Brevet FR3059748A1 — publié le 20180608

AMORTISSEUR AVEC AMORTISSEMENT DYNAMIQUE L'invention a trait au domaine des véhicules, plus particulièrement des véhicules automobiles et de l'amortissement pour les suspensions de tels véhicules. Le document de brevet publié FR 3 006 730 Al divulgue un amortisseur hydraulique pour suspension de véhicule automobile, comprenant une enveloppe cylindrique contenant un fluide, un piston monté coulissant dans l'enveloppe cylindrique et comprenant au moins un orifice pour le fluide, et une tige creuse reliée au piston. L'amortisseur comprend également des moyens d'amortissement de fin de course qui comprennent un clapet rotatif en contact avec le piston et apte à moduler la section de passage du ou d'au moins un de ses orifices, et une tige indexée montée coulissante dans la tige creuse et s'étendant en dehors de la tige creuse, de manière à pouvoir entrer en contact avec une paroi de fond de l'enveloppe cylindrique, la tige indexée étant indexée en rotation avec la tige creuse et le clapet. Lors de l'enfoncement de la tige et du piston dans l'enveloppe, la tige indexée provoque la rotation du clapet et, partant, la fermeture des passages pour l'huile. Le mouvement d'enfoncement de la tige, dit d'attaque, est ainsi amorti en fin de course d'attaque. Un tel amortisseur est intéressant en ce qu'il prévoit des butées hydrauliques à faible coût. Cependant, en dehors des butées hydrauliques, l'amortissement reste passif, c'est-à-dire obéissant à une loi invariable. Il est alors nécessaire de faire un compromis entre la tenue de rebond de roue (autour de 15Hz) et le filtrage des tressautements (de 4 à 8 Hz) et des trépidations (de 6 à 40 Hz). L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'augmenter la capacité d'amortissement du rebond de roue sans pour autant diminuer le confort de roulage. L'invention a pour objet un amortisseur hydraulique pour suspension de véhicule automobile, comprenant une enveloppe cylindrique contenant un fluide ; un piston monté coulissant dans l'enveloppe cylindrique et comprenant au moins un passage pour le fluide ; une tige reliée au piston et traversant l'enveloppe ; remarquable en ce 3059748 2 que l'amortisseur comprend, en outre, un système amortisseur de rotation générée par un enfoncement de la tige dans l'enveloppe. Le système amortisseur de rotation comprend avantageusement un système masse-ressort. La conversion du mouvement d'enfoncement de la tige dans l'enveloppe en 5 en un mouvement de rotation peut être assurée par des moyens mécaniques du type à piste hélicoïdale. Selon un mode avantageux de l'invention, le système amortisseur de rotation est situé au niveau du piston et est configuré pour faire varier la section du ou des passages du fluide. 10 Selon un mode avantageux de l'invention, le système amortisseur de rotation comprend un noyau rotatif en contact avec un disque lié rigidement à la tige, le noyau et/ou le disque comprenant un ou des orifices formant le ou les passages du fluide, la section du ou des passages variant en fonction de la position angulaire du noyau par rapport au disque ; un anneau disposé autour du noyau et lié en rotation 15 de manière élastique avec ledit noyau et formant ainsi un système masse-ressort rotatif pour le noyau. Selon un mode avantageux de l'invention, l'amortisseur comprend une bague déformable en matériau élastomère disposée entre le noyau et l'anneau, assurant la liaison en rotation de manière élastique entre ledit noyau et ledit anneau. 20 La bague est avantageusement adhérée, par exemple par vulcanisation, au noyau et/ou à l'anneau. Selon un mode avantageux de l'invention, l'anneau est en appui sur le disque. Selon un mode avantageux de l'invention, l'anneau est en contact direct avec l'enveloppe. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, l'anneau comprend un ou plusieurs orifices avec une section invariable lors de l'enfoncement du piston dans l'enveloppe. 3059748 3 Selon un mode avantageux de l'invention, la tige est creuse et le système amortisseur de rotation comprend une tige montée coulissante de manière indexée dans la tige creuse, apte à pouvoir entrer en contact avec une paroi de fond de l'enveloppe et à générer la rotation dans le système amortisseur de rotation lors de 5 l'enfoncement de la tige dans l'enveloppe. Selon un mode avantageux de l'invention, la tige coulissante est liée en rotation avec la tige creuse et comprend une surface extérieure avec au moins une rainure hélicoïdale coopérant avec le noyau en vue de la rotation dudit noyau en fonction de l'enfoncement de la tige coulissante dans la tige creuse. 