Brevet FR2849137A1 — publié le 20040625

L'invention concerne un amortisseur d'oscillations à force d'amortissement variable, comportant un tube sous pression rempli d'un fluide amortisseur dans lequel est guidée axialement mobile une tige de 5 piston avec un piston, le piston subdivisant le tube sous pression en une chambre de travail côté tige de piston et en une chambre de travail éloignée de la tige de piston, une communication de fluide susceptible d'être traversée en alternance entre les deux chambres de travail du tube sous pression, dans laquelle est agencée une valve d'amortissement 10 variable pour le côté entrée lorsque la tige de piston se rétracte, dont le côté sortie est relié au moins à la chambre de travail côté tige de piston et à une chambre de compensation. On connaît du document EP 1 176 334 A 2 un amortisseur d'oscillations 15 à force d'amortissement variable, qui comprend un piston complètement fermé sur une tige de piston axialement mobile Ainsi, le piston sépare deux chambres à l'intérieur d'un cylindre, qui présentent chacune une communication de fluide avec une valve d'amortissement variable qui est pilotée à son tour indirectement par un actionneur Le 20 pilotage s'effectue par l'étranglement ciblé d'un courant de commande ou d'un courant secondaire de la valve d'amortissement On utilise un actionneur commun pour les valves d'amortissement variables des deux directions d'écoulement Aussi bien un courant principal refoulé à travers chacune des valves d'amortissement que le courant secondaire 25 influencé par l'actionneur est refoulé hors de la chambre de travail respective jusque dans un réservoir commun D'autres canaux d'alimentation partent du réservoir vers les deux chambres de travail pour alimenter en fluide amortisseur la chambre de travail respective déchargée, lors d'un mouvement de la tige de piston, pour qu'il ne 30 puisse en aucun cas se produire une dépression. Dans l'amortisseur d'oscillations selon le document DE 35 24 863 Ai, on utilise également un piston fermé, le volume refoulé hors de la chambre de travail comprimée étant refoulé complètement à travers la 35 valve d'amortissement pilotée directement L'expression "piloté directement" s'entend de telle sorte que la force de fermeture sur le ressort Belleville de la valve d'amortissement variable ou sur le tiroir en forme d'escargot est appliquée directement par un actionneur, par exemple par un aimant de positionnement Dans le cas d'une valve d'amortissement à commande indirecte, telle que décrite par exemple dans le document EP 1 176 334 A 2, on exploite la force de 5 compression d'un courant de fluide, à savoir d'un courant secondaire qui exerce une force d'ouverture ou de fermeture sur un corps de valve. Le fluide amortisseur sortant hors de la valve d'amortissement selon le document DE 35 24 863 Al se répartit en fonction du volume dans la 10 chambre de travail agrandie ou dans la chambre de compensation raccordée Dans la figure 3 du document DE 35 24 863 A 1, la chambre de compensation est agencée à l'extérieur de l'amortisseur d'oscillations Le cylindre dispose d'une communication de fluide respective vers une valve d'amortissement unique à commande directe 15 dont la force d'amortissement est réglable de façon asymétrique, c'està-dire que lorsqu'il est prévu en direction de déploiement, un réglage plus grand de la force d'amortissement, on choisit un petit réglage de force d'amortissement en direction de rétraction et inversement Dans la figure 5 du même document, la chambre de compensation est agencée 20 entre un tube formant récipient et le cylindre dans une chambre annulaire Les sorties des valves d'amortissement variables sont réunies en une communication de fluide qui présente à son tour une ramification vers la chambre de compensation Les deux valves d'amortissement selon la figure 5 sont réalisées séparément dans 25 l'espace et sur le plan constructif et elles disposent chacune d'un actionneur séparé. On connaît du document DE 44 23 526 Cl un amortisseur d'oscillations à force d'amortissement variable, dans lequel un tube sous 30 pression rempli d'un fluide amortisseur est subdivisé par une tige de piston axialement mobile en