Brevet FR2796690A1 — publié le 20010126

La présente invention concerne de façon générale le domaine des filtres d'amortissement à laminage hydraulique, du type de ceux qui sont notamment utilisés dans les suspensions de véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif d'amortissement à laminage hydraulique pour amortir des oscillations de pression s'exerçant entre des premier et deuxième volumes de fluide hydraulique, ce dispositif comprenant un corps plat à deux faces et un premier obturateur, le corps plat étant interposé entre les deux volumes de fluide et traversé par au moins une première série d'orifices comprenant au moins un orifice, et le premier obturateur étant élastiquement sollicité contre une première des deux faces du corps plat, en regard de la première série d'orifices, pour n'autoriser une circulation de fluide à travers la première série d'orifices, du deuxième volume vers le premier, qu'en cas de surpression du deuxième volume, par rapport au premier, au moins égale à un premier seuil déterminé. Les dispositifs de ce type sont bien connus dans l'art antérieur, notamment pour leur utilisation dans les suspensions de véhicules automobiles. En effet, la suspension d'un véhicule a pour rôle de filtrer et de réduire les chocs provoqués par le déplacement du véhicule sur les inégalités de la route, de permettre à chaque roue de rester toujours en contact avec le sol, et de conserver une assiette de caisse la plus constante possible. Cette fonction est réalisée en interposant entre la caisse et les roues un élément élastique, généralement un ressort, dont il faut amortir le mouvement oscillatoire par un amortisseur, ce dernier devant simultanément freiner les oscillations de la caisse et celles des roues, afin d'éviter le rebondissement des roues sur le sol. Une des technologies actuellement les plus répandues pour remplir cette fonction d'amortissement uuilsisr-e a aissiper l'énergie des oscillations par ur laminage d'huile entre deux chambres. Pour ce faire, l'huile est contrainte à ne pouvoiz passer de l'une de ces chambres à l'autre qu'à travers des orifices calibrés, dont certains au moins sont obturés par des lamelles métalliques élastiques ot diaphragmes déformables qui ne peuvent être déplacés dE leur position de repos que par une force supérieure à ur seuil prédéterminé, et qui n'autorisent donc ur écoulement d'huile d'une chambre à l'autre que s'ils sont effectivement déplacés de leur position de repos par unE différence de pression suffisante entre les deu> chambres. En plus de ces orifices calibrés et obturés par des diaphragmes, les systèmes connus utilisent en général un ou plusieurs trous de fuite autorisant une communication permanente des deux chambres entre elles. Ces systèmes connus présentent ainsi deux régimes de fonctionnement, à savoir un régime correspondant aux très faibles oscillations de pression correspondant à de très faibles vitesses de déplacement du fluide hydraulique, et pour lequel le fluide hydraulique est laminé par le ou les trous de fuite, et un régime correspondant aux vitesses plus élevées, pour lequel le fluide hydraulique est laminé par les diaphragmes déformables. Le probleme, cependant, est que les efforts transmis à la caisse par ces dispositifs connus sont proportionnels à la vitesse de déplacement du fluide hydraulique, de sorte que plus cette vitesse est élevée, plus les efforts engendrés le sont également. La présente invention se situe dans ce contexte et a pour but de proposer un dispositif d'amortissement permettant de limiter à une valeur déterminée les efforts transmis à la caisse et aux essieux du véhicule, c'est-à- dire, en termes plus physiques, de rendre l'énergie dissipée dans ce dispositif, au-delà d'une certaine vitesse d'écoulement du fluide hydraulique d'un volume à l'autre, pratiquement indépendante de cette vitesse. A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre une deuxième série d'orifices, comprenant au moins un orifice traversant le corps plat, et un deuxième obturateur ëlastiquement sollicité contre la première face du corps plat, en regard de la deuxième série d'orifices, et n'autorisant une circulation de fluide à travers la deuxième série d'orifices, du deuxième volume vers le premier, qu'en cas de surpression du deuxième volume, par rapport au premier, au moins égale à un deuxième seuil déterminé. Dans l'application principalement visée par l'invention, le deuxième seuil est supérieur au premier. Le corps plat peut également être traversé par des troisième et quatrième séries d'orifices comprenant chacune au moins un orifice, le