Brevet FR2716247A1 — publié le 19950818

L'invention concerne une soupape d'amortissement, notamment pour un amortisseur, comprenant un corps de soupape d'amortissement, qui présente, pour chacune des directions de passage de l'écoulement, au moins un canal d'arrivée qui relie le côté supérieur et le côté inférieur du corps de soupape d'amortissement, une plaque d'obturation de soupape sur une surface de siège de soupape, la plaque d'obturation de soupape étant susceptible de se soulever de la surface de siège de soupape, et un étranglement primaire à l'intérieur du parcours de liaison entre le côté supérieur et le côté inférieur de la soupape d'amortissement. On connaît des modes de réalisation de soupape, par exemple par le document DE-OS 25 00 826, selon lesquels une plaque de recouvrement de soupape relativement épaisse, recouvre, avec le contour intérieur, une rainure annulaire. Jusqu'à présent, cette pièce devait encore être amenée à la main, à l'automate, lors du montage. Par ailleurs, on connaît des soupapes à ressort hélicoïdaux de ce type, dont l'étranglement primaire pour la soupape d'amortissement opposée, est réalisé par un disque supplémentaire à l'intérieur de la soupape d'amortissement. Dans ce cas, l'avantage réside dans le corps de soupape unifié pourvu d'ouvertures libres d'étranglement, qui permet une standardisation de la soupape d'amortissement. L'inconvénient réside toutefois dans la pièce supplémentaire, qui comporte les ouvertures d'étranglement, ainsi que dans les points faibles déjà explicités. Le document de brevet français FR-A-2 061 905 divulgue une soupape d'une construction très simple. Le corps de soupape est réalisé en tôle, tous les perçages y étant réalisés par la technique du matriçage. La plaque mince de recouvrement de soupape est traversée de perçages sur un cercle de localisation intérieur. Il est possible de munir la plaque de recouvrement de soupape d'un nombre variable de perçages. L'inconvénient majeur est constitué par la plaque d'obturation de soupape comportant les ouvertures d'étranglement primaire, parce qu'elle doit être montée en étant orientée en position par rapport au corps de soupape. Cela nécessite à nouveau du travail à effectuer manuellement, parce que le disque ne possède pas de configuration à symétrie de révolution, pour le montage automatique. En raison des perçages dans la zone des contraintes les plus élevées, la durée de vie est fortement restreinte. En outre, le disque d'obturation de soupape risque de tourner par rapport au corps de soupape, déjà lors du montage ou bien en cours de fonctionnement, en provoquant tout au moins une réduction des sections transversales de passage, voire un blocage hydraulique total. Le but de la présente invention consiste à fournir une soupape d'amortissement, permettant l'utilisation d'un corps de soupape unifié pour un grand nombre de modes de réalisation de la soupape d'amortissement, tout en présentant une faible masse des parties mobiles de la soupape pour garantir de bonnes propriétés dynamiques, ne comportant que des pièces individuelles à symétrie de révolution permettant un montage entièrement automatique, et ne présentant, d'une manière générale, qu'un faible nombre de pièces, celles- ci devant elles-mêmes être d'une conception extrêmement simple. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la section transversale de l'étranglement primaire est définie par la largeur d'une ouverture d'entrée d'écoulement du canal d'arrivée, et la distance radiale moyenne entre un bord déterminant le contour de la plaque d'obturation de soupape et l'ouverture d'entrée d'écoulement. Il est donc avantageusement possible d'utiliser un corps de soupape unifié pour de nombreuses soupapes d'amortissement différentes. Par ailleurs, il ne se produit qu'une faible dispersion de la force d'amortissement, parce que la plaque d'obturation de soupape, en tant que pièce individuelle, peut être fabriquée de manière extrêmement précise avec des moyens très réduits, ce qui fait que les sections tranversales de passage ne sont affectées que par de très faibles variations de largeur. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'étranglement primaire est disposé dans la zone du diamètre extérieur du corps de soupape d'amortissement, le diamètre extérieur de la plaque d'obturation de soupape déterminant la section transversale de l'étranglement. Cela a pour conséquence de permettre d'obtenir de grandes sections transversales d'étranglement primaire, parce que le cercle de localisation sur lequel sont situés les étranglements primaires, est également grand. En liaison avec ceci, les influences des mesures définissant l'étranglement primaire, notamment le diamètre extérieur de la plaque d'obturation de soupape, sont réduites davantage encore. