Brevet FR3094435A1 — publié le 20201002

Description Titre de l'invention : AMORTISSEUR A DOUBLE CHAMBRES INERTIELLES POUR SUSPENSION DE VEHICULE AU- TOMOBILE pool j L'invention a trait au domaine de l'amortissement de chocs, plus particulièrement au niveau des suspensions de véhicules automobiles. [0002] Lc document de brevet publié US 2013/0037362 Al divulgue différentes confi- gurations d'amortisseur de chocs notamment pour suspension de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'amortisseur illustré aux figures 14 et 15 de ce document comprend, essentiellement, un premier élément formant une enveloppe cylindrique et un deuxième élément comprenant une tige supportant un premier et un deuxième piston, lesdits pistons coulissant axialement dans l'enveloppe cylindrique. Cette dernière est séparée axialement en deux chambres hydrauliques, la première desdites chambres formant avec le premier piston un premier circuit hydraulique dit inertiel. Ce dernier comprend, en outre, une conduite formant un enroulement autour du premier élément généralement cylindrique, de sorte à ce que le déplacement du premier piston par rapport à la première chambre déplace un fluide hydraulique dans la chambre au travers du conduit, ce déplacement formant un amortissement inertiel. La deuxième des chambres forme, avec le deuxième piston, un deuxième circuit hydraulique dit d'amortissement en ce que le piston comprend un passage de fuite de section réduite pour un fluide hydraulique. Cet amortisseur est intéressant en ce qu'il combine deux types d'amortissement, à savoir un amortissement classique dont la force est fonction de la vitesse du mouvement de coulissement relatif entre la tige et le cylindre et un amortissement inertiel dont la force est fonction de l'accélération dudit mouvement. Il présente cependant un encombrement axial important. De plus, la réalisation, la mise en forme et la mise en place du conduit spiralé présente des difficultés notamment au niveau de la réalisation de l'étanchéité avec le corps de l'enveloppe cylindrique. La résistance à la corrosion du conduit spiralé peut également présenter des difficultés. Aussi, avec cet amortisseur, la fonction d'amortissement inertiel ne peut être facilement calibrée différemment sans modifier profondément la forme des conduits, ce qui pose un problème dans le cas de plusieurs applications sur différents véhicules de masses différentes. [0003] L'invention a pour objectif d'avoir un amortisseur pour une suspension de véhicule automobile, qui comprend : un premier élément destiné à être soit fixé à une partie mobile de la suspension et soit à une partie fixe du véhicule ; et 2 un deuxième élément positionnée concentriquement autour du premier élément, apte à coulisser axialement par rapport audit premier élément et destiné à être fixé à l'autre desdites parties mobile ou fixe ; [0004] les premier et deuxième éléments formant un circuit hydraulique amortisseur et un circuit hydraulique inertiel, tel que, entre le premier élément et le deuxième élément, est positionnée une paroi intermédiaire cylindrique apte à coulisser le long la paroi extérieure du premier élément. La paroi intermédiaire comporte une chamhre intermédiaire, uniquement débouchante de manière étanche le long de la paroi extérieure dudit premier élément. La chamhre intermédiaire comporte un fluide hydraulique et au moins un piston intermédiaire solidaire du premier élément et apte à coulisser le long de la chamhre intermédiaire. La chambre intermédiaire comporte des moyens de rappel positionnés entre le piston intermédiaire et la paroi intermédiaire. La chamhre intermédiaire comporte, pour au moins un positionnement du piston intermédiaire le long de ladite chamhre intermédiaire, des moyens de fuite qui permettent un passage du fluide hydraulique de part et d'autre du piston intermédiaire. [0005] Selon une première caractéristique de l'invention, les moyens de fuite comportent une rainure hélicoïdale formée dans la paroi intermédiaire, ladite rainure hélicoïdale étant débouchante dans la chambre intermédiaire et présente un pas variable pour faire varier le débit en fluide hydraulique du passage de fuite en fonction de la position du piston le long de à la paroi intermédiaire. [0006] Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le piston intermédiaire s'étend axialement sur au moins deux tours de la rainure hélicoïdale. [0007] Selon une troisième caractéristique de l'invention, le piston intermédiaire délimite deux portions de la chambre intermédiaire et comprend au moins un clapet de fermeture apte à laisser ouvert un passage axial de décharge pour de faibles