsque cette force agit dans -le même sens que le mouvement de la carrosserie du véhicule et de générer une grande force d'amortissement lorsque cette force et Le mouve- ment de La carrosserie ont des sens contraires. Conformément à l'invention, pour résoudre ce problème, on prévoit au moins deux éLéments amortisseurs que L'on peut faire agir chaque fois individuellement ou ensemble et qui présentent chacun deux soupapes, une pour amortir Le mouvement de tirage et une pour amortir le mouvement de compression, qui ont des caracté-' ristiques d'amortissement de niveaux différents, les niveaux des caractéristiques d'amortissement des éléments amortisseurs ayant une retation déterminée dans te sens du tirage et une relation inverse dans Le sens de ta compression. Cet agencement procure L'avantage qu'il W'est pLus neces- saire d'opérer le régLage du dispositif à soupapes à La fréquence de L'oscittLation de L'amortisseurt mais que L'on peut se contenter d'opérer ce régtage à ta fréquence nettement pLus basse de LPoscit- tation de ta carrosserie du véhicuLe t IL en résulte Les avantages essentiels suivants - pour garantir t'efficacit& de la méthode d'amortissement sur Laquelle est basé Le système, it suffit, pour ce qui concerne La détection des mouvementsde détecter Le mouvement de la carros- serie; - it n'est pas nécessaire de prévoir des capteurs de signaux pour Les mouvements retatifs entre Les suspensions des roues et -ta carrosserie; - La fréquence de commutation du dispositif de régLage est réduite très fortement; et - grâce à La diminution considérabLe de La fréquence de commuta- tion, Le déphasage entre La vaLeur de consigne et La valeur réeLLe ne représente pLus un probtême. Une autre caractéristique essentieLLe prévoit que L'un. des étéments amortisseurs génère une grande force d'amortissement dans Laphase de tirage et une faibLe force d'amortissement dans La phase de compression tandis que L'autre aiLment amortisseur génère une faibLe force d'amortissement dans La phase de tirage et une grande force d'amortissement dans la phase de compression. SeLon un mode de 'réaLisatîon de tL'invention, les éLéments amortisseurs sont montés en paraLLète entre eux et -un organe d'arrêt, permettant d'ouvrir ou de fermer La canalisation de fLuide de pression, est disposé en série avec chaque éLament amortisseur; seLon une variante de ce mode de réaLisation,' Les. éLéments amortisseurs sont montés en paraLLèLe entre eux et en série avec un dispositif de renversement permettant d'ouvrir ou de fermer La canalisation de fLuide de presîion et réalisé comne un distributeur à trois voies et à 2, 3 ou 4 positions. Un autre mode de réalisation important prévoit que les éléments amortisseurs sont montés en série, les organes d'arrêt sont montés en série également,,les montages en série des éléments amortisseurs et des organes d'arrêt sont branchés en paralltèLe et une liaison supplémentaire pour le fluide relie la canalisation de fluide de pression entre tes éléments amortisseurs à la canalisa- tion de fluide de pression entre les organes d'arrêt. Il est possible aussi de monter les éléments amortisseurs en série, de brancher le dispositif de renversement en paralêlle avec ce montage en série et de prévoir une liaison supplémentaire pour le fluide pour relier la canalisation de fluide de pression entre les éléments amortisseurs au dispositif de renversement, monté dans la canalisation de fluide de pression. Les éléments amortisseurs et les organes d'arrêt ou le dispositif de renversement peuvent être installés dans un composant séparé à l'extérieur de l'amortisseur et être reliés à ce dernier par des canalisations de fluide de pression, mais il est possible aussi d'équiper l'amortisseur d'un piston double et d'incorporer un élément amortisseur dans chaque piston élémentaire. Afin d'obtenir le réglage de l'amortissement à une haute vaLeur ou à une faible valeur, dans la phase de tirage et dans la phase de compression, le dispositif à soupapes est précédé d'un élment amortisseur indépendant qui relie entre elles l'entrée et la sortie de la canalisation de fluide d'amortissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation préférés mais nullement limi- tatifs, ainsi que des dessins schématiques annexes, sur lesquels: - les figures la, lb, lc et ld montrent schématiquement la structure d'un amortisseur combiné à un dispositif à soupapes; - la figure 2a représente un diagramme force-vitesse avec utilisation d'un dispositif à soupapes; La figure 2b représente un diagramme force-déplacement d'un amortisseur avec utilisation d'un dispositif à soupapes. _ - La figure 3 montre un amortisseur cpmportant un piston double et un dispositif à soupapes correspondant, intégré dans L'amortisseur. - {a figure 4a montre