Brevet FR2721670A1 — publié le 19951229

L'invention concerne un dispositif destiné à l'amortissement de systèmes élastiques de suspension de roues, comprenant un cylindre rempli de fluide d'amortissement, qui est subdivisé en deux chambres de travail par un piston sur une tige de piston, les deux chambres de travail étant reliées l'une à l'autre par au moins une liaison d'écoulement, le dispositif comportant, en outre, entre les deux chambres de travail, au moins une autre liaison fluidique pourvue d'au moins une soupape, et présentant un actionneur susceptible d'être commandé arbitrairement, à l'intérieur d'un système de soupape à réglage de la force d'amortissement pouvant être influencé pour les deux directions de passage d'écoulement. Un tel dispositif est divulgué, par exemple, par le document DE-OS 38 27 538 A1. Dans ce dispositif on met en oeuvre deux systèmes de soupape disposés en série et pouvant être commutés séparément. La disposition particulière des tiroirs rotatifs du système à soupape nécessite des pièces individuelles fabriquées de manière très précise, pour maintenir à un niveau acceptable les quantités de fuite des tiroirs rotatifs individuels. Une autre difficulté réside dans le fait que les débits volumiques pouvant être obtenus au travers du système à soupape sont insuffisants dans la pratique. En variante, le document EPS 0 405 123 B1 divulgue une soupape électromagnétique à deux voies, à commande de dérivation, dans lequel un tiroir de soupape pouvant être commandé, en combinaison avec un certain nombre de soupapes anti-retour, obture ou libère un canal de dérivation. Pour les deux directions de passage d'écoulement, il existe deux canaux de dérivation, qui présentent une chambre de commande commune, dont l'alimentation est commandée par le tiroir de soupape. Mis à part la nécessité des canaux de dérivation, qui posent des problèmes quant à leur configuration de construction, il apparaît déjà pour des tolérances relativement réduites dans la zone des arêtes de commande du tiroir de soupape, des variations notables de la force d'amortissement. Par ailleurs, il est à noter que ce système de soupape ne permet que deux positions de commutation. Le but de la présente invention consiste à fournir un autre dispositif dont le concept de construction est nettement plus simple, qui permet de maîtriser les débits volumiques nécessaires, et qui est moins sensible aux tolérances dans l'optique des courbes caractéristiques de force d'amortissement à respecter. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait qu'au moins une soupape dépendant de la direction d'écoulement et affectée d'une résistance, est amenée dans ses positions de fonctionnement par l'actionneur. L'ensemble de la construction du système de soupape, notamment du canal de fluide, est considérablement simplifié grâce à la combinaison et à la liaison fonctionnelle entre l'actionneur et la ou les soupape(s) dépendant de la direction d'écoulement et affectée(s) d'une résistance, qui à leur tour est ou sont combinée(s) aux soupapes d'amortissement. Selon une variante de mode de réalisation, la soupape anti-retour est en liaison active avec deux surfaces de siège de soupape, entre lesquelles elle peut être commutée arbitrairement. La soupape anti-retour représente pour ainsi dire une soupape double, qui de ce fait est d'un encombrement particulièrement court. Par ailleurs, il est prévu que la liaison fluidique présente deux soupapes anti-retour, qui sont couplées par l'actionneur. Le couplage s'effectue par une liaison rigide entre les soupapes anti-retour. Les soupapes anti-retour se présentent ici sous la forme de soupapes à plateau affectées d'une résistance plus ou moins importante, et les soupapes à plateau qui sont couplées, sont amenées dans leurs positions actives, par l'actionneur, au choix de manière axiale et/ou rotative. En variante, les soupapes anti-retour peuvent être montées flottantes par rapport à l'actionneur, de sorte qu'un mouvement de soupape dans une position de passage ou d'obturation, s'effectue indépendamment de la force de l'actionneur, par exemple par un ressort de fermeture. Selon une autre caractéristique avantageuse, le fluide d'amortissement parcourt le même chemin d'écoulement dans la