Brevet FR2784333A1 — publié le 20000414

L'invention concerne un système de régulation pour une suspension de véhicule automobile permettant de mettre en service une sphère supplémentaire pour modifier la raideur de la suspension, du type comprenant un tiroir de changement de la raideur pouvant se déplacer à l'encontre d'un ressort sous l'effet d'une pression hydraulique de commande du tiroir. Les régulateurs de ce type actuellement connus utilisent comme source de fluide haute pression de commande une réserve de pression, en général un accumulateur qui est relié au tiroir par des conduits. La réserve de pression et les conduits compliquent l'installation. De plus, il peut y avoir des bruits de commutation dus au déplacement brusque du tiroir et aux liaisons hydrauliques. La présente invention a pour but de proposer un régulateur qui élimine les inconvénients de l'état de la technique, qui viennent d'être décrits. Pour atteindre ce but, le régulateur selon l'invention est caractérisé en ce que la pression de commande est la pression régnant dans la sphère supplémentaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tiroir est monté dans une cavité à l'intérieur d'un bloc hydraulique comportant deux chambres de volume variable séparées par ledit tiroir, l'une étant reliée à la sphère supplémentaire et l'autre logeant le ressort précité, et le bloc comporte des moyens de mise en communication de la chambre de logement du ressort, soit avec la sphère supplémentaire, soit avec un conduit de retour au réservoir du système hydraulique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de mise en communication comprennent une électrovanne à trois voies. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - Les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale d'un système de régulation selon la présente invention et montrent celui-ci à deux états de fonctionnement différents; - La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; - La figure 4 est une vue à plus grande échelle de l'agencement d'électrovanne à trois voies du système de régulation selon les figures 1 à 3; - La figure 5 est une vue de dessus de la face libre d'un siège d'étanchéité de l'électrovanne selon la présente invention; - La figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5; - La figure 7 est une vue de dessus d'un guide- bille de l'électrovanne selon la présente invention; - La figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 7; - la figure 9 est une vue similaire à la figure 4, mais montre une autre variante de réalisation; - la figure 10 est une vue en coupe le long de la ligne X-X de la figure 9; et - la figure 11 est une vue similaire à la figure 1 mais montre un mode de réalisation différent. En se reportant aux figures 1 à 3, on constate qu'un système de régulation selon l'invention comporte un dispositif régulateur A et un agencement d'électrovanne à trois voies B, qui sont montés dans un bloc hydraulique C Les figures 4 à 8 montrent à titre d'exemple un agencement d'électrovanne B à trois voies qui est avantageusement utilisé dans le cadre de l'invention. On décrira ci- après, tout d'abord, la structure de cet agencement puisque l'électrovanne à trois voies représentée détermine la configuration du dispositif régulateur A et du bloc hydraulique C. Comme il ressort de la figure 4, l'agencement d'électrovanne B selon l'invention comprend essentiellement une électrovanne 1 et une bride annulaire 2, pour la fixation de l'électrovanne sur un support 3 représenté schématiquement mais qui, sur les figures 1 à 3, est le bloc hydraulique C. Le support 3 est pourvu d'un évidement 4 dans lequel est logé le corps 5 de l'électrovanne. L'électrovanne comprend le corps susmentionné 5 qui se compose de deux parties cylindriques, à savoir une partie inférieure 6 engagée dans l'évidement 4 du support 3 et une partie supérieure 7 de plus faible diamètre, un noyau 9 monté mobile dans l'axe de la partie supérieure 7, avec interposition d'une cale d'entrefer 10, un tube 11 en un matériau amagnétique entourant le noyau 9 et la partie 7, ainsi qu'un ensemble qui est formé par une bobine 13 et un capot 14 surmoulé sur la bobine et qui entoure coaxialement le tube 11. Sur la partie supérieure du capot est emmanché un capuchon en matière plastique 15 qui assure l'étanchéité à l'égard des agents extérieurs. Cet ensemble est monté sur la face supérieure de la bride 2. Cette dernière est fixée par vissage dans un élargissement cylindrique 16 