Dispositif amortisseur. L'invention. a pour objet un dispositif amortisseur comprenant deux parties confor mées pour être fixées chacune à. l'un de deux corps mobiles l'un par rapport à l'autre, l'une de ces parties comprenant un organe de guidage rigide s'étendant axialement au tra vers d'au moins un élément amortisseur en caoutchouc. Ce dispositif est en particulier applicable aux suspensions élastiques, de véhicules par exemple.
On connaît des dispositifs amortisseurs de suspension pour véhicules à moteur, par exemple pour la suspension des roues de véhi cules automobiles, comprenant une partie conformée pour être fixée à une partie fixe d'un tel véhicule, une seconde partie confor mée pour être fixée à un ensemble portant une roue et un élément amortisseur en caout chouc disposé pour absorber les chocs lorsque cette roue passe sur des irrégularités de la surface de la route. Dans un type de disposi tif de suspension de ce genre, l'élément amor tisseur en caoutchouc est annulaire et il est disposé avec jeu autour d'une tige centrale fixée à l'une des parties susmentionnées.
En charge, il est désirable que l'élément amor tisseur ne s'attache pas à la tige centrale ou ne coince pas sur cette tige.
Il est généralement admis que lorsqu'un organe annulaire élastique en caoutchouc est comprimé entre ses deux faces planes, sa di mension axiale est diminuée et que cet élé ment annulaire se dilate radialement vers l'in- térieur aussi bien que vers l'extérieur, son diamètre extérieur augmentant et le diamè tre du trou qu'il présente diminuant. Cepen dant, on a constaté que cette théorie n'était pas exacte et que le trou de l'élément annu laire ainsi comprimé augmente de diamètre, cet accroissement étant sensiblement propor tionnel à la contrainte de compression appli quée à l'élément.
Certains désavantages dé coulent de ce fait, lorsqu'un élément-travail- lant à la compression et constitué par une colonne d'anneaux de caoutchouc est utilisé dans un dispositif de suspension du type dé crit ci-dessus; Par exemple, les trous de tels éléments peuvent être tels que ces éléments glissent librement sur la tige centrale, lors qu'ils ne sont pas comprimés. Lorsqu'ils sont soumis à une charge appréciable, ces éléments sont alors déformés et le diamètre de leur trou dépasse de beaucoup celui de cette tige.
Ils ne sont alors phis maintenus longitudina lement et tendent à se déformer, si bien que les contraintes dans la colonne comprenant de tels éléments ne sont pas uniformément ré parties le long de cette colonne et le long du pourtour de chaque élément. Cette déforma tion peut être limitée dans une certaine me sure en interposant des éléments d'espace ment faits d'une matière ,rigide entre les anneaux de caoutchouc, de faon à localiser ainsi la déformation.
Cette disposition pré sente cependant des inconvénients du fait qu'elle augmente la longueur du dispositif, de même que son poids et que les contraintes lo cales élevées produites dans les régions adja centes aux points où de tels éléments d'espa cement sont maintenus.
L'invention vise à fournir un dispositif amortisseur permettant d'éviter les inconvé nients qu'on vient d'exposer. Dans ce but, l'élément amortisseur en caoutchouc présente un passage, pour l'organe de guidage rigide, de section phis petite que la section exté rieure dudit organe, lorsque ledit élément n'est soumis à aucune contrainte, et la sec tion de ce passage est plus grande que ladite section de l'organe de guidage susdit, lorsque l'élément amortisseur est comprimé sous l'effet d'une charge égale à la charge maxi mum que le dispositif est destiné à supporter.
Un tel dispositif peut être utilisé pour les suspensions de véhicules et en particulier pour les suspensions à roues indépendantes de véhicules automobiles, pour les amortis seurs de chocs de motocyclettes et pour les trains d'atterrissage d'aéronefs. Il peut éga lement être utilisé dans des barres d'accou plement pour le remorquage d'aéronefs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispo sitif amortisseur objet de l'invention.
La fig. 1 est une coiIpe axiale d'une pre mière forme d'exécution, destinée à la suspen sion de la roue avant d'une motocyclette, et la fig. 2 est une vue en coupe axiale d'une deuxième forme d'exécution, appliquée à la suspension d'une roue indépendante d'un véhicule automobile.
Dans la première forme d'exécution re présentée à la . fig. 1, le dispositif amortis seur comprend une partie tubulaire extérieure 2 et une partie tubulaire intérieure 1, ces parties étant montées pour coulisser l'une dans l'autre.
La partie intérieure 1 est espacée radiale- ment de la partie extérieure 2 par des douilles 3 et 4 soudées à la partie extérieure 2, et une des extrémités de la; partie intérieure 1 s'étend en dehors de la partie extérieure; l'extrémité opposée ne se prolongeant pas jusqu'à l'extré mité correspondante de la partie extérieure. Les signes de référence 5 et 6 désignent des traverses de la suspension avant de la motocyclette, le dispositif amortisseur repré senté étant assemblé à. un autre dispositif identique au moyen de ces traverses.