une chambre de travail côté tige de piston et en une chambre de travail éloignée de la tige de piston, un courant de fluide amortisseur se présentant entre les deux chambres de travail qui se subdivise en un courant principal et en un courant secondaire 35 l'intérieur du courant de fluide amortisseur est prévu un dispositif formant valve d'amortissement qui est constitué, pour chaque direction d'écoulement, par un corps de valve d'amortissement avec une valve d'étage principal qui est formée à son tour par un corps respectif de valve d'étage principal qui délimite une chambre de commande, le corps de valve d'étage principal se déplaçant axialement dans une chambre de commande lors de l'entrée du fluide En utilisant une valve 5 d'étage préliminaire, ladite au moins une valve d'étage principal est influencée via un actionneur réglable du fait que celui-ci détermine un courant secondaire via une communication d'écoulement entre une chambre de commande et une chambre de travail du tube sous pression et qu'un corps respectif de la valve d'étage principal est traversé par le 10 courant principal et la valve d'étage préliminaire est traversée par le courant secondaire, dans les deux directions d'écoulement A l'égard d'une application en association avec une stratégie de régulation dite "skyhook", la valve d'étage préliminaire présente deux sections de commande qui sont commandées en alternance, et le courant 15 secondaire passe, en fonction de la direction respective, à travers une section de commande et un clapet anti-retour qui s'ouvre en direction d'écoulement Le courant principal détermine le niveau de la force d'amortissement, tandis que le courant secondaire sert au pilotage de la valve d'amortissement variable à l'égard d'une faible consommation 20 d'énergie. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser un amortisseur d'oscillations qui peut comprendre, en direction de rétraction de la tige de piston, un piston fermé en association avec une 25 valve d'amortissement pilote variable. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint du fait que la valve d'amortissement variable est susceptible d'être pilotée via un courant secondaire à l'intérieur de la communication de fluide entre la chambre 30 de travail éloignée de la tige de piston et celle côté tige de piston, la valve d'amortissement variable présentant une sortie de courant secondaire jusque dans la chambre de compensation. Même dans le cas d'une valve d'amortissement variable à commande 35 pilote, on peut utiliser un piston fermé ou pratiquement fermé Le courant secondaire qui se présente également en cas de courant principal bloqué dans la valve d'amortissement variable peut être évacué jusque dans la chambre de compensation. Selon un autre développement constructif, la valve d'amortissement 5 variable comprend une chambre de commande dont le fluide amortisseur sollicite en pression un corps de valve d'étage principal de la valve d'amortissement, et l'alimentation de la chambre de commande s'effectue par le courant secondaire, et lorsque le corps de valve d'étage principal est soulevé, le courant principal refoulé hors de la chambre de 10 travail éloignée de la tige de piston est branché à la chambre de compensation Grâce au branchement en série de la valve d'amortissement variable en avant de la chambre de compensation en particulier pour le fluide amortisseur refoulé pendant la rétraction de la tige de piston, on peut réaliser une chute de pression pratiquement 15 illimitée au niveau de la valve d'amortissement variable, de sorte que l'on peut obtenir un rapport d'autant plus grand entre la force d'amortissement maximale et la force d'amortissement minimale. Sur le plan constructif, il est avantageux que le courant principal à 20 travers la valve d'amortissement variable soit branché conjointement avec le courant secondaire à la chambre de compensation. Selon un autre développement avantageux, la chambre de commande comprend une paroi de séparation dans laquelle débouche un canal 25 depuis la sortie du courant secondaire vers le canal à courant principal pour le courant principal depuis la chambre de travail éloignée de la tige de piston vers la chambre de