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, la plaque d'obturation de soupape est élastique et réalisée sous la forme d'un disque annulaire fermé, et est serrée au niveau du diamètre intérieur. Comme le disque annulaire est de configuration fermée, il est possible de le réaliser de manière relativement mince, de sorte que la masse du disque annulaire n'a pas d'influence néfaste sur l'aptitude au fonctionnement de la soupape d'amortissement, la durée de vie étant malgré tout garantie. Selon une autre caractéristique avantageuse, la surface de siège de soupape est formée par un système de labyrinthe à nervures, qui sépare les canaux d'arrivée des deux directions de passage d'écoulement. Le système de labyrinthe à nervures autorise de très grandes surfaces sollicitées par la pression, pour la plaque d'obturation de soupape. En outre, il n'existe pas de grandes surfaces d'appui pour la plaque d'obturation de soupape, qui pourraient avoir pour conséquence, un collage de cette plaque d'obturation de soupape sur la surface de siège de soupape. Le système de labyrinthe à nervures est ici avantageusement formé de tronçons de nervures disposés de manière concentriques, qui présentent des tronçons de nervures s'étendant de manière radiale, pour séparer les canaux d'arrivée dépendant de la direction de passage. Le système de labyrinthe à nervures, en-dehors de sa configuration permettant des surfaces de sollicitation par la pression les plus grandes possibles pour le disque d'obturation de soupape, est optimisé en outre pour limiter à une valeur minimale, le fléchissement de la plaque d'obturation de soupape pour une petite surface d'appui sur le siège de soupape. Conformément à une autre caractéristique, la soupape d'amortissement comporte plusieurs étranglements primaires. Selon une caractéristique avantageuse, la plus petite section transversale d'étranglement primaire est obtenue lorsque le diamètre extérieur de la plaque d'obturation de soupape vient en appui sur la nervure périphérique la plus à l'extérieur, qui détermine la zone de sortie pour la direction de passage d'écoulement inverse. En supplément, le système de labyrinthe à nervures peut avantageusement comporter une ouverture radiale, qui sert d'étranglement primaire. Par ailleurs, les sections transversales d'au moins deux étranglements primaires, présentent avantageusement des grandeurs différentes l'une de l'autre. Grâce à cette caractéristique avantageuse, la plage des diamètres extérieurs du disque d'obturation de soupape peut être maintenue à une valeur faible. Les canaux d'arrivée peuvent être disposés de manière très rapprochée les uns des autres, sans risque de court- circuit hydraulique, pour lequel du fluide d'amortissement pourrait communiquer entre les canaux d'arrivée, en contournant le disque d'obturation de soupape. Les limites quant aux dimensions sont uniquement imposées par les surfaces d'appui pour le disque d'obturation de soupape, qui séparent les directions de passage d'écoulement les unes des autres. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. la, b une soupape d'amortissement sur une tige de piston; Fig. 2a, b une soupape d'amortissement selon une version soupape de fond; Fig. 3a, b un corps de soupape en tant que pièce individuelle. La figure 1 montre une soupape d'amortissement 1 sur une tige de piston 3, telle qu'on la rencontre usuellement dans un amortisseur. La soupape d'amortissement 1 comporte un corps de soupape d'amortissement la qui présente, par sens de passage de l'écoulement, au moins un canal d'arrivée 5a, 5b. Chacun de ces canaux d'arrivée désignés globalement par le repère 5, relie le côté supérieur lb du corps de soupape d'amortissement la, au côté inférieur lc. Sur au moins un côté, en l'occurrence le côté supérieur lb dans le présent exemple de réalisation, est disposée une plaque d'obturation de soupape 7, qui est serrée de manière fixe au niveau de son diamètre intérieur 7a. Cette plaque d'obturation de soupape 7 recouvre le canal d'arrivée 5b, ou les canaux d'arrivée, qui présentent leur section transversale de sortie sur le côté supérieur lb, et assure ainsi une fonction de soupape anti-retour. Dans ce cas, la plaque d'obturation de soupape 7 est réalisée sous la forme d'un disque annulaire, fermé, qui s'appuie sur une plaque d'appui 9 lorsque la position d'ouverture maximale est atteinte. Pour adapter la soupape d'amortissement 1 à diverses courbes caractéristiques d'amortissement, ce corps de soupape unifié la, est tout simplement équipé de plaques d'obturation de soupape 7 d'épaisseurs différentes. Pour la direction de passage d'écoulement inverse, du côté supérieur lb vers le côté inférieur lc de la soupape d'amortissement 1, la plaque d'obturation de soupape 7 recouvre le canal d'arrivée 5a correspondant, de manière telle qu'il se forme entre la plaque d'obturation de soupape 7 et le corps de soupape d'amortissement la, dans la zone du canal d'arrivée 5a, un étranglement primaire 11, qui influence une soupape 15 