Brevet FR2677725A1 — publié le 19921218

i La présente invention concerne un amortisseur hydraulique pour un système de suspension de véhicule automobile. Les amortisseurs hydrauliques utilisés dans les systèmes de suspension des véhicules automobiles sont incapables d'amortir de manière satisfaisante les sollicitations provenant de la surface de la chaussée de sorte que, lorsqu'un amortisseur hydraulique est réglé dans une position correspondant à une plage de forces d'amortissement dur et subit une phase d'extension, les impacts dus au contact du pneumatique correspondant avec une irrégularité de la chaussée sont transmis directement à la carrosserie du véhicule, tandis que lorsque l'amortisseur hydraulique est réglé dans une position correspondant à une plage de forces d'amortissement dur et subit une phase de contraction, lamortisseur hydraulique ne peut pas s'étendre suffisamment pour amortir un nid-de-poule de la surface de la chaussée si bien que la carrosserie du véhicule décrit un mouvement descendant rapide. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet de proposer un amortisseur hydraulique dans lequel les caractéristiques de forces d'amortissement pour la phase de contraction ou d'extension peuvent être modifiées indépendamment des caractéristiques de forces d'amortissement pour l'autre phase. Selon la présente invention, il est proposé un amortisseur hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend: un cylindre, une tige creuse, un piston fixé sur ladite tige creuse et qui divise le cylindre en une première chambre et en une seconde chambre conte- nant un fluide d'amortissement, une valve d'amortissement de phase d'extension pour amortir dans la phase d'extension, une valve d'amortissement de phase de contraction pour amortir dans la phase de contraction, un passage unidirec- tionnel de phase de contraction par lequel la seconde chambre peut être reliée à la première chambre dans la phase de contraction, un passage unidirectionnel de phase d'extension par lequel la première chambre peut être reliée à la seconde chambre dans la phase d'extension, et un élément de valve ayant une position neutre dans laquelle les passages unidirectionnels de phase de contraction et de phase d'extension sont ouverts, ledit élément de valve ayant une première position déplacée dans laquelle le passage unidirectionnel de phase d'extension est obturé tandis que le passage unidirectionnel de phase de contraction demeure ouvert, et ledit élément de valve ayant une seconde position déplacée dans laquelle le passage unidirectionnel de phase de contraction est obturé tandis que le passage unidirectionnel de phase d'exten- sion demeure ouvert. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique fragmentaire obtenue en combinant différentes coupes suivant les lignes I-I des figures 2, 3 et 13, montrant un mode de réalisation préféré d'amortisseur hydraulique selon la présente invention, la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III- III de la figure 1, la figure 4 est une coupe transversale schématique suivant la ligne lV-IV de la figure 1 montrant un ensemble formant tige de commande dans une première position déplacée angulairement, la figure 5 est une coupe transversale schématique suivant la ligne V-V de la figure 1 montrant lensemble formant tige de commande dans la première position déplacée angulairement, la figure 6 est une coupe transversale schématique suivant la ligne VI-VI de la figure 1, les figures 7, 8 et 9 sont des vues semblables aux figures 4, 5 et 6 mais qui montrent l'ensemble formant tige de commande dans une position neutre, les figures 10, 11 et 12 sont semblables aux figures 4, 5 et 6 mais elles montrent l'ensemble formant tige de commande dans une seconde position déplacée angulairement, la figure 13 est une coupe transversale suivant la ligne XIII-XIII de la figure 1, la figure 14 est une vue éclatée d'une partie de l'ensemble formant tige de commande, et la figure 15 est une représentation graphique schématique de la varia- tion de la force d'amortissement en fonction du déplacement angulaire de lensemble formant tige de commande pour la même vitesse de piston ainsi qu'un graphique en bâtons, au bas de la figure, qui montre les plages d'ouverture des passages respectifs en fonction de la position angulaire de lensemble formant tige de commande. L'amortisseur hydraulique réglable représenté en coupe transversale sur la figure 1 comprend d'une manière générale un cylindre de travail 10, un ensemble formant tige de piston comprenant une tige de piston creuse 12, une butée de rebond creuse 14 vissée sur l'extrémité de la tige de piston 12 et une