dispositif comprenant alors un troisième obturateur élastiquement sollicité contre la deuxième face du corps plat, en regard de la troisième série d'orifices, pour n'autoriser une circulation de fluide à travers la troisième série d'orifices, du premier volume vers le deuxième, qu'en cas de surpression du premier volume, par rapport au deuxième, au moins égale à un troisième seuil, et un quatrième obturateur élastiquement sollicité contre la deuxième face du corps plat, en regard de la quatrième série d'orifices, et n'autorisant une circulation de fluide à travers la quatrième série d'orifices, du premier volume vers le deuxième, qu'en cas de surpression du premier volume, par rapport au deuxième, au moins égale à un quatrième seuil. Dans l'application principalement visée par l'invention, le quatrième seuil est supérieur au troisième. De préférence, le corps plat est traversé par une entretoise assurant le maintien des obturateurs sur le corps plat, cette entretoise comprenant par exemple un organe central de contention axiale, et au moins deux cales annulaires formant butées, enfilées sur l'organe central. L'un au moins des premier et troisième obturateurs est avantageusement constitué par un diaphragme sensiblement plan présentant une élasticité intrinsèque qui le maintient dans son plan, alors que l'un au moins des deuxième et quatrième obturateurs est avantageusement appliqué sur le corps plat par un ressort précontraint correspondant, prenant appui sur l'entretoise, ce ressort étant par exemple conformé en étoile et présentant des branches arquées. Le corps plat peut être conformé en disque et l'un au moins des obturateurs peut être conformé en disque ou en couronne circulaire. Les premier et deuxième obturateurs présentent de préférence des premier et deuxième diamètres extérieurs respectifs, dont le deuxième est supérieur au premier, le deuxième obturateur pouvant en outre être disposé entre le premier obturateur et le corps plat. Dans un mode de réalisation compact de l'invention, les premier et troisième obturateurs présentent respectivement des perçages en regard des troisième et première séries d'orifices, le deuxième obturateur présente des perçages en regard des première, troisième et quatrième séries d'orifices, et le quatrième obturateur présente des perçages en regard des première, deuxième et troisième séries d'orifices. De préférence, chacune des première et troisième séries d'orifices occupe une surface du corps plat d'aire inférieure à l'aire de la surface du corps plat qu'occupe chacune des deuxième et quatrième séries d'orifices. Le dispositif d'amortissement de l'invention peut avantageusement être traversé par au moins un orifice de fuite permettant une communication permanente des premier et deuxième volumes l'un avec l'autre. Enfin, il peut être avantageux de prévoir que chaque série d'orifices comprenne au moins deux orifices. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus en perspective d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 3 est une vue de dessous du dispositif de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe du dispositif de la figure 3, observé suivant l'incidence indiquée par les flèches IV - IV de la figure 3; et - la figure 5 est un diagramme représentant l'allure de la fonction liant la force F à laquelle est soumis un dispositif conforme à l'invention et la vitesse V du fluide hydraulique qui traverse ce dispositif, pour un sens donné de déplacement du fluide. L'invention concerne un dispositif d'amortissement à laminage hydraulique pour amortir des oscillations de pression s'exerçant entre des premier et deuxième volumes 1, 2 de fluide hydraulique, représentés respectivement au-dessus et au-dessous du corps plat 3, ce dernier constituant le coeur du dispositif, et étant interposé entre ces deux volumes. Ce corps plat 3, qui présente deux faces 31, 32 respectivement tournées vers les volumes 1 et 2, est traversé par un orifice 51 ou par une série de deux orifices ou plus, tels que 51. De façon connue, un premier obturateur 41 est élastiquement sollicité contre la première face 31 du corps plat, en regard de la première série d'orifices tels que 51, pour autoriser une circulation de fluide à travers cette première série d'orifices 51, du deuxième volume 2 vers le premier 1, si et seulement si ce deuxième volume 2 présente, par rapport au premier volume 1, une surpression au moins égale à un seuil déterminé DP1. Selon l'invention, le corps plat 3 est traversé par un autre orifice 52, ou par une deuxième série de deux orifices ou plus, tels que 52, et le dispositif comprend un