Brevet FR2882412A1 — publié le 20060825

L'invention concerne une soupape d'amortissement ou un système de soupape d'amortissement, comprenant un corps de soupape d'amortissement présentant au moins un canal d'écoulement, qui est fermé au moins partiellement par un premier disque d'obturation de soupape sollicité par une force élastique de ressort sur une première surface de siège de soupape, le système de soupape d'amortissement comprenant un deuxième disque d'obturation de soupape sollicité par ressort, qui se soulève de sa surface de siège de soupape pour une pression d'ouverture plus élevée que le premier disque d'obturation de soupape. Une soupape d'amortissement pour un amortisseur possède souvent une section d'ouverture primaire, qui est par exemple formée par un petit diaphragme dans un disque d'obturation de soupape. De faibles volumes d'écoulement apparaissant lors d'un mouvement de la tige de piston, s'écoulent alors entièrement à travers la section d'ouverture primaire et engendrent une force d'amortissement relativement faible. Lorsque qu'une vitesse de tige de piston déterminée est dépassée, alors il se produit un soulèvement d'un disque d'obturation de soupape d'une surface de siège de soupape, en libérant une section qui est sensiblement plus grande que la section d'ouverture primaire. Grâce à une adaptation particulière des forces de fermeture ou d'obturation agissant sur le disque d'obturation de soupape, qui sont engendrées par au moins un ressort, on doit de préférence produire un comportement dégressif de la force d'amortissement de la soupape d'amortissement. 2882412 2 Comme on le sait d'après le document DE 44 24 434 Al, des soupapes d'amortissement à étages multiples offrent un gain de confort. Dans une soupape d'amortissement à étages multiples, qui, en plus de la section d'ouverture primaire, comprend deux disques d'obturation de soupape également sollicités ou chargés par une force élastique de ressort, il est possible d'obtenir des forces d'amortissement plus grandes pour des vitesses de tige de piston petites à moyennes, en combinaison avec des courbes caractéristiques de force d'amortissement à allure dégressive pour des vitesses de tige de piston plus grandes. Sur la figure 3 du document DE 44 24 434, cette relation est représentée sur un diagramme de courbes caractéristiques de force d'amortissement. Dans le document DE 44 24 434 Al, la soupape supplémentaire est formée par un petit disque d'obturation de soupape sollicité dans la direction de fermeture par la précontrainte d'une rondelle-ressort. La rondelle-ressort peut s'appuyer sélectivement sur une surface en position fixe ou sur un disque d'obturation de soupape. Dans le document US 6,371,264 est également décrite une soupape d'amortissement s'ouvrant en plusieurs étapes, dont la soupape d'ouverture primaire est agencée sur un côté supérieur du corps de soupape d'amortissement. Un disque d'obturation de soupape peut, avec son bord extérieur, se soulever d'une surface de siège de soupape jusqu'à atteindre un disque de butée. Si la force de pression d'ouverture sur ledit disque d'obturation de soupape s'accroît, alors l'ensemble du disque d'obturation de soupape, en commun avec le disque de butée, est déplacé dans la direction d'ouverture, à l'encontre de la force d'un autre ressort de soupape. Dans les deux documents cités, il se pose toutefois le problème suivant, à savoir que les surfaces de siège de soupape pour la soupape supplémentaire doivent être fabriquées ou usinées de manière extrêmement précise, en vue de pouvoir empêcher les fuites les plus minimes. Si l'on augmente simplement la force élastique de ressort, qui agit sur le disque d'obturation de soupape, alors on obtient certes, dans certaines conditions, une meilleure fonction d'étanchéité, mais la courbe caractéristique de force d'amortissement est dégradée en ce qui concerne le confort de marche. Le but de la présente invention consiste à réaliser une soupape d'amortissement à étages multiples, qui d'une part permet de nombreuses variantes pour les courbes caractéristiques de force d'amortissement, et d'autre part peut être fabriquée de manière précise à l'aide de moyens simples. