Brevet FR3086985A1 — publié le 20200410

AMORTISSEUR HYDRAULIQUE AVEC RÉGLAGE AUTOMATIQUE SUIVANT UNE ACCÉLÉRATION RADIALE La présente invention concerne un amortisseur hydraulique de suspension de véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile comportant des suspensions équipées de ce type d'amortisseur. Les véhicules automobiles comportent généralement pour chaque roue une suspension comprenant un ressort de suspension, et un amortisseur télescopique hydraulique qui freine les mouvements de cette suspension. L'amortisseur hydraulique comporte un piston coulissant dans un corps, fixé à l'extrémité d'une tige, séparant deux chambres de part et d'autre de ce piston. Des perçages calibrés dans ce piston contenant des clapets permettent généralement une compression libre de l'amortisseur, et une détente freinée de plus en plus fortement en fonction de la vitesse de déplacement de ce piston. En complément l'amortisseur peut comporter une butée hydraulique de fin de course de compression, qui arrête le mouvement de compression de la suspension pour éviter un choc à la fin de cette course. Suivant les conditions de roulage, on peut favoriser un freinage plus ou moins important des mouvements de la suspension pour optimiser le confort et la tenue de route. En particulier un freinage plus élevé du mouvement de la suspension est favorable pour limiter les inclinaisons longitudinales de la caisse lors des accélérations et des freinages, et latérales dans les virages. Par contre cet amortissement plus élevé filtre moins bien les petites irrégularités de la route en ligne droite générant des tressautements, ce qui réduit le confort. Afin de de modifier le niveau d'amortissement au cours du roulage, un type d'amortisseur piloté connu, présenté notamment par le document DE-A1- 102016214413, comporte une arrivée de fluide dans une rainure formant une chambre annulaire se trouvant derrière un joint circulaire d'étanchéité entourant le piston, en appui dans l'alésage du corps de l'amortisseur. En 2 ajustant la pression dans cette chambre, on règle le serrage du joint d'étanchéité sur le corps, ce qui fait varier la force de freinage venant du frottement pendant le coulissement du piston. Toutefois on obtient des forces de frottement réglables donnant un 5 freinage s'opposant au déplacement et non à la vitesse comme pour un amortissement hydraulique, ce qui n'est pas optimum pour le fonctionnement d'une suspension. De plus cet amortisseur utilise un pilotage extérieur de réglage de la pression dans la chambre annulaire, nécessitant des liaisons vers l'extérieur, ce qui apporte une complexité et des coûts additionnels 10 importants. 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 corps cylindrique disposé suivant un axe principal, un piston fixée à l'extrémité d'une 15 tige axiale, coulissant dans le corps en séparant une chambre de détente d'une chambre de compression, ce piston comprenant un passage principal avec restriction d'une chambre à l'autre, cet amortisseur étant remarquable en ce que le piston comporte un passage secondaire d'une chambre à l'autre, comprenant un orifice réglable, et un système de masselottes pressé par des 20 ressorts, qui se déplace par inertie dans une direction radiale sous l'effet d'accélérations radiales de l'amortisseur, en modifiant la section de l'orifice réglable. Un avantage de cet amortisseur hydraulique est que de manière simple et économique, on peut prévoir des masselottes se déplaçant dans au moins 25 une direction radiale en comprimant par inertie les ressorts à partir d'un certain niveau d'accélération dans cette direction, qui donnent une section maximum à l'orifice réglable avec les masselottes proches du repos pour un niveau faible ou nul d'accélération radiale de l'amortisseur, et une restriction progressive de cette section pour des accélérations croissantes. 30 En disposant l'amortisseur sensiblement verticalement dans le véhicule les masselottes subissent des accélérations radiales qui peuvent venir suivant leurs orientations dans le véhicule, d'accélérations ou de freinages 3 longitudinaux de ce véhicule, ou d'accélérations latérales dans les virages pris à une vitesse suffisamment élevée, ce qui permet d'augmenter le niveau d'amortissement pour améliorer la stabilisation du véhicule. On peut limiter ainsi le tangage du véhicule dans les accélérations et les freinages, ou le roulis 5 dans les virages. L'amortisseur hydraulique selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le système de masselottes présente une section 10 circulaire ajustée dans un perçage du piston suivant la direction radiale. Avantageusement, le système de masselottes comporte deux masselottes reliées par une tige de liaison de section réduite qui est au repos alignée sur l'orifice réglable. Avantageusement, le système de masselottes comporte dans la direction 15 radiale de chaque côté un ressort qui est précontraint. Avantageusement, le système de masselottes comporte dans la direction radiale de chaque côté une chambre radiale qui en recevant une pression applique une force radiale sur ce système de masselottes. Dans ce cas, avantageusement chaque chambre radiale comporte un 20 perçage la mettant en communication avec la chambre de détente, au-dessus d'un seuil d'accélération radiale déplaçant le système de masselottes. De plus, le piston peut comporter un même perçage radial de section circulaire, recevant le système de masselottes, et de chaque côté une chambre radiale contenant un ressort. 