Brevet FR2834028A1 — publié le 20030627

L'invention concerne une soupape d'amortisseur destinée à être disposée entre deux chambres de travail d'un amortisseur de vibrations, comportant un corps de base et, prévu sur ce dernier, un organe de fermeture élastiquement souple avec un ou plusieurs disques de soupape qui, à l'état de repos, obture une voie d'écoulement à travers le corps de base, et qui s'ouvre à un niveau de pression réglé lors de l'afflux d'un fluide d'écoulement de l'amortisseur de vibrations. Des amortisseurs de vibrations avec de telles soupapes d'amortisseur sont par exemple utilisés dans des suspensions de roues de véhicules automobiles. Afin d'influencer le comportement d'amortissement d'un tel amortisseur de vibrations, de nombreuses mesures sont connues d'après l'état de la technique, qui permettent de réaliser une courbe de forces d'amortissement progressive ou également dégressive. C'est ainsi qu'un amortisseur de vibrations avec une soupape d'amortisseur adaptable du type mentionné en introduction est par exemple décrit dans le document DE 42 90 832 C2, dans laquelle l'organe de fermeture comporte une pluralité de disques de soupape de différents diamètres. Des orifices sont en outre pratiqués dans les disques de soupape, qui deviennent actifs lors d'une mise en éventail de l'organe de fermeture afin de modifier la section transversale d'ouverture en fonction de la pression d'écoulement. Le comportement d'amortissement est par ailleurs influencé par des orifices de by-pass prévus entre le corps de base et l'organe de fermeture. Des soupapes d'amortisseur analogues sont également connues par les documents DE 39 14 297 Al et DE 43 02 623 C2. Dans le cas de ces soupapes d'amortisseur, qui utilisent à nouveau un paquet compact de disques de soupape en tant qu'organe de fermeture, aussi bien le bord radial intérieur que le bord radial extérieur de l'organe de fermeture servent de bords de commande pour influencer le comportement d'amortissement de l'amortisseur de vibrations, et ce aussi bien dans le sens de la compression que dans celui de la traction. L'organe de fermeture est en l'occurrence fixé axialement entre les deux bords de commande. La courbe caractéristique de l'amortisseur de vibrations peut être influencée par un déplacement relatif des bords de commande l'un par rapport à l'autre. Enfin, par le document DE 197 57 234 Cl, il est connu une soupape d'amortisseur à double effet qui comporte un organe de fermeture d'un agencement relativement compliqué, avec deux paquets compacts de disques de soupape espacés l'un de l'autre. A l'état de repos, chacun de ces paquets de disques de soupape prend appui sur son propre siège de soupape par un tronçon situé radialement à l'extérieur. Les deux sièges de soupape sont de différents diamètres et sont espacés axialement l'un de l'autre. Le siège de soupape ayant le diamètre le plus important constitue en l'occurrence la soupape principale, alors que le siège de soupape de diamètre plus faible est agencé en tant que soupape secondaire, cette dernière ne s'ouvrant que lorsque les vitesses d'écoulement sont plus importantes. Un grand orifice de décharge vers la soupape principale est formé de façon correspondante sur le corps de fermeture de la soupape secondaire. Le paquet de disques de soupape associé à la soupape secondaire est en outre guidé radialement sur le deuxième siège de soupape, ce qui conduit à un comportement d'ouverture dur. Face à ce contexte, l'objectif de la présente invention consiste à augmenter les possibilités de variations du réglage de la courbe caractéristique d'une soupape destinée à un amortisseur de vibrations, en tenant plus particulièrement compte de la fabrication en grande série. A titre de solution atteignant cet objectif, il est proposé une soupape d'amortisseur du type mentionné en introduction, dans laquelle l'organe de fermeture est fixé au corps de base par un tronçon situé radialement à l'intérieur, et est précontraint par un tronçon situé radialement à l'extérieur contre exactement un