Brevet FR3131866A1 — publié le 20230721

Equipement d’amortissement adaptatif à la contrainte pour tout type d’application, sport, automobile, aviation etc. L’invention concerne un raffermissement du laminage hydraulique proportionnel à l’enfoncement de l’amortisseur. Il est caractérisé par un clapet à laminage variable qui est actionné par un piston à pression différentiel. La variation de pression qui agit sur le piston et le déplace provient du réservoir de gaz sous pression du volume compensateur de rentré de tige. Le laminage est donc variable de manière autonome et proportionnel à l’enfoncement de l’amortisseur, à la force qu’il absorbe. Plus l’impact est grand plus l’amortisseur tend à jouer son rôle. Le dimensionnement des différentes chambres, et, la possible utilisation de ressort mécanique de compression (rondelle Belleville, air) rendent le concept efficace. L’encombrement de l’innovation proposé, qui est compact pose peut de problème à son utilisation. L’ajout d’un laminage progressif immédiat sous charge répond à un problème de plage d’utilisation efficace d’un amortisseur sans intervention extérieur. Il répond aussi à un fonctionnement plus rigoureux. Il absorbe mieux les impacts et ralenti le retour à une vitesse contrôlé alors même qu’il est le plus comprimé, sollicité. Amortisseur à laminage proportionnel Bonjour, J’ai l’honneur de vous adresser une demande de brevet, j’espère être resté clair malgré une certaine hâte. Cordialement. La présente invention concerne les suspensions ou amortisseurs, ils se trouvent sur les voitures, motos, vélos, avions, et servent à améliorer la tenue de route, la sécurité et le confort. Cette invention concerne un laminage évolutif sous charge pour les suspensions. D’expérience pour le vélo tout terrain de descente il est préférable d’avoir une suspension libre, souple, réactive sur les premiers 50 à 75% du débattement de la suspension et d’avoir une réponse plus ferme pour la fin de celui-ci. Avoir une réponse plus ferme en fin de débattement permet d’amortir les gros choques, et d’imprimer un changement de direction de manière plus nette. Il est également gênant d’avoir à subir des changements de géométrie au freinage par exemple, et de devoir compenser une géométrie changeante en plein virage. La fermeté ou la souplesse d’un amortisseur à donc une importance stratégique, sécuritaire. En vélo tout terrain j’ai remarqué ma tendance à utiliser deux réglages différents : Enfoncement et retour lent pour les parties aériennes, pas de mouvement parasite dans les courbes de type tremplin (identique pour un virage), ou de mouvement parasite en l’air du a des mouvements brusques des roues revenant à leur place. Elles peuvent imprimer des mouvements de rotation au vélo par inertie, certains pilotes (Remy Thirion en coupe du monde à Leogang en 2017 sur le saut final) basculent vers l’avant à l’issue de saut très long entre 60 et 80 km/h. Si le retour de suspension est lent cela n’arrive pas. Enfoncement et retour très rapide pour les parties défoncés avec adhérence. Principalement pour la compétition de descente (comme le champion Remy Thirion). Les principaux réglages actuels sont : La dureté du ressort en métal qui reste linéaire. La compression d’un volume d’air pour rendre la suspension plus ferme en fin de débattement, mais aussi très énergique en retour en position. L’étranglement, le laminage d’un déplacement d’huile. La présente invention (si personne ne l’a breveté avant ce qui serait étonnant.), concerne le dernier point, le laminage de l’huile. Pour celui-ci deux réglages antagonistes semblent efficaces selon ce que l’on recherche, l’adhérence, ou la stabilité et la sécurité. De nos jours on ne peut pas avoir les deux sans toucher à des molettes, ou démonter la suspension. Dernièrement une grande marque, Rock Shox à commercialiser un système électronique qui influence sur le laminage. Je pense que le système que je propose à malgré cela des avantages : pas de batterie, une influence sur le laminage à grande échelle, pas de délai de réponse et enfin aucune intervention extérieure. Je propose un système qui récupère la pression générer dans le réservoir de gaz comprimé de l’amortisseur pour comprimer des étranglements de laminage. Sur un amortisseur classique la pression dans ce réservoir augmente plus il est enfoncé. Mon système à pour avantage de rendre la puissance de laminage proportionnelle à l’enfoncement de l’amortisseur. Plus le choque sera fort, plus il résistera en enfoncement, de même, plus il sera enfoncé, plus la vitesse de retour sera ralentie. De plus la pression en début de course dans le réservoir de l’amortisseur est faible, les clapets de laminage seraient donc ouvert et laisseraient l’amortisseur respirer librement sous le choque de racines par exemple. Théoriquement c’est un idéal. Je vous présente un model classique d’amortisseur pour rendre la compréhension plus facile. Le domaine de la suspension est un domaine qui demande beaucoup d’attention, de feeling et d’expérience. Le réservoir à gaz d’un amortisseur classique se comprime pour compenser le volume de la tige de piston qui rentre dans le corps rempli d’huile de celui-ci. L’huile étant incompressible, on ne peut diminuer l’espace d’une quantité d’huile, la rentré de la tige dans le corps de l’amortisseur implique un déplacement d’huile et en général la diminution d’un volume repli par un gaz : Amortisseur de marque Cane creek. Et pour en finir avec