Brevet FR3010757A1 — publié le 20150320

AMORTISSEUR HYDRAULIQUE COMPRENANT UNE CHAMBRE DE COMPENSATION DEPORTEE RECEVANT DES BUTEES DE DETENTE ET D'ATTAQUE La présente invention concerne un amortisseur hydraulique, en particulier pour la suspension d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel amortisseur. Les véhicules automobiles comportent des suspensions reliant des éléments de trains roulants à la caisse du véhicule, comprenant 10 généralement pour chaque roue un ressort supportant la charge du véhicule, et un amortisseur qui freine les oscillations de ce ressort. Les amortisseurs hydrauliques comportent une tige disposée dans l'axe d'un corps tubulaire, comprenant à une extrémité un piston coulissant dans ce corps afin de séparer une chambre de compression se trouvant du côté 15 opposé à la tige, et une chambre de détente traversée par cette tige. La sortie de la tige hors de la chambre de détente comporte un guidage et une étanchéité. Les débattements de la suspension entraînent un coulissement du piston déplaçant le liquide d'une chambre vers l'autre, en passant par des 20 orifices calibrés pouvant contenir des clapets, qui freinent le passage de ce fluide de manière à obtenir une loi d'amortissement adaptée pour assurer le confort et la tenue de route du véhicule. Un type d'amortisseur connu, présenté notamment par les documents FR-A1-2919908 et EP-A1-2064461, comporte une chambre de compression 25 reliée à une chambre de compensation déportée comprenant un moyen d'ajustement du volume, réalisant un maintien en pression permanent du fluide, pouvant utiliser un gaz ou un ressort. De cette manière lors d'une compression de l'amortisseur, la chambre déportée reçoit l'excès de fluide rejeté hors de la chambre de compression, 30 qui ne peut rentrer dans la chambre de détente comprenant une section inférieure à cause de la tige traversant cette chambre et occupant une part de son volume. Par ailleurs les amortisseurs peuvent comporter des butées de fin de course comportant un élément élastique disposé autour de la tige, comprenant une butée d'attaque à l'extérieur du corps, ou une butée de détente installée dans la chambre de détente, qui freinent de manière progressive la fin de course respectivement de compression ou de détente. En complément ces butées peuvent comporter un amortissement hydraulique qui dissipe une énergie dans la fin de course. Un problème qui se pose avec ce type d'amortisseur est que les butées se trouvant dans l'axe de l'amortisseur diminuent la course utile d'amortissement, ou ajoutent une certaine longueur à cet amortisseur si on veut lui conserver une même course utile. Il faut alors effectuer un compromis entre le confort et les prestations dynamiques données par les hauteurs des butées, et la course utile de l'amortisseur donnée par sa longueur totale. Par ailleurs il est connu de disposer une butée d'attaque en dehors de l'amortisseur, qui est installée entre la caisse du véhicule et un élément de suspension. Toutefois cette butée comporte aussi un certain encombrement qui peut être gênant. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un amortisseur hydraulique comprenant un corps tubulaire principal recevant un piston fixé à l'extrémité d'une tige, qui sépare une chambre de compression d'une chambre de détente traversée par cette tige, la chambre de compression étant reliée à une chambre de compensation déportée, fermée par une cloison de compensation flottante soumise à un moyen de maintien en pression, caractérisé en ce que la chambre de compensation comporte un piston principal coulissant séparant une chambre haute reliée à la chambre de compression, recevant une butée de détente, d'une chambre basse reliée à la cloison de compensation, recevant une butée d'attaque. Un avantage de cet amortisseur est que les butées d'attaque et de détente se trouvant dans la chambre de compensation, réalisent par la liaison hydraulique un freinage de la fin de course de la tige de l'amortisseur, tout en n'occupant pas de place dans le corps principal de cet amortisseur. On peut obtenir un amortisseur comprenant une grande course avec un corps principal relativement court, apportant des bonnes prestations de comportement dynamique et de confort, ainsi qu'une plus grande facilité d'intégration dans le véhicule avec des meilleures possibilités pour le style. De plus les lois de freinage des butées de fin de course peuvent être plus facilement optimisées, en ajoutant notamment un freinage hydraulique de ces fins de course. L'amortisseur selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les butées de détente et d'attaque comportent des ressorts hélicoïdaux. Avantageusement, la chambre de compensation comporte dans un même cylindre le piston principal, et un piston flottant formant la cloison de compensation, disposé à une extrémité de ce cylindre. En complément, la chambre de compensation peut comporter des amortissements hydrauliques de fin de course du piston principal. Avantageusement, l'amortissement hydraulique est progressif. En particulier les chambres haute et basse peuvent comporter des rangées axiales de perçages, qui sont progressivement fermés en fonction du déplacement du piston principal. La chambre de compensation peut comporter une chemise cylindrique comprenant à l'intérieur l'alésage recevant le piston principal, fermée à ses extrémités, recevant les rangées de perçages qui débouchent vers l'extérieur 30 dans des cavités circulaires entourant cette chemise, en communiquant avec l'entrée de la chambre de compensation, ou avec le volume en appui sur la cloison de compensation. Avantageusement, les butées sont en appui sur les parois transversales de fermeture aux extrémités de la chemise. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'amortisseurs hydrauliques pour amortir les débattements de la suspension, qui comportent l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 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 un schéma de principe d'une chambre de compensation pour un amortisseur selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe axiale d'un dessin d'une chambre de 15 compensation au repos ; - la figure 3 présente le fonctionnement mécanique de la butée d'attaque de cette chambre de compensation ; - la figure 4 présente le fonctionnement mécanique de la butée de détente de cette chambre de compensation ; 20 - la figure 5 présente le fonctionnement du freinage hydraulique de la butée d'attaque ; et - la figure 6 présente le fonctionnement du freinage hydraulique de la butée de détente. La figure 1 présente une chambre de compensation 2 comprenant un 25 alésage cylindrique recevant à sa base un piston flottant 4 formant une cloison de compensation du volume, séparant un volume inférieur contenant un moyen de mise en pression permanent, qui est un ressort de compensation 6. En variante on peut utiliser un gaz sous pression. La chambre de compensation 2 comporte un piston principal 12 30 séparant une chambre haute 14 dans laquelle débouche un conduit d'entrée 8, d'une chambre basse 16 en contact avec le piston flottant 4. Le piston flottant 4 permet d'ajuster en permanence le volume intérieur de la chambre de compensation 2 formé par les deux chambres haute 14 et basse 16, en fonction de l'entrée ou de la sortie du fluide venant du conduit d'entrée 8 débouchant dans la chambre haute, qui est relié à la chambre de compression de l'amortisseur 10. La chambre basse 16 comporte une butée de fin de course en attaque, formée par un ressort hélicoïdal 20 prenant appui axialement vers le bas sur un support 22 fixé dans l'alésage de la chambre de compensation 2, un peu au-dessus de la position la plus haute que peut prendre le piston flottant 4 afin de ne pas le gêner dans sa course de compensation. La chambre haute 14 comporte une butée de fin de course en détente, formée de la même manière par un ressort hélicoïdal 18 prenant appui axialement vers le haut sur la paroi transversale supérieure de la chambre de compensation 2. Le piston principal 12 peut osciller librement entre les deux butées de fin de course 18, 20, suivant l'alimentation ou le retrait du fluide par le conduit d'entrée 8. Au-delà d'une certaine course libre, ce piston principal 12 vient en appui sur l'une des butées 18, 20 qui freine la course par une compression du ressort, pour l'arrêter complètement. La figure 2 présente une chambre de compensation 2 comportant de plus une chemise cylindrique 30 fixée dans le corps extérieur 42 de cette chambre, comprenant à l'intérieur l'alésage dans lequel coulisse le piston principal 12, pour former les chambres haute 14 et basse 16. La chemise 30 est fermée à ses deux extrémités par une paroi transversale formant l'appui des ressorts de butée de fin de course 18, 20. L'arrivée du conduit d'entrée 8 débouche dans une cavité circulaire haute 32 entourant la partie supérieure de la chemise 30, qui dispose de rangées de perçages calibrés supérieurs 34 répartis axialement sur la hauteur de cette partie, afin de mettre en communication la chambre haute 14 et cette entrée. De manière similaire la partie inférieure de la chemise 30 dispose de rangées de perçages calibrés inférieurs 38 répartis axialement sur la hauteur de cette partie, débouchant dans une cavité circulaire basse 36 entourant la partie inférieure de cette chemise, afin de mettre en communication la chambre basse 16 avec le volume inférieur 40 en appui sur le piston flottant 4. Le volume sous le piston flottant 4 reçoit un gaz sous pression formant le ressort de compensation. La figure 3 présente le remplissage maximum de la chambre de compensation 2, quand l'amortisseur 10 arrive en fin de course de compression, refoulant un volume de fluide important qui a rempli la chambre haute 14. Le piston flottant 4 est alors dans sa position la plus basse, en ayant comprimé le volume de gaz situé en dessous. Le piston principal 12 est aussi dans sa position la plus basse, après avoir parcouru une course « 0l1 ». Le ressort de la butée d'attaque 20 comprimé au maximum, applique une force importante Fa de rappel sur le piston principal 12, en freinant la fin de course de ce piston. La liaison hydraulique directe par le conduit d'entrée 8 avec la chambre de compression de l'amortisseur 10, freine de la même manière la fin du 20 mouvement de compression du piston de cet amortisseur, ce qui réalise une butée d'attaque pour la suspension du véhicule. La figure 4 présente le remplissage minimum de la chambre de compensation 2, quand l'amortisseur 10 arrive en fin de course de détente, aspirant un volume de fluide important qui a vidé la chambre haute 14. Le 25 piston flottant 4 est alors dans sa position la plus haute, avec une détente du volume de gaz situé en dessous. Le piston principal 12 est aussi dans sa position la plus haute, après