Brevet FR2800141A1 — publié le 20010427

La présente invention concerne un amortisseur d'oscillations à force d'amortissement variable, comprenant un cylindre rempli d'un fluide d'amortissement, dans lequel est agencé un piston, fixé à une tige de piston, avec faculté de déplacement axial, qui subdivise le cylindre de travail en deux chambres de travail, dans lequel la force d'amortissement pour la direction de traction et la direction de compression est influencée au moyen de clapets anti-retour agissant dans la direction respective, et dans lequel il est prévu additionnellement une soupape d'amortissement dont l'effet d'amortissement est variable. On connaît déjà des amortisseurs d'oscillations hydrauliques réglables (par exemple du document DE 35 18 327 C2), dans lesquels le cylindre rempli d'un fluide d'amortissement est subdivisé en deux chambres de travail par un piston d'amortissement. Dans ce cas, le piston d'amortissement possède des soupapes amortissement pour la direction de traction et pour la direction de compression, qui assurent un amortissement de base de l'amortisseur d'oscillations. En outre, entre la chambre de travail supérieure et la chambre de travail inférieure est prévue une liaison de by-pass, dans laquelle on prévoit en série une valve dépendante de la pression et une valve réglable attaquée par un électroaimant. La valve réglable assure l'ouverture et la fermeture du by-pass, tandis que la valve sollicitée par un ressort laisse passer le fluide d'amortissement à partir d'une pression de base déterminée lorsque le by-pass est ouvert. Ces deux soupapes branchées en série agissent respectivement dans l'étage de traction et dans l'étage de compression, et elles fonctionnent en parallèle aux soupapes d'amortissement dans le piston d'amortissement lui-même. On connaît en outre des amortisseurs d'oscillations (DE 196 24 895 C I) qui comprennent un cylindre rempli de fluide d'amortissement, dans lequel est prévu un piston sur une tige de piston, en déplacement axial, et ce piston subdivise le cylindre en deux chambres de travail, et comporte les soupapes correspondantes pour l'amortissement de base. De plus, il est prévu, dans un by-pass à la périphérie extérieure du cylindre, une soupape d'amortissement agissant en fonction de la pression, dont la force d'amortissement agit, au moyen d'un actionneur, sur un corps de soupape d'isolement, à l'encontre de la force d'un ressort. Cette soupape d'amortissement est agencée en série, sur le plan hydraulique, avec une soupape de départ présentant un propre effet d'amortissement, de sorte que l'effet de la soupape d'amortissement variable se superpose à celui de la soupape de départ. L'objectif de l'invention est de perfectionner un amortisseur d'oscillations à force d'amortissement variable de telle manière que l'on améliore le comportement des véhicules vis-à-vis du roulis, c'est-à-dire du confort. Pour atteindre cet objectif, on prévoit selon l'invention que la soupape anti-retour et la soupape d'amortissement soient agencées en série pour chaque direction de pression. L'avantage dans ce mode de réalisation, c'est qu'en employant des mesures appropriées, on réduit la résistance de base de la soupape d'amortissement vis-à-vis de l'écoulement à un minimum, afin que les soupapes anti-retour raccordées en série participent de manière dominante à la réalisation d'une courbe caractéristique souple. Ainsi, on réalise une unité fonctionnelle dans laquelle les soupapes anti-retour raccordées en série produisent de façon dominante la courbe caractéristique souple déterminante pour le confort, et d'une manière appropriée vis-à-vis des besoins du véhicule, de sorte que la soupape d'amortissement n'agit plus que comme régulateur de force. Grâce à la soupape d'amortissement, on procède à un décalage de force vers la courbe caractéristique souple engendrée de façon dominante au moyen des soupapes anti-retour, et l'on produit ainsi un champ de caractéristiques avec les exigences souhaitées. Selon un autre une autre caractéristique essentielle, on prévoit que la soupape d'amortissement puisse être commandée depuis l'extérieur. Il est possible d'utiliser à cet effet des commandes pneumatiques, hydrauliques, électromagnétiques, piézoélectriques, à moteur électrique, et bien d'autres. Une autre réalisation prévoit que l'une au moins des soupapes anti- retour soit réalisée sous la forme d'une plaque à ressort, ou bien sous la forme d'une plaque de soupape chargée par un ressort. L'avantage, c'est ici que les caractéristiques de génération de force d'amortissement de ces soupapes anti-retour peuvent être obtenues par des soupapes d'amortissement traditionnelles d'un genre connu, par exemple avec des traversées constantes et des plaques à ressort, et qu'il est ainsi possible d'atteindre une adaptation désirée quant à la force d'amortissement. Selon une réalisation importante, on prévoit que la soupape d'amortissement