compensation Grâce au trajet de liaison court de la sortie de courant secondaire vers le canal à courant principal, on simplifie le travail structurel de la valve d'amortissement 30 variable. De plus, on prévoit qu'une valve d'amortissement variable avec une chambre de commande soit agencée dans la communication de fluide entre les deux chambres de travail pour la direction d'écoulement, 35 lorsque la tige de piston se déploie, chambre dont le fluide amortisseur sollicite en pression un corps de valve d'étage principal de la valve d'amortissement, et l'alimentation de la chambre de commande s'effectue par le courant secondaire, et lorsque le corps de valve d'étage principal est soulevé, le courant principal refoulé hors de la chambre de travail côté tige de piston est branché conjointement avec le courant secondaire à la chambre de compensation. Selon un autre développement avantageux, la valve d'amortissement variable comprend dans un boîtier commun les chambres de commande pour les courants secondaires depuis deux chambres de travail, le 10 courant secondaire sortant depuis l'une des deux chambres de commande étant branché aux chambres de travail dans le tube sous pression via l'autre chambre de commande respective, en supplément au canal à courant secondaire vers la chambre de compensation. cet effet, la paroi de séparation est agencée entre les deux chambres de commande L'encombrement pour le canal à courant secondaire est tout à fait petit et il peut être très court en raison de l'extension radiale relativement faible des chambres de commande. Pour qu'il ne soit pas nécessaire de restreindre la longueur de la course de l'amortisseur d'oscillations à cause des valves variables, la valve d'amortissement variable est agencée dans un cylindre à axe parallèle par rapport au tube sous pression. Pour obtenir un nombre aussi petit que possible d'emplacements d'étanchéité pour le guidage du fluide depuis les chambres de travail vers ladite au moins une valve d'amortissement variable, la communication de fluide entre les chambres de travail et la valve d'amortissement variable est formée par le tube sous pression et par un 30 tube intermédiaire agencé concentriquement du côté extérieur. L'invention sera expliquée plus en détail dans la description qui suit des dessins Les figures montrent: figure 1, un détail d'un amortisseur d'oscillations conforme à l'invention 35 comportant une valve d'amortissement variable; figure 2, un détail de la valve d'amortissement variable; et figure 3, un détail de la valve d'étage préliminaire. La figure 1 montre un détail d'un amortisseur d'oscillations 1 qui 5 comprend un tube sous pression 3 dans lequel est guidée axialement mobile une tige de piston 5 avec un piston 7 Le tube sous pression est rempli complètement avec un fluide amortisseur, le piston subdivisant le tube sous pression en une chambre de travail côté tige de piston et en une chambre de travail éloignée de la tige de piston 9; 11 Dans le 10 piston, on ne prévoit pas de communication d'écoulement entre les deux chambres de travail, de sorte que le piston forme un organe de refoulement simple Le cas échéant, on peut mettre en place une valve de limitation de pression dans le piston entre les chambres de travail. Concentriquement au tube sous pression, on prévoit du côté extérieur 15 un tube intermédiaire 13 qui comprend à son tour deux tubulures 15; 17 pour recevoir un raccord de communication respectif 19; 21 vers un cylindre 23 à axe parallèle par rapport à l'amortisseur d'oscillations La chambre annulaire entre le tube sous pression 3 et le tube intermédiaire 13 est subdivisée par une douille de séparation 25 entre les deux 20 tubulures 15; 17, de sorte que la première communication de fluide 27 mène depuis la chambre de travail 9 côté tige de piston vers le cylindre 23 et une deuxième communication de fluide 29 mène depuis la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston vers le cylindre 23, via des ouvertures 27 a; 29 a dans le tube sous pression. 