Brevet FR2679306A1 — publié le 19930122

La présente invention concerne un élément de suspension hydropneumatique télescopique notamment pour véhicule automobile. On connait déjà dans l'état de la technique des éléments de suspension de ce type qui comprennent une jupe comportant une coiffe et reliée à un élément de la structure du véhicule, dans laquelle s'étend une tige dont une extrémité est fixée sur la coiffe de la jupe, un piston ajouré étant prévu à proximité de l'autre extrémité de la tige. Ces éléments comprennent également un cylindre dont une extrémité est disposée dans la jupe, relié à un autre élément de la structure du véhicule, monté coulissant autour du piston de la tige et de celle-ci et comportant à proximité de son extrémité engagée dans la jupe, un piston ajouré. Le fond du cylindre et le piston de la tige et les pistons de la tige et du cylindre délimitent des chambres d'amortissement dans lesquelles est disposé un fluide hydraulique et le piston du cylindre et la coiffe de la jupe délimitent également une chambre d'amortissement remplie de fluide hydraulique et d'une quantité constante de gaz. Des moyens élastiques constitués par un ressort hélicoïdal sont disposés autour de la tige entre la coiffe de la jupe et le piston ajouré du cylindre. La flexibilité globale de cet élément résulte de la combinaison de la flexibilité du ressort hélicoïdal et du degré de compression du volume de gaz contenu dans la chambre d'amortissement délimitée entre le piston du cylindre et la coiffe de la jupe. Cette structure présente un certain nombre d'inconvénients, car la flexibilité de l'élément est déterminée par construction et ne peut être modifiée. Pour résoudre ces problèmes, on a déjà proposé dans l'état de la technique, différents moyens d'ajuste ment de cette flexibilité en fonction de la charge de l'élément. C'est ainsi qu'on connait dans l'état de la technique, des dispositifs qui permettent de faire varier le volume de gaz contenu dans la chambre d'amortissement délimitée entre le piston du cylindre et la coiffe de la jupe, des moyens de réglage de la précontrainte du ressort hélicoïdal disposé autour de la tige entre cette jupe et ce piston de cylindre, etc... Cependant toutes ces structures présentent un certain nombre d'inconvénients au niveau de leur complexité, de leur encombrement et de leur prix de revient. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un élément de suspens ion qui soit simple, fiable, et dont la flexibilité se régle automatiquement en fonction de sa charge. A cet effet, l'invention a pour objet un élément de suspension hydropneumatique télescopique, notamment pour véhicule automobile, du type comprenant une jupe comportant une coiffe, reliée à un élément de la structure du véhicule et dans laquelle s'étend une tige dont une extrémité est fixée sur la coiffe de la jupe et à proximité de l'autre extrémité de laquelle est prévu un piston ajouré, un cylindre dont une extrémité est disposée dans la jupe, relié à un autre élément de la structure du véhicule et monté coulissant autour du piston de la tige et de celle-ci et comportant à proximité de son extrémité engagée dans la jupe, un piston ajouré, le fond du cylindre et le piston de la tige et les pistons de la tige et du cylindre délimitant des chambres d'amortissement dans lesquelles est disposé un fluide hydraulique et le piston du cylindre et la coiffe de la jupe délimitant une chambre d'amortissement remplie du fluide hydraulique et d'une quantité constante de gaz, et des moyens élastiques disposés autour de la tige entre la coiffe de la jupe et le piston du cylindre, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir de fluide et des moyens de transfert de fluide entre le réservoir et les chambres d'amortissement, pilotés en fonction de l'état de compression ou de détente de l'élément, pour contrôler le volume de fluide dans les chambres et donc la pression de gaz afin d'adapter la flexibilité de l'élément à son état de compression ou de détente. Avantageusement, les moyens de transfert comprennent des moyens de pompage de fluide du réservoir dans les chambres et des moyens de décharge de fluide des chambres dans