puisse être pilotée. On prévoit alors avantageusement que la soupape d'amortissement pilotée soit attaquée par un électroaimant. On peut également prévoir des commandes comme celles qui sont décrites ci-dessus. Un autre mode de réalisation prévoit que les soupapes anti-retour soient reçues, conjointement avec les sièges de soupapes qui leur sont associés, dans le piston. Un mode de réalisation simple à réaliser sur le plan technique prévoit que les soupapes anti-retour soient préalablement montées avec leurs sièges de soupape associés sous forme d'une unité structurelle, et qu'elle soit fixée dans le piston par coopération de formes, par coopération de forces, ou bien par coopération de matière. Pour obtenir une unité structurelle compacte qu'il est éventuellement possible de monter préalablement de façon correspondante, on prévoit selon un mode de réalisation particulièrement judicieux que les soupapes anti-retour et la soupape d'amortissement soit agencée dans le piston. Selon une caractéristique essentielle, on prévoit que les soupapes anti- retour communiquent avec l'une des chambres de travail, et que la soupape d'amortissement commande au moins une liaison d'écoulement vers l'autre chambre de travail. Une autre réalisation prévoit que la soupape d'amortissement comporte un corps, piloté dans au moins une direction, et commandé directement dans la direction opposée. Des exemples de réalisation préférés de l'invention sont illustrés de façon schématique dans les dessins. Dans ces dessins la figure 1 montre un amortisseur d'oscillations, en coupe ; la figure 2 montre la soupape d'amortissement, conjointement avec les soupapes anti-retour branchées en série sur le plan hydraulique, en détail et en coupe à échelle agrandie ; et la figure 3 montre la faculté de concevoir les champs et les lignes caractéristiques dans leur principe, comme on l'obtient grâce à l'agencement de la soupape d'amortissement 3 et des soupapes anti- retour 1 et 2. L'amortisseur d'oscillations illustré dans la figure 1 comprend essentiellement le cylindre de travail 12 et le piston 4 fixé sur la tige de piston 11, de sorte que le piston 4 subdivise le cylindre de travail 12 en une chambre de travail supérieure 7 et une chambre de travail inférieure 8. La tige de piston 11 sort vers l'extérieur à travers l'unité d'étanchement/guidage 13. L'amortisseur d'oscillations lui-même est pourvu d'éléments de fixation 20 pour sa fixation d'une part sur la structure du véhicule, et d'autre part sur le train de roulement. L'étanchement du piston 4 vis-à-vis du cylindre de travail 12 est assurée par un élément d'étanchéité 17. Dans la figure 2, on a illustré la soupape d'amortissement 3 fixée sur la tige de piston 11, avec les soupapes anti-retour 1 et 2, ces dernières étant prévues dans le piston 4. La soupape anti-retour 1 est prévue pour la fonction dans l'étage de compression, tandis que la soupape anti- retour 2 est prévue pour la fonction dans l'étage de traction. Une soupape d'amortissement 3 est également agencée dans le piston 4, ou respectivement au niveau de la tige de piston 11, en série avec les soupapes anti-retour 1 et 2. Les soupapes anti-retour 1 et 2 sont agencées sur un corps de soupape 19 avec les sièges de soupape 5 et 6. À titre d'exemple, on a représenté la fixation des soupapes anti-retour 1 et 2 sur le corps de soupape 19 au moyen de liaison à vis 16. Cependant, on peut imaginer d'autres méthodes de fixation. Comme illustré à titre d'exemple, le corps de soupape 19 avec les soupapes anti-retour 1 et 2 est reçu dans le piston 4 par coopération de formes. La réception peut également avoir lieu par coopération de forces, par coopération de friction, ou encore par coopération de matières. L'étanchement du piston 4 vis-à-vis du cylindre de travail est assuré au moyen d'un élément d'étanchement approprié 17, comme illustré dans cet exemple. Le corps de soupape 10 de la soupape d'amortissement 3 coopère avec le siège de soupape 18. Dans cet exemple, ce siège est illustré sous forme d'un siège conique, mais on peut cependant imaginer d'autres réalisations appropriées. Au moyen de la soupape d'amortissement 3, pilotée depuis l'extérieur, il est possible de modifier la force hydraulique qu'il est nécessaire d'appliquer sur le corps de soupape 10 pour ouvrir la soupape, c'est-à- dire la résistance hydraulique de la soupape. La liaison d'écoulement entre la chambre de travail supérieure 7 et la chambre de travail inférieure 8 lorsque la soupape d'amortissement 3 est ouverte, c'est-à-dire lorsque le corps de soupape 10 se soulève depuis le siège 18 se produit, pour ce qui concerne l'étage de traction, via l'ouverture de passage 9, l'ouverture de passage 14, et la soupape anti-retour 2 du corps de soupape 19. Pour ce qui concerne l'étage de compression, la liaison d'écoulement se produit via l'ouverture de passage 15 et la soupape anti-retour 1, ainsi que l'ouverture de passage 9. Pour