25 Le cylindre 23 forme un boîtier qui reçoit une valve d'amortissement variable respective 31; 33 pour la direction de rétraction et pour la direction de déploiement de la tige de piston Comme on le voit dans la figure 2, un corps tubulaire 35 s'étend axialement à l'intérieur du 30 boîtier, corps dans lequel est montée une tige de valve pilote 39 axialement mobile à l'intérieur d'une chambre de valve pilote 37 et présentant deux surfaces de valve 41; 43 qui coopèrent avec des arêtes de valve associées d'un corps de valve d'étage préliminaire 45; 47. Lors d'un mouvement de la tige de valve pilote, une section de passage 35 entre les surfaces de valve 41; 43 et l'un des corps de valve d'étage préliminaire, par exemple 45, est ouverte et elle est réduite au niveau de l'autre corps de valve 47 Un clapet anti-retour 49; 51 est branché en parallèle aux deux corps de valve d'étage préliminaire. Concentriquement au corps tubulaire 35, deux douilles 53; 55 5 agencées en rangée forment la partie centrale d'un boîtier intérieur des valves d'amortissement 31; 33, une paroi de séparation 57 formant conjointement avec une douille respective 53; 55 et avec un corps de valve d'étage principal 59; 61 une chambre de commande 63; 65 Les deux corps de valve d'étage principal sont précontraints respectivement 10 contre des sièges de valve 71; 73 par au moins un ressort de fermeture 67; 69 Le diamètre intérieur du cylindre 23 et la paroi extérieure des douilles 53; 55 forment un canal annulaire d'étage principal 75 auquel sont raccordés les deux sièges de valve 71; 73 des corps de valve d'étage principal 59; 61 Des têtes de valve 77; 79 forment les sièges 15 de valve pour les corps de valve d'étage principal et elles disposent de clapets anti-retour 81; 83 en direction des raccords de communication, lesdits clapets empêchant une entrée du fluide amortisseur à partir de la chambre de travail la plus proche directement jusque dans le canal d'étage principal. l'intérieur des corps de valve d'étage principal sont prévues de petites ouvertures de passage 85; 87, de sorte que les chambres de commande 63; 65 sont remplies en permanence de fluide amortisseur Les deux chambres de commande disposent d'au moins une ouverture de 25 raccordement 89; 91 vers la chambre de valve pilote 37 Une pression dynamique à l'intérieur des chambres de commande 63; 65 est déterminée en fonction de la position de la tige de valve pilote 39 par rapport aux arêtes de valve des deux corps de valve d'étage préliminaire 45; 47, pression qui exerce une force de fermeture supplémentaire sur 30 les corps de valve d'étage principal 59; 61. Le fluide amortisseur s'écoulant hors d'une chambre de commande via la chambre de valve et représentant un courant dit secondaire peut s'écouler via l'autre chambre de commande respective vers le raccord 35 de communication associé de la chambre de travail. l'intérieur de la paroi de séparation 57 entre les deux ouvertures de raccordement 89; 91 des chambres de commande, on prévoit un canal à courant secondaire 93 étanché par rapport aux deux ouvertures de raccordement, qui débouche à partir de la zone entre les deux corps de 5 valve d'étage préliminaire à l'intérieur de la chambre de valve pilote à travers un autre raccord de communication 95 jusque dans une chambre de compensation 97 qui est agencée entre le tube intermédiaire 13 et un tube formant récipient 99. Lors d'un mouvement de la tige de piston en direction de la chambre de travail 9 côté tige de piston, la totalité du volume annulaire est refoulée à travers le raccord de communication 19 jusque dans le cylindre 23 et elle tombe sur le clapet anti-retour 87 de la tête de valve 77 sur le côté entrée de la valve d'amortissement variable 31, ainsi que sur le corps de 15 valve d'étage principal 59 qui se trouve dans la position fermée. L'ouverture de passage 85 permet une entrée dans la chambre de commande 63 et via les ouvertures de raccordement 89 dans la chambre de valve pilote 37 Une pression dynamique s'établit dans la chambre de commande 63 en fonction de la position de la tige de piston 20 pilote 39 axialement mobile par rapport au corps de valve d'étage préliminaire 45, pression qui fait soulever le corps de valve d'étage principal 59 depuis son siège de valve 71 sur la tête de valve 77 Le courant principal se déverse à travers le canal d'étage principal 75 jusqu'au raccord