Brevet FR2989317A1 — publié le 20131018

AMORTISSEUR HYDRAULIQUE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE REGULATION DE DEBIT POUR LES MOUVEMENTS DE ROULIS ET DE TANGAGE La présente invention concerne un amortisseur, en particulier pour la suspension d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé de ce type d'amortisseur. Les véhicules automobiles comportent généralement des suspensions reliant des bras de suspension à la caisse du véhicule, comprenant pour chaque roue un ressort supportant la charge du véhicule, et un amortisseur qui freine les oscillations de ce ressort. Un type d'amortisseur hydraulique connu comporte une tige disposée dans l'axe d'un corps tubulaire, comprenant à une extrémité un piston 15 coulissant dans ce corps afin de séparer une chambre de compression se trouvant du côté opposé à la tige, d'une chambre de détente traversée par cette tige. Le guidage qui permet la sortie de la tige hors de la chambre de détente, comporte une étanchéité dynamique afin de fermer cette chambre. La tige et le corps de l'amortisseur sont fixés chacun sur un des deux 20 éléments à relier, le bras de suspension et la caisse du véhicule. Les débattements de la suspension entraînent un coulissement du piston déplaçant le liquide d'une chambre vers l'autre, en passant par des orifices calibrés pouvant contenir des clapets, qui peuvent freiner différemment le passage de ce fluide dans le sens de la compression ou de 25 la détente, de manière à obtenir une loi d'amortissement adaptée pour assurer le confort ainsi que la tenue de route du véhicule. Toutefois un problème qui se pose est que les amortisseurs étant prévus pour amortir les débattements de la suspension, ils amortissent indifféremment les différents mouvements de caisse générant ces 30 débattements, comme le roulis comprenant un pivotement de la caisse autour d'un axe longitudinal, le tangage comprenant un pivotement de la caisse autour d'un axe transversal, et le pompage comprenant une oscillation de la caisse suivant un axe vertical. Or les mouvements de pompage du véhicule doivent être faiblement amortis pour donner un bon confort, alors que les mouvements de tangage générés en particulier par les accélérations et les freinages prononcés, et les mouvements de roulis générés en particulier par les virages, doivent être plus fortement amortis pour limiter les mouvements de caisse ressentis de manière néfaste par les passagers du véhicule. Un type d'amortisseur connu, présenté notamment par le document JP- A2-55126139, comporte un dispositif de régulation du débit de passage du fluide d'une chambre à l'autre, comprenant un oscillateur fixé sur la tige, comportant une masse coulissant axialement et maintenue par des ressorts, qui étant excitée suivant son mode d'oscillation propre ouvre des canaux mettant en communication les deux chambres de l'amortisseur. On peut ainsi modifier l'amortissement en fonction de fréquences particulières de débattements de la suspension. Toutefois ce type de dispositif de régulation du débit sensible uniquement aux oscillations de la tige suivant son axe, ne peut pas faire la différence entre les mouvements de pompage de la caisse, et les 20 mouvements de roulis ou de tangage. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un amortisseur hydraulique comportant un dispositif de régulation de débit entre deux chambres fermées, disposé dans 25 une partie mobile suivant l'axe d'une tige liée à un piston séparant ces chambres, caractérisé en ce que la partie mobile comporte une cavité comprenant un guidage intérieur sensiblement sphérique, recevant une bague disposée suivant un axe principal du dispositif de régulation, et comportant un perçage radial, qui forme une rotule ajustée dans cette cavité, 30 cette partie mobile comprenant un canal reliant les deux chambres, qui partant d'une chambre passe par le perçage radial de la bague quand l'amortisseur est au repos, puis par le centre de cette bague pour rejoindre l'autre chambre. Un avantage de l'amortisseur selon l'invention est que la bague formant une rotule guidée dans sa cavité sphérique, les mouvements linéaires de déplacement de la partie mobile de l'amortisseur n'entraînent pas de mouvement relatif de la bague, et son perçage reste aligné sur le canal de la partie mobile, l'amortissement pour des mouvements de pompage de la caisse est faible. Alors que les mouvements de roulis ou de tangage comprenant un pivotement de la caisse liée à l'amortisseur, peuvent provoquer par l'inertie de la bague des pivotements de cette bague dans sa cavité, déplaçant son perçage qui n'est plus aligné avec le canal, l'amortissement pour ces mouvements est alors plus élevé. L'amortisseur selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la bague comporte un alésage recevant une bille sphérique, comprenant un perçage radial aligné au repos sur le perçage radial de cette bague. Le perçage radial de la bille peut déboucher dans un perçage traversant de cette bille, aligné sur l'axe principal du dispositif de régulation. Avantageusement, la cavité se trouve dans un perçage transversal de la partie mobile de l'amortisseur, qui est disposé transversalement par rapport à l'axe de la tige de cette partie mobile. Avantageusement, le perçage traversant de la bille reçoit un tube dépassant des deux côtés, dont chaque extrémité est ajustée dans un palier fixé sur la partie mobile de l'amortisseur. En particulier, les paliers peuvent être formés dans des bouchons qui ferment chaque extrémité du perçage transversal contenant la cavité. Selon un mode de réalisation, le dispositif de régulation de débit se trouve dans la tige de l'amortisseur, le piston comportant un perçage axial 30 constituant le canal débouchant dans la chambre de compression, qui au repos est aligné sur le perçage radial de la bague. Avantageusement, la bague comporte un centre de gravité décalé par rapport à l'axe principal du dispositif de régulation, de manière à, au repos, l'amortisseur étant dans sa position de montage, orienter cette bague qui pivote dans la cavité afin d'aligner son perçage radial avec le canal. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'amortisseurs hydrauliques pour amortir les débattements de la suspension, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, l'axe principal du dispositif de régulation de débit est orienté dans l'amortisseur de manière à amortir particulièrement les pivotements de la caisse de ce véhicule autour d'un axe longitudinal pour freiner les mouvements de roulis, et autour d'un axe transversal pour freiner les mouvements de tangage. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un amortisseur selon l'invention, comprenant un dispositif de régulation de débit situé dans la tige ; - la figure 2 est une vue en perspective de la bague seule de ce dispositif de régulation de débit ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une bille prévue pour se placer dans la bague ; et - la figure 4 est une vue en perspective de la bague contenant la bille. Les figures 1 à 4 présentent un amortisseur 1 comportant un corps cylindrique 2, comprenant une extrémité inférieure fermée, et une extrémité supérieure disposant d'un guidage d'une tige axiale 4 coulissant dans ce corps. La tige 4 est fixée à un élément de suspension du véhicule supportant une roue, et le corps 2 à la caisse de ce véhicule, de manière à amortir les débattements de la suspension. Un piston 6 comportant une étanchéité, est fixé sur l'extrémité inférieure de la tige 4 de manière à séparer une chambre basse de compression 8, d'une chambre haute de détente 10. La partie basse de la tige 4 comporte un dispositif de régulation de débit 20, comprenant une cavité intérieure 22 disposée suivant l'axe T de cette tige, qui est formée par un perçage transversal 24 traversant la tige. Le perçage transversal 4 disposé suivant un axe A formant un axe principal de ce dispositif de régulation 20, reçoit des bouchons 26 fermant ses extrémités. Chaque bouchon 26 comporte un perçage axial 28, et sur sa face tournée vers l'axe T de la tige 4, une surface annulaire périphérique de forme sphérique. Les surfaces sphériques des deux bouchons 26 forment un guidage sphérique de centre O se trouvant au croisement des axes A, T de la tige 4 et du dispositif de régulation 20, qui guide de manière ajustée la surface extérieure de forme sphérique d'une bague 40. La bague 40 comporte un alésage 42, et un perçage radial 44 qui se trouve dans le plan de symétrie passant par l'axe T de la tige 4. L'alésage 42 de la bague 40 reçoit de manière ajustée une bille sphérique 50 comprenant un perçage radial 54 aligné au repos sur le perçage radial 44 de cette bague, qui débouche dans un perçage traversant 52 de cette bille, aligné sur l'axe principal A du dispositif de régulation 20. Le perçage traversant 52 de la bille 50 reçoit un tube 56 dépassant des deux côtés, dont chaque extrémité est ajustée dans le perçage axial 28 d'un des bouchons 26 formant un palier de maintien. La bille 50 est serrée sur le tube 56, qui est lui-même serré sur les bouchons 26, de manière à obtenir une position définie de cette bille qui ne peut pas tourner autour de l'axe principal A du dispositif de régulation de débit 20. Le perçage radial 54 de la bille 50 est aligné sur un perçage radial du tube 56, de manière à obtenir un passage permanent du fluide pouvant traverser la bille, et être mis en communication par l'intérieur de ce tube avec la chambre de détente 10 de l'amortisseur. 2 9893 17 6 Le piston 6 comporte un canal axial 60 débouchant dans la chambre de compression 8, qui au repos est aligné sur le perçage radial 44 de la bague 40. La bague 40 comporte une masse comprenant un centre de gravité 5 décentré par rapport à l'axe principal A du dispositif de régulation 20, de manière à ce qu'au repos, l'amortisseur étant dans sa position de montage dans le véhicule, ce balourd oriente cette bague qui pivote dans la cavité 22, et lui donne une position angulaire procurant l'alignement de son perçage radial 44 avec le canal 60 du piston 6. 10 Le fonctionnement du dispositif de régulation de débit 20 est le suivant. L'amortisseur 1 étant fixé dans le véhicule, et sa tige 4 subissant des mouvements linéaires de translation suivant différents axes, en particulier suivant l'axe vertical correspondant à un mouvement de pompage de la caisse du véhicule, la bague 40 n'a pas de mouvement de rotation dans sa 15 cavité 22. Son perçage radial 44 reste aligné sur le canal 60 du piston 6, le débit du fluide dans ce canal peut être important, et l'amortissement est faible ce qui apporte un bon confort. Par contre pour des mouvements de roulis ou de tangage de la caisse du véhicule, la tige de l'amortisseur 4 effectuant de la même manière des 20 mouvements de pivotement imposés par cette caisse, on a alors par un effet d'inertie un mouvement relatif de la bague 40 formant une rotule, qui peut aussi pivoter soit autour de l'axe principal A du dispositif de régulation de débit 20, soit autour d'un axe perpendiculaire au plan formé par cet axe principal A, et par celui T de la tige 4. 