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que le premier disque d'obturation de soupape sollicité par ressort est serré, avec sa première face de couverture, sur la première surface de siège de soupape, et avec son autre face de couverture, sur une deuxième surface de siège de soupape, l'une des surfaces de siège de soupape du premier disque d'obturation de soupape effectuant un mouvement de course de dégagement de manière synchrone avec le deuxième disque d'obturation de soupape sollicité par ressort. Le principal avantage réside dans le fait que le premier disque d'obturation de soupape s'appuie avec une très bonne fonction d'étanchéité sur les surfaces de siège de soupape. Il ne se produit pas d'éventuelles fuites, qu'il serait nécessaire de supprimer à l'aide d'une étanchéité supplémentaire, pour obtenir une courbe caractéristique de force d'amortissement la plus exacte possible. Selon une autre configuration avantageuse, une surface de siège de soupape pour le premier disque d'obturation de soupape est réalisée directement sur le deuxième disque d'obturation de soupape. On obtient une construction globalement simple du système de soupape. De plus, il est possible, par le choix de la force de précontrainte pour le premier disque d'obturation de soupape, de définir une force d'ouverture pour le deuxième disque d'obturation de soupape, pour faire varier globalement la courbe caractéristique de force d'amortissement du système de soupape d'amortissement. Selon une autre configuration avantageuse, le deuxième disque d'obturation de soupape définit un canal d'écoulement d'évacuation pour le premier disque d'obturation de soupape. Le fluide d'amortissement s'écoulant en provenance du canal d'écoulement au niveau du premier disque d'obturation de soupape, ne s'écoule pas le long de la surface de siège de soupape du deuxième disque d'obturation de soupape. Les parcours d'écoulement du premier et du deuxième disque d'obturation de soupape sont en parallèle sur le plan hydraulique. D'après une caractéristique avantageuse, le deuxième disque d'obturation de soupape est centré radialement par rapport à la surface de siège de soupape, au moyen d'un guidage. Ledit canal d'écoulement d'évacuation peut alors s'étendre entre le guidage et la deuxième surface de siège de soupape. Cette variante permet de grandes sections pour le canal d'écoulement d'évacuation, en combinaison avec une configuration de construction simple. En variante, le canal d'écoulement d'évacuation peut également s'étendre directement à travers le deuxième disque d'obturation de soupape. Dans l'optique d'une grande possibilité de variation, en combinaison avec des pièces de base standardisées, l'une au moins des surfaces de siège de soupape pour le premier disque d'obturation de soupape, est formée par une rondelle de calage à l'intérieur du système de soupape d'amortissement. Selon une caractéristique avantageuse, le deuxième disque d'obturation de soupape est formé par un anneau de soupape rigide. L'anneau de soupape est alors appliqué sur la surface de siège de soupape, par la précontrainte d'un ressort séparé. Une solution amenant un gain de place particulièrement important, est caractérisée en ce que le deuxième disque d'obturation de soupape est soumis à la précontrainte d'au moins une rondelle-ressort, la rondelleressort présentant au moins une ouverture de sortie pour le canal d'écoulement d'évacuation du premier disque d'obturation de soupape. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard de la description des figures des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une représentation en coupe d'un amortisseur, Fig. 2 une vue en éclaté relative à la figure 1, Fig. 3 une courbe caractéristique de force d'amortissement pour le système de soupape d'amortissement conforme à l'invention, Fig. 4 et 5 des variantes relatives à la figure 1, Fig. 6 une vue en éclaté relative à la figure 4, Fig. 7 un système de soupape d'amortissement en tant que soupape de fond. La figure 1 montre une partie d'un amortisseur 1, tel qu'il est par exemple utilisé dans un véhicule automobile. Dans un cylindre 3 est montée axialement mobile, une tige de piston 5 comprenant un système de soupape d'amortissement 7 réalisant un piston sur le plan de la construction, le système de soupape d'amortissement 7 étant représenté selon une vue en éclaté sur la figure 2. Un corps de soupape d'amortissement 9 subdivise le cylindre 3 en une chambre de travail 11 située côté tige de piston, et une chambre de travail 13 éloignée de la tige de piston. A l'intérieur du corps de soupape d'amortissement 9 est réalisé au moins un canal d'écoulement 15 dont une extrémité