schématiquement lt'instaLLation du di-spo- sitif à soupapes dans te cas d'une exécution avec régulation du niveau; ta figure 4b montre ta disposition dans un amortisseur bitube; et: - ta figure 4c montre schématiquement L'agencement du dispo- sitif à soupapes dans un amortisseur à pression de gaz.: La figure la représente schématiquement un amortisseur comprenant une tige de piston 1, un cyLindre 2 et un piston 9 qui partage t'intérieur du cylindre 2 en deux chambres de travail 3. Les deux chambres 3, ceLLe du haut et celte du bas, sont reLises par une canaLisation de fluide de pression 5 à un dispositif à soupapes 4. La canaLisation 5 contient un accumulateur 6, notamment un accumuLateur otéopneumatique. Le dispositif a soupapes 4 se compose essentiellement de deux éLéments amortisseurs 7.1 et 7.2, ainsi que de deux organes' d'arrêt 8.1 et 8.2. Au moyen de ces organes d'arrêt, en peut faire agir tes éLéments amortisseurs 7.1 et 7.2 sétectivement. bans un' exemptLe de réaLtisation, L'éLément 7,1 comporte une soupape 7.1..1 pour un amortissement mou dans ta phase de tirage et une soupape 7.1.2 pour un amortissement dur dans la phase de compression. L'éltément amortisseur 7.2 possède au contraire une soupape 7.2.1 pour un amortissement dur dans La phase de tirage et une soupape 7.2.2 pour un amortissement mou dans ta phase de compression. Selon Les désirs ou en fonction de t'exécution de L'amor- tisseur, un éLément amortisseur suppLémentaire, désigné par 7.3, peut être prévu dans Le dispositif à soupapes 4 [ui-même ou en dehors de Lui, it peut être intégré dans le piston9, mais. iL peut égaLement être supprimé compLètement.: La figure la.montre un raccordement en série des- :léments amortisseurs 7.1 et 7.2 et également un montage en série des organes d'arrêt 8.1 et 8.2. Ce système comporte La Liaison 10 pour que l'on pUisse faire agir sélectivement l'élément 7.1 ou 7.2. Si les deux organes d'arrêt 8.1 et 8.2 sont fermés, Le fLuide d'amor- tissement passe à travers l'élément amortisseur 7.3. La figure lb montre schématiquement un dispositif à soupapes 4 qui correspond à celui de la figure la, mais dans LequeL les organes d'arrêt 8.1 et 8.2 sont réunis en un seul dispositif de renversement ou de commutation 8. La figure ic montre'un amortisseur dont Le principe correspond à ceLui représenté sur la figure la, mais avec la diffé- rence que le dispositif à soupapes comporte des éléments amortis- seurs 7.1 et 7.2 et des organes 8.1 et 8.2 dans un montage série- parallèle. Les organes d'arrêt 8.1 et 8.2 sont montés parallèles entre eux, les élémenrts amortisseurs 7.1 et 7.2 sont également montés parallèles entre eux et chacun de ces derniers est monté ep série avec un organe d'arrêt. Là encore, les organes d'arrêt 8.1 et 8.2 peuvent être ouverts et fermes indépendamment l'un de L'autre. La figure Id représente schématiquement un dispositif à soupapes 4 qui correspond à celui de la figure lc, mais dans lequeL les organes d'arrêt 8.1 et 8.2 sont réunis dans un dispositif de renversement 8 unique. Les figures 2a et 2b montrent d'une part le diagramme force-vitesse et d'autre part te diagramme force-déplacement d'un amortisseur utilisé en combinaison avec un dispositif à soupapes 4 comme celui de la figure 1. Il ressort de ces diagrammes que La manoeuvre d'un des organes d'arrêt 8. 1 et 8.2 provoque, soit une grande force dramortissement dans La phase de tirage et une faible force d'amortissement dans ta phase de compression, soit, avec l'autre réglage, une faible force d'amortissement dans La phase.de tirage et une grande force d'amortissement dans la phase -de compression. Des réglages avec une grande force d'amortissement dans La phase de tirage et la phase de compression, ou alors avec une faible force d'amortissement dans La phase de tirage et la phase de compression, sont possibles, seLon la figure la, lorsque Les deux organes d'arrêt 8.1 et 8. 2 sont fermés ou lorsque ces deux organes sont ouverts. La figure 3 montre un amortisseur dont le cylindre 2 contient un piston double 9 constitué de deux pistons: Lementaires. 9.1 et 9.2. Ces derniers correspondent aux éléments amortisseurs 7.1 et ?. 