Brevet FR3051867A1 — publié le 20171201

AMORTISSEUR HYDRAULIQUE COMPORTANT UNE BUTEE DE DETENTE ET UN MOYEN DE PURGE DE LA CHAMBRE SUPÉRIEURE La présente invention concerne un amortisseur hydraulique comportant une butée de détente, ainsi qu'un véhicule automobile équipé de ce type d'amortisseur. Les véhicules automobiles comportent généralement pour chaque roue une suspension comprenant un ressort de suspension, et un amortisseur qui 10 freine les mouvements de la suspension. Un type d'amortisseur connu à deux tubes concentriques, présenté notamment par le document FR-B1-3007098, comporte un piston coulissant dans un premier tube intérieur, fixé au bout d'une tige traversant une chambre supérieure. Le piston équipé d'un passage de fluide calibré, sépare 15 cette chambre supérieure d'une chambre inférieure dont la base communique avec une chambre extérieure entourée par un deuxième tube formant le corps de l'amortisseur. Lors d'une compression de l'amortisseur, le fluide refoulé de la chambre inférieure part en partie vers la chambre supérieure acceptant un volume 20 moindre à cause de la tige rentrant dedans, et en partie dans la chambre extérieure. L'amortisseur comporte dans la chambre inférieure une butée d'attaque équipée d'un ressort freinant le mouvement de l'amortisseur en fin de course en compression, comprenant un système d'emboîtement conique pour 25 former un matelas de fluide intermédiaire amortissant par laminage le contact avec cette butée d'attaque. L'amortisseur comporte aussi en haut de la chambre supérieure une butée de détente comprenant un élément en élastomère, comme du caoutchouc ou du polyuréthane, freinant la fin de course en détente du piston. 30 La butée de détente forme un clapet anti-retour permettant un passage libre du fluide de la chambre supérieure disposée autour de la tige, vers la chambre extérieure, de manière à freiner faiblement la course de détente. De 3051867 2 plus cette course de détente entraîne du gaz qui pourrait se trouver concentré en haut de la chambre supérieure, pour le refouler par le clapet anti-retour vers la chambre extérieure. Ensuite dans une course de compression le fluide ne peut pas passer 5 par ce clapet anti-retour, la chambre supérieure est alimentée uniquement par les passages du piston qui freinent fortement le mouvement de l'amortisseur. On réalise une purge automatique de la chambre supérieure qui fonctionne bien en particulier si l'amortisseur est disposé verticalement ou peu incliné par rapport à cette verticale, de manière à concentrer le gaz autour de la tige de l'amortisseur pour l'évacuer ensuite par le guidage de cette tige. Toutefois suivant la forme de la butée de détente et avec une inclinaison suffisante de l'amortisseur, on peut constater une rétention de gaz en haut de la chambre supérieure qui entraîne des bruits de fonctionnement, ainsi qu'une variation de ce fonctionnement qui dégrade le confort de roulage du véhicule. 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 piston coulissant dans un tube intérieur, ce piston séparant une chambre supérieure d'une chambre inférieure dont la base est en communication avec une chambre extérieure, et comportant en haut de la chambre supérieure une butée de détente équipée d'un clapet anti-retour permettant un passage de fluides vers la chambre extérieure, cet amortisseur étant remarquable en ce que la chambre supérieure comporte une butée supérieure maintenue dans le tube intérieur, présentant un dessous concave, et comporte une butée inférieure maintenue sur la tige, présentant un dessus convexe prévu pour s'ajuster en fin de course de détente dans le dessous concave. Un avantage de cet amortisseur est que pour des montages fortement inclinés de l'amortisseur, en particulier lors des premières courses de détente complètes de cet amortisseur, le dessous concave de la butée supérieure 3051867 3 permet de concentrer les gaz vers la tige même avec cette forte inclinaison, ces gaz étant ensuite refoulés le long de la tige puis vers le clapet anti-retour lorsque le sommet convexe de la butée inférieure vient s'ajuster dans ce dessous concave pour le remplir. 5 On obtient ainsi de manière simple et économique, avec l'ajout seulement dans la chambre supérieure de butées en élastomère qui ne change sensiblement pas le procédé de fabrication de l'amortisseur, une purge efficace de cette chambre qui évite des phénomènes de bruit ou de variation de la qualité de l'amortissement. 10 L'amortisseur selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Selon un mode de réalisation la surface concave est formée directement par la face inférieure de la butée de détente qui constitue la butée supérieure. 15 Selon un autre mode de réalisation la butée supérieure présentant le dessous concave est un élément supplémentaire indépendant de la butée de détente. Avantageusement, la butée inférieure présentant le dessus convexe est un élément supplémentaire qui s'ajoute au-dessus du piston. 