Un support 7 pour l'axe de -la roue est fixé à l'extrémité de la partie intérieure dé passant hors de la partie extérieure.
Un manchon métallique 8 est fixé à l'el-trémité inférieure de la partie tubulaire 2 et, conjointement avec un joint 9, ce man chon .,empêche la boue, la poussière de la route et d'autres corps étrangers de pénétrer dans l'espace ménagé entre les parties 1 et 2.
L'extrémité supérieure de la partie exté rieure 2 est filetée extérieurement et elle est pourvue d'un bouchon 12, présentant un re bord extérieur fileté 13 de même diamètre que le diamètre extérieur de la partie 2. Le corps de ce bouchon comprend une partie 14 présentant un alésage de relativement grand diamètre et s'étendant à l'intérieur de la par tie 2, tandis que le reste de ce corps est percé d'un trou de plies petit diamètre. Ce bouchon 12 est retenu en position par un chapeau métallique 15 présentant un filetage intérieur coopérant avec le rebord fileté 13 du bouchon 12 et avec le filetage extérieur de la partie 2.
Un joint de caoutchouc 16 est intercalé entre l'extrémité supérieure du bouchon 12 et le chapeau 15.
Un organe d'appui constitué par un tube cylindrique coaxial 17 formant un réservoir pour de l'huile de lubrification est disposé entre les extrémités supérieures de la partie extérieure 2 et de la partie intérieure 1. L'extrémité supérieure de ce tube 17 est soudée dans la partie 14 du bouchon 12, et son extrémité inférieure s'étend au travers d'un trou 11 ménagé dans un chapeau 10 fixé à l'extrémité supérieure de la partie inté rieure 1. A l'extrémité inférieure du tube 17, un bouchon percé 18 est soudé à l'intérieur de ce tube. A son extrémité supérieure, le tube 17 porte un amortisseur annulaire en caoutchouc 19, contre lequel le chapeau 10 vient s'appuyer, lorsque le dispositif amor tisseur est complètement comprimé.
Une tige cylindrique 20, constituant un organe de guidage rigide pour un élément amortisseur élastique 21, de forme tubulaire, comprenant trois tubes coaxiaiLx en caout chouc, s'étend à l'intérieur de la partie inté rieure 1, coaxialement à celle-ci. Cette tige fait saillie hors de la partie intérieure 1, à l'intérieur du tube 17. Les extrémités du tube médian de l'élément amortisseur 21 sont col lées aux extrémités adjacentes des tubes extrêmes de cet élément.
La tige 20 est de section générale circu laire, mais présente un plat étroit 22, s'éten dant à partir de son extrémité inférieure jusqu'à une faible distance au-dessus de l'extrémité supérieure de l'élément amortis seur 21.
Le diamètre intérieur de l'élément amor tisseur 21 est tel que, lorsque le dispositif amortisseur est monté sur la motocyclette et qu'il est soumis à la charge statique normale pour laquelle il est prévu, cet élément est ajusté pour glisser gras autour de la tige cylindre 20, mais il est espacé du plat 22 que présente cette tige.
Lorsque l'élément 21 est comprimé par l'application d'une charge dynamique supplé mentaire, il se détache de la tige.
L'élément 21 peut, par exemple, présenter une longueur de 66 cm et un trou de 5 mm de diamètre, lorsqu'il n'est soumis à aucune contrainte, et, lorsqu'il est comprimé sous l'effet d'une charge légèrement plus faible que la charge statique normale pour laquelle le dispositif amortisseur est prévu, il peut présenter une longueur de 51 cm et un trou d'environ 6,3 mm de diamètre.
Dans cet état, l'élément amortisseur est ajusté juste autour d'une tige de 6,3 min de diamètre.
Ainsi, une charge subséquente ne fera pas croître le diamètre intérieur de cet élément amortisseur notablement au-delà du diamètre de la tige de guidage, si bien que des distor sions longitudinales de cet élément sont prati quement évitées.
L'élément amortisseur en caoutchouc pré sente un diamètre extérieur tel qu'il ne puisse entrer en contact avec les parois de la partie tubulaire intérieure, même lorsque la charge dynamique maximtun admissible est appli quée au dispositif. L'espace ménagé entre l'élément amortisseur et le plat 22 de la tige de guidage, lorsque le dispositif est soumis à la charge statique normale, a pour but de per mettre à la surface de cet élément en caout chouc qui se trouve en contact avec cette tige de se détacher plus facilement et plus rapi dement de celle-ci lorsqu'une charge dyna mique est appliquée au dispositif, comme cela ne serait le cas si la tige présentait une sec tion entièrement circulaire.