du support 3, pratiqué dans celui-ci au niveau de la sortie de l'évidemment 4, coaxialement à ce dernier. La surface périphérique cylindrique 17 de la bride et la face périphérique 18 de l'élargissement 16 comportent donc des filetages complémentaires. La bride possède, dans sa face supérieure, deux trous d'entraînement 20 qui permettent de la serrer et d'indexer la bobine 13. La bride 2 possède également une gorge circulaire 21 coaxiale dans cette face supérieure et adaptée pour permettre l'emmanchement de la partie inférieure 22 du capot, en saillie par rapport à la bobine 13, par serrage, et donc pour protéger le système intérieur de la corrosion. D'autre part, le perçage central 24 de la bride 2 qui permet son montage glissant sur le tube 11 est évasé en 25 au niveau de la face inférieure de la bride et permet la fixation amovible du tube 11 dans le support 3, par l'insertion de cette partie inférieure également évasée 27 du tube 11 entre la partie 25 de la bride et une surface oblique d'appui approprié 27a du corps 5. L'électrovanne est configurée pour pouvoir fonctionner comme électrovanne à trois voies. A cette fin, la partie inférieure 6 du corps 5 comporte des voies internes 30, 31 et 32 en communication respectivement avec une voie 34 d'arrivée de fluide hydraulique haute pression, une voie 35 de connexion à un circuit utilisateur et une voie 36 de retour vers le réservoir, toutes pratiquées dans le support 3, ainsi qu'un dispositif 38 de mise en communication, d'une part, de la voie haute pression 34 et de la voie d'utilisation 35 et, d'autre part, de cette voie 35 et de la voie de retour 36 vers le réservoir. Le dispositif 38 comporte à cette fin une bille 40 à laquelle sont associés deux sièges d'étanchéité 41, 42, avantageusement de structure identique et diamétralement opposés par rapport à la bille 40. Comme on le voit sur les figures 5 et 6, chaque siège 41, 42 présente une forme générale cylindrique traversée par un passage axial central 43 que la bille est destinée à obturer et comporte, dans sa face avant d'application de la bille, quatre rainures radiales 44 qui sont décalées les unes des autres de . Comme on le voit sur la figure 6, le passage axial 43 et les rainures radiales 44 ne communiquent pas lorsque la bille 40 est appliquée contre son siège. fi Entre les deux sièges d'étanchéité 41 et 42 est interposée une plaque guide-bille 46 dont la périphérie s'inscrit dans un cercle 47 de même diamètre que les sièges d'étanchéité 41 et 42 et qui présente trois méplats 48 angulairement équidistants les uns des autres. La partie centrale du guide bille 46 comprend un évidement de forme carrée 50 pour le guidage de la bille. Le dispositif de mise en communication 38 ainsi formé est placé dans un logement cylindrique 52 prévu au fond d'un espace interne cylindrique ouvert & l'extrémité interne du corps 5 qui constitue la voie interne 30 de réception du fluide haute pression. Les méplats 48 du porte-bille 46 et la paroi cylindrique circulaire du logement délimitent entre eux trois chambres 54. Etant donné la disposition angulairement décalée de 120 des chambres 54, il y a toujours communication entre l'une de ces chambres et une des quatre rainures 44 des sièges d'étanchéité 41 et 42, d'une part, et, d'autre part, l'un des quatre conduits 55 ménagés dans le corps 5, qui forment la voie précitée 31 de l'électrovanne et communiquent avec la voie d'utilisation 35 par l'intermédiaire d'une rainure annulaire 56 dans la surface périphérique de ce corps. Par conséquent, le sens de montage du dispositif de soupape dans son logement 52 n'a plus d'importance. Le corps d'électrovanne est en outre percé, au- dessus du logement 52, par un canal axial 58, en prolongement axial du passage 43 du siège d'étanchéité supérieur 41 mais d'un diamètre supérieur à celui de ce passage. Dans le canal 58 s'étend axialement un poussoir 59 qui est solidaire du noyau mobile 9 de l'électrovanne et comporte à son extrémité libre un embout cylindrique à section transversale circulaire 60 de plus faible diamètre qui passe axialement à travers le passage 43 du siège d'étanchéité 41 et constitue un moyen de commande de la bille 40, comme il ressort de la figure 4. Un deuxième poussoir de commande 62 agit sur la bille 40, à un endroit diamétralement opposé à l'embout 60 du poussoir 58. Ce poussoir 62 comporte également un embout 63 de plus faible diamètre, qui passe à travers le passage axial central 43 du siège d'étanchéité inférieur 