20 Avantageusement, au moins une butée supérieure ou inférieure est réalisée dans un matériau élastomère. Avantageusement, le dessous concave et le dessus convexe présentent une forme conique centrée sur l'axe de l'amortisseur. Dans ce cas, la forme conique présente avantageusement un demi- 25 angle compris entre 40 et 50°. Avantageusement, au moins une des surfaces concave ou convexe comporte des rainures. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comportant une suspension équipée d'amortisseurs hydrauliques comprenant l'une 30 quelconque des caractéristiques précédentes. 3051867 4 En particulier, les amortisseurs hydrauliques peuvent être montés sur la suspension arrière, et présenter une inclinaison par rapport à la verticale supérieure à 30°. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et 5 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 : - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale respectivement d'un amortisseur selon l'art antérieur et d'un amortisseur selon l'invention ; 10 - la figure 3 est une vue en coupe axiale de la partie supérieure de cet amortisseur selon l'invention ; - les figures 4a et 4b sont des vues en perspective présentant le dessous des butées supérieure et inférieure de cet amortisseur ; et - les figures 5a et 5b sont des vues en perspective présentant le dessus 15 de ces butées supérieure et inférieure. La figure 1 présente un amortisseur comportant une tige 2 disposée suivant un axe principal, comprenant à son extrémité inférieure un piston 4 qui coulisse dans un cylindre intérieur 6, pour séparer une chambre supérieure 8 d'une chambre inférieure 10. 20 Un corps extérieur 12 entourant l'amortisseur, contient une chambre extérieure 14 disposée autour du cylindre intérieur 6. La base de la chambre inférieure 10 comporte une butée de fin de course de compression 18 freinant la fin de course du piston 4. Le piston 4 et la butée de fin de course 18 comportent des passages calibrés du fluide, 25 réalisant en particulier un freinage de ce fluide lors des courses de compression. L'amortisseur comporte un passage libre 16 reliant le dessous de la butée de fin de course 18 à la chambre extérieure 14, pour recevoir dans cette chambre extérieure lors d'une course de compression, le surplus de 30 fluide refoulé de la chambre inférieure 10 et ne rentrant pas dans la chambre supérieure 8. 3051867 5 Une butée de détente 20 formée dans un élastomère, disposée en haut de la chambre supérieure 8, réalise la liaison entre le tube intérieur 6 et le corps extérieur 12. Cette butée de détente 20 présente en dessous une forme concave légèrement conique 22 centrée sur l'axe. 5 La butée de détente 20 supporte un guidage axial 28 de la tige 2, la partie supérieure de cette butée présentant un clapet anti-retour 26 permettant un libre passage des fluides contenus dans la chambre supérieure 8, passant au travers de ce guidage, pour rejoindre la chambre extérieure 14. 10 Une butée mobile 24 disposée dans la chambre supérieure 8 et serrée sur la tige 2, forme un anneau circulaire réalisé dans un élastomère, présentant deux faces transversales parallèles reliées par un arc de cercle. En fin de course de détente de l'amortisseur, le piston 4 comprime la butée mobile 24 sur la forme concave conique 22 de la butée de détente 20, en 15 déformant progressivement cette butée mobile pour l'encastrer dans la forme concave ce qui réalise un freinage progressif de la course. Pour un positionnement de l'amortisseur vertical ou peu incliné par rapport à cette vertical, on a une concentration des gaz contenus dans la chambre supérieure 8, en particulier ceux introduits lors de sa fabrication, 20 dans le creux formé par la forme concave conique 22 sous la butée de détente 20. Lors d'une course complète de détente de l'amortisseur, la butée mobile 24 vient en appui sous la forme concave 22 de la butée de détente 20, en chassant les gaz vers le centre ou ils sont conduits par le guidage axial 28 et 25 le clapet anti-retour 26 vers la chambre extérieure 14. On notera que les gaz dans la chambre extérieure 14 ne perturbent pas le fonctionnement de l'amortisseur, et n'occasionnent pas de bruit. Toutefois si l'inclinaison de l'amortisseur est trop importante, en particulier si elle dépasse l'angle de la forme concave conique 22 par rapport 30 à la direction transversale, les gaz résiduels de la chambre supérieure 8 sont alors au moins en partie bloqués contre la paroi du cylindre intérieur 6, une 305 186 7 6 course complète de détente de l'amortisseur peut ne pas arriver à chasser ces gaz vers le centre de ce cône. La figure 2 présente un amortisseur comportant dans la chambre supérieure 8, une butée supérieure en élastomère 30 serrée dans le cylindre 5 intérieur 6, disposée en dessous de la butée de détente 20, comportant sur le dessus une surface transversale plane, et un dessous concave 34 formant un cône centré sur l'axe présentant un angle d'environ 45°. La chambre supérieure 8 comporte aussi en dessous de la butée supérieure 30, une butée inférieure en élastomère 32 serrée sur la tige 2, 10 comportant sur le dessus une surface convexe 36 formant un cône prévu pour s'ajuster dans celui 34 du dessous de cette butée supérieure, et une base transversale plane. Les figures 3, 4, et 5 présentent les butées supplémentaires 30, 32 comportant radialement une surface intérieure cylindrique 40 qui pour la 15 butée inférieure 32 est serrée sur la tige 2, et une surface extérieure cylindrique 42 qui pour la butée supérieure 30 est serrée dans le cylindre intérieur 6. La butée supérieure 30 comporte le dessous conique comprenant six rainures radiales 46 de section carrée, qui facilitent l'écoulement du fluide 20 interposé lors de l'arrivée de la surface convexe conique 36 de la butée inférieure 32. Le fonctionnement de l'amortisseur est le suivant. On le fabrique avec le même procédé que pour l'amortisseur précédent, en insérant seulement en plus lors du montage les deux butées supplémentaires 30, 32. 