le réservoir. Ces moyens de pompage comprennent par exemple une pompe hydraulique du type à piston/cylindre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente une vue en coupe d'un élément de suspension selon l'invention en état de compression et de détente intermédiaire; - la Fig.2 représente une vue en coupe d'un élément de suspension selon l'invention en position de compression limite; - la Fig.3 représente une vue en coupe d'un élément de suspension selon l'invention en état de détente limite; et - la Fig.4 représente une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un élément de suspension selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur les Fig.1, 2 et 3, un élément de suspension hydropneumatique télescopique selon l'invention peut être utilisé dans un véhicule automobile, par exemple pour assurer la suspension d'une roue par rapport au châssis de celui-ci. Bien entendu, cet élément peut être utilisé dans d'autres applications. Cet élément de suspension comprend de manière classique une jupe 1 comportant une coiffe 2 et qui est reliée à un élément de la structure du véhicule par des moyens d'accrochage 3. Une tige 4 s'étend dans cette jupe, l'une des extrémités de cette tige étant fixée sur la coiffe de la jupe, tandis qu'un piston ajouré 5 est prévu à proximité de l'autre extrémité de celle-ci. Cet élément de suspension comporte également un cylindre 6 dont une extrémité est disposée dans la jupe 1, ce cylindre étant relié à un autre élément de la structure du véhicule par des moyens d'accrochage 7. Ce cylindre est monté coulissant autour du piston ajouré 5 de la tige 4 et de celle-ci et comporte à proximité de son extrémité engagée dans la jupe 1, un piston ajouré 8. La jupe 1 est par exemple accrochée sur le châssis du véhicule tandis que le cylindre 6 est accroché sur un organe portant la roue du véhicule. Le fond 9 du cylindre 6 et le piston 5 de la tige 4, de même que les pistons 5 et 8 de la tige et du cylindre respectivement, délimitent des chambres d r amor- tissement 10 et 11 dans lesquelles est disposé un fluide hydraulique incompressible. Par ailleurs, le piston 8 du cylindre et la coiffe 2 de la jupe 1, délimitent une chambre d'amortissement 12 remplie de fluide hydraulique et d'une quantité constante de gaz compressible, par exemple inerte. Un ressort hélicoïdal 13 est disposé autour de la tige 4 dans la chambre d'amortissement 12 délimitée par le piston 8 du cylindre et la coiffe 2 de la jupe 1. La partie de l'élément qui vient d'être décrite fonctionne de manière connue en soi. Selon l'invention, l'élément de suspension comporte un réservoir de fluide 14 à pression atmosphéri que et des moyens de transfert de fluide entre le réservoir et les chambres d'amortissement, désignés par la référence générale 15 sur ces figures. Ces moyens de transfert sont pilotés en fonction de l'état de compression ou de détente de l'élément pour contrôler le volume de fluide dans les chambres et donc la pression de gaz afin d'adapter la flexibilité de l'élément à son état de compression ou de détente. Ces moyens de transfert 15 comprennent des moyens de pompage de fluide du réservoir dans les chambres et des moyens de décharge de fluide des chambres dans le réservoir. Avantageusement, ces moyens de pompage comprennent une pompe hydraulique de type à piston/cylindre dont le piston 16 est disposé à l'extrémité de la tige 4 de la jupe et le cylindre 17 est disposé dans le fond 9 du cylindre 6 de l'élément. Ces moyens de pompage comprennent également des moyens 18 d'amenée de fluide à la pompe hydraulique, reliés au réservoir et des moyens 19 de refoulement de fluide de la pompe reliés aux chambres. Avantageusement, ces moyens de refoulement 19 comportent un canal ménagé dans le fond 9 du cylindre de l'élément dont une extrémité débouche dans le fond du cylindre 17 de la pompe et dont l'autre extrémité débouche dans la chambre d'amortissement 10 ménagée entre le fond de ce cylindre de l'élément et le piston 5 de la tige. Ce canal est muni d'un organe anti-retour 20 s'ouvrant pour refouler le fluide contenu dans le cylindre 17 de la pompe dans la chambre d'amortissement 10, lorsque le piston 16 