d'au moins deux sièges de soupape de différents diamètres se trouvant sur le corps de base. En fonction des besoins, la force d'amortissement ou le comportement d'amortissement d'une soupape d'amortisseur ou d'un amortisseur de vibrations peut ainsi être assurée par le choix du diamètre de l'organe de fermeture en adéquation avec le siège de soupape souhaité. La fonction de soupape résulte en l'occurrence toujours de l'action conjointe d'un seul siège de soupape avec l'organe de fermeture. Le même corps de base peut en l'occurrence être utilisé dans tous les cas de sorte que, de ce côté, cela n'entraîne pas de surcoût en ce qui concerne le nombre de composants. Les mesures destinées à la variation du comportement d'amortissement déjà expliquées ci-dessus peuvent bien entendu être mises en oeuvre de façon supplémentaire du côté de l'organe de fermeture, à savoir par exemple un échelonnement des diamètres des disques de soupape, ou le fait de prévoir des orifices de décharge au niveau de ces derniers ou dans la zone du siège de soupape. L'utilisation de deux bords de commande en liaison avec différents diamètres extérieurs de l'organe de fermeture permet un réglage plus flexible du comportement de réponse, et par conséquent d'exercer une influence sur le comportement caractéristique d'un amortisseur de vibrations d'un véhicule. Dans un agencement avantageux de l'invention, les sièges de soupape sont réalisés en s'élargissant dans le sens du passage de telle sorte qu'un fluide d'écoulement puisse s'écouler radialement sur le diamètre extérieur maximal de l'organe de fermeture à l'état de repos. Il est ainsi assuré un comportement d'ouverture doux, qui est sensiblement identique pour tous les sièges de soupape, avec lequel l'écoulement du fluide d'amortissement traversant la soupape ouverte n'est pratiquement pas gêné. Une réponse dure de la soupape d'amortisseur est de ce fait évitée. En liaison avec cela, il est en outre avantageux de prévoir un renfoncement entre le premier siège de soupape de diamètre moins important, et un deuxième siège de soupape de diamètre plus important. Même à une faible précontrainte de l'organe de fermeture, celui-ci assure l'étanchéité par l'intermédiaire d'un contact linéaire. Afin d'améliorer le comportement d'écoulement lorsque la soupape est ouverte, et-dans le cas de deux sièges de soupape-la transition entre le premier siège de soupape, le renfoncement et le deuxième siège de soupape peut être légèrement cintrée. Dans le but d'améliorer l'afflux aux sièges de soupape, la surface située du côté de la fermeture de l'organe de fermeture peut par ailleurs être inclinée vers les sièges de soupape. Ce dernier est de préférence agencé sous la forme d'un paquet plat de disques de soupape qui est précontraint de façon centrée contre un gradin axial du corps de base au moyen d'un organe de précontrainte. L'organe de fermeture peut de ce fait être monté très facilement sur le corps de base. Pour l'adaptation de la force de précontrainte de l'organe de fermeture, une pièce d'écartement peut être insérée entre le paquet de disques de soupape et le gradin. Il est ainsi possible de procéder de manière simple à une autre adaptation de la pression d'ouverture. Le paquet de disques de soupape est de préférence fixé radialement sur un tronçon d'arbre de l'organe de précontrainte, qui pénètre dans le corps de base. Outre une facilité de montage supplémentaire-les disques de soupape sont en l'occurrence simplement emboîtés sur l'arbre-ce moyen permet de procéder simultanément à un centrage radial de l'organe de fermeture. L'invention est expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'une soupape d'amortisseur selon l'invention, un organe de fermeture d'un diamètre extérieur important étant utilisé ; la figure 2 représente une vue détaillée des bords de soutien d'un corps de base de la soupape d'amortisseur, sur lesquels l'organe de fermeture prend appui ; et la figure 3 est une vue détaillée de l'exemple de réalisation d'une soupape d'amortisseur selon l'invention, pour