de communication 95 vers la chambre de 25 compensation 97 et il continue à travers le clapet anti-retour 83 ouvert dans la tête de valve inférieure 79 à travers la communication de fluide 22 du raccord de communication 1 jusque dans la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston. Parallèlement, le courant secondaire s'écoule à travers le clapet antiretour 51 ouvert sur le corps inférieur de valve pilote 47 jusque dans la chambre de commande 65 et à travers le corps de valve d'étage principal 61 également en direction du raccord de communication inférieur 21 Cependant, le courant secondaire peut s'écouler également 35 à travers le canal à courant secondaire 95 directement jusque dans la chambre de compensation 97, de sorte que le clapet anti-retour 51 représente une voie d'écoulement optionnelle La figure 3 illustre encore une fois de façon agrandie la zone de la valve d'étage préliminaire. Pendant le mouvement de déploiement de la tige de piston 5, la 5 chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston s'agrandit et elle peut recevoir complètement le volume refoulé hors de la chambre de travail 9 côté tige de piston depuis le côté sortie de la valve d'amortissement variable et elle reçoit en supplément le volume formé par le déploiement de la tige de piston hors de la chambre de 10 compensation 97 via une valve de fond 101 (voir figure 1). Lors d'un mouvement de rétraction de la tige de piston, la totalité du volume est refoulée par la section transversale du piston 7 hors de la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston Lors d'un 15 mouvement lent de la tige de piston et pour une petite section d'étranglement entre l'arête de valve 43 de la tige de valve pilote 39 axialement mobile et le corps inférieur de valve pilote 47, un excédent de force correspondant se forme sur le corps de valve d'étage principal 61 dans la chambre de commande 65, de sorte que ledit corps ne se 20 soulève pas de son siège de valve 73 Le fluide amortisseur du courant secondaire s'écoulant hors de la chambre de commande 65 peut sortir via le canal à courant secondaire 93 dans la paroi de séparation 57 jusque dans la chambre de compensation 97. Lors du réglage d'une pression plus faible de la tige de valve pilote 39 par rapport au corps de valve d'étage préliminaire 47, le corps de valve d'étage principal 61 se soulève de son siège de valve 73 en raison de la force de fermeture plus faible dans la chambre de commande 65, de sorte que le fluide amortisseur refoulé hors de la chambre de travail 11 30 éloignée de la tige de piston peut s'écouler jusque dans le canal d'étage principal 75 et vers les raccords de communication 95 de la chambre de compensation 97 et de la chambre de travail 9 côté tige de piston La chambre de travail 9 côté tige de piston est remplie exclusivement par le volume refoulé de la chambre de travail 1 1 éloignée de la tige de 35 piston, de sorte que seul l'excédent du volume formé par la rétraction de la tige de piston est refoulé jusque dans la chambre de compensation. Même lors d'un mouvement de rétraction de la tige de piston, le 5 courant secondaire pourrait s'écouler hors de la chambre de commande à travers la chambre de valve pilote 37 via le canal à courant secondaire 93 jusque dans la chambre de compensation, sans que le clapet anti-retour 49 doive s'ouvrir. Pour simplifier la structure du corps de valve d'étage préliminaire 45 47, on pourrait renoncer aux clapets anti-retour 49; 51 et utiliser des corps de valve d'étage préliminaire fermés et exploiter alors exclusivement le canal à courant secondaire 93 pour évacuer le courant secondaire. Dans la structure décrite de l'amortisseur d'oscillations, il se présente en permanence des courants volumétriques déterminés de façon univoque par la direction de mouvement de la tige de piston entre les chambres de travail et les valves d'amortissement, de sorte que l'on peut réaliser 20 une "stratégie de régulation skyhook" sans détection de la direction de mouvement de la tige de piston. l 1 Revendications 1 Amortisseur d'oscillations à force d'amortissement variable, comportant un tube sous pression ( 3) rempli d'un fluide amortisseur 5 dans lequel est