ce qui concerne la faculté de conception des courbes caractéristiques et/du champ de caractéristiques, décrite dans son principe à la figure 3, on observe que la courbe caractéristique souple, déterminante vis-à-vis du confort dans l'étage de traction et dans l'étage de compression, est produite de façon dominante grâce aux caractéristiques de la soupape anti-retour 1 pour l'étage de compression et grâce aux caractéristiques de la soupape anti- retour 2 pour l'étage de traction. Â l'aide du mode de fonctionnement, en gradins ou continu, de la soupape d'amortissement 3, il est possible alors de procéder à la commutation d'un décalage de pression, c'est-à- dire d'un décalage de force, sur la courbe caractéristique souple, de sorte qu'il en résulte un réseau de courbes caractéristiques, ou bien un champ continu de courbes caractéristiques pour la fonction de l'étage de traction et celle de l'étage de compression. Parmi diverses caractéristiques complémentaires optionnelles de l'invention, on citera - l'une au moins des soupapes anti-retour 1, 2 est réalisée sous forme de plaque à ressort, ou bien sous forme de plaque de soupape chargée par un ressort ; - la soupape d'amortissement 3 est susceptible de recevoir une commande préliminaire ; - la soupape d'amortissement 3 à commande préliminaire est attaquée par un électroaimant ; - les soupapes anti-retour 1, 2 sont préalablement montées, avec leurs sièges de soupapes associés 5, 6 sous forme d'une unité structurelle ; - les soupapes anti-retour 1, 2 communiquent avec l'une des chambres de travail 7, 8, et la soupape d'amortissement 3 influence au moins une liaison d'écoulement 9 vers l'autre chambre de travail 8, 7 ; - la soupape d'amortissement 3 comporte un corps 10 de soupape, soumis à une commande préliminaire dans une direction, et commandé directement dans la direction opposée. Liste des numéros de référence 1. Soupape anti-retour 2. Soupape anti-retour 3. Soupape d'amortissement 4. Piston 5. Siège de piston 6. Siège de piston 7. Chambre de travail 8. Chambre de travail 9. Ouverture de passage 10. Corps de soupape 11. Tige de piston 12. Cylindre de travail 13. Unité d'étanchement/guidage 14. Ouverture de passage 15. Ouverture de passage 16. Liaison vissée 17. Élément d'étanchement 18. Siège de soupape 19. Corps de soupape 20. Élément de fixation F. Force d'amortissement V. Vitesse relative d'amortissement Revendications 1. Amortisseur d'oscillations à force d'amortissement variable, comprenant un cylindre (12) rempli de fluide d'amortissement, dans lequel est agencé un piston (4), avec faculté de translation axiale, fixé sur une tige de piston (11) et subdivisant le cylindre de travail (12) en deux chambres de travail (7, 8), dans lequel la force d'amortissement pour la direction de traction et pour la direction de compression est influencée au moyen de soupapes anti-retour (1, 2) agissant dans la direction respective, et dans lequel il est en outre prévu une soupape d'amortissement variable (3) quant à son effet d'amortissement, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (1, 2) et la soupape d'amortissement (3) sont agencées en série pour chaque direction de pression. 2. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape d'amortissement (3) est susceptible d'être pilotée depuis l'extérieur. 3. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une au moins des soupapes anti-retour (l, 2) est réalisée sous forme de plaque à ressort, ou bien sous forme de plaque de soupape chargée par un ressort. 4. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape d'amortissement (3) est susceptible de recevoir une commande préliminaire. S. Amortisseur d'oscillations que selon la revendication 4, caractérisé en ce que la soupape d'amortissement (3) à commande préliminaire est attaquée par un électroaimant. 6. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (1, 2) sont reçues dans le piston (4), conjointement avec les sièges de soupapes qui leur sont associés. 7. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (1, 2) sont préalablement montées, avec leurs sièges de soupapes associés (5, 6) sous forme d'une unité structurelle, et en ce qu'elles sont fixées dans le piston par coopération de formes, par coopération de forces, ou encore par coopération de matières. 8. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (1, 2) et la soupape d'amortissement (3) sont agencées dans le piston (4). 9. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes anti-retour (1, 2) communiquent avec l'une des chambres de travail (7, 8), et en ce que la soupape d'amortissement (3) influence au moins une liaison d'écoulement (9) vers l'autre chambre de travail (8, 7). 10. Amortisseur d'oscillations selon la revendication 9, caractérisé en ce que la soupape d'amortissement (3) comporte un corps (10) de soupape, soumis à une commande préliminaire dans une direction, et commandé directement dans la direction opposée.