25 Lors de la première course de détente complète de l'amortisseur, les deux butées supplémentaires 30, 32 coulissent axialement sur l'élément sur lequel elles sont serrées, en venant se caler en appui en haut sur la butée de détente 20 pour la butée supérieure 30, et en bas sur le piston 4 pour la butée inférieure 32. Par la suite les butées supplémentaires 30, 32 restent 30 définitivement dans ces positions grâce au serrage sur le cylindre intérieur 6 ou sur la tige 2. 3051867 7 Les gaz contenus dans la chambre supérieure 8 sont dirigés contre la tige 2, même avec une inclinaison de cet amortisseur qui peut atteindre 45°. Pendant les premières courses de détente complètes de l'amortisseur, la surface convexe conique 36 de la butée inférieure 32 vient s'ajuster dans 5 la surface concave conique 34 de la butée supérieure 30, en chassant les gaz qui sont refoulés vers le guidage axial 28 de la tige 2. Les gaz passent ensuite par le clapet anti-retour 26 pour rejoindre la chambre extérieure 14. On a ainsi facilité l'évacuation des gaz contenus dans la chambre supérieure 8. 10 De plus en fin de course de détente la compression des butées supplémentaires 30, 32 ajoutent une épaisseur supplémentaire en élastomère réalisant un freinage efficace de cette fin de course, qui peut réduire des chocs pour les débattements importants. Les rainures radiales 46 de la butée supérieure 30 facilitant une évacuation du fluide interposé, on 15 évite une augmentation de l'amortissement hydraulique en fin de détente. En variante on peut réaliser des formes concave 34 et convexe 36 complémentaires qui ne sont pas coniques, présentant par exemple une surface sphérique. On peut aussi réaliser le dessous concave 34 directement dans la butée de détente d'origine 20 en lui donnant la forme fortement 20 conique, ce qui évite le montage de la butée supérieure supplémentaire. On réalise d'une manière simple et économique, avec les deux butées supplémentaires 30, 32 présentant un coût très réduit, une meilleure stabilité de la prestation de l'amortisseur dans le cas d'un montage fortement incliné. De plus l'amortissement en fin de course de détente est amélioré. 25 REVENDICATIONS1 - Amortisseur hydraulique comportant un piston (4) coulissant dans un tube intérieur (6), ce piston (4) séparant une chambre supérieure (8) d'une chambre inférieure (10) dont la base est en communication avec une chambre extérieure (14), et comportant en haut de la chambre supérieure (8) une butée de détente (20) équipée d'un clapet anti-retour (26) permettant un passage de fluides vers la chambre extérieure (14), caractérisé en ce que la chambre supérieure (8) comporte une butée supérieure (30) maintenue dans le tube intérieur (6), présentant un dessous concave (34), et comporte une butée inférieure (32) maintenue sur la tige (2), présentant un dessus convexe (36) prévu pour s'ajuster en fin de course de détente dans le dessous concave (34). 2 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface concave (34) est formée directement par la face inférieure de la butée de détente (20) qui constitue la butée supérieure (30). 3 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée supérieure (30) présentant le dessous concave (34) est un élément supplémentaire indépendant de la butée de détente (20). 4 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la butée inférieure (32) présentant le dessus convexe (36) est un élément supplémentaire qui s'ajoute au-dessus du piston (4). 5 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'au moins une butée supérieure (30) ou inférieure (32) est réalisée dans un matériau élastomère. 6 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dessous concave (34) et le dessus convexe (36) présentent une forme conique centrée sur l'axe de 30 l'amortisseur. 7 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la forme conique présente un demi-angle compris entre 40 et 50°. 3051867 9 8 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une des surfaces concave (34) ou convexe (36) comporte des rainures (46). 9 - Véhicule automobile comportant une suspension équipée 5 d'amortisseurs hydrauliques, caractérisé en ce que ces amortisseurs hydrauliques sont selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 - Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que les amortisseurs hydrauliques sont montés sur la suspension arrière, et présentent une inclinaison par rapport à la verticale supérieure à 30°.