composée de disques d'obturation de soupape 13 serrés les uns sur les autres, sur le côté inférieur lc de la soupape d'amortissement. Pour un corps de soupape d'amortissement unifié, donné, l'étranglement primaire 11 peut être défini de manière très simple, quant à sa section transversale, grâce au choix du diamètre extérieur 7b de la plaque d'obturation de soupape 7. La soupape d'amortissement 15 sur le côté inférieur lc, est mise sous contrainte par rapport à un bord périphérique 19 du corps de soupape d'amortissement la, au moyen d'un rivet de fixation 17. Le corps de soupape d'amortissement la est relié séparément à la tige de piston 3, au moyen d'un matage 21, de sorte que la contrainte initiale des disques d'obturation de soupape 13 peut s'effectuer indépendamment des tolérances de la disposition en série constituée par la plaque d'appui 9, la plaque d'obturation de soupape 7 et le corps de soupape la. La figure lb montre une vue de dessus de la soupape d'amortissement 1. La plaque d'obturation de soupape 7 s'appuie dans ce cas, sur un système de labyrinthe à nervures 23. Ce système de labyrinthe à nervures 23 détermine la surface sollicitée en pression, de la plaque d'obturation de soupape 7, lorsqu'elle est soumise à un écoulement à partir du côté inférieur lc de la soupape d'amortissement. En outre, il est à noter que le système de labyrinthe à nervures 23 est constitué de plusieurs tronçons de nervures 23a disposés de manière concentrique les uns par rapport aux autres, et reliés les uns aux autres par des nervures 23b s'étendant dans la direction radiale, de sorte que les deux canaux d'arrivée 5a/b dépendant de la direction de passage, sont séparés l'un de l'autre. Les tronçons de nervures 23b sont optimisés dans l'optique d'assurer une surface d'appui la meilleure qui soit, pour la plaque d'obturation de soupape 7, de manière à ce que celle-ci ne puisse en aucun cas subir de fléchissement, lorsqu'elle est soumise à un écoulement à partir du côté supérieur lb de la soupape d'amortissement. Le système de labyrinthe à nervures 23 permet de garantir que n'apparaissent pas d'effets de collage entre la plaque d'obturation de soupape 7 et le corps de soupape d'amortissement la. En outre, sur la plaque d'obturation de soupape 7 sont formées de très grandes surfaces sollicitées par la pression, permettant une ouverture facile. Pour garantir de manière sûre que la plaque d'obturation de soupape 7 sépare de manière fiable les deux systèmes de canaux d'arrivée 5, elle est prévue de manière à être plus grande d'une valeur X déterminée, que le diamètre extérieur voisin 5b', de la surface sollicitée en pression sur la plaque d'obturation de soupape 7. Comme le laisse entrevoir la figure, la largeur B du canal d'arrivée 5a, ainsi que la distance moyenne Y entre le diamètre extérieur 7b de la plaque d'obturation de soupape 7 et le diamètre extérieur 5a' du canal d'arrivée 5a déterminent la section transversale de l'étranglement primaire 11. Grâce à cette disposition sur un cercle de localisation le plus grand possible, les influences négatives provenant des tolérances de fabrication, peuvent être réduites à un minimum. Les figures 2a et 2b montrent une soupape d'amortissement 1, selon une exécution en soupape de fond. Dans ce cas, le corps de soupape d'amortissement la s'appuie sur un fond 25, qui ferme un tube de cylindre 27 et un tube-enveloppe 29, qui entoure le tube de cylindre 27. La construction est identique dans son principe, à celle de la soupape selon la figure 1. En supplément, une ouverture radiale lla pour le canal d'arrivée 5a, a été réalisée dans le corps de soupape la, et constitue un étranglement primaire 11 pour la soupape d'amortissement 15 sur le côté inférieur lc. La vue de dessus de la figure 2b laisse entrevoir que la plaque d'obturation de soupape 7 la plus grande, forme l'étranglement primaire le plus petit, à savoir uniquement l'ouverture radiale lla vers le canal d'arrivée. En cas de diminution du diamètre extérieur 7b de la plaque d'obturation de soupape 7, la valeur de la distance Y augmente, de sorte que l'étranglement primaire 11 augmente de section transversale, la valeur de la distance X (figure 1) étant à respecter. Comme le laisse entrevoir la figure, il est également possible de mettre en oeuvre plusieurs étranglements primaires 11. Grâce à une configuration différente des sections transversales des étranglements primaires, la soupape d'amortissement peut être adaptée de manière très précise à une courbe caractéristique d'amortissement déterminée. Il est ici particulièrement avantageux que la section transversale d'étranglement primaire la plus petite, qui réalise l'effet d'amortissement le plus élevé aux vitesses élevées, mais de ce fait est également très sensible aux tolérances, soit réalisée par un seul étranglement primaire, de sorte que les erreurs de tolérances de cet unique étranglement primaire