de la pompe s'enfonce dans celui-ci en fin de compression de l'élément. L'organe anti-retour peut par exemple comporter une bille 20 sollicitée élastiquement en position de fermeture de ce canal. Les moyens 18 d'amenée de fluide peuvent également comprendre un canal ménagé dans le fond 9 du cylindre de l'élément dont une extrémité débouche dans le fond du réservoir 14 et dont l'autre extrémité débouche dans le fond du cylindre 17 de la pompe. Ce canal est également muni d'un organe anti-retour 21 s'ouvrant lors de la remontée du piston 16 de la pompe dans le cylindre 17 de celle-ci, pour permettre l'aspiration de fluide dans le réservoir 14 par les moyens de pompage. Les moyens de décharge comprennent quant à eux un orifice calibré 22 ménagé dans la paroi latérale du cylindre 6 de l'élément d'amortissement dont une extrémité débouche dans la chambre 10 ménagée entre le fond 9 du cylindre de l'élément et du piston 5 de la tige de la jupe et dont l'autre extrémité débouche dans le réservoir 14. Des moyens 23 d'ouverture ou de fermeture de cet orifice de décharge en fonction de l'état de compression ou de détente de l'élément, sont également prévus. Ces moyens d'ouverture ou de fermeture de l'orifice de décharge comprennent un obturateur sollicité élastiquement en position de fermeture de l'orifice et déplaçable vers la position d'ouverture de celui-ci par la jupe 1 de l'élément, lorsque celui-ci arrive en fin de détente pour permettre la décharge de fluide des chambres d'amortissement dans le réservoir. Avantageusement, ces moyens d'ouverture et de fermeture et cet obturateur comprennent une tige 24 déplaçable dans une direction parallèle à l'axe de l'élément dont une extrémité 25 est adaptée pour ouvrir ou fermer l'orifice de décharge et dont l'autre extrémité 26 comporte une surface de butée adaptée pour coopérer avec des moyens d'entraînement 27 de la jupe en fin de détente de l'élément. Ces moyens d'entraînement de la jupe sont par exemple constitués par une portion en saillie latérale de celle-ci présentant un évidement dans lequel passe cette tige. Cette tige est sollicitée en position de fermeture de l'orifice calibré 22 par l'intermédiaire de moyens élastiques 28 en appui d'une part sur une portion du réservoir 14 et d'autre part sur une surface de butée correspondante 29 de la tige. On conçoit donc que dans la position représentée sur la Fig.1, l'amortisseur fonctionne de manière normale dans une position intermédiaire. En effet, le piston 16 de la pompe hydraulique ne pénètre pas dans le cylindre 17 de celui-ci et 1 'ori- fice calibré 22 de décharge est obturé par l'extrémité correspondante 25 de la tige d'ouverture ou de fermeture de cet orifice, de sorte qu'aucun transfert de fluide entre le réservoir et les chambres de l'élément d'amortissement ne se produit. La flexibilité globale de l'élément est alors déterminée par les caractéristiques de cet élément, à savoir par la flexibilité propre du ressort hélicoïdal 13, par la pression du gaz contenu dans la chambre d'amortissement 12, et par les pistons ajourés du cylindre et de la tige. En fonction des conditions d'utilisation, à savoir par exemple de la charge du véhicule, cet élément peut être amené à fonctionner en limite de compression, comme cela est représenté sur la Fig.2. Dans ce cas, le piston 16 de la pompe hydraulique s'engage dans le cylindre 17 de celle-ci, de sorte que le volume de fluide contenu dans ce cylindre est refoulé à travers le canal de refoulement 19 dans la chambre d'amortissement 10, ce qui permet de réduire la flexibilité de l'élément. Par ailleurs, si l'élément a tendance à se détendre, le piston 16 de la pompe remonte dans le cylin dre 17 de celui-ci, de sorte que celui-ci aspire du fluide du réservoir 14 dans le cylindre 17 à travers l'organe anti-retour 21 et le canal 18 d'amenée de fluide. Ces opérations d'aspiration et de refoulement successives, c'est à dire de pompage de fluide du réservoir dans les chambres d'amortissement, se poursuivent tant que le piston 16 se déplace dans le cylindre 17 de la pompe hydraulique, c'est à dire tant que la quantité de fluide contenue dans les chambres d'amortissement et donc la pression