avoir parcouru une course « 012 ». Le ressort de la butée de détente 18 comprimé au maximum, applique une force importante Fd de rappel sur le 30 piston principal 12, en freinant la fin de course de ce piston. De la même manière, la liaison hydraulique directe avec la chambre de compression de l'amortisseur 10, freine la fin du mouvement de détente du piston de cet amortisseur, ce qui réalise une butée de détente pour la suspension véhicule. Les figures 5 et 6 présentent le fonctionnement de l'amortissement hydraulique de la course du piston principal 12, respectivement en fin de compression et en fin de détente. La chambre de compensation 2 est identique, les ressorts des butées de fin de course n'étant pas représentés pour simplifier les dessins et faciliter la compréhension de la partie hydraulique. La figure 5 présente le fluide arrivant par le conduit d'entrée 8, rentrant dans la chambre haute 14 par l'ensemble des perçages supérieurs 34, qui sont assez nombreux pour ne pas freiner sensiblement ce passage. Par contre le piston principal 12 descendant, le nombre de perçages inférieurs 38 permettant un vidage de la chambre basse 16 se réduit en fonction de cette descente, ce qui freine de manière hydraulique de plus en plus la fin de course d'attaque de ce piston. La figure 6 présente le fluide venant du volume inférieur 40 qui se vide avec une remontée du piston flottant 4, pour rentrer dans la chambre basse 16 par l'ensemble des perçages inférieurs 38 qui sont assez nombreux pour ne pas freiner sensiblement ce passage. Par contre de la même manière le piston principal 12 montant, le nombre de perçages supérieurs 34 permettant un vidage de la chambre haute 14 se réduit en fonction de cette montée, ce qui freine de manière hydraulique de plus en plus la fin de course de détente de ce piston. On obtient ainsi de manière efficace un amortisseur comprenant plusieurs fonctions déportées dans la chambre de compensation extérieure 2, comprenant des freinages mécanique ou hydraulique des fins de course. Il n'est plus nécessaire de prévoir ces butées mécaniques ou hydrauliques dans le corps principal de l'amortisseur 10, ce qui permet d'optimiser sa longueur et sa course dans un ensemble compact. On notera que la chambre de compensation 2 étant reliée par une canalisation à l'amortisseur principal, on peut facilement loger cette chambre dans un endroit approprié de la carrosserie du véhicule à proximité, ce qui résout des problèmes d'encombrement, et facilite le travail des stylistes en permettant notamment de choisir pour ce véhicule des roues d'un grand diamètre. On peut en particulier prévoir sur une même plate-forme pour une gamme de véhicules des amortisseurs principaux standards, équipés de chambres de compensation déportées disposant de réglage spécifiques du fonctionnement des butées de fin de course suivant le type particulier de véhicule, ce qui permet de rationaliser la production et de réduire les coûts. REVENDICATIONS1 - Amortisseur hydraulique comprenant un corps tubulaire principal (10) recevant un piston fixé à l'extrémité d'une tige, qui sépare une chambre 5 de compression d'une chambre de détente traversée par cette tige, la chambre de compression étant reliée à une chambre de compensation (2) déportée, fermée par une cloison de compensation flottante (4) soumise à un moyen de maintien en pression (6), caractérisé en ce que la chambre de compensation (2) comporte un piston principal (12) coulissant séparant une 10 chambre haute (14) reliée à la chambre de compression, recevant une butée de détente (18), d'une chambre basse (16) reliée à la cloison de compensation (4), recevant une butée d'attaque (20). 2 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les butées de détente (18) et d'attaque (20) comportent des ressorts 15 hélicoïdaux. 3 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de compensation (2) comporte dans un même cylindre le piston principal (12), et un piston flottant (4) formant la cloison de compensation, disposé à une extrémité de ce cylindre. 20 4 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de compensation (2) comporte des amortissements hydrauliques de fin de course du piston principal (12). - Amortisseur hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce 25 que l'amortissement hydraulique est progressif. 6 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les chambres haute (14) et basse (16) comportent des rangées axiales de perçages (34, 38), qui sont progressivement fermés en fonction du déplacement du piston principal (12). 30 7 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre de compensation (2) comporte une chemise cylindrique (30)comprenant à l'intérieur l'alésage recevant le piston principal (12), fermée à ses extrémités, recevant les rangées de perçages (34, 38) qui débouchent vers l'extérieur dans des cavités circulaires (32, 36) entourant cette chemise, en communiquant avec l'entrée (8) de la chambre de compensation, ou avec le volume (40) en appui sur la cloison de compensation (4). 8 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les butées (18, 20) sont en appui sur les parois transversales de fermeture aux extrémités de la chemise (30). 9 - Véhicule automobile disposant d'amortisseurs hydrauliques pour amortir les débattements de la suspension, caractérisé en ce que ces amortisseurs sont réalisés suivant l'une quelconque des revendications précédentes.