25 On obtient alors pour ces mouvements de la bague 40, un déplacement de son perçage radial 44 qui ne se trouve plus aligné avec le canal 60 du piston 6. On a alors une limitation du débit de fluide, et un amortissement important qui freine les mouvements de roulis et de tangage de la caisse du véhicule. Le freinage est d'autant plus important que ces types de 30 mouvement de caisse sont prononcés, car ils donnent une plus forte inclinaison à la bague 40 qui restreint encore plus le débit de fluide. Suivant la disposition de l'amortisseur 1 dans le véhicule, le dispositif de régulation de débit 20 doit être orienté afin de provoquer une rotation de la bague 40 qui est sensible aux oscillations de la caisse autour d'un axe longitudinal, pour amortir les mouvements de roulis, et autour d'un axe transversal, pour amortir les mouvements de tangage. En particulier pour cela, l'axe principal A du dispositif de régulation de débit 20 est disposé transversalement dans le véhicule, de manière à permettre des pivotements de la bague 40 qui ferment le canal 60 lors de ces deux mouvements de caisse. On notera que le dispositif de régulation de débit 20 peut être facilement calibré pour différentes applications, en ajustant notamment la géométrie des différents perçages 44, 54, 60, et la répartition de la masse de la bague 40, de manière à être plus ou moins sensible suivant les axes aux pivotements de la caisse, pour ajuster les niveaux d'amortissement en fonction du type de mouvement que l'on veut amortir. On obtient ainsi de manière simple, efficace et économique, une augmentation du confort du véhicule tout en préservant la tenue de route. REVENDICATIONS1 - Amortisseur hydraulique comportant un dispositif de régulation de débit (20) entre deux chambres fermées (8, 10), disposé dans une partie mobile comportant une tige (4) liée à un piston (6) séparant ces chambres, caractérisé en ce que la partie mobile comporte une cavité (22) comprenant un guidage intérieur sensiblement sphérique, recevant une bague (40) disposée suivant un axe principal (A) du dispositif de régulation (20), et comportant un perçage radial (44), qui forme une rotule ajustée dans cette cavité, cette partie mobile comprenant un canal (60) reliant les deux chambres (8, 10), qui partant d'une chambre (8) passe par le perçage radial de la bague quand l'amortisseur est au repos, puis par le centre de cette bague pour rejoindre l'autre chambre (10). 2 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (40) comporte un alésage (42) recevant une bille sphérique (50), comprenant un perçage radial (54) aligné au repos sur le perçage radial (44) de cette bague. 3 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le perçage radial (54) de la bille (50) débouche dans un perçage traversant (52) de cette bille, aligné sur l'axe principal (A) du dispositif de régulation (20). 4 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité (22) se trouve dans un perçage transversal (24) de la partie mobile de l'amortisseur, qui est disposé transversalement par rapport à l'axe (T) de la tige (4) de cette partie mobile. 5 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le perçage traversant (52) de la bille (50) reçoit un tube (56) dépassant des deux côtés, dont chaque extrémité est ajustée dans un palier (26) fixé sur la partie mobile de l'amortisseur. 2 9 893 1 7 9 6 - Amortisseur hydraulique selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les paliers sont formés dans des bouchons (26) qui ferment chaque extrémité du perçage transversal (24) contenant la cavité (22). 7 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de régulation de débit (20) se trouve dans la tige (4) de l'amortisseur, le piston (6) comportant un perçage axial constituant le canal (60) débouchant dans la chambre de compression (8), qui au repos est aligné sur le perçage radial (44) de la bague (40). 8 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce que la bague (40) comporte un centre de gravité décalé par rapport à l'axe principal (A) du dispositif de régulation (20), de manière à, au repos, l'amortisseur étant dans sa position de montage, orienter cette bague qui pivote dans la cavité (22) afin d'aligner son perçage radial (44) avec le canal (60). 15 9 - Véhicule automobile disposant d'amortisseurs hydrauliques (1) pour amortir les débattements de la suspension, caractérisé en ce que ces amortisseurs sont réalisés suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 10 - Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce 20 que l'axe principal (A) du dispositif de régulation de débit (20), est orienté dans l'amortisseur (1) de manière à amortir particulièrement les pivotements de la caisse de ce véhicule autour d'un axe longitudinal pour freiner les mouvements de roulis, et autour d'un axe transversal pour freiner les mouvements de tangage. 25