de gaz, ne sont pas suffisantes pour assurer un fonctionnement de l'élément d'amortissement, en dehors de cette plage de fonctionnement limite en compression. Sur la Fig.3, on a représenté l'autre position limite de fonctionnement de l'amortisseur, c'est à dire lorsque celui-ci est en fin de détente. Dans cette position, les moyens d'entraînement 27 de la jupe provoquent un déplacement de la tige 24 de l'obturateur du conduit de décharge 22, c'est à dire une mise en communication des chambres d'amortissement avec le réservoir. Le fluide hydraulique, comprimé par le gaz, se décharge alors vers le réservoir 14 avec un débit limité par l'orifice calibré 22. Ceci permet de diminuer le volume de fluide dans les chambres d'amortissement et de réduire la pression du gaz et donc d'augmenter la flexibilité de l'élément. Il est à noter que ceci s'applique quelles que soient les caractéristiques de flexibilité de l'élément. Bien entendu, d'autres modes de réalisation de cet élément peuvent être envisagés comme on peut le voir sur la Fig.4. Sur cette Fig.4, les parties de l'élément de suspension sont désignées par les mêmes références que les parties correspondantes de l'élément représenté sur les Fig.l à 3. C'est ainsi que cet élément comporte une jupe 1, munie d'une coiffe 2 à partir de laquelle s'étend une tige 4 à l'extrémité de laquelle sont prévus un piston ajouré 5 et un piston de pompe hydraulique 16. Cet élément comporte également un cylindre 6 comportant à l'une de ses extrémités un piston 8 et dont le fond 9 est muni d'un cylindre de pompe 17. Le fond 9 de ce piston comporte également des moyens de refoulement 19 et un organe anti-retour 20. Un ressort 13 est disposé autour de la tige 4 entre la coiffe 2 de la jupe 1 et le piston 8 du cylindre 6. Cet élément est également associé à un réservoir de fluide 14. Dans la variante de réalisation représentée sur cette figure 4, les moyens d'amenée et de décharge de fluide sont constitués par le même canal 30 ménagé dans la tige et dont l'une des extrémités est reliée à un embout 31 de raccordement de ce canal au réservoir 14 par 1 'in- termédiaire d'une tubulure de type classique 32. Ce canal d'amenée et de décharge de fluide débouche à l'extrémité de la tige 4 et plus particulièrement à l'extrémité du piston 16 de pompe, prévu à l'extré- mité de celle-ci. Par ailleurs, ce canal comporte également au moins un orifice latéral de décharge 33 débouchant dans la chambre d'amortissement 11 et en regard duquel sont prévus des moyens 34 d'ouverture et de fermeture de cet orifice de décharge. Ces moyens comprennent avantageusement une bague d'obturation disposée autour de la tige 4 et sollicitée élastiquement par l'intermédiaire de moyens élastiques 35 dans une position de fermeture de cet orifice latéral. Cette bague est déplaçable vers une position d'ouverture de celui-ci par le piston 8 du cylindre de l'élément lorsque celui-ci arrive en fin de détente pour permettre la décharge de fluide des chambres d'amortissement dans le réservoir 14. Un organe anti-retour 36 s'ouvrant lors de la remontée du piston 16 de la pompe dans le cylindre 17 de celle-ci pour permettre l'aspiration de fluide dans le réservoir à travers ce canal 30, l'embout 31 et la tubulure 32, dans le réservoir 14, par les moyens de pompage et également prévu entre cet orifice latéral et l'extrémité de ce canal débouchant à l'extrémité de la tige. On conçoit donc que le fonctionnement de cette variante de réalisation est identique à celui de l'élément décrit en regard des Fig.1 à 3, c'est à dire que lorsque l'élément est en position intermédiaire, comme celle représentée sur la Fig.4, le ou les orifices latéraux de décharge sont obturés par la bague 34, tandis que l'extrémité du canal 30 est également obturée par l'organe antiretour 36. Dans ce cas, le cylindre 6 de l'élément se déplace de manière connue dans la jupe et la flexibilité de l'élément ne varie pas. Lorsque l'élément fonctionne au voisinage de sa limite de compression, le piston 16 de la pompe s'engage dans le cylindre 17 de celle-ci pour refouler le fluide contenu dans celui-ci à travers les moyens de refoulement 19 dans les chambres d'amortissement afin