communique sans étranglement, avec la chambre de travail 11 située du côté de la tige de piston. Le piston de soupape d'amortissement est fixé sur un tourillon d'embout 19 de la tige de piston, au moyen d'un écrou de piston 17. Une extrémité du canal d'écoulement dirigée vers la chambre de travail 13 éloignée de la tige de piston, est fermée au moins partiellement par un premier disque d'obturation de soupape 21 sollicité ou chargé par une force élastique de ressort. La sollicitation élastique résulte du fait que le disque d'obturation de soupape 21 est enserré, avec une face de recouvrement 23 et avec son autre face de recouvrement 25, entre une première et une deuxième surface de siège de soupape 27, 29. La première surface de siège de soupape 27 est formée par au moins une rondelle de calage 31 à l'intérieur du système de soupape d'amortissement. Avec son bord extérieur, le premier disque d'obturation de soupape 21 s'appuie sur la deuxième surface de siège de soupape 29 qui est réalisée sur un deuxième disque d'obturation de soupape 33. Le deuxième disque d'obturation de soupape 33 est constitué par un anneau de soupape rigide et est appliqué par la précontrainte d'un ressort hélicoïdal de compression 35, sur une surface de siège de soupape 37 du corps de soupape d'amortissement. L'anneau de soupape 33 rigide se centre sur un guidage 39 de l'écrou de piston 17, et présente une forme d'anneau coudé. Entre la face de recouvrement inférieure du premier disque d'obturation de soupape 21 et l'anneau de soupape 33, s'étend une chambre annulaire 41 qui définit un canal d'écoulement d'évacuation 43 pour le premier disque d'obturation de soupape 21, vers la chambre de travail 13 éloignée de la tige de piston. Le canal d'écoulement d'évacuation s'étend entre le guidage 39 de l'écrou de piston 17 et la deuxième surface de siège de soupape 29. Lors d'un mouvement de la tige de piston en direction de la chambre de travail 11 située du côté de la tige de piston, il s'établit le comportement de fonctionnement suivant. Le fluide d'amortissement s'écoule à travers un évidement 45 en forme de C d'un disque de soupape antiretour 47 (voir figure 2), dans le canal d'écoulement 15 du corps de soupape d'amortissement. En parallèle à cela, un faible volume d'écoulement peut s'échapper vers la chambre de travail 13 éloignée de la tige de piston, à travers une section d'ouverture primaire 49 se présentant, sur le plan du mode de construction, sous la forme d'une encoche dans une nervure de séparation vers un canal d'écoulement actif en sens inverse, et peut produire, pour une faible vitesse de la tige de piston, une petite force d'amortissement conformément à la zone partielle \T'ô de la courbe caractéristique (voir figure 3). Si, en raison d'une vitesse de tige de piston plus élevée, il s'établit dans le canal d'écoulement 15, une pression plus grande alors le premier disque d'obturation de soupape 21 se soulève, avec son diamètre intérieur, de la première surface de siège de soupape 27 sur la rondelle de calage 31. Le fluide d'amortissement peut s'écouler, à partir de la chambre annulaire 41, en passant par le canal d'écoulement d'évacuation 43 s'étendant de manière oblique, jusque dans la chambre de travail 13 éloignée de la tige de piston. La pente de la courbe caractéristique de force d'amortissement diminue par rapport à la partie de courbe caractéristique de force d'amortissement Vô, qui est définie par la section d'ouverture primaire. Si l'on est en présence d'une vitesse de tige de piston encore plus élevée, par exemple dans le cas d'une pression q2, alors le deuxième disque d'obturation de soupape 33 se soulève également de sa surface de siège de soupape 37 à l'encontre de la force du ressort 35, la deuxième surface de siège de soupape 29 et ainsi également le premier disque d'obturation de soupape 21 effectuant un mouvement de dégagement de manière synchrone avec le deuxième disque d'obturation de soupape 33 sollicité par ressort. La courbe caractéristique de force d'amortissement présente alors un tracé encore plus plat que dans la zone partielle précédente et assure un comportement de marche sûr et malgré tout confortable du véhicule. Sur la figure 3, les flèches matérialisent la largeur de variation possible de la courbe caractéristique de force d'amortissement, que l'on peut obtenir par modification des dimensions du premier et du deuxième disque d'obturation de soupape, ainsi que