25 En complément, l'amortisseur peut comporter deux systèmes de masselottes se déplaçant suivant deux directions radiales perpendiculaires. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé de suspensions comportant des amortisseurs hydrauliques comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. 30 Avantageusement, la direction radiale de déplacement est disposée suivant la direction longitudinale ou la direction transversale du véhicule. 4 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 : 5 - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un amortisseur selon l'invention, disposé sensiblement verticalement dans un véhicule, qui est vu de l'arrière de ce véhicule ; - la figure 2 est une vue de détail du piston de cet amortisseur ; - la figure 3 présente ce piston pour un virage vers la droite générant une 10 faible accélération latérale ; - les figures 4 et 5 présentent ce piston pour un virage vers la droite générant une forte accélération latérale, successivement au milieu et en fin de mouvement des masselottes ; et - les figures 6 et 7 présentent ce piston quand l'accélération latérale 15 diminue, successivement au milieu et en fin de mouvement de retour des masselottes. Les figures 1 et 2 présentent un amortisseur comprenant un corps cylindrique 2 recevant un piston 4 coulissant axialement avec une étanchéité, fixé à l'extrémité inférieure d'une tige 6 présentant une extrémité supérieure 20 sortant de ce corps, séparant une chambre inférieure de compression 8 d'une chambre supérieure de détente 10. Le piston 4 comporte un passage principal 12 non réglable d'une chambre à l'autre, comprenant un clapet permettant un passage libre vers la chambre supérieure de détente 10 dans le cas d'une compression de 25 l'amortisseur, et une restriction dans l'autre sens pour freiner la détente de cet amortisseur, mettant en pression cette chambre supérieure. Le piston 4 comporte un passage secondaire réglable 14 d'une chambre à l'autre, disposé en parallèle du passage principal 12, comprenant un orifice réglable circulaire 16 reliant les deux chambres 8, 10, et un système de 30 masselottes 20a, 20b coulissant dans une direction radiale passant par l'axe de l'orifice réglable. 5 Le système de masselottes ajusté dans un perçage cylindrique formé dans l'épaisseur du piston suivant une direction radiale, comporte une masselotte radialement intérieure 20a reliée par une tige fine de liaison à une masselotte radialement extérieure 20b, coulissant respectivement dans une 5 chambre radiale intérieure 22a et une chambre radiale extérieure 22b. Chaque chambre radiale 22a, 22b comporte un ressort hélicoïdal 24a, 24b prenant appui sur le fond de cette chambre radiale, poussant sa masselotte 20a, 20b en direction de l'orifice réglable 16 La tige de liaison présente une longueur légèrement supérieure au 10 diamètre de l'orifice réglable 16, de manière à ce que le système de masselottes étant au repos dans une position centrale, cette tige seulement est disposée en face de l'orifice réglable lui laissant sa section de passage maximum. Chaque chambre radiale 22a, 22b comporte un perçage inférieur 26a, 15 26b disposé au fond de cette chambre radiale, débouchant en permanence dans la chambre inférieure de compression 8. Chaque chambre radiale 22a, 22b comporte un perçage supérieur 28a, 28b débouchant dans la chambre supérieure de détente 10, rapproché de l'orifice réglable 16, qui est fermé par sa masselotte 20a, 20b quand le système 20 de masselottes est au repos. La figure 3 présente le véhicule réalisant un virage vers la droite avec une vitesse modérée générant une faible accélération latérale Acc1 dans cette direction, qui applique sur le système de masselottes une force radiale F1 vers la gauche, radialement vers l'extérieur de l'amortisseur. 25 La force radiale F1 est insuffisante pour vaincre la précontrainte du ressort extérieur 24b disposé vers la gauche, le système de masselottes ne se déplace pas, l'orifice réglable 16 présente toujours son passage maximum. Dans le cas d'une détente de l'amortisseur avec une montée M du piston 4, on a un transfert rapide du fluide de la chambre de détente 10 vers la 30 chambre de compression 8, à la fois par le passage principal 12 et par le passage secondaire 14 qui est entièrement ouvert. L'amortisseur réalise un freinage minimum qui est favorable pour le confort. 