de réduire la flexibilité de l'élément. Si l'élément a tendance à se détendre, le piston 16 de la pompe remonte dans le cylindre 17, de sorte que du fluide est aspiré à travers l'organe anti-retour 36, le canal 30, l'embout 31 et la tubulure 32 dans le réservoir 14. Une quantité de fluide supplémentaire est ainsi introduite dans les chambres afin de réduire la flexibilité de l'élément. Dans le cas où l'élément est en limite de détente, le piston ajouré 8 du cylindre 6 vient en butée contre la bague 34, de sorte que celle-ci se déplace et libère l'orifice latéral 33, et que du fluide peut se décharger des chambres d'amortissement et en particulier de la chambre d'amortissement 11 par cet orifice, le canal 30, l'embout 31 et le conduit 32 dans le réservoir 14, pour augmenter la flexibilité de l'élément. Bien entendu, d'autre modes de réalisation de cet élément peuvent être envisagés. REVENDICATIONS 1. Elément de suspension hydropneumatique télescopique, notamment pour véhicule automobile du type comprenant une jupe (1) comportant une coiffe (2) et reliée à un élément de la structure du véhicule et dans laquelle s'étend une tige (4) dont une extrémité est fixée sur la coiffe de la jupe et à proximité de l'autre extrémité de laquelle est prévu un piston ajouré (5), un cylindre (6) dont une extrémité est disposée dans la jupe, relié à un autre élément de la structure du véhicule, monté coulissant autour du piston de la tige et de celleci, et comportant à proximité de son extrémité engagée dans la jupe, un piston ajouré (8), le fond (9) du cylindre (6) et le piston (5) de la tige (4) et les pistons (5,8) de la tige et du cylindre délimitant des chambres d'amortissement (10,11) dans lesquelles est disposé un fluide hydraulique et le piston (8) du cylindre et la coiffe (2) de la jupe délimitant une chambre d'amortissement (12) remplie de fluide hydraulique et d'une quantité constante de gaz, et des moyens élastiques (13) disposés autour de la tige entre la coiffe de la jupe et le piston du cylindre, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir de fluide (14) et des moyens (15) de transfert de fluide entre le réservoir (14) et les chambres d'amortissement, pilotés en fonction de l'état de compression ou de détente de l'êlement, pour contrôler le volume de fluide dans les chambres et donc la pression de gaz, afin d'adapter la flexibilité de l'élément à son état de compression ou de détente. 2. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (15) de transfert comprennent des moyens de pompage de fluide du réservoir dans les chambres et des moyens de décharge de fluide des chambres dans le réservoir. 3. Elément selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de pompage comprennent une pompe hydraulique du type à piston/cylindre (16,17) 4. Elément selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston (16) de la pompe est disposé à l'ex trémité de la tige (4) et le cylindre (17) de la pompe est disposé dans le fond (9) du cylindre (6) de l'élément. 5. Elément selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de pompage comprennent des moyens (18; 30) d'amenée de fluide à la pompe hydraulique reliés au réservoir et des moyens de refoulement (19; 30) de fluide de la pompe reliés aux chambres. 6. Elément selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens de refoulement comportent un canal (19) ménagé dans le fond (9) du cylindre (6) de l'élément, dont une extrémité débouche dans le fond du cylindre (17) de la pompe et dont l'autre extrémité débouche dans la chambre d'amortissement (10) ménagée entre le fond (9) du cylindre (6) de l'élément et le piston (5) de la tige (4), ce canal (19) étant muni d'un organe anti-retour (20), s'ouvrant pour refouler le fluide contenu dans le cylindre (17) de la pompe dans ladite chambre d'amortissement (10), lorsque le piston (16) de la pompe s'enfonce dans celui-ci en fin de compression de l'élément. 