Brevet FR2811729A1 — publié le 20020118

La présente invention concerne de façon générale le domaine des systèmes 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 second volumes de fluide hydraulique, ce dispositif comprenant un séparateur cylindrique présentant un axe principal et portant des moyens de clapet anti-retour tarés de premier et second types à flux mutuellement croisés et un palier d'étanchéité périphérique de premier diamètre séparant les deux volumes de fluide, les moyens de clapet du premier type comprenant une première série de canaux traversant le séparateur et un premier obturateur à lame flexible disposé dans le premier volume de fluide et élastiquement sollicité vers une première face axiale du séparateur, et les moyens de clapet du second type comprenant une seconde série de canaux traversant le séparateur et un second obturateur à lame flexible disposé dans le second volume de fluide et élastiquement sollicité vers une seconde face axiale du séparateur. Les dispositifs de ce type sont bien connus dans l'art antérieur, notamment pour leur utilisation dans les suspensions de véhicules automobiles, et sont par exemple illustrés par les documents de brevets FR - 2 609 131 et FR - 2 767 373. 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 consiste à dissiper l'énergie des oscillations par un laminage d'huile entre deux chambres. Pour ce faire, et comme le montrent les documents de brevets précédemment cités, l'huile est contrainte à ne pouvoir passer de l'une de ces chambres à l'autre qu'à travers des canaux calibrés, dont certains au moins sont obturés par des lamelles métalliques élastiques ou diaphragmes élastiquement déformables qui ne peuvent être déplacés de leur position de repos que par une force minimale non nulle, et qui n'autorisent donc un 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 deux chambres. Cette conception souffre cependant d'une contrainte de réalisation qui réside dans le fait que les canaux qui forment les deux séries de canaux à flux croisés ne peuvent être correctement bouchés par les obturateurs que s'ils sont disposés à la périphérie des faces axiales du séparateur. Or, cette contrainte, qui tend à réduire le rapport de l'aire totale des canaux à l'aire de chacune des faces axiales du séparateur, impose en pratique de disposer les canaux des deux séries en quinconce, et de ménager des variations de section le long des canaux et / ou d'accepter des pertes de charges indésirables élevées. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif d'amortissement permettant de s'affranchir de cette contrainte de réalisation. 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 que les première et seconde faces axiales du séparateur sont creusées pour définir des première et seconde chambres respectives bordées par des premier et second sièges annulaires respectifs de clapet, qui présentent un diamètre maximal inférieur au premier diamètre, et sur lesquels s'appuient respectivement les premier et second obturateurs, en ce que les canaux de la première série relient la première chambre à des interstices radiaux s'ouvrant dans le second volume de fluide entre le second obturateur et le palier, et en ce que les canaux de la seconde série relient la seconde chambre à un interstice annulaire s'ouvrant dans le premier volume de fluide entre le premier obturateur et le palier. Grâce à cet agencement, qui permet au dispositif de l'invention de ne comporter que deux sièges annulaires, l'obturation de ces derniers est simple à réaliser, d'autant plus que ces sièges peuvent présenter un diamètre relativement important et une symétrie axiale. Par ailleurs, les canaux peuvent traverser le séparateur pratiquement à n'importe quel endroit, de sorte que les première et seconde séries de canaux peuvent être réparties sur deux rangées, ou même plus de deux rangées, autour de l'axe principal. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les premier et second obturateurs sont appliqués sur les premier et second sièges annulaires respectifs de clapet par une précontrainte élastique que leur imprime une broche de maintien sous contrainte traversant axialement le séparateur et les obturateurs, et portant des première et seconde butées qui contraignent les deux obturateurs à se rapprocher l'un de l'autre. Pour simplifier la fabrication du séparateur, ce dernier peut comprendre un corps cylindrique traversé par les canaux et un couvercle rapporté, ce couvercle étant appliqué sur le corps cylindrique, définissant la première ou la seconde chambre, et étant traversé par au moins un perçage reliant cette chambre aux canaux de la première ou de la seconde série de canaux. Pour pouvoir facilement modifier à volonté les lois d'écoulement du fluide entre les deux volumes, le dispositif de l'invention peut aussi comprendre, notamment, des premier et second disques de maintien sous contrainte élastiquement flexibles et respectivement superposés aux premier et second obturateurs, chaque disque étant coaxial à l'obturateur respectif, élastiquement appliqué contre lui, de diamètre inférieur ou égal au diamètre de l'obturateur respectif, et externe à la chambre obturée par l'obturateur respectif. Dans ce cas, il est possible, en utilisant une broche de maintien sous contrainte équipées de deux butées, de faire en sorte que les disques de maintien sous contrainte, les obturateurs, le corps cylindrique et le couvercle rapporté soient enserrés entres les première et seconde butées sous contrainte élastique par flexion des obturateurs et des disques. Dans le mode de réalisation le plus simple et le plus efficace du dispositif de l'invention, les premier et second sièges annulaires de clapet sont conformés en couronnes circulaires. Enfin, le couvercle rapporté présente de préférence une symétrie axiale, afin de ne pas nécessiter d'indexage lors de l'assemblage. 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 en coupe longitudinale du dispositif de l'invention, c'est-à-dire une vue en coupe réalisée dans un plan qui contient l'axe principal; et - La figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de l'invention, et plus précisément une vue en coupe réalisée suivant l'incidence repérée par les flèches II-II de la figure 1, et à échelle réduite. 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 séparateur 3, ce dernier étant interposé entre ces deux volumes. Ce séparateur 3, qui prend par exemple la forme d'un cylindre centré sur un axe principal X, présente deux faces 31, 32 respectivement tournées vers les volumes 1 et 2, et est traversé par deux séries de canaux, à savoir des canaux 40 et des canaux 50. Ce séparateur 3 porte un palier d'étanchéité périphérique 6 qui présente un diamètre Dl et qui sépare les deux volumes de fluide 1, 2, et des clapets anti- retour tarés qui font plus spécifiquement l'objet de l'invention. Ces clapets anti-retour appartiennent à un premier ou à un second type, selon qu'ils interdisent un flux de fluide du premier volume 1 vers le second volume 2, ou un flux de fluide du second volume 2 vers le premier volume 1. Les clapets du premier type comprennent, outre la série des canaux 40 qui traversent le séparateur 3, un premier obturateur 41 à lame flexible qui est disposé dans le premier volume de fluide 1 et qui est élastiquement sollicité vers la face axiale 31 du séparateur 3. De façon semblable, les clapets du second type comprennent, outre la série des canaux 50 qui traversent le séparateur 3, un second obturateur 52 à lame flexible qui est disposé dans le second volume de fluide 2 et qui est élastiquement sollicité vers la face axiale 32 du séparateur 3. Selon un premier aspect de l'invention, les deux faces axiales 31 et 32 du séparateur 3 sont creusées pour définir des chambres respectives 310 et 320, qui sont bordées par des sièges annulaires de clapet respectifs 311 et 322 prenant de préférence la forme de couronnes circulaires. Les sièges 311 et 322 présentent un diamètre maximal D qui est inférieur au diamètre Dl du séparateur, et offrent respectivement un appui aux obturateurs 41 et 52. Selon un second aspect de l'invention, les canaux 40 de la première série de canaux relient la chambre 310 à des interstices radiaux 22 qui s'ouvrent dans le second volume de fluide 2 entre le second obturateur 52 et le palier 6. Et selon un troisième aspect de l'invention, les canaux 50 de la seconde série de canaux relient la chambre 320 à un interstice annulaire 11 qui s'ouvre dans le premier volume de fluide 1 entre le premier obturateur 41 et le palier 6. Comme le montre la figure 2, les première et seconde séries de canaux 40 et 50 peuvent être réparties sur deux rangées, ou plus de deux rangées, autour de l'axe principal X, de sorte que les pertes de charges subies par le fluide et dues à la traversée du séparateur 3 peuvent être considérablement réduites. Les obturateurs 41 et 52 sont par exemple appliqués sur les sièges de clapet respectifs 311 et 322 par une précontrainte élastique que leur imprime une broche de maintien sous contrainte 7 traversant axialement le séparateur 3 et les