laquelle il est utilisé un organe de fermeture d'un petit diamètre extérieur. L'exemple de réalisation de la figure 1 représente une soupape d'amortisseur 1 sous la forme d'une soupape de fond destinée à un amortisseur de vibrations d'une suspension de roues d'un véhicule automobile. La soupape d'amortisseur 1 sépare deux chambres de travail, non représentées en détail, de l'amortisseur de vibrations, qui peuvent être reliées entre elles par l'intermédiaire d'autres dispositifs de soupape 2 et de canaux de décharge. Elle est en l'occurrence agencée sous la forme d'une soupape unidirectionnelle qui s'ouvre lors de l'application d'une pression dans un sens, mais qui se ferme dans le sens contraire. La soupape d'amortisseur 1 comporte un corps de base 3 et, prévu sur ce dernier, un organe de fermeture 4 élastiquement souple qui, à l'état de repos représenté ici, obture une voie d'écoulement 19 à travers le corps de base 3. En tant qu'organe de fermeture 4, il est en l'occurrence prévu un paquet compact constitué d'une pluralité de disques 5,6 de soupape à paroi mince, qui sont superposés à plat sans espaces intermédiaires comme des ressorts à disques. Dans l'exemple de réalisation représenté, tous les disques 5,6 de soupape ont les mêmes dimensions. Il est cependant également possible de prévoir une gradation du diamètre extérieur des disques 5, 6 de soupape et/ou de leurs épaisseurs. Des orifices supplémentaires peuvent en outre être prévus dans les disques de soupape qui, lors d'une mise en éventail de l'organe de fermeture 4 due à un mouvement d'ouverture, provoquent un agrandissement supplémentaire de la section transversale de décharge. L'organe de fermeture 4 prend axialement appui sur un gradin 8 du corps de base 3 par un tronçon 7 situé radialement à l'intérieur. Il est en outre prévu un organe de précontrainte 9 au moyen duquel le tronçon 7 situé radialement à l'intérieur est précontraint contre le gradin 8. Par ce moyen, il est simultanément obtenu une étanchéité permanente entre le tronçon 7 situé radialement à l'intérieur et le corps de base 3 ou le gradin 8. Dans l'exemple de réalisation représenté, une pièce d'écartement 10 est en outre prévue entre l'organe de fermeture 4 et le corps de base 3, par l'intermédiaire de la longueur axiale de laquelle la force de précontrainte de l'organe de fermeture 4, et par conséquent le niveau de pression auquel s'ouvre la soupape d'amortisseur 1, peuvent également être influencés. L'organe de fermeture 4 ou son disque 5 de soupape situé au plus haut aux figures 1 et 3 est précontraint par un tronçon 18 situé radialement à l'extérieur contre l'un des deux sièges 11 et 12 de soupape de diamètre différent se trouvant sur le corps de base 3. Il est en l'occurrence important que, dans sa position de repos, l'organe de fermeture 4 prenne exactement appui contre l'un des sièges 11 et 12 de soupape, et assure en l'occurrence l'étanchéité par rapport à celui-ci. En fonction du diamètre des disques 5 ou 6 de soupape, l'organe de fermeture 4 se ferme par conséquent, soit contre le premier siège 11 de soupape de diamètre plus faible, soit contre le deuxième siège 12 de soupape de diamètre plus important. Les deux sièges 11 et 12 de soupape sont agencés chacun de telle sorte qu'ils s'élargissent dans le sens de l'écoulement, à savoir qu'un fluide d'écoulement puisse s'écouler radialement sur le diamètre extérieur maximal de l'organe de fermeture 4 à l'état de repos. Des parois radiales situées dans la zone de la périphérie extérieure de l'organe de fermeture 4 ne portent pas atteinte au comportement d'ouverture et d'écoulement, ni en ce qui concerne le siège 12 de soupape situé à l'extérieur, ni en ce qui concerne le siège 11 de soupape axialement décalé situé à l'intérieur. Comme il ressort notamment de la figure 2, un renfoncement 13 ou une rainure périphérique est prévu entre le premier siège 11 de soupape et le deuxième siège 12 de soupape disposé de façon concentrique à ce dernier. Considérés en section transversale, les contours du premier siège 11 