Brevet FR2824372A1 — publié le 20021108

millimètres. La pr@sente inveLion concerne un agencement d'amortisement des mouvemenLs d'une masse par rapporL un supporL eL, en parLiculier, un agencemenL d'amorLiGemenL des mouvements de la masse des roues et d'une parLie de l'essieu d'un vhicule auLomobile par rapport la caisse de celui-ci. On connalt, dans l'tat de la technique, des agencementG d'amortissement du type comprenant un carLer cylindrique ferm empli d'un tluide hydraulique eL dans lequel eGL montd un pisLon qui dlimiLe, dans le carter, une premiAre chambre et une deuxiAme chambre eL qui esL [ix une extrdmit d'une tige axialement dplagable dans le carLer, le carLer et l'autre extrdmitd de la Lige ALanL deGLins tre [ixs l'un au support eL l'auLre la masse, des moyens de mise en communicaLion des premi@re eL deuxiAme chambres, eL un module de laminage du fluide enLre les premire eL deuxime chambreG. [orGu'ils sonL destin@s constiLuer un lment de SuGpensiOn d'un vhicule automobile, les agencementG d'amorLiGGemenL de ce Lype visenL minimiser les mouvemenLs du vhicule tace aux sol l iciLaL ions de la route, limiter les vibrations reGGentieG par les occupants et maximiGer le contact entre la roue eL le sol. Ainsi, ces agencementG d'amortissemenL doivenL fournir un niveau d'effort suffisamment levA 1OG qu'ils sont Goumis des sollicitaLionG engendrant des mouvemenLs de caiGGe eL de roue pour aGGurer une tenue de route optimale, eL suffisammenL faible lors qu'ils GonL soumis des solliciLaLionG engendranL des vibraLionG dans la caiGGe du vhicule pour asGurer un conforL opLimum. C@ndralemenL, ce comporLemenL eGL obtenu en uLilisanL des amorLisseurs diLs acLifG, c'eGt--dire des amortiGGeurs pourvus de moyens logiciels eL maLriels capables de faire varier la force d'amorLisemenL en fonction des sollicitations. Ce Lype d'agencemenL d'amorLissemenL amliore consid{rablemenL le comporLemeL rouLier du vhicule. I1 prdsenLe cependanL un inconvnienL majeur, dO au faiL qu'il ncessiLe de prdoir des capLeurs eL des moyens de calcul appropris qui LendeL augmenLer considrablemenL le co0L de revienL d'u Lel agencemenL. Le buL de l'invenLion eL de pallier ceL inconvnienL. Elle a donc pour objeL un agencemenL d'amorLissemenL du Lype prciL@, essenLiellemenL caracLAris en ce que le module de laminage comporLe un Liroir mcnLd aialemenL dplagable dans un alsage pourvu d' au moins un canal d'4coulemenL de tluide, enLre une premiAre posiLion, dans laquelle il repose sur une porL6e de manire obLurer le canal eL une deuxiAme poGiLion dans laquelle il esL espac de la poL@e eL dlimiLe avec celle-ci un passage de laminage d@ouchanL dans le canal, lediL module de laminage comporLanL en ouLre des moyes pour crer une perLe de charge dans le Eluide ciculanL dans le module eL pour appliquer une pression ditt6renLielle ainsi crde de parL eL d'auLre du Liroir de mani@re provoquer le dplacemenL de ce dernier. O modifie alors l'amorLissemenL procurd par l'agencemenL en toncLion de la viLesse du tluide dans le carLer eL donc en foncLion de la viLesse de dplacemenL du pisLon dans ce dernier. CeL agencemenL d'amorLissemenL peuL galemenL comporLer une ou plusieurs des caracLrisLiques suivanLes, prises isolmenL ou selon LouLes les combinaisons LechniquemenL possibles: - le module de laminage comporLe ue carLouche place sur le LajeL du fluide enLre les premiAre eL deuxiAme chambres eL pourvue, respecLivemenL en amonL eL en aval, en considranL le sens d'@coulemenL de fluide, d'une parL, d'une ouverLure, gui communique avec l'une desdiLes chambres, eL, d'auLre parL, dudiL canal, qui communigue avec 1'auLre chambre, le Liroir comporLanL deux extrdmits mutuellement opposes motes de maiAre coulissate respectivement pa rapport un GiAge port par la cartouche et das ledit alage; - le siAge et l'alAsage dlimitent chacu, conjointement avec une face d'extrdmit respective du tiroir, une cavitd das laguelle r@gne ue pressico contrClat le dAplacement du tiroir; - le si@ge est pouru d'au moins un canal G' tendanL partir d'une zone de la cartouche place en aval de ladite ouverture et dbouchant dans la cavit et d'orifices traverants calibrds, le tiroir Atant pourvu d'une canalisation de section rAtrcie s'Atendant partir d'une zone de