liaison fluidique, pour les deux directions de passage d'écoulement. La liaison fluidique est ainsi plus simple et plus courte. En outre, le débit volumique peut être augmenté pour un même encombrement. Par ailleurs, il peut avantageusement être prévu que la liaison fluidique soit pourvue d'une soupape d'amortissement. A cet effet, la soupape présente, dans l'une au moins des directions de passage d'écoulement, un étranglement constant, qui constitue ladite soupape d'amortissement. En vue de réduire les forces d'actionnement, la soupape pouvant être amenée dans sa position de fonctionnement, est soumise à une commande pilote. Conformément à une autre caractéristique avantageuse, la course de réglage de l'actionneur est supérieure à la course de soupape de la position d'ouverture à la position d'obturation des soupapes anti- retour. Cela permet d'augmenter la mise en contrainte préalable des soupapes à plateau, et d'atteindre une configuration au moins partiellement continue de la courbe caractéristique d'amortissement, un réglage de force d'amortissement plus élevé étant possible pour une direction, dans chacune des positions extrêmes de l'actionneur. L'ensemble du système de soupape est d'une réalisation si compacte, que la liaison fluidique comprenant le système de soupape, est agencée à l'intérieur du piston. On remédie au problème généralement rencontré, de la production de bruit lors de phases de commutation dans des systèmes de soupape, notamment à l'occasion du passage d'une position dure à une position souple, grâce au fait que l'actionneur peut être commuté lorsque, côté obturation de la soupape anti-retour fermée, la pression chute en-dessous d'une pression définie. En guise d'autre mesure destinée à la maîtrise du débit entre les deux chambres de travail, la liaison fluidique est réalisée sous la forme d'un canal central. L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, à l'aide de la description suivante des figures des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 système de soupape à couplage rigide des soupapes anti-retour, et fonction de réglage axial; Fig. 2 système de soupape à couplage rigide des soupapes anti-retour et fonction de réglage rotatif; Fig. 2a exemple de soupapes anti-retour dans des posi- tions combinées par rapport aux liaisons flui- diques; Fig. 3 système de soupape à soupape anti-retour entre deux surfaces de siège de soupape; Fig. 4 système de soupape à soupapes anti-retour montées flottantes. La figure 1 montre un dispositif 1 destiné à l'amortissement de systèmes élastiques de suspension de roues, par exemple sous la forme d'un amortisseur à tube simple. Le dispositif 1 comprend un cylindre 3 rempli de fluide d'amortissement, qui est subdivisé en une chambre supérieure 9 et un chambre inférieure 11, par un piston sur une tige de piston 7. Les deux chambres de travail sont reliées par des soupapes d'amortissement 13, 15 pour la direction de traction et la direction de compression du dispositif 1. Par ailleurs, le piston 5 présente une liaison fluidique 17, qui relie les deux chambres de travail 9, 11, en parallèle aux soupapes d'amortissement 13, 15, au moyen d'un actionneur 19 pouvant être commandé par une bobine d'électroaimant 21 et en combinaison avec des soupapes 23, 25 à action dépendant de la direction d'écoulement. La liaison fluidique 17 est formée par un canal central à l'intérieur du piston 5, voire de la tige de piston 7, le même chemin d'écoulement pouvant être utilisé pour les deux directions de passage d'écoulement. Un raccord d'embouchure 17a de la liaison fluidique se trouve sur le côté frontal du piston 5, tandis qu'un second raccord d'embouchure 17b est formé par des perçages de direction radiale de la tige de piston 7. Les soupapes à plateau 23, 25 à l'intérieur de la tige de piston creuse 7, disposent de surfaces de siège de soupape 23a, 25a qui sont formées par un corps tubulaire 27 monté selon un ajustement serré. Un ressort de compression 29 assure une mise en contrainte préalable de l'actionneur. Lors d'une course de déplacement de la tige de piston dans la direction de la rentrée dans le cylindre 3, le fluide d'amortissement s'écoule au travers de la soupape d'amortissement 13, indépendamment de la position de l'actionneur. Le