10 Avantageusement, l'amortisseur comprend un dispositif élastique, tel qu'un ressort, logé dans la tige creuse et exerçant un effort élastique sur la tige coulissante tendant à faire sortir ladite tige de la tige creuse. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant au moins un amortisseur hydraulique ; remarquable en ce que le ou chacun des amortisseurs est 15 conforme à l'invention. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de tirer parti de la forme circulaire de l'amortisseur en y ajoutant un système d'amortissement de rotation générée par l'enfoncement et/ou la sortie de la tige par rapport à l'enveloppe. Le fait de prévoir ce système d'amortissement au niveau du piston est 20 avantageux d'un point de vue encombrement. Le système d'amortissement en rotation procure une réponse d'amortissement qui peut venir s'ajouter à celle du piston et l'enveloppe. L'amortissement en rotation est assuré par le système masse-ressort formé par l'anneau et la bague élastique entourant le noyau. Les mesures de l'invention permettent aussi d'assurer un amortissement dynamique, c'est-à-dire 25 variable avec la course de l'amortisseur. En particulier, la variation d'amortissement inclut, en plus d'une variation de la section de passage pour le fluide en fonction de la course, un amortissement mécanique rotatif au niveau du piston, cet amortissement pouvant être dimensionné pour être efficace sur des plages de fréquences potentiellement différentes de celles de l'amortissement par les orifices de passage de fluide. Ces derniers peuvent ainsi être dimensionnés pour assurer un amortissement de niveau faible, dans un souci de confort de roulage du véhicule, 3059748 4 tout en assurant un amortissement efficace du mode de rebond de roue, dans une plage située autour de 15 Hz. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : 5 - La figure 1 est une vue en perspective et schématique d'un amortisseur selon l'invention ; - La figure 2 est une vue éclatée de la tige et du piston de l'amortisseur de la figure 1 ; - La figure 3 est une vue en coupe de l'amortisseur de la figure 1 dans une 10 première position avant une course d'attaque ; - La figure 4 correspond à la figure 3 où l'amortisseur est dans une deuxième position en début de course d'attaque ; - La figure 5 correspond aux figures 3 et 4 où l'amortisseur est dans une troisième position en fin de course d'attaque. 15 La figure 1 est une vue schématique en transparence d'un amortisseur 2 comprenant, essentiellement, une enveloppe généralement cylindrique 4, un piston 6 monté coulissant dans l'enveloppe cylindrique 4 et une tige 8 reliée au piston 4. L'amortisseur 2 comprend une tige coulissante 10 en saillie de la tige 8 et dirigée vers le fond de l'enveloppe cylindrique. L'enveloppe cylindrique est remplie d'un 20 fluide, préférentiellement d'un fluide incompressible tel que de l'huile. La tige 8 est destinée à être reliée à son extrémité libre à un premier élément tel que la structure d'un véhicule et l'enveloppe cylindrique 4 est destinée à être reliée mécaniquement à un deuxième élément tel que le moyeu de roue d'un véhicule. Les déplacements de la roue par rapport à la structure du véhicule lors de son déplacement modifient 25 les tailles des deux chambres délimitées par le piston 6 dans l'enveloppe cylindrique 4. Ils forcent ainsi un déplacement de l'huile contenue dans l'enveloppe cylindrique 4 d'une chambre vers l'autre au travers d'orifices (non représentés à la figure 1) dans le piston 6. 3059748 5 La figure 2 est une vue éclatée du piston 6 de l'amortisseur 2 de la figure 1. Le piston 6 comprend un disque 12 qui est rigidement lié à la tige 8, un noyau 14 monté rotatif en contact avec le disque 12, un anneau 16 disposé autour du noyau 14 et une bague 18 disposée entre le noyau 14 et l'orifice central 16.1 de l'anneau 16. La 5 bague 18 est avantageusement réalisée en matériau élastomère et adhérée au noyau 14 et à l'anneau 16. L'anneau 16 coulisse avantageusement en contact direct avec l'enveloppe de l'amortisseur. Il peut par ailleurs présenter des orifices 16.2 de passage pour le fluide. Le noyau 14 comprend un orifice central 14.1 destiné à recevoir la tige coulissante 10. Plus précisément, la tige coulissante comprend une 10 extrémité 10.1 configurée pour coopérer par coulissement avec la tige creuse 8 de manière à ce que la tige coulissante soit liée en rotation avec la tige creuse 8. Etant donné que la tige creuse 8 ne subit en principe pas de mouvement de rotation et est en principe fixe en rotation de par son montage sur le véhicule, la tige coulissante 10 est également fixe en rotation. La tige coulissante 10 comprend sur sa surface 15 extérieure, adjacente à l'extrémité 10.1, une rainure hélicoïdale 10.2. Cette dernière s'étend sur la majeure partie de l'étendue longitudinale de la tige coulissante 