deuxième obturateur 42 élastiquement sollicité contre la première face 31 du corps plat, en regard de la deuxième série d'orifices, pour autoriser une circulation de fluide à travers la deuxième série d'orifices 52, du deuxième volume 2 vers le premier 1, si et seulement si ce deuxième volume 2 présente, par rapport au premier volume 1, une surpression au moins égale à un second seuil déterminé DP2, de préférence supérieur au premier seuil DP1. Comme le montrent les figures 2 et 3, le corps plat 3 est de préférence conformé en disque, les premier et second obturateurs 41 et 42 étant avantageusement conformés en couronnes circulaires. Le deuxième obturateur 42, qui est en l'occurrence disposé entre le premier obturateur 41 et le corps plat 3, présente de préférence un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur du premier obturateur 41. Dans la mesure où les oscillations de pression entre les volumes 1 et 2 peuvent a priori aussi bien se manifester par une surpression du premier volume par rapport au second que par une surpression du second volume par rapport au premier, le dispositif de l'invention comprend avantageusement, en regard de sa seconde face 32, des organes homologues des organes précédemment décrits. Comme le montrent les figures, le corps plat est donc de préférence traversé par des troisième et quatrième orifices 53, 54, ou séries d'orifices tels que 53, 54, et le dispositif comprend un troisième obturateur 43, homologue du premier obturateur 41, et un quatrième obturateur 44 homologue du second obturateur 42. Plus précisément, le troisième obturateur 43 est élastiquement sollicité contre la deuxième face 32 du corps plat, en regard de la troisième série d'orifices 53, pour autoriser une circulation de fluide à travers la troisième série d'orifices 53, du premier volume 1 vers le deuxième 2, si et seulement si le premier volume 1 présente, par rapport au deuxième volume 2, une surpression au moins égale à un troisième seuil DP3. De même, le quatrième obturateur 44 est élastiquement sollicité contre la deuxième face 32 du corps plat, en regard de la quatrième série d'orifices 54, pour autoriser une circulation de fluide à travers la quatrième série d'orifices 54, du premier volume 1 vers le deuxième 2, si et seulement si le premier volume 1 présente, par rapport au deuxième volume 2, une surpression au moins égale à un quatrième seuil DP4, de préférence supérieur au troisième DP3. On notera que les seuils DP3 et DP4 peuvent être égaux à DPl et DP2 respectivement ou différents de ceux- ci car le réglage n'est pas nécessairement le même pour les deux sens de circulation du liquide. Les obturateurs 41, 42, 43, 44 sont par exemple maintenus sur le corps plat 34 au moyen d'une entretoise 6 qui traverse le corps plat 3 et qui peut comprendre un organe central 60 de contention axiale, et deux cales annulaires 61, 62 formant butées, enfilées sur l'organe central. De façon connue en soi, l'organe central de contention axiale peut notamment être constitué par une vis et un écrou, comme illustré, ou par une tige filetée et deux écrous, ou par un goujon et une rondelle sertie, ou encore par une tige et deux rondelles serties. Chacun des premier et troisième obturateurs 41, 43 est par exemple constitué par un diaphragme sensiblement plan presentant une élasticité intrinsèque qui le maintient dans son plan, alors que chacun des deuxième et quatrième obturateurs 42, 44 est de préférence appliqué sur le corps plat 3 par un ressort précontraint 71, 72 correspondant, prenant appui sur l'entretoise 6. Plus précisément, chaque ressort précontraint tel que 71, 72 adopte par exemple la forme dune étoile dont les branches telles que 710, 720 s'étendent à partir d'un moyeu tel que 711, 721, traversé par la cale annulaire correspondante 61, 62 et prenant appui sur elle. Chaque branche telle que 710, 720 est arquée dans son plan médian, parallèle à la direction d'empilement des obturateurs et du corps plat, de manière à appliquer sur le second obturateur 42, ou sur le quatrième obturateur 44, suivant le cas, une force élastique de précontrainte qui plaque cet obturateur sur la première face 31 du corps plat, ou sur la seconde face 32, selon le cas. comme le montrent les figures, les second et quatrième obturateurs 42 et 44 sont de préférence radialement externes par rapport aux premier et troisième obturateurs 41 et 43. Plus généralement, chacune des première et troisième séries d'orifices 51, 53 occupe avantageusement une surface du corps plat d'aire moins importante que l'aire de la surface du corps plat occupée par chacune des deuxième