volume d'immersion de la tige de piston est compensé par une chambre de compensation 31 remplie de gaz. L'alimentation en courant de la bobine d'électroaimant 21 produit un déplacement de l'actionneur 19 dans la position représentée. A cette occasion, l'actionneur 19 a effectué la part de course axiale de réglage a. Pour la direction de compression, il s'établit ainsi une courbe caractéristique élevée, qui est déterminée par la soupape d'amortissement 13. Dans le cas d'un mouvement de déplacement de sens inverse de la tige de piston 7, le fluide d'amortissement s'écoule, au travers des perçages 17 b de direction radiale, par l'intermédiaire de la soupape à plateau 23 débloquée, dans le canal central de la liaison fluidique 17, et parvient sur la soupape à plateau 25. En parallèle avec le fluide d'amortissement s'écoulant au travers de la soupape d'amortissement 15, il s'établit une courbe caractéristique basse, dans la direction de traction. Comme le laisse entrevoir la figure 1, une part de course de réglage de soupape s est encore disponible, et permet, au-delà de la position de fermeture actuelle de la soupape 25, de réaliser une mise en contrainte préalable supplémentaire de la soupape à plateau 25, de sorte que celle-ci présente une fonction d'étranglement accrue, qui agit en parallèle à la soupape d'amortissement 15. Lorsque la bobine d'électroaimant n'est pas alimentée en courant, la fonction d'ensemble actionneur/système de soupape est inversée. La figure 2 montre une variante de la figure 1, selon laquelle les soupapes anti- retour 23, 25 couplées, sont pourvues de sections de passage 32, 33, et sont amenées dans différentes positions actives hydrauliques, par une fonction de réglage rotatif et symétrique de l'actionneur 19. A cet effet, les soupapes anti-retour 23, 25 sont en communication avec les liaisons fluidiques 17, 18, selon des directions alternées, sur le plan de l'écoulement. Les soupapes anti-retour 23, 25 sont ici agencées l'une par rapport à l'autre, quant à leurs sections de passage 32, 33, de manière à pouvoir réaliser plusieurs positions actives différentes. La figure 2a montre, à titre d'exemple, des soupapes antiretour à plateau 23, 25 comportant chacune quatre sections de passage 32, 33, dans des positions combinées par rapport aux liaisons fluidiques 17, 18. A titre d'exemple, est représentée la position active, libre de résistance, de la soupape anti-retour 23, en combinaison avec la fonction d'obturation (direction de rentrée de la tige de piston) ou la fonction de passage d'écoulement (direction de sortie du piston) de la soupape anti-retour 25. Une telle configuration de soupapes anti- retour couplées, autorise quatre positions actives hydrauliques différentes, qui sont réglées, par exemple au moyen d'un mécanisme d'entraînement à moteur pas à pas. La figure 3 représente une variante de la figure 1, selon laquelle les deux soupapes anti-retour (23, 25 de la figure 1) sont physiquement regroupées. Le plateau de la soupape à plateau ainsi formée, se situe entre deux surfaces de siège de soupape 23a, 25a avec lesquelles il coopère fonctionnellement, et sur lesquelles il vient en appui alternativement, en prenant, pour une direction de passage d'écoulement, une position d'obturation, et pour l'autre direction, une position de passage. Mais toute autre position intermédiaire quelconque, pour laquelle il s'établit un réglage bas de la force d'amortissement pour les deux directions de passage d'écoulement de la liaison fluidique 17, est également possible. L'actionneur 19 peut être réalisé de manière à être très court et donc d'un poids réduit. La course de réglage s de l'actionneur peut être inférieure, égale ou supérieure à la course a de la soupape. En guise d'autre version de l'objet de l'invention, la figure 4 représente une variante selon laquelle la force de fermeture des soupapes anti-retour 23, 25 est indépendante de la force de l'actionneur. L'actionneur n'assure que le déblocage de la soupape considérée, tandis que la fermeture est réalisée par des ressorts de fermeture distincts 29, 30. Les soupapes anti-retour 23, 25 sont montées flottantes par rapport à l'actionneur 19 et sont déplacées par l'intermédiaire de surfaces d'appui 19a, 19b de l'actionneur. Lorsque