2 de la figure la. Un dispositif de renversement 8, correspondant aux organes d'arrêt 8.1 et 8.2, est prévu dans -la région des pistons élémentaires 9.1 et 9.2. Les figures 4a a 4c montrent schematiquemerrt des raccor- dements possibles du dispositif a soupapes 4 aux chambres de travail de t'amortisseur et/ou a L'étément accumulateur de diffe- rents types d'amortisseurs. La figure 4a représente le corps déplaceur d'un cylindre de suspension comme celui employé habituellement pour des essieux à régulation de nuiveau. Le dispositif a soupapes 4 se trouve entre l'accumuLateur 6 et l'une des chambres de travail 3. L'exécution du piston 9 du corps déptaceur, sans étranglement ou garni de soupapes, dépend de La relation désirée entre L'allure de la caractéristique d'amortissement et te montage des téléments amortis- seurs 7.1 et 7.2. La figure 4b montre un amortisseur bitube à accumulateur intégré; Le dispositif a soupapes 4 est raccordé par la canaLisa- tion de fluide de pression aux deux chambres de travail 3 du cylindre 2. Le piston 9 peut être équipé de soupapes ou ktre réalisé dans un exécution fermée, au choix, mais t'exécution fermée nécessite un étlment amortisseur 7.3 si elle est utilisée en combinaison avec un dispositif a soupapes selon lta figure lb. La figure 4c représente te montage du - dispositif à soupapes sur un amortisseur à pression de gaz. L'éxécution du piston 9 correspond a celle de ta figure 4b. REVENDICATIONS 1. Amortisseur d'oscillations réglable, à commande de la force d'ambrtissement, en particulier pour véhicules automobiles, pour lequel est prévu au moins un dispositif à soupapes avec au moins un élément amortisseur destiné à amortir le mouvement de -tirage ou d'extension et un élément amortisseur destiné à amortir le mouvement de compression, caractérisé par la prévision d'au moins deux éléments amortisseurs (7) que l'on peut faire agir chaque fois individuellement ou ensemble et qui présentent chacun deux soupapes (7.1.1, 7.1.2, 7.2.1, 7.2.2), une pour amortir le mouvement de tirage et une pour amortir le mouvement'de compres- sion, qui ont des caractéristiques d'amortissement de niveaux différents, les niveaux des caractéristiques d'amortissemeht des éléments amortisseurs (7.1, 7.2) ayant une relation déterminée dans le sens du tirage et une relation inverse dans le sens de ta compression. 2. Amortisseur selon La revendication 1, caractérisé en ce que l'un des éléments amortisseurs (7.2) génère une grande force d'amortissement dans la phase de tirage et une -faibLe force d'amortissement dans la phase de compression et l'autre élément amortisseur (7.1) génère une faible force d'amortissement dans la phase de tirage et une grande force d'amortissement dans la phase de compression. 3. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments amortisseurs (7.1, 7.2) sont montés en paral- Lêle et un organe d'arrêt (8.1, 8.2) permettant d'ouvrir ou de fermer la canalisation de fluide de pression (5), est disposé en série avec chaque élément amortisseur (7.1, 7.2). 4. Amortisseur selon la revendication 1l caractérisé en ce que Les éléments amortisseurs (7.1, 7.2) sont montés en.paral- lèLe entre eux et en série avec un dispositif de renversement ou de commutation (8) permettant d'ouvrir ou de fermer la canalisation de fluide de pression (5) et réalisé comme un distributeur à trois voies et à 2, 3 ou 4 positions. 5. Amortisseur seton ta revendication 1, caractérisé en ce que les éltments amortisseurs.(7.1, 7.2) sont montés en sériet- deux organes d'arrêt (8.1o 8.2), permettant d'ouvrir ou de fermer la canalisation de ftuide de pression (5>, sont montés en série, tes montages en série des Lé&ments amortisseurs (7,1, -7.2) et des organes d'arrêt (8.1, 8.2) sont branchés en paralLèLe et une Liaison supplémentaire (10) pour le fLuide rele La canaLisation de fLuide de pression (5.1) entre Les éLéments amortisseurs (7.I, ?.2) à La canalisation de fluide de pression (5.2) entre Les organes d'arrêt-(8.1, 8.2). 6. Amortisseur selon La revendication 1, caractérisée en ce que Les éléments amortisseurs (7.1, 7=2) sont montés en série, un dispositif de renversement ou de commutation (8S) permettant-- d'ouvrir ou de fermer La canalisation de fluide de pression (5) et réatisé comme un distributeur & trois voies et à 2, 3 ou 4 posi- tions, est branché en paralléte avec ce montage an série et une liaison supplémentaire (10) pour Le fluide retie ta canatisation de fluide de pression (5.1) entre Les éléments amortisseurs (7.h 7.2) au dispositif de renversement# monte dans La canalisation de fLuide de pression (5)..- 7. Amortisseur seLon La revendication 1, caractérisé en ce que tes êleéments amortisseurs (7.1, 7.2) et les organes d'arrêt (8.1, 8.2) ou Le dispositif de renversement (8) sont places dabs un composant séparé a l'extérieur de L'amortisseur et sont relies a L'amortisseur par des canatisations de fluide de pression (5). 8. Amortisseur selon La revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un piston double (9) et qu'un étément amortisseur- (7.1, 7.2) est incorporé dans chaque piston élémentaire (9., 9.2) de ce piston doubte. 9. Amortisseur seton La revendication 1, caractérise en ce que le dispositif & soupapes (4) est précédé d' un élément- amortisseur (7.3) indépendant qui relie entre eltes lentrée et La sortie de tL canalisation de fluide d'amortissemernt (5).