et quatrième séries d'orifices 52, 54. Dans la configuration illustrée, et comme le montre le mieux la figure 4, les premier et troisième obturateurs 41, 43 présentent des perçages respectifs 413, 431 en regard des troisième et première séries d'orifices 53, 51 respectivement, tandis que le deuxième obturateur 42 présente des perçages 421, 423, 424 en regard des première, troisième et quatrième séries d'orifices 51, 53, 54 respectivement, et que le quatrième obturateur 44 présente des perçages 441, 442, 443 en regard des première, deuxième et troisième séries d'orifices 51, 52, 53 respectivement. I1 est enfin avantageux de prévoir, comme cela est connu en soi, que le dispositif soit traversé par un ou plusieurs orifices de fuite tels que 50 permettant une communication permanente des premier et deuxième volumes 1, 2 l'un avec l'autre, ce ou ces orifices de fuite pouvant indifféremment être prévus, notamment, dans l'organe de contention axiale 60, dans le corps plat à distance des obturateurs, ou à la fois dans le corps plat et dans les obturateurs. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Pour les oscillations de pression correspondant à des faibles débits de fluide entre les volumes 1 et 2, le fluide hydraulique passe par le ou les orifices de fuite, si de tels orifices sont prévus, le débit de fluide étant amorti par laminage dans ce ou ces orifices de fuite. Lorsque l'énergie des oscillations de pression est telle que la différence de pression entre les deux volumes 1 et 2 atteint le premier seuil DP1 ou le troisième seuil DP3, soit parce que le débit de fluide entre les deux volumes a dépassé le régime de saturation des orifices de fuite, soit parce que de tels orifices n'ont pas été prévus, les premier et/ou troisième obturateurs 41 et 43 s'ouvrent pour permettre l'établissement d'un débit de fluide hydraulique amorti entre les volumes 1 et 2, l'amortissement résultant du laminage du fluide dans les premier et second clapets que forment respectivement ces obturateurs avec les première et seconde séries d'orifices. Lorsque le débit de fluide continue à augmenter, ces premier et second clapets finissent eux-mêmes par se saturer, cette saturation provoquant, à chaque oscillation de pression, une perte de charge entre les deux volumes de fluide. Lorsque la perte de charge atteint le second seuil DP2 ou le quatrième seuil DP4, les deuxième et/ou qudL-i1ei e ooturateurs 42 et 44 s'ouvrent pour permettre l'établissement d'un débit supplémentaire de fluide hydraulique entre les volumes 1 et 2. Dans la mesure où la surface de passage offerte au fluide pour sa circulation entre les premier et second volumes 1 et 2 est alors importante, le débit de fluide peut augmenter dans des proportions considérables sans pratiquement augmenter les efforts transmis au corps de l'amortisseur. Comme le montre le diagramme de la figure 5, la loi obtenue, reliant la force F transmise au corps à la vitesse V du fluide pour un sens donné de déplacement du liquide, présente un pied de courbe parabolique pour les vitesses faibles (dans le cas d'utilisation d'au moins un orifice de fuite), puis une certaine pente pour des vitesses modérées, qui correspond à l'ouverture des premier et/ou troisième obturateurs, et enfin une pente plus faible, voire très faible, pour les vitesses élevées, qui correspond à l'ouverture des deuxième et/ou quatrième obturateurs, et qui traduit le fait que la force transmise au corps devient pratiquement indépendante de la vitesse de circulation du fluide. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amortissement à laminage hydraulique pour amortir des oscillations de pression s'exerçant entre des premier et deuxième volumes (1, 2) de fluide hydraulique, ce dispositif comprenant un corps plat (3) à deux faces (31, 32) et un premier obturateur (41), le corps plat étant interposé entre les deux volumes de fluide (1, 2) et traversé par au moins une première série d'orifices (51) comprenant au moins un orifice, et le premier obturateur (41) étant élastiquement sollicité contre une première (31) des deux faces du corps plat, en regard de la première série d'orifices, pour n'autoriser une circulation de fluide à travers la première série d'orifices (51), du deuxième volume (2) vers le premier (1), qu'en cas de surpression du deuxième volume, par rapport au premier, au moins égale à un premier seuil déterminé (DP1), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une deuxième série d'orifices (52), comprenant au moins un orifice traversant le corps plat (3), et un deuxième obturateur (42) ëlastiquement sollicité contre la première face (31) du corps plat, en regard de la deuxième série d'orifices, et n'autorisant une circulation de fluide à travers la deuxième série d'orifices (52), du deuxième volume (2) vers le premier (1), qu'en cas de surpression du deuxième volume, par rapport au premier, au moins égale à un deuxième seuil déterminé (DP2). 