Brevet FR2625539A1 — publié le 19890707

L'invention concerne un amortisseur d'oscillations dont, par exemple, celles des suspensions de véhicules, sans clapets, à tarage variant en fonction de la charge et de l'amplitude de ces oscillations. L'état de la technique consiste en général, pour limiter les effets nuisibles de telles oscillations, à ralentir le transfert d'un fluide incompressible, d'une face à l'autre d'un piston se déplaçant dans un cylindre, à l'aide de clapets dont la section d'ouverture résulte en permanance de l'équilibre entre la réaction de ressorts tendant à la fermeture de ces clapets et la pression de ce fluide engendrée par le Jeu des organes élastiques de ces suspensions ; l'appareil est doté d'une chambre de fluide compressible pour absorber les variations, dans ce cylindre, du volume de la tige de ce piston ; on remarque que - Le tarage de ces clapets-ressorts est indépendant de la charge intervenant sur le comportement de ces organes. - Ce tarage ne dépend pas de l'amplitude de chaque oscillation, amplitude correspondant au déplacement du piston dans le cylindre. - Ce déplacement qui est la traduction, simultanément, de - la position relative entre roue-essieu et coque-chassis, - l'importance de la compression, de la détente et des réactions dynamiques de la suspension, résulte donc de la charge, des irrégularités de la chaussée dont l'effet est accentué par la vitesse, du profil et du tracé de cette chaussée (tangage,roulis),des interventions du conducteur (freinage, accélération), etc... - La fréquente contradiction entre confort etstenue de route liée à l'amortissement impose des compromis difficiles ou des solu tions sophistiquées. Le but de l'invention est au regard de ces considérations l'ambliora- tion des résultats déJà acquis en cet état de la technique. Le moyen retenu consiste à substituer au laminage du fluide par des orifices dont la section de passage dépend du Jeu des clapets-ressorts soirs l'effet d'une pression un laminage par des orifices dont la section varie en fonction de l'ampleur d'un déplacement, cette ampleur étant cons tapement liée à l'importance des contraintes statiques et dynamiques subies par la suspension. Ce moyen dont la Figure 1 indique la conception par une coupe longitudinale d'ensemble est le remplissage par un fluide du volute V constant délimité par un cylindre CY, deux pistons P1, P2 de même diametre et leur tige coieRine T sur laquelle ils sont calés,CY étant fixé sur la coque-chassis et T sur l'essieu ou vice-versa. CE est une couronne solidaire de CY partageant V en deux chambres CRI et CH2 dont les capacités varient avec le déplacement de l'ensemble P1, P2 et T qui coulisse dans cette couronne. Les rainures R de T mettent CH1 et CH2 en communication par le passage qu'elles créent au niveau de CE. Le profil longitudinal PL du fond de R assure, par son tracé, la variation de la section des orifices de ce passage en fonction de ce déplacement, section représentée graphiquement par la distance d entre CE et ce fond ce tracé et le'profil transversal de R sont définis par référence aux caractéristiques de la suspension et de celles de l'amortissement recherchéeS. La Figure 2 correspond à un grossissement de DEUX de la Figure 9 sot une coupe longitudinale entre P1 et P2 avec coupe transversale au niveau de CE, véhicule immobile et charge minimale, conducteur seul. -ST est un segment d'étanchéité entre T et CE pour que le tranfert entre CH1 et CH2 s'effectue uniquement par les orifices correspondant à R. -MC est un matériau ou une capsule compressible destiné, lorsque V est rempli d'un liquide incompressible, à absorber - les effets de la dilatation de ce liquide engendrée par les change ments de température et l'échauffement du au fonctionnement, - les effets des variations de pression entre CH1 et CH2 provoquées par les pertes de charge qu'entraine le laminage du fluide entre CE et T au travers de R, ce liquide pouvant, au montage, être introduit sous une pression initiale supérieure à la pression atmosphérique pour prévenir les phénomènes de cavitation. Les conditions de fonctionnement et les résultats recherchés font l'objet de ces exemples EXEMPLE I : - Charge minimale (conducteur seul) et faibles irrégularités de la chaussée ; à l'arrêt la position relative T - CE est matérialisée par la ligne m; en cours de circulation l'amplitude des oscillations est réduite, le déplacement relatif T - CE étant matérialisé par l'intervalle limité par les lignes m et n ; d est important, le transfert entre CRI et CH2 s'en trouve facilité en assurant un amortissement léger qu'autorise la faiblesse des forces de compression et des réactions de détente des organes élastiques de la suspension ; ces irrégularités sont ainsi absorbées sans à-coups et pas au détriment de la tenue de route du fait de cette faiblesse: réactions dynamiques réduites. Dans l'hypothèse de l'instauration de phénomènes de résonnance entre