la bobine d'électroaimant 21 n'est pas alimentée en courant, le ressort 29 pousse le plateau de la soupape à plateau 23 dans sa position de fermeture. Dans cette position de commutation, il s'établit un réglage élevé de la force d'amortissement dans la direction de traction et bas dans la direction de compression. Lorsque la bobine d'électroaimant 21 est alimentée en courant, la force de fermeture du ressort 29 agissant sur la soupape à plateau 23 est supprimée, de sorte que la soupape à plateau 23 agit en tant que soupape anti-retour à faible résistance. Il est également possible d'envisager un réglage de l'actionneur 19 pour lequel l'actionneur 19 prend une position centrale, de sorte que les deux soupapes à plateau 23, 25 sont soulevées de leurs surfaces de siège 23a, 25a. Dans ce cas, o la distance entre les surfaces d'appui 19a, 19b de l'actionneur 19 est supérieure à la distance entre les surfaces de siège 23a, 25a, il s'établit pour une position centrale de l'actionneur, une courbe caractéristique de force d'amortissement souple pour les deux directions de passage d'écoulement, parce que les deux soupapes anti- retour sont débloquées. REVENDICATIONS. 1. Dispositif destiné à l'amortissement de systèmes élastiques de suspension de roues, comprenant un cylindre rempli de fluide d'amortissement, qui est subdivisé en deux chambres de travail par un piston sur une tige de piston, les deux chambres de travail étant reliées l'une à l'autre par au moins une liaison d'écoulement, le dispositif comportant, en outre, entre les deux chambres de travail, au moins une autre liaison fluidique pourvue d'au moins une soupape, et présentant un actionneur susceptible d'être commandé arbitrairement, à l'intérieur d'un système de soupape à réglage de la force d'amortissement pouvant être influencé pour les deux directions de passage d'écoulement, caractérisé en ce qu'au moins une soupape (23, 25) dépendant de la direction d'écoulement et affectée d'une résistance, est amenée dans ses positions de fonctionnement par l'actionneur (19). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison fluidique (17) présente deux soupapes anti-retour (23, 25), qui sont couplées par l'actionneur (19). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (23, 25) se présentent sous la forme de soupapes à plateau. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les soupapes à plateau qui sont couplées, sont amenées dans leurs positions actives, par l'actionneur, au choix de manière axiale et/ou rotative. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape anti-retour est en liaison active avec deux surfaces de siège de soupape, entre lesquelles elle peut être commutée arbitrairement. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison fluidique (17) est pourvue d'une soupape d'amortissement. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape (23, 25) présente, dans l'une au moins des directions de passage d'écoulement, un étranglement constant. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape (23, 25) est soumise à une commande pilote. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (23, 25) sont montées flottantes par rapport à l'actionneur (19), de sorte qu'un mouvement de soupape dans une position de passage ou d'obturation, s'effectue indépendamment de la force de l'actionneur. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide d'amortissement parcourt le même chemin d'écoulement dans la liaison fluidique (17), pour les deux directions de passage d'écoulement. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la course de réglage (a + s) de l'actionneur (19) est supérieure à la course de soupape (a) de la position d'ouverture à la position d'obturation des soupapes anti-retour (23, 25). 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérise en ce que la liaison fluidique (17) comprenant le système de soupape (17, 23, 25), est agencée à l'intérieur du piston (5). 13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (19) peut être commuté lorsque, côté obturation de la soupape anti- retour (23, 25) fermée, la pression chute en-dessous d'une pression définie. 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la liaison fluidique (17) est réalisée sous la forme d'un canal central.