Le plat de cette tige et la surface inté rieure de l'élément en caoutchouc forment également conjointement un canal pour de l'huile, fournie à partir du tube 17 qui sert de réservoir d'huile.
Un second organe d'appui constitué par un disque 23 est fixé à l'extrémité inférieure de la tige 20. Ce disque présente un rebord 24 s'étendant vers le hart et entourant l'extré mité inférieure de l'élément amortisseur en caoutchouc 21, pour empêcher le bord de cet élément de se dilater radialement, c'est-à-dire de couler lorsque le dispositif est chargé.
Une butée en caoutchouc 25 est intercalée entre l'extrémité supérieure du support 7 pour l'axe de la roue et le disque 23. La par-,, tie supérieure de l'élément amortisseur porte un organe d'espacement en métal 26, fixé au haut de cet élément amortisseur 21 et présen tant un rebord 27, s'étendant vers le bas et entourant l'extrémité supérieure de l'élément 21 pour l'empêcher de couler radialement dans la région de son bord supérieur, lorsque 3e dispositif est chargé. Cet organe d'espace ment 26 présente également un rebord 28 s'étendant vers le haut et formant un loge ment dans lequel est disposé un organe élas tique 29 en forme d'anneau qui, dans la posi tion représentée, vient buter contre l'extré mité inférieure du tube 17.
L'extrémité supé rieure du plat 22 s'étend approximativement jusqu'à lintérieur de l'organe élastique 29.
L'extrémité de la tige 20, qui fait saillie à l'intérieur du tube 17, est filetée et porte un écrou de blocage 30, un anneau d'étanchéité en caoutchouc 31 et une rondelle 32 étant disposés entre l'écrou de blocage 30 et le bou chon percé 18. L'écrou, l'anneau et la rondelle constituent la tête de la tige de guidage.
On remarquera que le tube 17 est ainsi fermé à son' extrémité inférieure de façon étanche par l'anneau<B>31.</B>
Lorsque le dispositif est monté, par exem ple sur la fourche de suspension avant d'une motocyclette, de l'huile de graissage légère est introduite dans le tube 17 pour remplir le tube, et cette huile est' fournie par intermit tence pour lubrifier les surfaces respectives en contact de la tige 20 et de l'élément amor tisseur 21, d'une façon qui sera décrite plus loin.
Le fonctionnement du dispositif sera expli qué en admettant que son extrémité inférieure soit fixe et que son extrémité supérieure soit soumise à des forces tendant à le raccourcir ou à l'allonger.
Lorsque le dispositif est somnis à une force ou charge supplémentaire tendant à le raccourcir, celle-ci est transmise à l'élément amortisseur élastique en caoutchouc 21 par l'intermédiaire du tube 17 qiii prend appui sur l'anneau 29, celui-ci s'appuyant à son tour sur l'organe d'espacement 26: Lorsque le dispositif tend à s'allonger du fait qu'il est chargé par une force de valeur inférieure à sa charge statique normale, la différence de ces deux forces est transmise par l'intermédiaire du même tube 17 à l'écrou de blocage 30 et par l'intermédiaire de la tige 20 au disque 23 disposé à l'extrémité infé rieure de la partie tubulaire intérieure.
Dans les deux cas, le caoutchouc consti tuant l'élément amortisseur est comprimé et s'oppose ainsi à un déplacement relatif des parties intérieure et extérieure 1 et 2.
Lorsque la charge appliquée au dispositif est accrue et que l'élément amortisseur en caoutchouc 21 est comprimé, l'extrémité de la tige 20 pénètre plus avant dans le tube 17, entraînant avec elle l'écrou 30 vers le haut: L'extrémité du plat 22 est ainsi amenée à dépasser le bouchon 18 à. l'intérieur du tube 17. Simultanément, la compression de l'élé ment 21 a pour effet d'accroître son diamètre intérieur, augmentant ainsi la section du ca nal aménagé entre le plat 22 et le caoutchouc constituant cet élément. De l'huile peut par conséquent s'écouler dans ce canal et lubri fier la tige 20 et la surface intérieure de l'élé ment amortisseur 21.
Lorsque la charge supplémentaire est sup primée et que le dispositif se détend, le dia mètre intérieur de l'élément de caoutchouc 21 diminue jusqu'à être égal au diamètre de la tige, faisant ainsi refluer l'huile dans le tube 17. La tige se déplace vers le bas, si bien que le plat 22 sort du bouchon 18 et que l'écrou 30 appuie à nouveau la rondelle 32 contre l'anneau d'étanchéité 31 et celui-ci contre le bouchon 18.A moins que le dispositif ne se détende brusquement et qu'un rebond ou res saut ne le fasse se dilater au-delà de sa posi tion correspondant à une charge nulle, le tube 17 reste appliqué contre l'anneau d'étan chéité 29.