fréquence des oscillations de la suspension et fréquence des effets de telles irrégularités, la course du déplacement s'étend entre les lignes m' et n' sur lesquelles les diminutions de d, en accentuant le ralentissement du transfert entre CRI et CR2, durcissent l'amortissement, s'opposent à cette instauration et accroissent le freinage - du mouvement de coi'ression dans sa phase finale, - du mouvement inverse dans la phase initiale de détente dont la ré action maximale succédant à cette inversion est ainsi atténuée ; la force normalement décroissante de cette détente s'en trouve initia lement réduite et l'augmentation de d depuis la position n' vers m' ne compromet pas, dans ces conditions, l'amortissement recherché. Le retour de n vers mt est comparable à ce processus. EXEMPIE II : - Charge ensile ; à l'arrêt, position r ; en cours de circulation oscillations dans l'intervalle r - s sur une plage de fonctionnement où d est particulièrement diminué tout en restant moins réduit en r qu'en s ; il en résulte que - le durcissement de l'amortissement limite les effets dynamiques parasites dus à la charge. - ce durcissement s'accentuant de r vers s, à la fin du mouvement de cospression correspond un freinage plus important s'appliquant éga lement lors de l'inversion de ce mouvement, en début de détente cf. ligne 39- page 2, et lignes 1 à 12 ci-dessus. Un phénomène de résonnance ou l'aggravation d'irrégularités de la chaussée, en amplifiant l'oscillation vers s'accentueraient ce freinage. Conséquence identique, en ce qui concerne les deux exemples, pour les amortisseurs de droite, surtout celui de l'avant, dans le cas d'une courbe à gauche ; de même dans l'amorce du roulis pour les amortisseurs des côtés successivement concernés. Entre les situations extrêmes faisant l'objet de ces deux exemples en existe une infinité d'autres toujours caractérisées, par construction, par un durcissement de l'amortissement lorsque la charge ou (et) l'amplitude d'oscillations peuvent engendrer des réactions dynamiques excessives. VABIZE I : - Aux orifices de passage -constitués par les R est substitué un passage annulaire dégagé, par une réduction du diamètre de T variant selon le profil longitudinal PL', entre CE et la circonférence CF. PL' et la viscosité du fluide sont définis compte tenu du développement de l'espace annulaire ;- ST devenu sans objet est supprimé, PL' étant calculé pour éviter contacts et frottements entre CE et T malgré le jeu entre CY d'une part, et P1 ainsi que P2 d'autre part. VARIANTE II : - PL ou PL' sont adoptés tels que d évolue entre des valeurs particulièrement réduites qui entrainent un amortissement dur; une dérivation D placée entre CRI et CR2 et dont la capacité de transfert est modifiable par la manoeuvre d'une vanne VE permet d'atténuer cette durete entre des limites prédéterminées. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'amortissement d'oscillations d'organes élastiques caractérisé en ce qu'il est asservi à l'amplitude, résultant directement des charges dynamiques et (ou) statiques appliquées à ces organes, de ces oscillations et qu'il est assurésans clapets, par la variation de la section de transfert d'un fluide, incompressible ou non, d'une chambre CRI à une chambre CH2 et vice versa, le volume total V de ces chambres étant constant et délimité par un cylindre CY, les pistons P1 et P2 et leur tige co-une T. 2 - Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette constance est assurée par le calage à distance fixe sur cette tige T des deux pistons, P1 et F2, identiques, se déplaçant dans le cylindre CI. 3 - Procédé, selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'une couronne CE solidaire du cylindre CY située entre les pistons P1 et P2 partage le volume V constant en deux volumes, l'un étant celui de la chambre CH1 et l'autre celui de la chambre CH2, chacun de ces deux volumes croissant et décroissant avec les déplacements alternatifs des pistons P1 et P2 et de la tige T coulissant dans la couronne CE. 4 -Procédé, selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le profil PL ou PL' et la forme des rainures R aménagées longitudinalement sur la tige T entre les pistons P1 et P2 sont tels que la section de transfert représentée graphiquement par la distance d varie au droit de la couronne CE en fonction de la position relative de cette tige T par rapport à cette couronne CE et qu'elle décroit avec l'augXentation de l'amplitude d'oscillation, amplitude directement dépendante de la course des mouvements de compression et de détente des organes élastiques, et croit iwer sement. 5 - Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé par l'adjonction d'une dérivation D, entre les chambre CKL et CH2, équipée d'une vanne VE dont la manoeuvre permet-d!atténuer dans des limites prédéterminées la dureté de l'amortissement résultant de l'adoption de profils PL eu PL' tels Que les valeurs de d restent particulièrement réduites.