la cartouche place sous l' influence des orifices calibrds et dbouchant dans la cavitd de l'al6sage; - le tiroir est constituA par une association de deux lments de tiroir monts de mani@re couliGGante reGpectivement dans le siAge et dans 1'al4sage et pourvus chacun d'un conduit interne, les lAments de tiroir {tant raccord4s par l'intermdiaire de ladite canalisation calibrde de mani@re crder une perte de charge dans le fluide ciculant d'un {lment vers l'autre; - il comporte en outre un ensemble mobile formant batteur mont entre leG lments de tiroir; 2s - ledit enemble comporte une maGGeloLte orLe par deux reGGorts montAs sur les faces en regard deG lments . de tlrol; - les cavit@s sont pourvueG de reGGortG respectifs sur leGquels repose le tiroir; - il comporte en outre un corps interne solidaire du carter et sur lequel est monte la cartouche, ledit COpG tant dot d'un tube cylindrique dont une premi6re extrmit est place dans la tige du piGton, ccaxialement cette derni@re, et dont une deuxime extrdmit communique avec l'ouverture de la carLouche, eL d'un paGGage ui eGL siLu en aval dudiL canal eL qui dbouche dans une chambre de compensation des variationG de volume desdites chambres, la tige du piston étant pourvue d'orifices autorisant un écoulement de fluide vers le tube cylindrique lors de phases de détente de l'agencement d'amortissement; le corps est pourvu d'un premier ensemble de conduits communiquant avec l'une desdites chambres et avec le tube cylindrique et pourvus de moyens à clapet passants vers ce dernier et un deuxième ensemble de conduits s'étendant de l'aval dudit canal jusqu'à ladite chambre et pourvus de moyens à clapet passants en direction de cette dernière. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un agencement d'amortissement selon la présente invention; et la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle de l'agencement d'amortissement de la figure 1, illustrant la constitution de la cartouche du module de laminage. Sur la figure 1, on a représenté un agencement d'amortissement d'une masse par rapport à un support selon l' invention, désigné par la référence numérique générale 10. Dans l'exemple de réalisation considéré, cet agencement est destiné à constituer un élément de suspension d'un véhicule automobile. Il comporte un axe de symétrie X-' supposé vertical. L'agencement 10 est essentiellement constitué d'un carter 12 généralement cylindrique et d'une tige 14 montée axialement déplaçable dans le carter 12 et à une extrémité de laquelle est fixé un piston 16. Le carter 12 est empli d'un fluide hydraulique approprié pour l'utilisation envisagée. Il est. par s exemple, monLd sur la masse des roues et d'une parLie de l'essieu d'un vhicole automoLile (non reprdsets). L'autre extrdmit de la tige est par exemple, quant elle, monte sur la caisse du vhicule (non rerdsenL@e). Le pisLon 16 dlimiLe, dans le carLer 12, une premiAre chambre 18 et une deuxime chambre 20. I1 coulisse par ses faces intArieure et ext6rieure entre deux sufaces cylidriques coaxiales, formes respecLivemenL par un Lube cylindrique inL4rieur 22, gui s'ALend partiellemenL l'inLdrieur de la tige 14, eL par la paroi inLrieure 24 du carLer 12. Le Lube inL6rieur 22 esL porLA par un corps 26 inLerne gndralemenL cylindrique solidaire de la paroi 1S intrieure 24 du corps 12. Ce corps 26 dlimite la deuxime chambre 20, conjoinLemenL avec la paroi inL6rieure du corps 12, avec le tube 22 et avec le piston 16. La paroi it6rieure 24 du carter 12 est borde extArieuremenL par une paroi ext6rieure 28. Ces parois 24 et 28 dlimitent enLre elles une chambre annulaire 30 de compensation des variations du volume total des premiAre et deuxime chambres engendrdes lors du dplacement de la tige 14 dans le carter. L'agencement 10 est dalement pouru de moyens permeLLanL le transfert du fluide bydraulique enLre les premi@re eL deuxiAme chambres 18 et 20 eL la chambre de compensation 30. A cet effet, la Lige de piston 14 est pourue d'orifices, tels gue 32, assurant la mise en communicaLion de la premire chambre 18 avec le volume inLrieur de la Lige 14 eL du tube intrieur 22. De mame, le corps 26 est pouru d'un premier ensemble de conduiLs, Lels que 34, s'6tendat entre la deuxiAme chambre 20 