variations de pression du fluide hydraulique de part et d'autre du piston intermédiaire et apte à fermer ledit passage axial de décharge pour de fortes variations de pression du fluide hydraulique de part et d'autre du piston intermédiaire entre les deux portions de la chambre intermédiaire. [0008] Selon une quatrième caractéristique de l'invention, les moyens de rappel comportent au moins cieux ressort, un premier ressort étant positionné en appui entre une première face axiale du piston intermédiaire et un premier bord en regard de la chambre intermédiaire et un second ressort étant positionné en appui entre une seconde face axiale du piston intermédiaire et un second bord en regard de la chambre intermédiaire. [0009] Selon une cinquième caractéristique de l'invention, le premier élément comporte un cylindre intérieur formant une chambre cylindrique intérieure et le long de sa paroi extérieure, le piston intermédiaire. Le deuxième élément comporte un cylindre extérieur adapté pour guider en translation le cylindre intérieur du premier élément et un piston 3 intérieur monté coulissant dans la chambre intérieure et une tige solidarisant le piston intérieur au cylindre extérieur. Le cylindre extérieur du deuxième élément comporte une chambre extérieure, uniquement débouchante de manière étanche le long de la paroi extérieure du cylindre intérieur du premier élément, ladite chambre extérieure comportant un fluide hydraulique et une bague qui délimite en deux portions ladite chambre extérieure. La bague comporte au moins un clapet de décharge qui permet un échange du fluide hydraulique entre les deux portions de la chambre extérieure au-delà d'une certaine pression de fluide dans une desdites deux portions et un clapet de fuite permettant une fuite permanente calibrée du fluide hydraulique entre les deux portions de la chambre extérieure. [0010] La présente invention concerne aussi un véhicule qui comporte une suspension équipée d'un amortisseur qui comporte au moins une des caractéristiques précédentes. [0011] Les dessins annexés illustrent l'invention : [0012] [fig.1] représente une vue en coupe schématique d'un amortisseur selon l'invention. [0013] [fig.2] représente une vue suivant la coupe V-V à la figure 1. [0014] Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques, en coupe longitudinale, d'un amortisseur 2. [0015] Tout au long de la description est entendu par le terme de paroi axiale une paroi orientée selon un axe vertical de l'amortisseur 2 suivant l'orientation de la figure 1 et par le terme de paroi radiale une paroi orientée selon un axe horizontal de l'amortisseur 2 toujours suivant l'orientation de la figure 1. [0016] La coupe longitudinale passe par l'axe de symétrie de l'amortisseur 2. [0017] L'amortisseur 2 comporte un premier élément 4 et un deuxième élément 6, aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre. [0018] Chacun des premier et deuxième éléments 4 et 6 est destiné à être fixé, au choix, à une pièce mobile de la suspension d'un véhicule ou à une pièce fixe de la carrosserie dudit véhicule, respectivement. [0019] Plus particulièrement, le premier élément 4 comprend un cylindre intérieur 8 dé- limitant une chambre intérieure 10 généralement cylindrique. [0020] Le deuxième élément 6 comprend un piston intérieur 14 supporté par une tige 16 et monté coulissant dans la chambre intérieure 10. [0021] A cet effet, le cylindre intérieur 8 est fermé à chacune de ses deux extrémités axiales, la fermeture supérieure étant traversée par la tige 16 (suivant l'orientation de la figure 1) et comporte des moyens d'étanchéité (non représentés) avec la tige 16, ces moyens d'étanchéité étant en soi bien connus de l'homme de métier. [0022] La chambre intérieure 10 comprend un fluide hydraulique, avantageusement visqueux avec une viscosité supérieure ou égale à celle du liquide de suspension Citroen® (LDS), à savoir supérieure ou égale à 18 mm2/s à 40°C et/ou 5.9 mm2/s à 100°C. [0023] Le piston intérieur 14 comprend un ou plusieurs passages à restriction poten- tiellement variable en fonction de différence de pression (non représentés), reliant les deux portions de la chambre intérieure 10, de manière à ce qu'un coulissement relatif entre, d'une part, le piston intérieur 14 et la tige 16, et d'autre part le cylindre intérieur 8 provoque une circulation forcée du fluide hydraulique au travers du ou des passages à restriction sur le piston intérieur 14. [0024] La résistance à l'écoulement au travers de cc ou ces passages génère au niveau de la tige 16 et au niveau du cylindre intérieur 8, des efforts qui sont essentiellement proportionnels à la vitesse d'écoulement du