obturateurs 41 et 52, et portant des butées 71 et 72 qui contraignent les obturateurs 41 et 52 à se rapprocher l'un de l'autre. Pour permettre une réalisation aisée du séparateur 3, ce dernier est de préférence constitué par un corps cylindrique 30 traversé par les canaux 40 et 50, et par un couvercle rapporté 300. Ce couvercle rapporté, qui définit l'une ou l'autre des chambres 310 et 320, par exemple la chambre 320, est traversé par un ou plusieurs perçages, tels que 302, qui relient cette chambre 320 aux canaux 50 de série de canaux correspondante, et est appliqué sur le corps cylindrique 30 avec une force élastique suffisante pour permettre au corps cylindrique 30 et au couvercle rapporté 300 de se comporter, vis-à-vis du fluide hydraulique, comme une seule pièce. Pour ce faire, le dispositif d'amortissement de l'invention comprend avantageusement des disques de maintien sous contrainte, tels que 81, 82, 83, et 84, élastiquement flexibles et appuyés sur les obturateurs 41 et 52, à l'extérieur des chambres 310 et 320. Plus précisément, les disques 81 et 83 sont coaxiaux à l'obturateur 41 et élastiquement appliqués contre lui, le disque le plus externe 83 ayant un diamètre inférieur au diamètre du disque intermédiaire 81, qui a lui-même un diamètre inférieur au diamètre de l'obturateur 41. De même, les disques 82 et 84 sont coaxiaux à l'obturateur 52 et élastiquement appliqués contre lui, le disque le plus externe 84 ayant un diamètre inférieur au diamètre du disque intermédiaire 82, qui a lui-même un diamètre inférieur au diamètre de l'obturateur 52. Comme le montre la figure 1, les disques de maintien sous contrainte 81 à 84, les obturateurs 41 et 52, le corps cylindrique 30, et le couvercle rapporté 300 sont enserrés entres les butées 71 et 72 de la broche 7 et sont soumis à une contrainte élastique qui résulte essentiellement de la flexion des obturateurs 41 et 52, et des disques 81 à 84. Comme le montre également cette figure, l'une des butées 71 de la broche 7 peut être constituée par un épaulement de celle-ci, l'autre butée 72 pouvant être constituée par une rondelle maintenue par un écrou. Par ailleurs, les obturateurs 41 et 52 s'appuient sur les parties centrales des faces axiales respectives 31 et 32 par l'intermédiaire de cales de compensation respectives 91 et 92. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Dans la mesure o les fluides hydrauliques sont très peu compressibles, la pression régnant à chaque instant dans le volume 2 est également la pression qui règne dans chaque interstice radial 22, dans les canaux , et dans la chambre 310. De même, la pression régnant à chaque instant dans le volume 1 est également la pression qui règne dans l'interstice annulaire 11, dans les canaux 50, et dans la chambre 320. Ainsi, lorsque la pression du fluide hydraulique dans le volume 2 augmente jusqu'à un point o la force qu'exerce cette pression dans la chambre 310 dépasse la force élastique avec laquelle l'obturateur 41 est appuyé sur le siège de clapet 311, cet obturateur est déplacé par le fluide présent dans la chambre 310 et autorise ainsi le passage d'un certain volume de ce fluide du volume 2 vers le volume 1. De façon semblable, lorsque la pression du fluide hydraulique dans le volume 1 augmente jusqu'à un point o la force qu'exerce cette pression dans la chambre 320 dépasse la force élastique avec laquelle l'obturateur 52 est appuyé sur le siège de clapet 322, cet obturateur est déplacé par le fluide présent dans la chambre 320 et autorise ainsi le passage d'un certain volume de ce fluide du volume 1 vers le volume 2. Comme le déplacement des obturateurs 41 et 52 et le laminage du fluide passant entre ces obturateurs et les sièges de clapets correspondants exigent une quantité d'énergie non nulle, le dispositif décrit amortit les oscillations de pression entre les volumes de fluide 1 et 2. En dépit de la simplicité de sa structure, ce dispositif permet de régler indépendamment l'une de l'autre les pressions qui conduisent respectivement au déplacement des obturateurs 41 et 52, ce réglage pouvant notamment être obtenu, par exemple, par le choix du diamètre interne des chambres 310 et 320, par l'épaisseur des obturateurs 41 et 52 et des cales 91 et 92, et par le nombre de disques de maintien en contrainte, ainsi que leurs diamètres et leurs épaisseurs respectives. Bien que les obturateurs et les disques soient a priori réalisés en acier, il n'est pas non plus exclu d'utiliser d'autres matériaux, et / ou des aciers de nuances différentes pour les clapets supérieur et inférieur. Enfin, il est possible de privilégier l'un par rapport à l'autre les flux croisés entre le volume 1 et le volume 2 en augmentant la surface totale des canaux de la série correspondante de canaux 40 ou 50 par rapport à la surface totale des canaux de l'autre série 50 ou 40. REVENDICATIONS. 