et un passage axial 36 du corps 26, qui s'tend ccaxialement au tube int6rieur 22 et qui communique avec ce dernier, et d'un deuxiAme ensemble de conduiLs, tels que 38, s'@tendant entre la deuxime chambre 20 et un compartiment inf6rieur 40. [es premier et deuxiAme ensembles de conduits 34 et 38 sont chacun pourvus de clapets, tels que 42. Les clapets 42 du premier ensemble de conduits 34 sont agencs de maniAre autoriser un coulemenL de fluide de la deuxime chambre 20 vers le passage aial 36, tandis que les clapeLs 42 du deuxime ensemble de conduits 38 sont agencs de maniAre autoriser un {coulement de fluide du compartiment infrieur 40 vers la deuxime chambre 20. Enfi, l'agencement d'amortissement 10 est pourvu d'un module 44 de laminage plac dans le compartiment infrieur 40 du carter 12, sur le trajet du tluide entre les premiAre et deuxime chambres et la chambre de compensation 30. En se rdtrant plus particuliArement la tigure 2, le module de laminage 44 est essentiellement constitud par ue cartouche 46 tixe sur le corps 26. La cartouche 46 comporte ne one d'extrdmitd suprieure ouverte 48 dans laquelle est mnag le paGGage axial 36 et, en partie intrieure, un ensemble de canaux, tels que 52, dbouchant dans le compartiment intrieur , lequel communique, par 1'intermdiaire d'un paGGage s4, avec la chambre de compenGation 30. Etre les parties supArieure et intrieure, la cartouche 46 est pourvue d'un sige 56 dans lequel eGt montd de maniAre axialement dplagable un premier lment 58 d'un tiroir dplagable dans la cartouche. Extrieurement, le GiAge 56 est pourvu d'un enGemble d'oriticeG traverGants 60 calibrG. Chaque oritice 60 comporte une premire partie 60a tormant un paGGage de tluide de Gection accrue, et, en aval, une deuxime partie 60b de section rtrcie. En ce qui concerne la partie intrieure, la paroi de la cartouche 46 torme un al@sage 62 dans lequel est montd de mani@re axialemenL dplagable un deuxiAme lmenL de tiroir 64. Plus particuli@rement, le deuxime lment de tiroir 64 est montd dplagable dans l'al6sage 62 enLre une premi@re posiLion, reprdsente sur la tigure 2, dans laquelle il repose sur ue porLe 66 forme par un paulement annulaire de la paroi de la cartouche 46, et une deuxiAme posiLion (non repr@GenL@e) dans lauelle il autorise un coulement de fluide Lavers les canaux 52, eL forme avec la porL6e 66 un passage de laminage du fluide permeLLanL de rgler l'efforL d'amorLissemenL de l'agencemenL 10. Le deuxime lmenL de Liroir 64 est pourvu d'un conduit iterne axial 68 dbouchat, en partie infrieure, dans une cavitd 70 mnage dans le fond de 1'alsage, laquelle eL pourvue d'u ressort 72 sollicitant l'AlAment de tiroir 64 en appui contre la porte 66. En ce qui concerne le siAge 56, celui-ci est pouru d'un premier canal 74 calibrA s'Atedant partir de la premidre partie 60a de secLion accrue vers une caviL 76 dlimiL6e par le sige 56 et le premier lmet de Liroir 58, et d'un deuxiAme canal 78 s'6tendant partir de la deuxiAme partie 60b et dbouchanL inL5rieuremenL dans la caviLd 76 en regard d'un cooduiL interne 80 mnag dans le premier {lment de tiroir 58. Ce conduit 80 communigue avec le coduiL axial 68 du deuxime lmenL de tiroir par l'inLermdiaire d'une canalisaLion 82 calibre crdant une parte de charge danG le fluide circulant entre les deux lments de tiroir. Un reGGort 84 est placA danG le fod de la cavitd du sige 56 et sollicite le premier Liroir 58 vers le bas. Enfin, le module de laminage qui vienL d'@Lre dcriL est complt par u ensemble mobile formant batteur, d6Gignd par la rfArence numrique gAnArale 86. Cet esemble 86 esL esentiellemeoL CoGtitUd par une masseloLte 88 de masse m mote de mani@re coulissante autour de la canalisation 82 et par deux reGGorLG 92 eL 94 de raideur k iterpos6s chacun entre la masseloLte et un Alment de Liroir. Ce systme mobile constitue un Gystme d'6touffement des vibrations. n choiGissant de manire appropride la masse m de la masseloLte et la raideur k des reGGorts, il est poGGible de caler la fr6quence de rdsonance du batteur 86 sur celle, note f, du GystAme r@Gonnant conGtitud par les roues et les pneumatiques du vhicule, c'est-- dire sur le mode dit de reLond de roue >, habituellement situd entre 10 eL 20 hert, de maniAre absorber leG