ne peuvent pas s'additionner aux erreurs de tolérances d'autres étranglements primaires. Cela permet de maintenir à une faible valeur la largeur de la plage des diamètres extérieurs 7b. Les canaux d'arrivée 5a/b peuvent être disposés de manière très rapprochée les uns des autres, sans risque de court-circuit hydraulique, pour lequel du fluide d'amortissement pourrait communiquer entre les canaux d'arrivée 5a/b, en contournant le disque d'obturation de soupape 7. Les limites quant aux dimensions sont uniquement imposées par les surfaces d'appui (mesure X) pour le disque d'obturation de soupape 7, qui séparent les directions de passage d'écoulement les unes des autres. En outre, il est à noter que le système à nervures 23 est complété, dans ce mode de réalisation, par des surfaces d'appui 23c distinctes, qui doivent empêcher un fléchissement de la plaque d'obturation de soupape 7. Sur les figures 3a et 3b, le corps de soupape d'amortissement la est représenté une nouvelle fois, sous forme de pièce de détail. En raison du fait que sont prévus plusieurs sections transversales d'étranglement primaire 11, la surface sollicitée par la pression, notamment la zone de la nervure périphérique extérieure 23d peut être déplacée de manière relativement importante en direction radiale extérieure, de sorte qu'il sétablit ainsi une surface sollicitée par la pression, d'une grandeur optimale importante, pour la plaque d'obturation de soupape 7. Dans ce mode de réalisation, le système de labyrinthe à nervures 23 comporte également des tronçons de nervures 23a disposés de manière concentriques, qui séparent, au moyen de nervures 23b s'étendant dans la direction radiale, les canaux d'arrivée 5, les uns des autres. Les canaux d'arrivée 5 pour les deux directions de passage d'écoulement peuvent ainsi être disposés sur un même cercle de localisation, ou tout au moins sur deux cercles de localisation très voisins. REVENDICATIONS. 1. Soupape d'amortissement, notamment pour un amortisseur, comprenant un corps de soupape d'amortissement, qui présente pour chacune des directions de passage de l'écoulement, au moins un canal d'arrivée qui relie le côté supérieur et le côté inférieur du corps de soupape d'amortissement, une plaque d'obturation de soupape sur une surface de siège de soupape, la plaque d'obturation de soupape étant susceptible de se soulever de la surface de siège de soupape, et un étranglement primaire à l'intérieur du parcours de liaison entre le côté supérieur et le côté inférieur de la soupape d'amortissement, caractérisée en ce que la section transversale de l'étranglement primaire (11) est définie par la largeur d'une ouverture d'entrée d'écoulement du canal d'arrivée (5), et la distance radiale (Y) moyenne entre un bord (7b) déterminant le contour de la plaque d'obturation de soupape et l'ouverture d'entrée d'écoulement. 2. Soupape d'amortissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'étranglement primaire (11) est disposé dans la zone du diamètre extérieur du corps de soupape d'amortissement (la), le diamètre extérieur (7b) de la plaque d'obturation de soupape (7) déterminant la section transversale de l'étranglement. 3. Soupape d'amortissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque d'obturation de soupape (7) est élastique et réalisée sous la forme d'un disque annulaire fermé, et est serrée au niveau du diamètre intérieur (7a). 4. Soupape d'amortissement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de siège de soupape est formée par un système de labyrinthe à nervures (23), qui sépare les canaux d'arrivée (5a, 5b) des deux directions de passage d'écoulement. 5. Soupape d'amortissement selon la revendication 4, caractérisée en ce que le système de labyrinthe à nervures (23) est formé de tronçons de nervures (23a) disposés de manière concentriques, qui présentent des tronçons de nervures (23b) s'étendant de manière radiale, pour séparer les canaux d'arrivée dépendant de la direction de passage. 6. Soupape d'amortissement selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la soupape d'amortissement (1) comporte plusieurs étranglements primaires (11). 7. Soupape d'amortissement selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plus petite section transversale d'étranglement primaire est obtenue lorsque le diamètre extérieur (7b) de la plaque d'obturation de soupape (7) vient en appui sur la nervure périphérique (23d) la plus à l'extérieur, qui détermine la zone de sortie pour la direction de passage d'écoulement inverse. 8. Soupape d'amortissement selon la revendication 7, caractérisée en ce que le système de labyrinthe à nervures (23) possède une ouverture radiale (lia), qui sert d'étranglement primaire. 9. Soupape d'amortissement selon la revendication 6, caractérisée en ce que les sections transversales d'au moins deux étranglements primaires (11), présentent des grandeurs différentes l'une de l'autre.