10, en l'occurrence sur la totalité hormis l'extrémité 10.1. Le noyau 14 comprend dans son orifice 14.1 un ergot (non visible) engageant dans la rainure 10.2 de la tige coulissante 10. Le noyau 14 comprend également des orifices 14.2 qui sont destinés 20 à coopérer avec des orifices ou des profils sur le disque 12, de sorte à ce qu'une variation de la position angulaire relative entre le noyau 14 et le disque 12 modifie la section de passage du fluide contenu dans l'amortisseur. Lors d'un mouvement d'enfoncement de la tige 8 et du piston 6 dans l'enveloppe 4, ce mouvement étant couramment désigné par mouvement d'attaque, la tige 25 coulissante 10 normalement en position sortie de la tige creuse 8, notamment sous l'effet d'un effort élastique exercé à l'intérieur de ladite tige creuse 8, va se rapprocher du fond de l'enveloppe 4. Lorsque la tige 10 contacte le fond de l'enveloppe 4 et que la tige creuse 8 continue à s'enfoncer dans l'enveloppe 4, la tige coulissante 10 s'enfonce dans la tige creuse 8. En raison du fait que la tige 30 coulissante 10 est liée en rotation avec la tige creuse 8 et en raison de la coopération du noyau 14 avec la rainure hélicoïdale 10.2 de la tige coulissante 10, l'enfoncement de cette dernière provoque une rotation du noyau 14. Cette rotation a 3059748 6 pour effet de modifier la correspondance entre les orifices 14.2 du noyau 14 et les orifices ou profils (non représentés) du disque 12 et, partant, de modifier la section de passage pour le fluide. Le piston 6 présente alors une section de passage pour le fluide qui est variable avec sa position dans l'enveloppe. 5 II est à noter que la tige coulissante 10 pourrait être remplacée par d'autres moyens de conversion du mouvement d'enfoncement de la tige creuse dans l'enveloppe. La bague 18 interposée entre le noyau 14 et l'anneau 16 a pour effet que la rotation du noyau 14 entraine l'anneau 16 en rotation. Ce dernier joue le rôle d'une masse et la liaison en rotation joue le rôle d'un ressort entre le noyau 14 et l'anneau 16 faisant 10 masse. La bague 18 et l'anneau 16 forment ainsi un système d'amortissement de la rotation du noyau 14. En effet, lorsque le véhicule évolue sur une roue dégradée de sorte que la tige creuse 8 s'enfonce dans, et ressort de, l'enveloppe de manière oscillante, le noyau 14 subit des mouvements de rotation oscillants. La présence de l'anneau 16 et la bague 18 a pour effet d'amortir ces mouvements et, partant, 15 d'amortir les mouvements de va-et-vient de la tige 8 dans l'enveloppe. Les figures 3 à 5 illustrent de manière plus détaillée le principe de fonctionnement de l'amortisseur des figures 1 et 2. La figure 3 illustre l'amortisseur en coupe, dans une position où le piston 6 et la tige 8 sont peu enfoncés dans l'enveloppe 4, de sorte que la tige coulissante 10 n'est 20 pas en contact avec le fond de l'enveloppe 4. Dans cette situation, le noyau 14 est dans une position angulaire telle que ses orifices 14.2 sont en face d'orifices correspondants 12.1 du disque 12. Lors d'un mouvement d'attaque, c'est-à-dire d'enfoncement de la tige 8 et du piston 6 dans l'enveloppe 4, le fluide contenu dans l'enveloppe peut s'écouler au travers des orifices 14.2 et 12.1. Le fluide peut 25 également s'écouler au travers des orifices 16.2 de l'anneau 16. Avantageusement, la section de passage des orifices 14.2 dans cette configuration est supérieure à celle des orifices 16.2. Dans cette configuration, la section de passage pour le fluide est maximale et l'amortissement est minimum, ce qui permet d'obtenir un confort de roulage satisfaisant. 3059748 7 La figure 4 illustre l'amortisseur en coupe, dans une position où le piston 6 et la tige 8 sont davantage enfoncés dans l'enveloppe 4 par rapport à la position de la figure 3. La tige coulissante 10 est en contact avec le fond de l'enveloppe 4 et a commencé s'enfoncer par coulissement dans la tige creuse 8. Cet enfoncement a 5 provoqué la rotation du noyau 14 et, partant, une variation de la section de passage des orifices 14.2 dudit noyau 14. En effet, ces derniers ne sont plus dans la même position relative par rapport aux orifices 12.1 que dans la configuration de la figure 3. En l'occurrence, les orifices 14.2 du noyau ne sont plus alignés avec les orifices 12.1 du disque, de sorte que la section de passage pour le fluide au travers du noyau est 10 réduite. Elle peut notamment devenir inférieure à celle des orifices 16.2 de l'anneau. Dans ces conditions, l'amortissement est plus important. La figure 5 illustre l'amortisseur en coupe, dans une position où le piston 6 et la tige 8 sont davantage enfoncés dans l'enveloppe 4 par rapport à la position de la figure 4. La tige coulissante 10 est davantage enfoncée dans la tige