1. Dispositif d'amortissement à laminage hydraulique pour amortir des oscillations de pression s'exerçant entre des premier et second volumes (1, 2) de fluide hydraulique, ce dispositif comprenant un séparateur cylindrique (3) présentant un axe principal (X) et portant des moyens de clapet anti-retour tarés de premier et second types à flux mutuellement croisés et un palier d'étanchéité périphérique (6) de premier diamètre (Dl) séparant les deux volumes de fluide (1, 2), les moyens de clapet du premier type comprenant une première série de canaux (40) traversant le séparateur (3) et un premier obturateur (41) à lame flexible disposé dans le premier volume de fluide (1) et élastiquement sollicité vers une première face axiale (31) du séparateur (3), et les moyens de clapet du second type comprenant une seconde série de canaux (50) traversant le séparateur (3) et un second obturateur (52) à lame flexible disposé dans le second volume de fluide (2) et élastiquement sollicité vers une seconde face axiale (32) du séparateur (3), caractérisé en ce que les première et seconde faces axiales (31, 32) du séparateur (3) sont creusées pour définir des première et seconde chambres respectives (310, 320) bordées par des premier et second sièges annulaires respectifs de clapet (311, 322), qui présentent un diamètre maximal (D) inférieur au premier diamètre (D1), et sur lesquels s'appuient respectivement les premier et second obturateurs (41, 52), en ce que les canaux (40) de la première série relient la première chambre (310) à des interstices radiaux (22) s'ouvrant dans le second volume de fluide (2) entre le second obturateur (52) et le palier (6), et en ce que les canaux (50) de la seconde série relient la seconde chambre (320) à un interstice annulaire (11) s'ouvrant dans le premier volume de fluide (1) entre le premier obturateur (41) et le palier (6). 2. Dispositif d'amortissement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde séries de canaux (40, 50) sont réparties sur au moins deux rangées autour de l'axe principal (X). 3. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et second obturateurs (41, 52) sont appliqués sur les premier et second sièges annulaires respectifs de clapet (311, 322) par une précontrainte élastique que leur imprime une broche de maintien sous contrainte (7) traversant axialement le séparateur (3) et les obturateurs (41, 52), et portant des première et seconde butées (71, 72) qui contraignent les deux obturateurs (41, 52) à se rapprocher l'un de l'autre. 4. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le séparateur (3) comprend un corps cylindrique (30) traversé par les canaux (40, 50) et un couvercle rapporté (300), ce couvercle étant appliqué sur le corps cylindrique (30), définissant la première ou la seconde chambre (320), et étant traversé par au moins un perçage (302) reliant cette chambre (320) aux canaux (50) de la première ou de la seconde série de canaux (40, 50). 5. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins des premier et second disques de maintien sous contrainte (81, 82, 83, 84) élastiquement flexibles et respectivement superposés aux premier et second obturateurs (41, 52), chaque disque (81, 82, 83, 84) étant coaxial à l'obturateur (41, 52) respectif, élastiquement appliqué contre lui, de diamètre inférieur ou égal au diamètre de l'obturateur respectif (41, 52), et externe à la chambre (310, 320) obturée par l'obturateur respectif (41, 52). 6. Dispositif d'amortissement suivant les revendications 3, 4, et 5, caractérisé en ce que les disques de maintien sous contrainte (81, 82, 83, 84), les obturateurs (41, 52), le corps cylindrique (30) et le couvercle rapporté (300) sont enserrés entres les première et seconde butées (71, 72) sous contrainte élastique par flexion des obturateurs (41, 52) et des disques (81, 82, 83, 84). 7. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et second sièges annulaires de clapet (311, 322) sont conformés en couronnes circulaires. 8. Dispositif d'amortissement suivant l'une quelconque des revendications précédentes combiné à la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle rapporté (300) présente une symétrie axiale afin de ne pas nécessiter d'indexage angulaire lors de l'assemblage.