cette hypothétique invention je vous propose mon design pré-dimensionné. Une version aboutie le serait consécutivement à un dimensionnement empirique sur le terrain. Page suivante quelques croquis explicatifs : Il y a la chambre P0 rempli d’huile qui communique avec la partie P1. La chambre P1 qui est séparée en deux par le « piston étanche de compensation de volume de tige ». La partie communiquante avec la chambre P0 est donc rempli exclusivement d’huile. La deuxième partie est remplie exclusivement d’air ou de gaz neutre (azote). La sous chambre P1 remplie exclusivement de gaz est à la même pression que P1 La chambre P2 située dans le même cylindre que la sous chambre P1 mais séparé de cette chambre par un piston étanche. La chambre P2 est entre la sous chambre P1 et le canal de laminage. Fonctionnement : Une force est exercée sur la tige de l’amortisseur et vient comprimer celui-ci. La tige rentre dans le corp d’amortisseur. Le volume de tige rentré dans le corp est compensé par le volulme de la chambre P1 étanche. Selon les lois de la physique dans un contexte isotherm : Pa*Va=Pb*Vb La pression d’un gaz multiplié par son volume est une constante. (c’est une première approche dans les grandes lignes) Donc sous l’effet d’un choc le volume de la chambre P1 diminue et sa pression augmente. La pression exerce une force sur le piston de laminage variable du coté sous chambre P1. Cette augmentation de pression provoque alors la compression de la chambre étanche P2. Cela fait avancer le piston de laminage variable et réduit donc le passage de compensation de volume de tige. Le piston rencontre deux contre pression, la contre pression de la chambre P2 et la contre pression du canal de laminage. La pression de la chambre P2 doit compenser la pression de la chambre P1 pour que le piston soit en équilibre. Si la pression dans P1 augmente, le volume P2 diminue et le piston avance. La contre pression du canal de laminage est contre carré par la différence de taille du diamètre de la tige de « piston de laminage variable » et du diamètre de la « tête du piston de laminage variable ». La force exercé par une surface est porportionnel à la pression à laquel elle est contrainte : F=P*S. La force F (N) est égale à la pression (N/mm²) x S sa surface en mm². Je ne vous ferais pas la demonstration mathématique, mais pour que le piston variable soit en equilibre lorsque la tige de piston rentre dans le corps de l’amortisseur, le volume de la chambre P2 doit diminuer. Ici lorsque la tige rentre complètement dans l’amortisseur, le piston variable avance de trois mm et provoque un laminage très important sur le passage d’huile qui ici fait 3mm de diamètre. En détail Au montage, la chambre P0 est cosidérée purgée d’air, la pression est à 0bars dans la chambre P0, P1 et P2. Le piston variable est contre son circlip de maintien et dispose de 10mm de débatement. (Il y a d’ailleurs une mise au point à faire sur le modèle exposé, la tige du piston variable doit etre plus longue pour que les étanchéités soient bonnes.) On pressurise ensuite la chambre P1 pour mettre l’amortisseur en fonction et plaquer les joints à 2 Bars. Le piston variable va donc devoir comprimer sont volume et le rendre un peut plus de deux fois plus petit pour etre en équilibre. (Voir image Détail J ci-dessus), il avancera donc de 5mm dans le cas présent. Si l’amortisseur est totalement comprimé, La pression dans P1 passera à 13.8 bars et le piston variable s’avancera de 3mm pour ne laisser qu’un passage extrement réduit pour l’huile. Le laminage est donc variable de manière autonome et proportionnel à l’enfoncement de l’amortisseur, à la force qu’il absorbe. Plus l’impact est grand, plus l’amortisseur tend à jouer son rôle. Dispositif permettant aux suspensions d’avoir une plage de travail efficace plus grande, sans intervention sur le dispositif d’amortissement. Elle concerne ici la partie hydraulique de contrôle de l’amortisseur, et non son ressort métallique ou gazeux. Dispositif selon la revendication 1 est caractérisé par le fait que le laminage est proportionnel à la force d’impact reçu par l’amortisseur, plus la force est grande, plus le laminage est important. Dispositif selon la revendication 1 est caractérisé par le fait que le laminage de retour en position de l’amortisseur est aussi plus puissant suivant la position d’enfoncement de l’amortisseur. En effet c’est lorsque l’amortisseur est totalement contraint que l’énergie à dissiper est la plus grande. Dispositif selon la revendication 1 est caractérisé par l’emploi de la pression du réservoir à gaz de compensation de déplacement d’huile. En effet plus le volume de tige rentré dans le corps de l’amortisseur, plus la pression augmente dans la chambre de compensation (piggy back). Il permet d’agir sur un piston retenu par un ressort mécanique (ici de l’air) proportionnellement à la force de l’impact. On peut tendre à bloquer le passage de l’huile lorsque la tige tend à être entièrement rentrée dans l’amortisseur. Le fonctionnement est permit par la différence de diamètre du piston de laminage. La pression est la même du coté du laminage que du coté de la compensation, mais la différence de diamètre entraine ici un mouvement d’obstruction. Dispositif selon la revendication deux est que le système peut fonctionner de manière séparé pour la compression ou la détente de l’amortisseur. Le système est compact, il est facile d’implanter deux circuits parallèles munit de clapets.