VibratiOns engendrdeG cette frAquence. De fagon gndrale, ce mode de fonctionemenL est obLenu lorsque la raideur k des ressorLG et la valeur m de la masse de la masseloLte satiGfont l'{quation, =/ Pien entendu, il est galement possible de rgler le baLLeur 86 sur une autre valeur de fr4quence, par exeple ur une valeur gale au double de la fr6quence correspondant au mode de reLond de roue de maniAre faire varier le comportemenL de 1'agencement sur cette frduence, en particulier en augment ant l'amortiGGement, ou encore de rgler le batteur 86 sur une autre frduence de maniAre absober toute vibration suGcepLible d'apparaitre cette frquence. On dcrira ci-aprAs le fonctionnemenL de l'agencemenL d'amortissement qui vient d'6tre dcrit et reprsent sur les figures 1 et 2. On a reprdsentd par les flAches F1 et F2 le trajet du fluide hydraulique, respectivement lors d'une phase de compression de 1'agencemenL eL lors d'une phase de d4Lente de l'agencemenL. Comme on le voiL, en mode de compresGion eL de dLenLe de l'agencemenL, le fluide hydraulique cicule dans le mme ses Lavers le module de laminage. Comme on le congoiL, dans ce dernier, le fluide emplissanL la caviLd 76 du siAge 56 se prdsenLe une ..., presslon volslne de celle qu1 regne en enLree de ce module. Au conLaire, dans les orifices 60, il subiL une erLe de charge eL une diminuLion de pression conscuLive. Dans la caviLd infArieure 70, le fluide se siLue une pression qui correspond la pression rgnaL dans les orifices 60 eL la perLe de charge engendrde par le passage de ce fluide du premier {lmenL de Liroir vers le deuxiAme lmenL de Liroir puis dans la caviLd 70, Lavers la canalisaLion 82. Comme on le congoiL, la pression rAgnaL dans la caviLd 70 esL inf4rieure la pression en aval des orifices 60. D@s lors, l'efforL exerc sur la face supArieure du deuxiAme Liroir 64 esL suprieur celui exercA sur sa face infrieure. Le deuxiAme Liroir esL d6 lorG d6lac de manire ouvrir un passage en direcLion des canaux 52, Lravers lequel le fluide esL lamind d'une maniAre connue en soi. On noLera que la diminuLion de pression engendre dans la caviLd 70, eL donc l'augmenLaLion de la secLion de passage du fluide Lravers le passage de laminage esL foncLio de la viLesse du fluide circulanL Lravers le module de laminage 44. On noLera encore que la caviL 76 esL soumise, par l'inLermdiaire du canal 74, une pression voisine de celle qui rAgne en enLre du module 44 eL que ceLLe pression, qui s'exerce sur la face suprieure de l'6lmenL de Liroir 58, esL suprieure celles qui s'exercent sur les autres faces des éléments de tiroir, contribuant encore au déplacement de l'élément de tiroir inférieur 64 dans le sens de l'ouverture du passage entre lui-même et la portée 66 (la présence de liquide dans la cavité 64 est nocessaire pour assurer un coulissement correct des éléments de tiroir). On obtient ainsi, pour de grandes vitesses de débattement, une diminution de l'amortissement, du fait dun déplacement relativement important du deuxième élément de tiroir 64. Lorsqu'une accélération brutale de la roue apparaît, le débit à travers les orifices 60 augmente instantanément, ce qui provoque une augmentation conséautive de l'effort exercé sur le deuxième élément de tiroir 64 et une augmentation de la section de laminage créée, diminuant ainsi encore l' effort d'amortissement. Au contraire, pour de faibles vitesses de débattement, en particulier en détente, la section de laminage est faible, voire nulle, ce qui permet d'obtenir un amortissement plus important. REVEND I CAT I ONS 1. Agencement d'amortissement des mouvements d'une masse par rapport à un support, comprenant un carter ( 12) cylindrique fermé empli d'un fluide hydraulique et dans lequel est monté un piston (16) qui délimite, dans le carter, une première chambre (18) et une deuxième chambre (20) et qui est fixé à une extrémité d'une tige (14) axialement déplaçable dans le carter, le carter (12) et l'autre extrémité de la tige (14) étant destinés à être fixés l'un au support et l'autre à la masse, des moyens de mise en communication des première et deuxième chambres, et un module (44) de laminage du fluide entre les première et deuxième chambres, caractérisé en ce que le module de laminage (44) comporte un