Brevet FR2650042A1 — publié le 19910125

L'invention concerne un amortisseur réglable pour véhicules automobiles, comprenant un cylindre contenant un liquide d'amortissement, une tige de piston plongeant à joint étanche dans ce cylindre et déplaçable axialement en lui, ainsi qu'un piston d'amortissement fixé à cette tige de piston et qui partage le cylindre en deux volumes de travail, de même qu'une soupape d'amortissement pourvue d'un siège de soupape, qui contrôle la section droite effective d'un canal d'amor- tissement au moyen d'un obturateur déplaçable axiale- ment, l'obturateur présentant au moins une section d'étranglement constante, s'étendant à partir de sa face d'extrémité exposée à la pression vers le côté arrière opposé, et un canal d'étranglement supplémentaire, s'étendant depuis le côté arrière dans le sens de l'écoulement d'un passage de fluide, étant contrôlé par un pointeau de commande pouvant être positionné de façon continue. On connaît déjà des amortisseurs réglables hydrauliquement (par exemple par le brevet DE 37 19 113) dont la force d'amortissement est réglable en continu dans le sens du tirage,-c'est-à-dire de la détente, et dans le sens de la compression. Dans ce but, une soupape d'amortissement, pourvue d'un obturateur mobile axiale- ment et d'un siège, contrôle la section droite effective d'un canal d'amortissement. Ce contrôle est assuré plus particulièrement par un pointeau de commande coopérant avec l'obturateur et déplaçable axialement, qui peut être positionné sans gradations. Dans un tel agencement, le liquide d'amortissement peut s'écouler d'un côté seulement vers la soupape d'amortissement, de sorte que l'agencement convient principalement pour une applica- tion dans des amortisseurs bitubes comportant un système de dérivation. L'emploi dans un amortisseur monotube exige une construction coûteuse avec de nombreux clapets antiretour, ce qui conduit à des limitations quant au tarage des forces d'amortissement dans les phases de tirage et de compression. On connaît en outre de nombreux amortisseurs réglables, pour véhicules automobiles (voir par exemple DE-OS 34 28 306), qui comportent un dispositif pour influencer les forces d'amortissement dans le piston de l'amortisseur. En raison du principe de la soupape utilisée, le liquide d'amortissement peut s'écouler des deux côtés vers le dispositif de réglage dans le piston. Le dispositif est agencé de manière qu'il n'y ait pas de rappel avec retour effectif sur une certaine distance entre l'étage principal et l'étage de pilotage, mais seulement application d'une force de rappel par des ressorts-lames, de sorte qu'il faut prévoir des diffi- cultés lors du tarage des forces d'amortissement, un comportement peu précis quant aux forces et aux temps, ainsi qu'une tendance à l'autooscillation. Un autre inconvénient provient de la construction compliquée et en particulier de la connexion des fils électriques à la bobine de l'électroaimant, se déplaçant dans l'huile. Un autre inconvénient est que l'action de l'électroaimant s'inverse dans la transmission des forces d'amortisse- ment entre la phase de tirage et la phase de compression et inversement (une phase de tirage à forces importantes correspond à une phase de compression à forces faibles et inversement). Le but de l'invention est de créer un amor- tisseur réglable hydrauliquement, possédant une commande réglable de manière continue et de fonctionnement rapide et précis, qui soit réalisable aussi bien sous la forme d'un amortisseur monotube que sous la forme d'un amortis- seur bitube et qui puisse être fabriqué avec des moyens techniques de fabrication réduits, en maintenant la hauteur d'encombrement de l'unité à soupape aussi faible que possible. Pour résoudre ce problème, l'invention prévoit que l'obturation de la soupape d'amortissement est pourvu d'une préchambre qui communique avec le volume de travail supérieur et avec le volume de travail inférieur à travers chaque fois au moins un canal présentant un clapet antiretour, la section d'étranglement constante, s'étendant à partir de la préchambre vers le côté arrière de l'obturateur, étant prévue pour la sollici- tation par la pression du pointeau de commande, contrô- lant le canal d'étranglement de l'obturateur, et que le passage de fluide, partant chaque fois du canal d'étran- glement, est prévu dans les volumes de travail supérieur et inférieur et présente un clapet antiretour addition- nel. Cette réalisation -a notamment l'avantage que la commande et le réglage du fluide d'amortissement dans l'amortisseur sont obtenus à l'aide d'une soupape pilote qui possède un étage de pilotage auto- alimenté. La différence de pression générant la force d'amortisse- ment, est utilisée en même temps pour déplacer l'obtu- rateur. L'influence exercée sur l'unité à soupape par l'élément d'entraînement agit de la même manière dans le sens de la compression que dans le sens du tirage ou extension de l'amortisseur. Une autre caractéristique essentielle prévoit l'utilisation d'un rétrécissement de section en tant que section d'étranglement constante dans au moins un canal. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le pointeau de commande est chargé par un -30 ressort. Un perfectionnement de l'invention prévoit que l'obturateur de la soupape est chargé élastiquement. Selon une autre caractéristique essentielle, le positionnement du pointeau de commande est assuré par un système de pilotage électronique. Il est avantageux que le pilotage du pointeau de commande soit obtenu au moyen d'un électroaimant. Dans un autre mode de réalisation important de l'invention, ledit canal et/ou le canal d'étranglement et/ou les canaux présentant les clapets antiretour, ou les passages pour le fluide, passent en partie au moins par l'obturateur. Un perfectionnement de l'invention prévoit que l'un au moins des clapets antiretour est intégré dans l'obturateur. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le corps de soupape est reçu dans le piston d'amoritssement. il est avantageux dans ce cas qu'au moins l'un des car.aux débouchant dans l'un des volumes de travail et/ou au moins l'un des passages de fluide débouchant dans l'un des volumes de travail, passe en partie au moins par le corps de soupape. Une autre caractéristique essentielle prévoit que le piston d'amortissement constitue en même temps le corps de soupape. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale partielle d'un amortisseur comportant une unité à soupape intégrée dans le piston d'amortissement; - la figure 2 est une coupe d'une partie du piston de cet amortisseur lorsqu'il est traversé par le fluide d'amortissement dans le sens du tirage ou de la détente; - la figure 3 est une coupe semblable alors que le piston est traversé par le fluide d'amortissement dans le sens de la compression; - la figure 4 est une coupe axiale de l'obtu- rateur de la soupape; - les figures 5 et 6 sont deux coupes trans- versales de l'obturateur, prises en deux directions opposées à partir de la ligne de coupe visible sur la figure 4; et - les figures 7 à 10 montrent quelques exemples d'application. La figure 1 montre schématiquement un amor- tisseur comprenant un cylindre 9, une tige de piston 25 et un piston d'amortissement 6 fixé à la tige de piston 25. Le piston 6 partage le cylindre 9 en un volume de travail supérieur 8 et un volume de travail inférieur 7. Le piston 6 contient une soupape d'amortissement servant à générer des forces d'amortissement. Le corps 1 de la soupape et le corps d'un élément d'entraînement 2 constituent les parties portantes du piston d'amortis- sement 6. L'obturateur 10, guidé dans le corps 1 de la soupape, possède une arête ou un chanfrein de distri- bution 15 par lequel il délimite trois chambres: la première forme une chambre de fond 16, la deuxième est une chambre annulaire 17 et la troisième est une chambre de commande 14 reliée par des canaux à la chambre de fond 16 et à la chambre annulaire 17. A partir des chambres de fond 16 et annulaire 17, des canaux mènent dans une préchambre 20, laquelle commu- nique par des clapets antiretour 23 et 24 (voir figure 4), un canal 12 et un rétrécissement de.section 13 avec la chambre de commande 14. A partir de cette dernière, un canal d'étranglement 11 retourne au volume de travail supérieur 8 et au volume de travail inférieur 7, avec utilisation de clapets antiretour additionnels 21 et 22. Le corps 5 de l'élément d'entraînement 2 contient un pointeau de commande 3 pourvu d'une face utile 18 sur laquelle peut agir la pression et par laquelle il peut ouvrir ou fermer de façon continue le canal d'étranglement 11. L'obturateur 10 est également mobile axialement, de sorte que le pointeau 3 et l'ob- turateur 10 sont disposés axialement mobiles de façon indépendante l'un de l'autre par rapport au corps de soupape 1. Le pointeau de commande 3 est chargé par un ressort 4. Le mode de fonctionnement de la soupape d'amortissement dans le piston 6 de l'amortisseur est illustré par la figure 2 pour ce qui concerne la phase de tirage et par la figure 3 pour la phase de compres- sion. La figure 2 montre le piston d'amortissement 6 pendant qu'il est traversé par le fluide d'amortissement dans le sens du tirage ou de la détente. Du fluide d'amortissement s'écoule alors depuis le volume de travail supérieur. 8 dans la chambre annulaire 17 et de là, à travers le clapet antiretour 23, dans la pré- chambre 20. Par le canal 12 et le rétrécissement 13, ce fluide parvient dans la chambre de commande 14 et déplace, par son action sur la face utile 18, le poin- teau de commande 3 contre la force du ressort 4. Pendant que le fluide d'amortissement utilisé pour le pilotage s'écoule à travers le canal 11, le passage de fluide 19 et le clapet antiretour 22, l'obturateur 10 suit le pointeau 3 à une distance définie.et découvre, devant l'arête de distribution 15, le passage pour le fluide d'amortissement (étage principal). La figure 3 montre le piston d'amortissement 6 pendant qu'il est traversé par le fluide d'amortissement dans le sens de la compression. Du fluide s'écoule alors - pendant la phase de compression - depuis le volume de travail.inférieur 7 dans la chambre de fond 16 et de là, à travers le clapet antiretour 24, dans la préchambre 20. A partir de cette dernière, le fluide d'amortisse- ment parvient à travers le canal 12 et le rétrécissement 13 dans la chambre de commande 14 et déplace le pointeau 3, par son action sur la face utile 18, contre le ressort 4. Pendant que le fluide utilisé pour le pilo- tage s'écoule à travers le canal d'étranglement 11, la liaison 19 et le clapet antiretour 