tige creuse 16 vissée sur la butée de rebond 14, ainsi qu'un ensemble formant piston d'amortissement fixé sur la tige creuse 16 L'ensemble formant piston comprend un piston 18 Le piston 18 divise l'intérieur du cylindre 10 en une chambre supérieure 20 et en une chambre inférieure 22 qui contiennent un fluide d'amortissement hydraulique Le piston 18 est muni d'une valve d'amor- tissement de phase d'extension 24, d'une valve d'amortissement de phase de contraction 26, d'une valve à une voie de phase d'extension 28 et d'une valve à une voie de phase de contraction 30 Un ensemble formant tige de commande comprend une tige 32 et une tige de commande creuse 34 fixée à l'extrémité de la tige 32 La tige 32 est montée à rotation à lintérieur creux de la tige de piston 12 et son extrémité inférieure est soutenue à rotation par une douille 36 disposée entre la butée de rebond 14 et la tige creuse 16 La tige de commande creuse 34 qui sert d'élément de valve est montée à rotation à l'intérieur du perçage cylindrique de la tige creuse 16 L'extrémité inférieure de la tige de commande creuse 34 comporte une douille 38. Le piston 18 comporte quatre paires de perçages de phase d'extension 40 ainsi que la valve d'amortissement de phase d'extension 24 pour amortir dans la phase d'extension, cette valve étant sous forme d'un empilement de rondelles- ressorts Comme on le voit mieux sur la figure 2, chacune des quatre paires de perçages de phase d'extension 40 comporte des extrémités supérieures débouchant dans un passage radial parmi quatre passages radiaux 42 qui sont prévus dans l'extrémité axiale supérieure du piston 18 en position adjacente à la valve d'amortissement de phase de contraction 26 Comme le montre la figure 3, les extrémités inférieures de chacune des quatre paires de perçages de phase d'extension 40 débouchent dans un évidement parmi quatre évidements 44 angulairement équidistants qui sont prévus dans l'extrémité axiale inférieure du piston 18 en position adjacente à la valve d'amortissement de phase d'extension 24 Un évidement annulaire 46 est prévu dans l'extrémité axiale inférieure du piston 18 en position adjacente à la valve d'amortissement de phase d'extension 24 de manière à entourer les quatre évidements 44 angulairement équidistants. Les quatre évidements 44 angulairement équidistants communiquent avec la chambre supérieure 20 par l'intermédiaire des perçages de phase d'extension 40 et des passages radiaux 42 L'évidement annulaire 46 communique avec la chambre supérieure 20 par des évidements radiaux 48, un passage annulaire 50, des perçages d'évacuation 52, des passages axiaux 54 formés entre lintérieur cylindrique de la tige creuse 16 et des rainures 56, des perçages d'entrée 58, un passage annulaire 60 et les passages radiaux 42 Un corps de valve 64 pour la valve à une voie de phase d'extension 28 est fixé sur la tige creuse 16 A lextrémité axiale inférieure de ce corps de valve 64 des évidements radiaux 66 sont prévus en position adjacente à la valve à une voie de phase d'extension 28. Ces évidements radiaux 66 communiquent avec la chambre supérieure 20 par des perçages d'évacuation 68, les passages axiaux 54, les perçages d'entrée 58, le passage annulaire 60 et les passages radiaux 42 La tige de commande creuse 34 comporte un perçage central 70 qui débouche dans la chambre inférieure 22. Le perçage central 70 communique avec la chambre supérieure 20 par des fentes axiales 72, des perçages de dérivation 74, le passage annulaire 60 et les passages radiaux 42. Pour la phase d'extension, quatre passages sont ouverts lorsque la tige de commande creuse 34 occupe la position neutre montrée sur les figures 2, 3, 7, 8 et 9 Ces quatre passages sont les suivants: un premier passage de phase d'extension D qui permet l'écoulement du fluide d'amortissement par les perçages de phase d'extension 40 en direction des quatre évidements 44 angulairement équidistants et jusque dans la chambre inférieure 22 en amenant la valve d'amortissement de phase d'extension 24 en position ouverte, un second passage de phase d'extension E qui permet l'écoulement du fluide d'amortissement dans l'évidement annulaire 46 par les perçages d'entrée 58, les passages axiaux 54 et les perçages d'évacuation 52 et jusque dans la chambre inférieure 22 en amenant la valve d'amortissement de phase d'exten- sion 24 en position ouverte, un troisième passage unidirectionnel de phase d'extension F qui permet l'écoulement du fluide d'amortissement dans les évidements radiaux 66 par les perçages d'entrée 58, les passages axiaux 54 et les perçages d'évacuation 68 et jusque dans la chambre inférieure 22 en amenant la valve à une voie 