de soupape, du renfoncement 13 ainsi que du deuxième siège 12 de soupape sont configurés en forme d'arc. Afin de favoriser le comportement d'écoulement à l'état ouvert de la soupape, les contours s'enchaînent en outre les uns aux autres par un léger cintrage. Pour l'agencement d'un bord de commande 14 étroit et circulaire au niveau du premier siège 11 de soupape, le profil en section transversale de celui-ci est précintré vers l'extérieur en forme d'arc. Le bord de commande 14 est en l'occurrence formé par le sommet axial de l'arc du précintrage. Le deuxième siège 12 de soupape peut être construit de la même manière, et comporte un bord de commande 15 correspondant. Dans le mode de réalisation selon la figure 1, le diamètre extérieur de l'organe de fermeture 4, lorsque celui-ci prend appui sur le premier siège 11 de soupape situé à l'intérieur, s'étend radialement au maximum jusqu'au milieu entre le premier siège 11 de soupape et le deuxième siège 12 de soupape adjacent. La disposition des bords de commande 14 et 15 est effectuée en accord avec le gradin 8 du corps de base 3. Les dimensions A et B du gradin, qui contribuent à la définition de la précontrainte axiale ou de la déformation préalable de l'organe de fermeture 4, ressortent de la figure 2. Afin de favoriser le comportement d'ouverture, la surface située du côté de la fermeture de l'organe de fermeture 4 est inclinée à partir du gradin 8 vers les sièges 11 ou 12 de soupape, et vers les bords de commande 14 ou 15. Le gradin 8 est en l'occurrence adapté à cette inclinaison. A cet effet, la tête de l'organe de précontrainte 9 opposé au gradin 8 soutient en outre le paquet 5,6 de disques de soupape. D'autres formes de réalisation pour les sièges de soupape et les bords de commande associés sont représentées à titre d'exemples aux figures 4 et 5. En ce qui concerne le corps de base 3'de la figure 4, deux sièges 11'et 12' de soupape espacés l'un de l'autre, aussi bien radialement qu'axialement, sont formés par des gradins à échelons sans qu'un renfoncement soit prévu entre eux. Le corps de base 3"selon la figure 5 comporte par contre une rainure annulaire 13"entre ses sièges 11''et 12" de soupape à échelons, de sorte que les sièges 11"et 12"de soupape forment en quelque sorte des saillies annulaires concentriques périphériques, sur lesquelles l'organe de fermeture respectif peut prendre appui. L'organe de précontrainte 9 comporte un tronçon d'arbre 17 qui pénètre dans le corps de base 3 à des fins de fixation. Les disques 5 ou 6 de soupape sont emboîtés sur le tronçon d'arbre 17, et guidés radialement sur ce dernier. Pour le montage de la soupape d'amortisseur 1, il suffit par conséquent d'empiler uniquement les disques 5 ou 6 de soupape de l'organe de fermeture 4, ainsi que la pièce d'écartement 10 éventuellement prévue sur le tronçon d'arbre 17 de l'organe de précontrainte 9. L'organe de précontrainte 9 est ensuite inséré dans un orifice central 20 du corps de base 3, et fixé à ce niveau. Cela peut être effectué par l'intermédiaire d'un vissage. Il est également possible d'agencer l'organe de précontrainte 9 en tant que rivet. Par rapport à des soupapes d'amortisseur classiques, la soupape d'amortisseur 1 décrite ci-dessus permet, grâce à la formation de deux bords de commande sur le corps de base 3, 3'ou 3", un réglage plus flexible du comportement de réponse, et par conséquent du comportement d'amortissement d'un amortisseur de vibrations. Les différentes surfaces d'impact, à savoir les surfaces en anneau de cercle sur lesquelles afflue le fluide à l'intérieur de chaque siège 11, 11', 11"ou 12, 12', 12"de soupape, ainsi que les différentes voies d'ouverture des sièges 11, 11', 11''ou 12, 12', 12"de soupape, définissent avant tout, à débit identique de fluide d'amortissement, l'allure de la courbe caractéristique de la soupape d'amortisseur ou de l'amortisseur de vibrations associé. Un réglage précis des caractéristiques d'amortissement peut être effectué par d'autres mesures prises au niveau du paquet de disques de soupape. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par l'homme de l'art que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du cadre de l'invention. LISTE DES REFERENCES NUMERIQUES 1 Soupape d'amortisseur 2 Autre dispositif de soupape 3, 3', 3"Corps de base 4 Organe de fermeture 5 Disque de soupape 6 Disque de soupape 7 Tronçon situé à l'intérieur de l'organe de fermeture 4 8, 8', 8"Gradin 9 Organe de précontrainte 10 Pièce d'écartement il, 11', 11"Premier siège de soupape 12, 12', 12"Deuxième siège de soupape 13 Renfoncement 14 Premier bord de commande 15 Deuxième bord de commande 17 Tronçon d'arbre de l'organe de précontrainte 9 18 Tronçon situé à l'extérieur de l'organe de fermeture 4 19 Voie d'écoulement 20 Orifice central REVENDICATIONS 1. Soupape d'amortisseur (1) destinée à être disposée entre deux chambres de travail d'un amortisseur de vibrations, comportant un corps de base (3 ; 3' ; 3") et, prévu sur ce dernier, un organe de fermeture (4) élastiquement souple avec un ou plusieurs disques (5, 6) de soupape qui, à l'état de repos, obture une voie d'écoulement (19) à travers le corps de base (3 ; 3' ; 3"), et qui s'ouvre à un niveau de pression réglé lors de l'afflux d'un fluide d'écoulement de l'amortisseur de vibrations, caractérisée en ce que l'organe de fermeture (4) est fixé au corps de base (3 ; 3' ; 3") par un tronçon (7) situé radialement à l'intérieur, et est précontraint par un tronçon (18) situé radialement à l'extérieur contre exactement un d'au moins deux sièges (11, 12 ; 11', 12' ; 11", 12") de soupape de diamètre différent se trouvant sur le corps de base (3 ; 3' ; 3"). 2. Soupape d'amortisseur (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux sièges (11, 12 ; 11', 12' ; 11", 12") de soupape, de préférence, sont réalisés en s'élargissant dans le sens de l'écoulement de telle sorte qu'un fluide d'écoulement puisse s'écouler radialement sur le diamètre extérieur maximal de l'organe de fermeture (4) à l'état de repos. 3. Soupape d'amortisseur (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un renfoncement (13 ; 13") est prévu entre le premier siège (11 ; 11") de soupape de diamètre plus faible et le deuxième siège (12 ; 12") de soupape de diamètre plus important. 4. Soupape d'amortisseur (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier siège (11) de soupape, le renfoncement (13) et le deuxième siège (12) de soupape s'enchaînent les uns aux autres par un léger cintrage. 5. Soupape d'amortisseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le profil en section transversale du premier siège (11) de soupape est précintré vers l'extérieur en forme d'arc, et en ce que le bord de commande (14) associé est formé par son sommet axial d'arc. 6. Soupape d'amortisseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la surface située du côté de la fermeture de l'organe de fermeture (4) est inclinée vers les sièges (11,12 ; 11', 12' ; 11", 12") de soupape. 7. Soupape d'amortisseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'organe de fermeture (4) est agencé sous la forme d'un paquet plat de disques de soupape qui est précontraint de façon centrée au moyen d'un organe de précontrainte (9) contre un gradin axial (8) du corps de base (3). 8. Soupape d'amortisseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une pièce d'écartement (10) est insérée entre l'organe de fermeture (4) et le gradin (8) du corps de base (3 ; 3' ; 3"). 9. Soupape d'amortisseur (1) selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le paquet de disques de soupape est fixé radialement sur un tronçon d'arbre (17) de l'organe de précontrainte (9), qui pénètre dans le corps de base (3 ; 3' ; 3"). 10. Soupape d'amortisseur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le diamètre extérieur de l'organe de fermeture (4), lorsque celui-ci prend appui sur le premier siège (11 ; 11' ; il,') de soupape situé à l'intérieur, s'étend radialement au maximum jusqu'au milieu entre le premier siège (11 ; 11' ; il,') de soupape et le deuxième siège (12 ; 12' ; 12") de soupape adjacent.