guidée axialement mobile une tige de piston ( 5) avec un piston ( 7), le piston ( 7) subdivisant le tube sous pression en une chambre de travail ( 9) côté tige de piston et en une chambre de travail ( 11) éloignée de la tige de piston, une communication de fluide ( 27; 29) susceptible d'être traversée en alternance entre les deux chambres 10 de travail ( 9, 11) du tube sous pression ( 3), dans laquelle est agencée une valve d'amortissement variable ( 33) pour le côté entrée lorsque la tige de piston ( 5) se rétracte, dont le côté sortie est relié au moins à la chambre de travail ( 9) côté tige de piston et à une chambre de compensation ( 97), caractérisé en ce que la valve d'amortissement variable ( 33) est susceptible d'être pilotée via un courant secondaire à l'intérieur de la communication de fluide ( 27; 29) entre la chambre de travail éloignée de la tige de piston et celle côté tige de piston ( 9; 11), la valve d'amortissement variable ( 33) présentant un canal à courant secondaire 20 ( 93) jusque dans la chambre de compensation ( 97). 2 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve d'amortissement variable ( 33) comprend une chambre de commande ( 65) dont le fluide amortisseur sollicite en pression un corps 25 de valve d'étage principal ( 61) de la valve d'amortissement ( 33), dans lequel l'alimentation de la chambre de commande ( 65) s'effectue par le courant secondaire, et lorsque le corps de valve d'étage principal ( 61) est soulevé, le courant principal refoulé hors de la chambre de travail ( 11) éloignée de la tige de piston est branché à la chambre de 30 compensation ( 97). 3 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 2, caractérisé en ce que le courant principal à travers la valve d'amortissement variable ( 33) est branché conjointement avec le courant secondaire à la chambre de 35 compensation ( 97). 4 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de commande ( 65) comprend une paroi de séparation ( 57) dans laquelle débouche un canal à courant secondaire ( 93) depuis la sortie du courant secondaire vers un canal à courant principal ( 75) 5 pour le courant principal depuis la chambre de travail ( 11) éloignée de la tige de piston vers la chambre de compensation ( 97). Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une valve d'amortissement variable ( 31) avec une chambre de 10 commande ( 63) est agencée dans la communication de fluide ( 27; 29) entre les deux chambres de travail ( 9; 11) pour la direction d'écoulement, lorsque la tige de piston ( 5) se déploie, chambre dont le fluide amortisseur sollicite en pression un corps de valve d'étage principal ( 59) de la valve d'amortissement ( 31), dans lequel 15 l'alimentation de la chambre de commande ( 63) s'effectue par le courant secondaire, et lorsque le corps de valve d'étage principal ( 59) est soulevé, le courant principal refoulé hors de la chambre de travail ( 9) côté tige de piston est branché conjointement avec le courant secondaire à la chambre de travail inférieure ( 11). 20 6 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valve d'amortissement variable ( 31; 33) comprend dans un boîtier commun ( 53; 55) les chambres de commande ( 63; 65) pour les courants secondaires depuis deux chambres de travail ( 9; 11), le 25 courant secondaire sortant depuis l'une des deux chambres de commande ( 63; 65) étant branché aux chambres de travail ( 9; 1 1) dans le tube sous pression ( 3) via l'autre chambre de commande respective, en supplément au canal à courant secondaire ( 93) vers la chambre de compensation ( 97). 7 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi de séparation ( 57) est agencée entre les deux chambres de commande ( 63; 65). 8 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve d'amortissement variable ( 31; 33) est agencée dans un cylindre ( 23) à axe parallèle par rapport au tube sous pression ( 3). 9 Amortisseur d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que la communication de fluide ( 27; 29) entre les chambres de travail ( 9; 11) et la valve d'amortissement variable ( 31; 33) est formée par le tube sous pression ( 3) et par un tube intermédiaire ( 13) agencé concentriquement du côté extérieur.