creuse 8 et le noyau 15 14 a davantage tourné par rapport au disque 12. Dans cette configuration, les orifices 14.2 du noyau ne sont plus en face, même partiellement, des orifices 12.1 du disque et sont par conséquent fermés. Le fluide ne peut alors plus passer que par les orifices 16.2 de l'anneau 16. L'amortissement est alors maximal. Dans ce qui vient d'être décrit, notamment en relation avec les figures 3 à 5, il est 20 entendu que la loi de variation d'amortissement en fonction du degré d'enfoncement de la tige et du piston dans l'enveloppe peut être adaptée de manière à obtenir un comportement voulu. En d'autres termes, la variation d'amortissement en fonction du degré d'enfoncement peut être différente de celle qui vient d'être décrite. A cet effet, les orifices pratiqués dans le noyau et/ou le disque fixe peuvent présenter des 25 formes particulières, notamment avec des profils circulaires (oblongs). La présence de l'anneau élastique et lié en rotation permet d'ajouter un phénomène d'amortissement des mouvements oscillatoires du noyau et, partant, d'enfoncement de la tige dans l'enveloppe. Cet amortissement additionnel à celui du passage pour le fluide dans le piston, intervient uniquement lorsque la tige coulissante est en 30 contact avec le fond de l'enveloppe. De plus, cet amortissement peut être modulé par la forme de la rainure hélicoïdale dont le pas peut varier le long de la tige 3059748 8 coulissante. L'amortissement des mouvements de rotation du noyau par l'anneau permet également d'éviter des variations potentiellement indésirables de la section de passage pour le fluide. REVENDICATIONS1. Amortisseur hydraulique (2) pour suspension de véhicule automobile, comprenant : - une enveloppe cylindrique (4) contenant un fluide ; - un piston (6) monté coulissant dans l'enveloppe cylindrique et comprenant au moins un passage (12.1, 14.2) pour le fluide ; - une tige (8) reliée au piston (6) et traversant l'enveloppe (4) ; caractérisé en ce que l'amortisseur comprend, en outre : - un système amortisseur (10, 14, 16, 18) de rotation générée par un enfoncement de la tige (8) dans l'enveloppe (4). 2. Amortisseur (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système amortisseur de rotation (10, 14, 16, 18) est situé au niveau du piston (6) et est configuré pour faire varier la section du ou des passages (12.1, 14.2) du fluide. 3. Amortisseur (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système amortisseur de rotation (10, 14, 16, 18) comprend un noyau rotatif (14) en contact avec un disque (12) lié rigidement à la tige (8), le noyau (14) et/ou le disque (12) comprenant un ou des orifices (14.2, 12.1) formant le ou les passages du fluide, dont la section varie en fonction de la position angulaire du noyau par rapport au disque ; un anneau (16) disposé autour du noyau (14) et lié en rotation de manière élastique avec ledit noyau et formant ainsi un système masse-ressort rotatif pour le noyau. 4. Amortisseur (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'amortisseur (2) comprend une bague déformable (18) en matériau élastomère disposée entre le noyau (14) et l'anneau (16), assurant la liaison en rotation de manière élastique entre ledit noyau et ledit anneau. 5. Amortisseur (2) selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'anneau (16) est en appui sur le disque (12). 6. Amortisseur (2) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'anneau (16) est en contact direct avec l'enveloppe (4). 3059748 10 7. Amortisseur (2) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'anneau (16) comprend un ou plusieurs orifices (16.2) avec une section invariable lors de l'enfoncement du piston (6) dans l'enveloppe (4). 8. Amortisseur (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la 5 tige (8) est creuse et le système amortisseur de rotation (10, 14, 16, 18) comprend une tige (10) montée coulissante de manière indexée dans la tige creuse (8), apte à pouvoir entrer en contact avec une paroi de fond de l'enveloppe (4) et à générer la rotation dans le système amortisseur de rotation (10, 14, 16, 18) lors de l'enfoncement de la tige (8) dans l'enveloppe 10 (4). 9. Amortisseur (2) selon la revendication 3 et la revendication 8, caractérisé en ce que la tige coulissante (10) est liée en rotation avec la tige creuse (8) et comprend une surface extérieure avec au moins une rainure hélicoïdale (10.2) coopérant avec le noyau (14) en vue de la rotation dudit noyau en 15 fonction de l'enfoncement de la tige coulissante (10) dans la tige creuse (8). 10. Véhicule automobile comprenant au moins un amortisseur hydraulique de suspension ; caractérisé en ce que le ou chacun des amortisseurs hydrauliques est conforme à l'une des revendications 1 à 9.