du ressort 35. Les figures 4 et 5 montrent une variante modificative par rapport à celle de la figure 1, d'après laquelle le deuxième disque d'obturation de soupape 33 est soumis à la précontrainte d'un disque ou d'une rondelleressort 2882412 9 51. Dans le cas de la figure 4, on utilise une seule rondelle-ressort 51 qui présente une ouverture de sortie 53 pour le canal d'écoulement d'évacuation 43 du premier disque d'obturation de soupape 21. En variante, il est également possible de mettre en oeuvre plusieurs rondelles-ressort 51 selon un agencement empilé en paquet. Dans ce cas, il s'avère plus simple que l'ouverture de sortie 53 débouche dans le deuxième disque d'obturation de soupape 33, par exemple dans la face inférieure. Le canal d'écoulement d'évacuation 43 est formé, comme le montre l'observation simultanée de la figure 6, par des nervures 55 d'étendue radiale réalisées sur le diamètre intérieur du deuxième disque d'obturation de soupape 33, et glissant sur le guidage 39. La figure 7 montre le système de soupape d'amortissement conforme à l'invention, sous la forme d'une soupape dite de fond dans le cas d'un amortisseur 1. Dans cette variante, le deuxième disque d'obturation de soupape 33 est également réalisé sous la forme d'un anneau coudé et dispose d'un canal d'écoulement d'évacuation 43 selon la variante de la figure 6. REVENDICATIONS 1. Système de soupape d'amortissement, comprenant un corps de soupape d'amortissement présentant au moins un canal d'écoulement, qui est fermé au moins partiellement par un premier disque d'obturation de soupape (21) sollicité par une force élastique de ressort sur une première surface de siège de soupape (27), le système de soupape d'amortissement comprenant un deuxième disque d'obturation de soupape (33) sollicité par ressort, qui se soulève de sa surface de siège de soupape pour une pression d'ouverture plus élevée que le premier disque d'obturation de soupape, caractérisé en ce que le premier disque d'obturation de soupape (21) sollicité par ressort est serré avec sa première face de couverture (23) sur la première surface de siège de soupape (27) et avec son autre face de couverture (25) sur une deuxième surface de siège de soupape (29), l'une des surfaces de siège de soupape (29) du premier disque d'obturation de soupape (21) effectuant un mouvement de dégagement de manière synchrone avec le deuxième disque d'obturation de soupape (33) sollicité par ressort. 2. Système de soupape d'amortissement selon la 25 revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface de siège de soupape (29) pour le premier disque d'obturation de soupape (21) est réalisée directement sur le deuxième disque d'obturation de soupape (33). 3. Système de soupape d'amortissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième disque d'obturation de soupape (33) définit un canal d'écoulement d'évacuation (43) pour le premier disque d'obturation de soupape (21). 4. Système de soupape d'amortissement selon l'une 5 quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième disque d'obturation de soupape (33) est centré radialement par rapport à la surface de siège de soupape (37) au moyen d'un guidage (39), ledit canal d'écoulement d'évacuation (43) s'étendant entre le guidage (39) et la deuxième surface de siège de soupape (29). 5. Système de soupape d'amortissement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le canal d'écoulement d'évacuation (43) s'étend directement à travers le deuxième disque d'obturation de soupape (33). 6. Système de soupape d'amortissement selon l'une 20 quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'une au moins des surfaces de siège de soupape (27) pour le premier disque d'obturation de soupape (21), est formée par une rondelle de calage (31) à l'intérieur du système de soupape d'amortissement (7). 7. Système de soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le deuxième disque d'obturation de 30 soupape (33) est formé par un anneau de soupape rigide. 8. Système de soupape d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le deuxième disque d'obturation de 35 soupape (33) est soumis à la précontrainte d'au moins une rondelle-ressort (51). 9. Système de soupape d'amortissement selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rondelle-ressort (51) présente au moins une ouverture de sortie (53) pour le canal d'écoulement d'évacuation (43) du premier disque d'obturation de soupape (21).