21, l'obturateur 10 suit le pointeau de commande 3 et découvre, par l'arête de distribution 15, le passage pour le fluide d'amor- tissement (étage principal). La figure 4 montre l'obturateur 10 séparément. On voit en particulier la préchambre annulaire avec ses clapets antiretour 23 et 24, de même que le canal 12 qui part de la préchambre 20 et comporte le rétrécissement de section 13. A partir de la chambre de commande 14, le canal d'étranglement (11) s'étend en ligne droite jusqu'au clapet antiretour 21, ou alors, par la liaison 19, vers le clapet antiretour 21. La figure 5 est une coupe transversale de l'obturateur 10, prise d'en haut suivant la ligne visible sur la figure 4; on voit que le canal d'étrang- lement 11 est entouré concentriquement par la préchambre et que le clapet antiretour 24, en forme de lan- guette, est disposé dans la préchambre 20. Le clapet antiretour 21, représenté en coupe, est prévu à la périphérie de l'obturateur 10. La figure 6 est une coupe semblable de l'ob- turateur 10, mais prise d'en bas. On voit de nouveau la préchambre 20, entourant le canal détranglement 11 concentriquement, avec le clapet antiretour 23 en forme de languette pour assurer l'admission de fluide d'amor- tissement dans la préchambre 20. Le canal 12, pourvu du rétrécissement 3, part de la préchambre 20 et on voit aussi le clapet antiretour 21 à la périphérie de l'ob- turateur 10. La figure 7 montre une exécution o la soupape d'amortissement est disposée dans le piston d'amortis- sement 6 d'un amortisseur bitube. Une chambre d'égali- sation 27 est prévue à l'extérieur du cylindre 9 et est 26o50042 en liaison avec le volume de travail inférieur 7 à travers une soupape de fond 26. La figure 8 montre une exécution d'un amor- tisseur monotube dont le volume de travail est séparé d'un volume de gaz 29 par un piston séparateur 28. Les figures 9 et 10 montrent des exemples de réalisation o la soupape d'amortissement est disposée chaque fois dans un organe séparé 30. REVENDICATIONS 1. Amortisseur réglable pour véhicules automo- biles, comprenant un cylindre contenant un liquide d'amortissement, une tige de piston plongeant à joint étanche dans ce cylindre et déplaçable axialement en lui," ainsi qu'un piston d'amortissement fixé à cette tige Mde piston et qui partage le cylindre en deux volumes de travail, de même qu'une soupape d'amortisse- ment pourvue d'un siège de soupape, qui cqntrôle la section droite effective d'un canal d'amortissement au moyen d'un obturateur déplaçable axialement, l'obtura- teur présentant au moins une section d'étranglement constante, s'étendant à partir de sa face d'extrémité exposée à la pression vers le côté arrière opposé, et un canal d'étranglement supplémentaire, s'étendant depuis le côté arrière dans le sens de l'écoulement d'un passage de fluide, étant contrôlé par un pointeau de commande pouvant être positionné de façon continue, caractérisé en ce que l'obturateur (10) de la soupape d'amortissement est pourvu d'une préchambre (20) qui communique avec le volume de travail supérieur (8) et avec le volume de travail inférieur (7) à travers chaque fois au moins un canal présentant un clapet antiretour (23, 24), la section d'étranglement (13) constante, s'étendant à partir de la préchambre (20) vers le côté arrière de l'obturateur (10), étant prévue pour la sollicitation par la pression du pointeau de commande (3), contrôlant le canal d'étranglement (11) de l'obtu- rateur (10), et que le passage de fluide, partant chaque fois du. canal d'étranglement (11) est prévu dans les volumes de travail supérieur et inférieur (7, 8) et présente un clapet antiretour additionnel (21, 22). 2., Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la section d'étranglement constante est formée par un rétrécissement de section (13) dans au moins un canal (12). 3. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le pointeau de commande (3) est chargé par un ressort (4). 4. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'obturateur (10) est chargé élastique- ment. 5. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé. en ce que le pointeau de commande (3) est posi- tionné par un système de pilotage électronique. 6. Amortisseur selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le pilotage du pointeau de commande (3) est produit au moyen d'un électroaimant (2). 7. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit canal (12) et/ou le canal d'étranglement (l!) et/ou les canaux ou passages pour le fluide présentant les clapets antiretour (23, 24 ou 21, 22), passent en partie au moins.par l'obturateur (10). 8. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'un au moins des clapets antiretour (21, 22, 23, 24) est intégré dans l'obturateur (10). 9. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le corps de soupape (1) est reçu dans le piston d'amortissement (6). 10. Amortisseur selon la revendication 9, carac- térisé en ce que l'un au moins des canaux débouchant dans l'un des volumes de travail (7, 8) et/ou l'une au moins des passages débouchant dans l'un des volumes de travail (7, 8), est disposé en partie au moins dans le corps de soupape (1). 11. - Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le piston d'amortissement (6) est réalisé pour constituer en même temps le corps de soupape (1).