28 en position ouverte, et un quatrième passage G ou passage de dérivation qui permet l'écoule- ment de fluide d'amortissement jusque dans la chambre inférieure 22 par les perçages de dérivation 74, les fentes axiales 72 et les perçages centraux 70. Pour la phase de contraction, le piston 18 comporte quatre perçages de phase de contraction 76 et la valve d'amortissement de phase de contraction 26 qui est également sous forme d'un empilement de rondellesressorts Comme on le voit mieux sur la figure 2, chacun des quatre perçages de phase de contraction 76 comporte une extrémité supérieure qui débouche dans run des quatre évidements angulairement équidistants 78 qui sont prévus dans l'extré- mité axiale supérieure du piston en position adjacente à la valve d'amortisse- ment de phase de contraction 26 Les perçages de phase de contraction 76 comportent des extrémités inférieures qui communiquent avec une rainure d'entrée circonférentielle 80 qui débouche dans la chambre inférieure 22 Un corps de valve 82 pour la valve à une voie de phase de contraction 30 est fixé sur la tige creuse 16 A lextrémité axiale inférieure de ce corps de valve 82, il est prévu un évidement annulaire 84 en position adjacente à la valve à une voie de phase de contraction 30 Cet évidement annulaire 84 communique avec la chambre inférieure 22 par des perçages transversaux 86, des perçages d'éva- cuation 88 et le perçage central 70. Pour la phase de contraction, trois passages sont ouverts lorsque la tige de commande creuse 34 occupe la position neutre représentée sur les figures 2, 3, 7, 8 et 9 Ces trois passages sont les suivants: un premier passage de phase de contraction H qui permet l'écoulement du fluide d'amortissement par les perçages de phase de contraction 76 dans les évidements angulairement équidistants 78 et jusque dans la chambre supérieure en amenant la valve d'amortissement de phase de contraction 26 en position ouverte, un second passage unidirectionnel de phase de contraction J qui permet lécoulement de fluide d'amortissement dans l'évidement annulaire 84 par le perçage central 70, les perçages d'évacuation 88, les perçages transversaux 86 et jusque dans la chambre supérieure 20 en amenant la valve à une voie de phase de contraction 30 en position ouverte, et le passage de dérivation G mentionné précédemment. Si l'on souhaite une phase d'extension dure en maintenant une phase de contraction douce, on tourne la tige de commande creuse 34 en sens inverse des aiguilles d'une montre depuis la position neutre représentée sur les figures 7 à 9 pour qu'elle occupe une première position déplacée angulairement représentée sur les figures 4 à 6 Dans cette première position déplacée angulairement, le passage de dérivation G et les passages de phase d'extension E et F sont fermés tandis que le passage de phase de contraction J reste ouvert Sur la moitié gauche de la figure 15, on voit les variations d'une force d'amortissement DF (E) pour la phase d'extension et d'une force d'amortissement DF (C) pour la phase de contraction en fonction des différentes positions angulaires entre la position neutre et la première position déplacée angulairement Etant donné que le passage de phase de contraction J demeure ouvert, la force d'amortissement DF (C) pour la phase de contraction reste faible Comme le montre la figure 15, la force d'amortissement DF (E) pour la phase d'extension augmente progressi- vement par suite de ce mouvement en sens inverse des aiguilles d'une montre de la position neutre vers la première position déplacée angulairement. Si l'on souhaite une phase de contraction dure en maintenant une phase d'extension douce, on tourne la tige de commande creuse 34 dans le sens des aiguilles d'une montre depuis la position neutre représentée sur les figures 7 à 9 jusque dans une deuxième position déplacée angulairement représentée sur les figures 10 à 12 Dans cette seconde position déplacée angulairement, le passage de dérivation G et le passage de phase de contraction J sont fermés tandis que les passages de phase d'extension E et F restent ouverts Sur la moitié droite de la figure 15, on voit les variations de la force d'amortissement DF (E) pour la phase d'extension et de la force d'amortissement DF (C) pour la phase de contraction en fonction des différentes positions angulaires entre la position neutre et la seconde position déplacée angulairement Etant donné que les passages de phase d'extension E et F sont maintenus ouverts, la force d'amortissement DF (E) pour la phase d'extension reste faible Comme le montre la figure 15, la force d'amortissement DF (C) pour la phase de contrac- tion augmente progressivement