42. Ce poussoir est appliqué par un ressort 65 contre la bille 40. Le ressort est interposé entre une pièce annulaire 66 solidaire du poussoir et une rondelle 67 fixe, qui est percée en son centre. La pièce d'appui 66 du ressort 65 est mobile axialement dans une coupelle cylindrique de guidage 68 montée fixe dans la cavité 30 du corps d'électrovanne et comporte des trous permettant l'écoulement du fluide haute pression vers le passage 43 du siège d'étanchéité 42. Il est encore à noter que la partie du percage axial 58 de passage du poussoir 59 qui est adjacente au siège d'étanchéité supérieur 41 présente un diamètre supérieur à celui du poussoir. Des conduits internes qui forment la voie 32 et communiquent avec la voie de retour vers le réservoir 36 débouchent dans cette partie de diamètre supérieur. Pour assurer l'étanchéité entre les différentes voies de l'électrovanne, des joints d'étanchéité annulaires 69 sont interposés entre le corps d'électrovanne 5 et la paroi de l'évidement 4 du support 3, en-dessous et au-dessus de la voie d'utilisation 35 et au-dessus de la voie de retour 36. Un autre joint d'étanchéité annulaire 70 est interposé entre la partie inférieure du tube 11 et le corps 5, au-dessus de la partie évasée d'ancrage 27 du tube. Concernant les deux éléments de siège d'étanchéité 41 et 42, ils sont réalisés avantageusement en une matière déformable telle qu'une matière plastique et peuvent être réalisés par moulage. Ils peuvent être emmanchés dans le logement 52 et garantir l'étanchéité vis-à-vis du corps d'électrovanne. Le guide-bille 46 peut être réalisé séparément des deux sièges d'étanchéité ou intégré à chacun de ceux-ci comme on le voit sur les figures 9 et 10. Sur ces figures 9 et 10, le guide-bille est intégré aux sièges d'étanchéité portant maintenant les références 41' et 42'. Chaque siège d'étanchéité comporte, sur la face située du coté de la bille 40, un logement central 100 pour cette dernière, dont le fond 101 a un profil conique et dont la partie supérieure annulaire 102 présente une face guide-bille cylindrique, c'est-à-dire accomplissant la fonction de la plaque guide-bille 46. Le siège comprend encore plusieurs rainures radiales 103, par exemple au nombre de trois, disposées à 120 les unes des autres. Ces dernières débouchent, d'une part, dans le logement 100 et d'autre part, dans une gorge périphérique 104. Dans cette variante de réalisation, on utilise un seul conduit 55 de communication avec la voie d'utilisation 35. On constate encore que, dans cette variante de réalisation, le poussoir 62 et la pièce 66 de la figure 1 sont réalisés en une seule pièce 105 et le ressort 65 se trouve à l'intérieur de celle-ci. En se référant à nouveau à la figure 1, on remarquera encore que le capuchon 15 comporte une nervure annulaire interne 72 qui s'engage dans une rainure annulaire 73 correspondante dans la face périphérique de l'extrémité supérieure du capot 14, en bloquant ainsi le capuchon dans sa partie emmanchée sur le capot. Concernant le fonctionnement de l'agencement d'électrovanne qui vient d'être décrit, il permet de mettre un appareil utilisateur en communication par la voie 35, soit avec une source de haute pression reliée à la voie 34 du support, soit avec le circuit de retour au réservoir à travers la voie de retour 36. En effet, lorsque l'électrovanne n'est pas excitée, le poussoir 62, sous l'action de son ressort , pousse la bille 40 sur son siège d'étanchéité supérieur 41 ou 41'. Etant donné que la bille est ainsi soulevée de son siège d'étanchéité inférieur 42 ou 42', du liquide sous pression peut passer de la voie haute pression 34 dans la voie d'utilisation 35, à travers les rainures 44 ou 103 ménagées dans ce siège et les conduits 55. Lorsque l'électrovanne est excitée, le poussoir 58 de l'électro-aimant applique la bille 40 sur son siège inférieur 42 ou 42' en permettant au liquide de passer de la voie d'utilisation 35 à la voie de retour 36. L'électrovanne B, qui vient d'être décrite, est montée dans le bloc C du système de régulation selon les figures 1 à 3 pour y coopérer avec le dispositif de régulation A qui sera décrit ci-après. Le dispositif hydraulique A comprend essentiellement un tiroir 75 qui est monté axialement mobile dans une cavité cylindrique 76 aménagée dans le bloc hydraulique C. La cavité 76 est séparée par le tiroir en deux chambres de volume variable en fonction des déplacements du tiroir, à savoir une chambre 78 située en-dessous du tiroir et une chambre 