fluide et donc de la vitesse de coulissement relatif entre le piston intérieur 14 et le cylindre intérieur 8, cc principe d'amortissement étant bien connu en soi de l'homme de métier. [0025] Le deuxième élément 6 de l'amortisseur 2 comprend, outre le piston intérieur 14 et la tige 16, un cylindre extérieur 18 entourant le cylindre intérieur 8 du premier élément 4, et, partant, la tige 16 et le piston intérieur 14. [0026] Le cylindre extérieur 18 est rigidement lié à la tige 16. Plus spécifiquement, le cylindre extérieur 18 est monté coulissant sur la surface cylindrique extérieure du cylindre intérieur 8. [0027] Le cylindre extérieur 18 comporte une cavité qui est formée le long de sa surface cy- lindrique intérieure. [0028] Le cylindre extérieur 18 est positionnée de manière coulissante et étanche, aux deux extrémités de ladite cavité, autour du cylindre intérieur 8. [0029] Dans ladite cavité du cylindre extérieur 18 est positionné un élément intermédiaire 20 de forme cylindrique. [0030] Entre la surface cylindrique intérieure de la cavité du cylindre extérieur 18 et la surface cylindrique extérieure de l'élément intermédiaire 20 et la surface cylindrique extérieure du cylindre intérieur 8, est délimitée une chambre extérieure 25. [0031] L'élément intermédiaire 20 comporte une cavité qui est formée le long de sa surface cylindrique intérieure. [0032] L'élément intermédiaire 20 est positionnée de manière coulissante et étanche, à ces deux extrémités, autour du cylindre intérieur 8. [0033] Entre la surface cylindrique intérieure de la cavité de l'élément intermédiaire 20 et la surface cylindrique extérieure du cylindre extérieur 18 est délimitée une chambre intermédiaire 22. [0034] Le cylindre intérieur 8 comporte une collerette, en saillie de sa surface cylindrique extérieure, qui forme un piston intermédiaire 12, de forme annulaire, apte à coulisser le long de la chambre intermédiaire 22 en fonction du mouvement relatif entre le cylindre intérieur 8 et l'élément intermédiaire 20. [0035] Le piston intermédiaire 12 sépare la chambre intermédiaire 22 en deux portions 22.1 et 22.2. Suivant l'orientation de l'amortisseur 2 tel que représenté à la figure 1, est formée une portion supérieure 22.1 de la chambre intermédiaire 22 et une portion inférieure 22.2 de chambre intermédiaire 22. [0036] De part et d'autre du piston intermédiaire 12 est positionné un ressort 27 en appui entre chacun des deux bords axiaux de la chambre intermédiaire 22 et la face correspondante du piston annulaire 12, faisant que, toujours suivant l'orientation de l'amortisseur tel que représenté à la figure 1, un premier ressort haut 27.1 est positionné dans la portion supérieur 22.1 de la chambre intermédiaire 22 et un second ressort bas 27.2 est positionné dans la portion inférieure de la chambre intermédiaire 22.2. [0037] L'élément intermédiaire 20 présente le long de sa surface intérieure radiale une rainure 24 formée de manière hélicoïdale, notamment par usinage dans l'épaisseur de la paroi intermédiaire 20 depuis sa surface intérieure radiale. [0038] Le piston annulaire 12 s'étend axialement sur au moins un tour de la rainure hé- licoïdale 24, préférentiellement sur au moins deux tours de ladite rainure hélicoïdale 24, plus préférentiellement encore sur au moins trois tours ou plus. [0039] Tl est aussi à noter que le pas d'enroulement de la rainure hélicoïdale peut être variable le long de la surface intérieure radiale de l'élément intermédiaire 20, de manière à varier la masse inertielle en fonction du degré d'enfoncement de l'amortisseur 2. [0040] Le piston intermédiaire 12 comprend au moins un passage axial de fuite 26 et au moins un clapet de fermeture 28 maintenu en position axialement neutre par des ressorts 30 positionnés de part et d'autre dudit clapet de fermeture 28. [0041] Des butées 32 positionnées aux deux extrémités du passage axial de fuite 26, forment des surfaces d'appui pour les ressorts 30 du piston intermédiaire 12. [0042] Dans la position neutre telle que représentée, le clapet de fermeture 28, bien qu'obturant au moins en majeure partie le passage 26, peut se déplacer axialement entre les butées 32. [0043] La chambre intermédiaire 22 est remplie d'un fluide hydraulique, préférentiellement différent de celui de la chambre intérieure 10. [0044] Ce fluide est avantageusement un fluide lourd de faible viscosité, en l'occurrence de viscosité inférieure ou égale à celle du glycol. [0045] Une bague 23 délimite en deux portions 25.1 et 25.2 la chambre extérieure 25. [0046] La chambre extérieure 25 est séparée de la chambre intermédiaire 22 et de la chambre intérieure 10, permettant d'y prévoir un