2. Dispositif d'amortissement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième seuil (DP2) est supérieur au premier (DP1). 3. Dispositif d'amortissement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps plat est traversé par des troisième et quatrième séries d'orifices (53, 54) comprenant chacune au moins un orifice, et en ce que ce dispositif comprend un troisième obturateur (43) élastiquement sollicité contre la deuxième face (32) du corps plat, en regard de la troisième série d'orifices, pour n'autoriser une circulation de fluide à travers la troisième série d'orifices (53), du premier volume (1) vers le deuxième (2), qu'en cas de surpression du premier volume, par rapport au deuxième, au moins égale à un troisième seuil (DP3), et un quatrième obturateur (44) élastiquement sollicité contre la deuxième face (32) du corps plat, en regard de la quatrième série d'orifices, et n'autorisant une circulation de fluide à travers la quatrième série d'orifices (54), du premier volume (1) vers le deuxième (2), qu'en cas de surpression du premier volume, par rapport au deuxième, au moins égale à un quatrième seuil (DP4), de préférence supérieur au troisième (DP3). 4. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps plat (3) est traversé par une entretoise (6) assurant le maintien des obturateurs (41, 42, 43, 44) sur le corps plat (3). 5. Dispositif d'amortissement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'entretoise (6) comprend un organe central (60) de contention axiale, et au moins deux cales annulaires (61, 62) formant butées, enfilées sur l'organe central. 6. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que l'un au moins des premier et troisième obturateurs (41, 43) est constitué par un diaphragme sensiblement plan présentant une élasticité intrinsèque qui le maintient dans son plan. 7. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que l'un au moins des deuxième et quatrième obturateurs (42, 44) est appliqué sur le corps plat (3) par un ressort précontraint (71, 72) correspondant, prenant appui sur l'entretoise (6). 8. Dispositif d'amortissement suivant lune quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que le corps plat (3) est conformé en disque et en ce que l'un au moins des obturateurs (41, 42, 43, 44) est conformé en disque ou en couronne circulaire. 9. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième obturateurs (41, 42) présentent des premier et deuxième diamètres extérieurs respectifs, dont le deuxième est supérieur au premier. 10. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 7, caractérisé en ce que chaque ressort précontraint (71, 72) est conformé en étoile. 11. Dispositif d'amortissement suivant la revendication 10, caractérisé en ce que chaque ressort précontraint (71, 72) présente des branches arquées (710, 720). 12. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième obturateur (42) est disposé entre le premier obturateur (41) et le corps plat (3). 13. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et troisième obturateurs (41, 43) présentent respectivement des perçages (413, 431) en regard des troisième et première séries d'orifices (53, 51), en ce que le deuxième obturateur (42) présente des perçages (421, 423, 424) en regard des première, troisième et quatrième séries d'orifices (51, 53, 54), et en ce que le quatrième obturateur (44) présente des perçages (441, 442, 443) en regard des première, deuxième et troisième séries d'orifices (51, 52, 53). 14. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combinée à la revendication 3, caractérisé en ce que les première et troisième séries d'orifices (51, 53) occupent chacune une première surface du corps plat, en ce que les deuxième et quatrième séries d'orifices (52, 54) occupent chacune une deuxième surface du corps plat, et en ce que la deuxième surface est supérieure à la première. 15. Dispositif d'amortissement suivant lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est traversé par au moins un orifice de fuite (50) permettant une communication permanente des premier et deuxième volumes (1, 2) l'un avec l'autre. 16. Dispositif d'amortissement suivant lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque série d'orifices (51, 52, 53, 54) comprend au moins deux orifices.