7. Elément selon les revendications 4 et 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens d'amenée de fluide comprennent un canal (18) ménagé dans le fond (9) du cylindre (6) de l'élément dont une extrémité débouche dans le réservoir (14) et dont l'autre extrémité débouche dans le cylindre (17) de la pompe, ce canal (18) étant muni d'un organe anti-retour (21) s'ouvrant lors de la remontée du piston (16) de la pompe dans le cylindre (17) de celleci, pour permettre l'aspiration de fluide dans le réservoir par les moyens de pompage. 8. Elément selon les revendications 4 et 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens d'amenée de fluide comprennent un canal (30) ménagé dans la tige (4) de la jupe (1) dont une extrémité débouche dans le réservoir (14) et dont l'autre extrémité débouche à l'extrémité du piston (10) de la pompe prévu à l'extrémité de la tige (4), ce canal (30) étant muni d'un organe anti-retour (36) s'ouvrant lors de la remontée du piston (16) de la pompe dans le cylindre (17) de celle-ci, pour permettre l'aspiration de fluide dans le réservoir par les moyens de pompage. 9. Elément selon la revendication 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens de décharge comprennent un orifice calibré (22) ménagé dans la paroi latérale du cylindre (6) de l'élément d'amortissement dont une extrémité débouche dans la chambre (10) ménagée entre le fond (9) du cylindre (6) de l'élément et le piston (5) de la tige (4) de la jupe et dont l'autre extrémité débouche dans le réservoir (14), et des moyens (23) d'ouverture et de fermeture de cet orifice (22) de décharge en fonction de l'état de retente de l'élément. 10. Elément selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'ouverture ou de fermeture de l'orifice de décharge comprennent un obturateur (24) sollicité élastiquement en position de fermeture de l'orifice et déplaçable vers la position d'ouverture de celui-ci par la jupe (1) de l'élément, lorsque celui-ci arrive en fin de détente pour permettre la décharge de fluide des chambres d'amortissement dans le réservoir. 11. Elément selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'obturateur comprend un tige (24) déplaça- ble dans une direction parallèle à l'axe de l'élément dont une extrémité est adaptée pour ouvrir ou fermer l'orifice de décharge (22) et dont l'autre extrémité comporte une surface de butée (26) adaptée pour coopérer avec des moyens d'entraînement (27) de la jupe en fin de détente de l'élément. 12. Elément selon la revendication 4,5,6 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de décharge comprennent un canal (30) ménagé dans la tige (4) de la jupe dont une extrémité débouche dans le réservoir (14) et dont l'autre extrémité débouche latéralement dans la chambre (11) ménagée entre les pistons (5,8) de la tige de la jupe et du cylindre de l'élément et des moyens (34) d'ouverture et de fermeture de ce canal, déplaçables entre une position d'ouverture et de fermeture de celui-ci lorsque l'élément arrive en fin de détente pour permettre la décharge du fluide des chambres d'amortissement dans le réservoir. 13. Elément selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens d'ouverture et de fermeture du canal de décharge comprennent une bague d'obturation (34) disposée autour de la tige (4) et sollicitée élastiquement dans une position de fermeture du canal et déplaçable vers une position d'ouverture de celui-ci par le piston du cylindre de l'élément, lorsque celui-ci arrive en fin de détente pour permettre la décharge de fluide des chambres d'amortissement dans le réservoir. 14. Elément selon les revendications 8 et 13, caractérisé en ce que les canaux d'amenée et de décharge de fluide sont constitués par le même canal (30) de la tige (4) de la jupe débouchant à l'extrémité de celle-ci et muni d'au moins un orifice latéral (33) débouchant dans la chambre (11) ménagée entre les pistons (5,8) de la tige (4) de la jupe et du cylindre (6) de l'élément, l'organe anti-retour (36) s'ouvrant lors de la remontée du piston de la pompe dans le cylindre de celle-ci, pour permettre l'aspiration de fluide dans le réservoir par les moyens de pompage, étant prévu entre l'orifice latéral de celui-ci et son extrémité débouchant à l'extrémité de la tige. 15. Elément selon la revendication 14, caractérisé en ce que le canal d'amenée et de décharge de fluide est relié à une tubulure (32) de raccordement au réservoir (14).