fluide hydraulique potentiellement 6 différent de celui notamment de la chambre intermédiaire 22. [0047] Différents clapets sont prévus le long de la bague 23, notamment un premier clapet de décharge 33 qui permet un échange de fluide de la première portion 25.1 de la chambre extérieure 25 vers la seconde portion 25.2 de la chambre extérieure 25. [0048] Un second clapet de décharge 34 qui permet un échange de fluide de la seconde portion 25.2 de la chambre extérieure 25 vers la première portion 25.1 de la chambre extérieure 25. [0049] Un clapet de fuite 35 permettant une fuite permanente calibrée du fluide hydraulique entre les deux portions 25.1 et 25.2 de la chambre extérieure 25. [0050] Lors d'un mouvement de coulissement relatif entre les premier et deuxième éléments 4 et 6 de l'amortisseur 2, outre les phénomènes de passage du fluide de la chambre intérieure 10 au travers du piston 14, mentionnés ci-avant, les volumes de portions 22.1 et 22.2 de la chambre 22 vont varier dans des sens opposés et, partant, provoquer un passage du fluide au travers et le long de la portion de la rainure 24 qui est située en vis-à-vis du piston annulaire 12. [0051] Le volume de cette portion de la rainure 24 étant rempli du fluide hydraulique, la niasse correspondante dudit fluide forme ainsi une niasse qui est mise en mouvement par le coulissement relatif entre les premier et deuxième 4 et 6, générant ainsi une force d'amortissement qui est proportionnelle à l'accélération du mouvement de coulissement relatif entre les premier et deuxième éléments 4 et 6. [0052] Plus spécifiquement, la paroi intermédiaire 20 est maintenue axialement en position centrale par les ressorts 27. [0053] Le piston intermédiaire 12 avantageusement ne comporte pas de clapets de décharge, ceux-ci étant prévus sur la bague 23 qui délimite en deux portions 25.1 et 25.2 la chambre extérieure 25. [0054] Le fonctionnement de l'amortisseur est donc le suivant. [0055] En cas de sollicitations avec des faibles débattements, le clapet de fermeture 28 manque de buter sur les sièges 32, ce qui a pour effet que le circuit hydraulique inertiel ne génère pas de force significative et est par conséquent inactif [0056] En cas de débattements plus importants, en l'occurrence des débattements qui ont pour effet d'amener le clapet de fermeture 28 contre au moins une des butées 32, le fluide hydraulique de la chambre 22 est déplacé le long de la portion de rainure 24 en vis-à-vis du piston 12, générant ainsi un effort résistant du type inertiel. [0057] Cet effort résistant qui a tendance à déplacer la paroi 20 est repris par une aug- mentation de pression dans la portion de la chambre extérieure 25 dont le volume tend à diminuer par le déplacement de la paroi 20. Cette pression est transmise au clapets de décharge 33 et 34 et au clapet de fuite 35 sur la bague 23. [0058] Lorsque le débattement génère une pression supérieure ou égale à la pression limite 7 d'ouverture du ou des clapets de décharge, celui-ci/ceux-ci s'ouvrent et autorisent un passage du fluide depuis la portion de la chambre extérieure 25 qui en pression vers l'autre portion de ladite chambre extérieure 25, ce qui a pour effet de limiter la force résistante générée par le circuit hydraulique inertiel. [0059] Un autre fluide que le fluide inertiel peut être utilisé pour coopérer avec les clapets de décharge 33 et 34. [0060] Cela procure davantage de finesse d'ajustement du comportement du circuit inertiel, en particulier au niveau de son seuil de désactivation. [0061] Le circuit d'activation n'étant pas relié au circuit inertiel, les régimes de fonc- tionnement sont indépendants et mieux contrôlables. [0062] Tl est à noter qu'il est préférable que la désactivation du circuit inertiel puisse se faire dans les deux sens, c'est-à-dire lorsque l'amortisseur est en compression ou attaque, et lorsqu'il est en extension ou détente. [0063] Alternativement, aux deux clapets de décharge, un seul clapet de décharge apte à travailler dans les deux sens peut être prévu. [0064] Le clapet de fuite calibré n'intervient que faiblement lors du fonctionnement de l'amortisseur et lors du fonctionnement du circuit inertiel, mais permet à l'ensemble de se repositionner dans la position neutre après avoir été sollicité pour une prochaine utilisation sachant que les deux clapets de décharges sont alors en position fermée. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] REVENDICATIONSAmortisseur (2) pour suspension de véhicule automobile, comprenant un premier élément (4) destiné à être soit fixé à une partie mobile de la suspension et soit à une partie fixe du véhicule et un deuxième élément (6) positionnée concentriquement autour du premier élément (4), apte à coulisser axialement par rapport audit premier élément (4) et destiné à être fixé à l'autre desdites parties mobile ou fixe, les premier et deuxième éléments (4, 6) formant un circuit hydraulique amortisseur et un circuit hydraulique inertiel, caractérisé en cc que, entre le premier élément (4) et le deuxième élément (6), est positionnée une paroi intermédiaire (20) cylindrique apte à coulisser le long la paroi extérieure du premier élément (4), ladite paroi intermédiaire (20) comportant une chambre intermédiaire (22), uniquement débouchante de manière étanche le long de la paroi extérieure dudit premier élément (4), ladite chambre intermédiaire (22) comportant un fluide hydraulique et au moins un piston intermédiaire (12) solidaire dudit premier élément (4) et apte à coulisser le long de la chambre intermédiaire (22), ladite chambre intermédiaire (22) comportant des moyens de rappel (27) positionnés entre le piston intermédiaire (12) et la paroi intermédiaire (20), ladite chambre intermédiaire (22) comportant, pour au moins un positionnement du piston intermédiaire (12) le long de ladite chambre intermédiaire (22), des moyens de fuite (24) qui permettent un passage du fluide hydraulique de part et d'autre du piston intermédiaire (12). Amortisseur (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fuite (24) comportent une rainure hélicoïdale (24) formée dans la paroi intermédiaire (20), ladite rainure hélicoïdale étant débouchante dans la chambre intermédiaire (22) et présente un pas variable pour faire varier le débit en fluide hydraulique du passage de fuite (24) en fonction de la position du piston (12) le long de à la paroi intermédiaire (20). Amortisseur (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston intermédiaire (12) s'étend axialement sur au moins deux tours de la rainure hélicoïdale (24). Amortisseur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston intermédiaire (12) délimite deux portions (22.1, 22.2) de la chambre intermédiaire (22) et comprend au moins un clapet de fermeture (28) apte à laisser ouvert un passage axial de 9 [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] décharge (26) pour de faibles variations de pression du fluide hydraulique de part et d'autre du piston intermédiaire (12) et apte à fermer ledit passage axial de décharge (26) pour de fortes variations de pression du fluide hydraulique de part et d'autre du piston intermédiaire (12) entre les deux portions (22.1, 22.2) de la chamhre intermédiaire (22). Amortisseur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rappel (27) comportent au moins deux ressort (27.1, 27.2), un premier ressort (27.1) étant positionné en appui entre une première face axiale du piston intermédiaire (12) et un premier bord en regard de la chambre intermédiaire (22) et un second ressort (27.1) étant positionné en appui entre une seconde face axiale du piston intermédiaire (12) et un second bord en regard de la chamhre intermédiaire (22). Amortisseur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément (4) comporte un cylindre intérieur (8) formant une chambre cylindrique intérieure (10) et le long de sa paroi extérieure, le piston intermédiaire (12). Amortisseur (2) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième élément (6) comporte un cylindre extérieur (18) adapté pour guider en translation le cylindre intérieur (8) du premier élément (4) et un piston intérieur (14) monté coulissant dans la chambre intérieure (10) et une tige (16) solidarisant le piston intérieur (14) au cylindre extérieur (18). Amortisseur (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cylindre extérieur (18) du deuxième élément (6) comporte une chambre extérieure (25), uniquement débouchante de manière étanche le long de la paroi extérieure du cylindre intérieur (8) du premier élément (4), ladite chambre extérieure (25) comportant un fluide hydraulique et une bague (23) qui délimite en deux portions (25.1, 25.2) ladite chambre extérieure (25). Amortisseur (2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague (23) comporte au moins un clapet de décharge (33, 34) permettant un échange du fluide hydraulique entre les deux portions (25.1, 25.2) de la chambre extérieure (25) au-delà d'une certaine pression de fluide dans une desdites deux portions (25.1, 25.2) et un clapet de fuite (35) permettant une fuite permanente calibrée du fluide hydraulique entre les deux portions (25.1, 25.2) de la chambre extérieure (25). Véhicule comportant une suspension équipée d'un amortisseur (2) selon 10 l'une quelconque des revendications précédentes.