6 La figure 4 présente un virage vers la droite avec une vitesse plus élevée générant une accélération latérale Acc2 importante, par exemple supérieure à 0,2g, qui applique sur le système de masselottes une force radiale élevée F2 vers la gauche. L'amortisseur est toujours dans le cas d'une détente avec une 5 montée M du piston 4 augmentant la pression dans la chambre supérieure de détente 10. L'accélération latérale Acc2 est suffisante pour déplacer le système de masselottes vers l'extérieur, jusqu'à ce que la masselotte intérieure 20a ouvre le canal supérieur 28a, mettant en communication la chambre radiale 10 intérieure 22a avec la chambre de détente 10, disposant d'une pression plus élevée que la chambre de compression 8. La figure 5 présente la pression de la chambre de détente 10 remplissant la chambre radiale intérieure 22a, qui est plus élevée que celle de la chambre radiale extérieure 22b toujours en communication avec la chambre de 15 compression 8, ce qui fait basculer rapidement le système de masselottes vers la gauche en comprimant le ressort extérieur 24b, pour l'emmener en butée. On obtient dans cette position la masselotte intérieure 20a se trouvant au milieu de l'orifice réglable 16, en le fermant complètement. De plus les canaux supérieur 28a et inférieur 26a reliant la chambre de détente 10 à la chambre 20 de compression 8, présentant une section très faible pour remplir le petit volume de la chambre radiale intérieure 22a, ne donnent quasiment pas de passage entre ces deux premières chambres. L'amortisseur fonctionne avec presque uniquement le passage principal 12, ce qui lui donne un niveau de freinage élevé en détente freinant fortement 25 les mouvements de la caisse. La figure 6 présente une accélération latérale s'arrêtant, par exemple à la fin du virage, qui ne génère plus de force radiale sur le système de masselottes. Le ressort extérieur 24b déplace doucement le système de masselottes 30 vers le centre de l'amortisseur, avec une retenue par la chambre radiale intérieure 22a recevant toujours la pression plus forte de la chambre de 7 détente 10. La masselotte intérieure 20a ouvre de plus en plus l'orifice réglable 16. La figure 7 présente la masselotte intérieure 20a qui a atteint le perçage supérieur intérieur 28a en le fermant, ce qui provoque une chute de pression 5 dans la chambre radiale intérieure 22a mise en communication avec seulement la chambre de compression 8 présentant une pression plus faible. Le système de masselottes revient alors à sa position d'équilibre, en couvrant entièrement l'orifice réglable 16. Pour un virage à gauche donnant une accélération vers la gauche, le 10 système de masselottes fonctionne de la même manière avec un déplacement du système de masselottes vers l'intérieur en direction de l'axe de l'amortisseur. En variante, en disposant la direction radiale du système de masselottes suivant l'axe longitudinal du véhicule, on obtient aussi un freinage fortement 15 augmenté du mouvement de détente de l'amortisseur pour les accélérations ou les freinages importants du véhicule, appliquant sur ces masselottes une force radiale dans un sens ou dans l'autre. D'une manière générale on peut disposer sur l'amortisseur deux orifices réglables équipés chacun d'un système de masselottes suivant deux 20 directions perpendiculaires, ou un unique système de masselottes sensible aux accélérations dans toutes les directions radiales, pour augmenter le freinage de l'amortisseur REVENDICATIONS1 - Amortisseur hydraulique comportant un corps cylindrique (2) disposé suivant un axe principal, un piston fixée (4) fixé à l'extrémité d'une tige axiale (6), coulissant dans le corps (2) en séparant une chambre de détente (10) du côté de la tige (6) d'une chambre de compression (8) du côté opposé à cette tige (6), ce piston (4) comprenant un passage principal avec restriction (12) d'une chambre à l'autre, caractérisé en ce que le piston (4) comporte un passage secondaire d'une chambre à l'autre (8, 10), comprenant un orifice réglable (16), et un système de masselottes pressé par des ressorts (24a, 24b), qui se déplace par inertie dans une direction radiale sous l'effet d'accélérations radiales (Ace) de l'amortisseur, en modifiant la section de l'orifice réglable (16). 2 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de masselottes présente une section circulaire ajustée dans un perçage du piston (4) suivant la direction radiale. 3 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de masselottes comporte deux masselottes (20a, 20b) reliées par une tige de liaison de section réduite qui est au repos alignée sur l'orifice réglable (16). 4 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de masselottes comporte dans la direction radiale de chaque côté un ressort (24a, 24b) qui est précontraint. 5 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de masselottes comporte dans la direction radiale de chaque côté une chambre radiale (22a, 22b) qui en recevant une pression applique une force radiale sur ce système de masselottes. 6 - Amortisseur hydraulique la revendication 5, caractérisé en ce que chaque chambre radiale (22a, 22b) comporte un perçage la mettant en 30 communication avec la chambre de détente (10), au-dessus d'un seuil d'accélération radiale (Ace) déplaçant le système de masselottes. 9 7 - Amortisseur hydraulique selon les revendications 2 ou 3, 4, et 5 ou 6, caractérisé en ce que le piston (4) comporte un même perçage radial de section circulaire, recevant le système de masselottes, et de chaque côté une chambre radiale (22a, 22b) contenant un ressort (24a, 24b). 5 8 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux systèmes de masselottes se déplaçant suivant deux directions radiales perpendiculaires. 9 - Véhicule automobile équipé de suspensions, caractérisé en ce que ces suspensions comportent des amortisseurs hydrauliques selon l'une 10 quelconque des revendications précédentes. 10 - Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que la direction radiale de déplacement est disposée suivant la direction longitudinale ou la direction transversale du véhicule.