tiroir (58, 64) monté axialement déplacable dans un alésage (62) pourvu d' au moins un canal (52) d' écoulement de fluide, entre une première position, dans laquelle il repose sur une portée (66) de manière à obturer le canal et une deuxième position dans laquelle il est espacé de la portée et délimite avec celle-ci un passage de laminage déLouchant dans le canal (52), ledit module de laminage comportant en outre des moyens (60, 68, 80, 82) pour créer une perte de charge dans le fluide circulant dans le module et pour appliquer une pression différentielle ainsi créée de part et d'autre du tiroir (58, 64) de manière à provoquer le déplacement de ce dernier. 2. Agencement d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le module de laminage comporte une cartouche placée sur le trajet du fluide entre les première et deuxième chambres (18, 20) et pourvue, respectivement en amont et en aval, en considérant le sens d'écoulement de fluide, d'une part, d'une ouverture, qui communique avec l'une desUites chambres, et, d'autre part, dudit canal (52), qui communique avec l'autre chambre, et en ce que le tiroir comporte deux extrémités mutuellement opposées ( 58, 64) montées de manière coulissanLe respecLivemenL par rapporL Un siAge ((56) porLd par la carLouche eL dans lediL al6Gage (62). 3. AgencemenL d'amorLissement selon la revendicaLion 2, caracL@risA en ce que le siAge eL l'alsage dlimiLenL chacun, conjoinLemenL avec une face d'exLrdmiLA respecLive du Liroir, une caviLA (70, 76) dans laquelle rAgne une pression conLrlanL le dplacemenL du Liroir. 4. AgencemenL d'amorLissemenL selon la revendicaLion 3, caracL@ris en ce gue le siAge esL pouru d'au moins 1Q un canal (74) s'6LendanL parLir d'une zone de la carLouche lace en aval de ladiLe ouverLure eL dbouchanL dans la caviL (76) eL d'oritices Laversants calibrAs (60), et en ce que le tiroir esL pourvu d'une canalisation (82) de section rAtrcie s'ALendanL parLir d'une zone de la carLouche place Gous l' influence des orifices calibrds (60) eL dbouchanL dans la caviLd de l'alsage. 5. AgencemenL d'amorLissemenL selon la revendication 4, caracLAris en ce que le Liroir esL consLiLud par une associaLion de deux lAmenLs de Liroir (58, 64) monL6s de manidre coulissanLe respectivement dans le siAge eL dans l'alsage eL pourvus chacun d'un conduiL interne (68, ), les @16menLG de tiroir {LanL raccords par l'inLermAdiaire de ladiLe canalisation (82) calibrde de mani@re crer une perte de charge dans le fluide ciculanL d'un lmenL vers l'auLre. 6. Agencement d'amorLissemenL selon la revendication , caract@risA en ce qu'il comporLe en ouLre un ensemble mobile (86) formanL baLLeur monL enLre les AlmenLs de Liroir. 7. AgencemenL d'amorLissemenL selon la revendicaLion 6, caracL@risA en ce que lediL ensemble comporLe une masseloLLe (88) porL6e par deux ressorLs (92, 94) monLs sur les faces en regard des l6menLs de Liroir. 8. AgencemenL d'amorLissemenL selon 1'une quelconque des revendicaLions 3 7, caract6risA en ce que les cavités sont pourvues de ressorts (72, 84) respectifs sur lesquels repose le tiroir (58, 64). 9. Agencement d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en qu'il comporte en outre un corps interne (26) solidaire du carter et sur lequel est montée la cartouche, ledit corps étant doté d'un tube cylindrique (22) dont une première extrémité est placée dans la tige (14) du piston, coaxialement à cette dernière, et dont une deuxième extrémité communique avec l'ouverture de la cartouche, et d'un passage (54) qui est situé en aval dudit canal et qui déLouche dans une chambre de compensation des variations de volume desdites chambres, et en ce que la tige du piston est pourvue d'orifices (32) autorisant un écoulement de fluide vers le tube cylindrique lors de phases de détente de l'agencement d'amortissement. 10. Agencement d'amortissement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps (26) est pourvu d'un premier ensemble de conduits (34) communiquant avec l'une desdites chambres et avec le tube cylindrique et pourvus de moyens à clapet (42) passants vers ce dernier et un deuxième ensemble de conduits (38) s'étendant de l'aval dudit canal jusqu'à ladite chambre et pourvus de moyens à clapet (42) passants en direction