par suite de ce mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre depuis la position neutre jusque dans la seconde position déplacée angulairement. L'ensemble formant tige de commande qui comprend la tige 32 et la tige de commande creuse 34 est actionné par un moteur pas-à-pas prévu à la partie supérieure de la tige 32 Le mouvement angulaire souhaité peut être obtenu par voie hydraulique, pneumatique ou électromagnétique. En se référant aux figures 1, 13 et 14, on voit que la tige de commande creuse 34 comporte une extrémité supérieure munie de deux découpures 90 de manière à former une partie diamétralement applatie 92 comportant deux parois parallèles La partie diamétralement applatie 92 est reçue dans une ouverture 94 d'une plaque de positionnement 96 La plaque de positionnement 96 comporte deux saillies diamétralement opposées 98 qui sont reçues dans les deux rainures correspondantes 100 d'un prolongement supérieur 102 de la tige creuse 16 La plaque de positionnement 96 comporte des butées 104 qui font saillie vers lintérieur et sur lesquelles bute la partie diamétralement applatie 92 de manière à limiter le mouvement angulaire de la tige de commande creuse 34 La plaque de positionnement 96 est disposée entre la douille 96 et le prolongement 102 de la tige de commande creuse 16 Pour obtenir un mouvement régulier et le positionnement axial de la tige de commande creuse 34 dans l'intérieur cylin- drique de la tige creuse 16, deux rondelles de butée 106 et 108 sont disposées entre la douille 36 et l'extrémité supérieure de la partie diamétralement applatie 92, et la douille 38 supporte l'extrémité inférieure de la tige de commande creuse 34 L'utilisation de la plaque de positionnement 96 et de la partie diamétralement applatie 92 permet un positionnement facile de la tige de commande creuse 34 en 'absence de toute contrainte de flexion sur la tige de commande creuse 34. Pour lassemblage, après le montage de l'ensemble formant tige de commande 32, 34 à lintérieur de lensemble formant tige de piston 12, 14, 16, l'ensemble formant piston est monté de la manière suivante Le corps de valve 82, la valve a une voie de phase de contraction 30, une rondelle 110, une bague 112, une rondelle 114, la valve d'amortissement de phase de contraction 26, le piston 18, la valve d'amortissement de phase d'extension 24, une rondelle 116, le corps de valve 64, la valve à une voie de phase d'extension 28, une rondelle 118 et une bague 120 sont montés sur la tige creuse 16 et fixés sur celle-ci par serrage d'un écrou 122. REVENDICATIONS 1 Amortisseur hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend: un cylindre ( 10), une tige creuse ( 12), un piston ( 18) fixé sur ladite tige creuse et qui divise le cylindre en une première chambre et en une seconde chambre ( 20, 22) contenant un fluide d'amortissement, une valve d'amortissement de phase d'extension ( 24) pour amortir dans la phase d'extension, une valve d'amortissement de phase de contraction ( 26) pour amortir dans la phase de contraction, un passage unidirectionnel de phase de contraction (H J) par lequel la seconde chambre peut être reliée à la première chambre dans la phase de contraction, un passage unidirectionnel de phase d'extension (D, E, F) par lequel la première chambre peut être reliée à la seconde chambre dans la phase d'extension, et un élément de valve ( 34) ayant une position neutre dans laquelle les passages unidirectionnels de phase de contraction et de phase d'extension sont ouverts, ledit élément de valve ayant une première position déplacée dans laquelle le passage unidirectionnel de phase d'extension est obturé tandis que le passage unidirectionnel de phase de contraction demeure ouvert, et ledit élément de valve ayant une seconde position déplacée dans laquelle le passage unidirectionnel de phase de contraction est obturé tandis que le passage unidirectionnel de phase d'extension demeure ouvert. 2 Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et seconde chambres sont des chambres supérieure ( 20) et inférieure ( 22), respectivement. 3 Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de valve ( 34) est une tige de commande creuse montée à l'intérieur de ladite tige creuse ( 12). 4 Amortisseur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite tige de commande creuse ( 34) comporte une extrémité axiale munie d'une partie diamétralement applatie ( 92) reçue dans une ouverture ( 94) d'une plaque de positionnement ( 96) fixée sur ladite tige creuse, la partie diamétra- lement applatie et l'ouverture coopérant mutuellement pour limiter dans une plage prédéterminée le mouvement de ladite tige de commande creuse.