79 disposée au-dessus et dans laquelle est logé un ressort de compression 80 interposé entre le fond de la chambre 79 et la face supérieure 81 du tiroir. La chambre 78 est en communication avec l'espace d'entrée 83 d'un fluide hydraulique haute pression. Cet espace permet la fixation de la sphère supplémentaire de suspension (qui permet de faire varier la raideur de celle-ci) et communique avec elle: le liquide hydraulique est donc à la même pression dans l'espace 83 que dans la sphère supplémentaire (qui n'est pas représentée sur les dessins). C'est pourquoi, dans la suite de la présente description, cet espace sera assimilé à cette sphère supplémentaire. Cette sphère 83 communique également avec la voie haute pression 34 de l'électrovanne par un canal 84. La voie haute pression 34 est en communication par un canal 86 avec la cavité 76 qui s'étend par ailleurs parallèlement à l'axe de l'électrovanne 1. Au niveau du canal transversal 86 débouche également dans la cavité 76 un conduit 88 qui est relié aux voies 90 et 91 du bloc hydraulique C, qui communiquent respectivement avec la suspension droite et la suspension gauche du véhicule (fig.3). On constate encore sur les figures 1 et 2 que la voie d'utilisation 35 du bloc C communique par un canal interne 93 avec la chambre supérieure 79 de la cavité 76. Le canal 93 débouche dans cette chambre au-dessus de la position haute du tiroir 75, déterminée par une butée 94. Concernant le fonctionnement du système de régulation selon l'invention, lorsque l'électrovanne 1 n'est pas excitée électriquement, la pression qui règne dans la sphère supplémentaire 83 agit à la fois sur la face d'extrémité frontale inférieure 96 du tiroir 75 et la face frontale d'extrémité supérieure 81. Par conséquent, le tiroir est équilibré et le ressort 80 le pousse et le maintient dans sa position inférieure montrée sur la figure 1. Dans cette position, les deux voies de suspension 90 et 91 communiquent avec la sphère supplémentaire 83. En effet, comme cela a été expliqué plus haut, lorsque l'électrovanne n'est pas excitée, la voie haute pression 34 de celle-ci communique avec la voie d'utilisation 35 et ainsi avec le canal interne 93 s'ouvrant dans la chambre supérieure 79. Par contre, lorsque l'électrovanne est excitée électriquement, la voie d'utilisation 35, et ainsi le canal interne 93, sont isolés de la voie haute pression 34 et reliés à la voie de retour au réservoir 36. Par conséquent, la pression du fluide hydraulique agissant sur la face inférieure 96 du tiroir est supérieure à celle appliquée sur la face frontale supérieure 81 et le tiroir 75 est déplacé vers le haut, à l'encontre du ressort 80, dans sa position haute montrée sur la figure 2, ce qui a pour conséquence que les communications entre les suspensions et la sphère 83 sont fermées. La figure 11 montre un autre mode de réalisation de l'agencement d'électrovanne selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le tiroir 75 présenté sur les figures 1 à 4 est remplacé par un tiroir creux désigné par le numéro de référence 97. Il présente un passage longitudinal 98 ouvert à l'extrémité située du côté de la sphère supplémentaire 83 et une gorge périphérique 99 à l'autre extrémité de ce passage. L'extrémité du tiroir sur laquelle agit le ressort est pleine. Ce mode de réalisation permet de supprimer le passage 86 du mode de réalisation selon les figures 1 à 3, la communication de la sphère supplémentaire 83 avec le conduit 88 relié aux voies 90 et 91 du bloc hydraulique C se faisant à l'intérieur du tiroir par le passage 98 et la gorge 99. Bien entendu le fonctionnement de l'électrovanne est le même que dans le premier mode de réalisation. Lorsque l'électrovanne est mise à l'échappement, la pression du liquide s'exerce par l'intérieur du tiroir sur l'extrémité supérieure de celuici: le tiroir monte, écrase le ressort 80 et sa partie inférieure ferme la communication 88 avec la suspension. Lorsque l'électrovanne permet au liquide de passer dans la chambre 79 contenant le ressort 80, la pression s'exerce sur la partie supérieure du tiroir. Celui-ci est poussé par le ressort et on se retrouve dans la position illustrée: la gorge du tiroir permet la communication entre la sphère supplémentaire 83 et la suspension. La description de l'invention qui vient d'être faite montre qu'elle permet de supprimer l'accumulateur et les tuyaux utilisés dans les systèmes de régulation connus, grâce à la commande interne au bloc hydraulique. De plus, cette commande permet, grâce à la prise de la pression par la sphère, de minimiser les bruits de commutation. REVENDICATIONS 1. Système de régulation pour une suspension de véhicule automobile, permettant de mettre en service une sphère supplémentaire pour modifier la raideur de la suspension, du type comprenant un tiroir de changement de la raideur pouvant se déplacer à l'encontre d'un ressort sous l'effet d'une pression hydraulique de commande du tiroir, caractérisé en ce que la pression de commande est la pression régnant dans la sphère supplémentaire (83). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir (75) est monté mobile dans une cavité (76) à l'intérieur d'un bloc hydraulique (C) comportant deux chambres (78, 79) de volume variable séparées par ledit tiroir (75), l'une (78) de ces chambres étant reliée à la sphère supplémentaire (83) et l'autre (79) logeant le ressort (80) précité, et en ce que le bloc hydraulique (C) comporte des moyens (B) de mise en communication de la chambre (79) de logement du ressort (80), soit avec la sphère supplémentaire (83), soit avec un conduit (36) de retour au réservoir du système hydraulique. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de mise en communication (B) comprennent une électrovanne (1) à trois voies. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrovanne (1) est du type comportant une bille (40) coopérant avec un dispositif de siège d'étanchéité et en ce que ce dernier comporte deux sièges (41, 42) diamétralement opposés par rapport à la bille (40) et traversés chacun par un passage d'écoulement (43) en communication avec l'une desdites voies (30, 32), et des moyens de commande sélective (59, 62) de la bille (40) pour appliquer celle-ci alternativement sur l'un des sièges (41, 42) en l'écartant de l'autre (42, 41), et en ce que l'espace (54) entre les sièges communique avec une troisième voie (31). 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un guide-bille (46) est interposé entre les deux sièges (41, 42) et les faces en regard des deux sièges comportent au moins une rainure (44) de mise en communication du passage (43) du siège et de l'espace (54) entre les deux sièges. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rainures (44) sont de préférence au nombre de quatre disposées perpendiculairement les unes aux autres. 7. Système selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les sièges (41, 42) sont circulaires, que le guide-bille (46) s'inscrit dans un cercle de même diamètre que celui des sièges et présente trois méplats (48) angulairement décalés de 120 les uns des autres, que l'ensemble formé par les sièges (41, 42) et le guide-bille (46) interposé entre ceux-ci est placé dans un logement de forme complémentaire (52) à l'intérieur du corps de l'électrovanne (5), et en ce que les méplats (48) définissent trois chambres en communication avec la troisième voie (35) précitée. 8. Système selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les deux sièges d'étanchéité (41, 42) sont identiques. 9. Système selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le guide-bille (46) est réalisé séparément des deux sièges d'étanchéité (41, 42). 10. Système selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le guide-bille (46) est intégré à chacun des deux sièges d'étanchéité (41, 42). 11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque siège (41', 42') comporte un logement de bille (100) dont le fond (101) a un profil conique et dont la partie supérieure annulaire (102) présente une face guide-bille sensiblement cylindrique. 12. Système selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que les sièges d'étanchéité (41, 42) sont réalisés en une matière déformable telle qu'une matière plastique. 13. Système selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que les deux sièges d'étanchéité (41, 42) sont réalisés par moulage. 14. Système selon l'une des revendications 2 & 13, caractérisé en ce que le tiroir (75, 97) est susceptible d'assurer ou d'interrompre une voie de communication de la sphère supplémentaire (83) avec un conduit (88) relié aux suspensions du véhicule, selon que l'électrovanne est excitée électriquement ou non. 15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que le tiroir (97) comporte un passage longitudinal (98) communiquant, à une extrémité du tiroir avec la sphère supplémentaire (83) et, à l'autre extrémité, avec le conduit (88) lorsque l'électrovanne n'est pas excitée.