Un tel ressaut augmente la pression à la quelle est soumis l'anneau d'étanchéité 31, entre l'écrou 30 et le bouchon 18, si bien chie dans aucune condition un passage n'est. mé nagé pour l'huile entre la tige 20 et le bou chon 18, d'une part, et le tube 17 et l'anneau d'étanchéité 29, d'autre part.
Aucune quantité appréciable d'huile ne peut par conséquent s'échapper du tube 17 dans l'espace compris entre l'élément de caoutchouc 21 et la partie tubulaire inté rieure 1.
Dans une variante, non représentée, de cette forme d'exécution, la tige 20 est rem placée par un tube fermé .à ses deux extré mités et gercé de trous sur une partie de sa longueur. Ce tube est entouré de l'élément amortisseur 21.
Un trou supplémentaire est ménagé dans le tube, ce trou étant normalement entouré par l'anneau élastique 29. Lorsque le dispo sitif est comprimé, ce trou se déplace au-delà du bouchon 18 et de l'huile peut alors s'écou ler dans le tube. La deuxième forme d'exécution repré sentée à la fig. 2 est destinée à la suspension d'une roue d'un véhicule automobile.
Le dispositif est représenté en coupe, com primé sous l'effet d'une charge équivalant à la charge statique pour laquelle il est prévu.
L'ensemble de suspension de la roue com prend deux leviers articulés reliés entre eux par un organe de liaison portant l'axe de la roue.
Seuls le levier inférieur 50 et une partie de l'organe de liaison 49 sont représentés au dessin. Le levier 50 est constitué par deux pièces pressées formant un compartiment en forme de boîte au travers duquel s'étend un axe 51 entouré d'un manchon de caout chouc 52.
L'axe 51 est solidaire du châssis du véhi cule sur lequel le levier 50 est ainsi articulé. Ce levier présente également un axe cylin drique 53 le reliant au dispositif amortisseur.
L'une des pièces pressées, formant le le vier 50, est enlevée pour montrer les axes de ce levier.
Le dispositif amortisseur comprend un bouchon métallique 34, conformé de façon à s'ajuster dans une enveloppe tubulaire 35 qui est fixée au châssis du véhicule.
Le bouchon 34 est fixé dans cette enve loppe 35 au moyen de boulons 36.
Le bouchon 34 présente mie ouverture axiale 37 et, sur sa face extérieure, un évide ment tronconique.
Un anneau de butée 38 en caoutchouc est ajusté dans cet évidement, de façon à faire saillie en dehors du bouchon. Une tige de gui dage 39 coaxiale à l'enveloppe est disposée à l'intérieur de celle-ci. Une des extrémités de cette tige est filetée, tandis que son autre extrémité fait saillie à travers l'ouverture 37 du bouchon 34 et l'anneau 38 et se termine par une tête 48 présentant une partie hexago nale 55. Un élément amortisseur tubulaire en caoutchouc 42, constitué par cinq anneaux de caoutchouc collés les uns aux autres, entoure une partie de la tige. Cet élément est disposé entre deux disques métalliques 43 et 44 portés par la tige.
Le disque 43 est logé dans un siège peu profond que présente la face intérieure du bouchon 34, et le disque 44 est maintenu par un organe d'espacement coaxial 45 en métal.
Une butée est fixée à l'extrémité de la tige 39, au-delà de l'organe 45. Cette butée est constituée par un écrou de blocage 46 qui est vissé sur l'extrémité filetée de la tige de gui dage 39.
La plus grande partie 40 de la tige 39, disposée à l'intérieur de l'élément amortisseur en caoutchouc, présente un diamètre légère ment plus grand que celui de la partie res tante 41 adjacente au bouchon 34.
Le diamètre intérieur de l'élément amor tisseur en caoutchouc 42 est tel que, dans la position représentée, c'est-à-dire lorsque le dispositif est comprimé sous l'effet de la charge statique pour laquelle il est prévu, cet élément amortisseur soit ajusté gras sur la partie 40 de la tige et soit espacé de la partie 41 de cette tige adjacente au bouchon 34.
Le diamètre extérieur de l'élément amor tisseur 42 est tel qu'il soit espacé de l'enve loppe 35, même lorsque le dispositif est soumis à la charge maximum qu'il est destiné à sup porter. Le diamètre du disque 44 est égale ment phis faible que le diamètre intérieur de l'enveloppe, si bien que, grâce à cette dispo sition et à la différence entre les diamètres. respectifs de l'élément amortisseur 42 et de la partie 41 de la tige 39, cette tige peut se déplacer hors de l'alignement axial avec l'en veloppe 35. Un anneau de caoutchouc 47, collé à la périphérie du disque 44, fonctionne comme tampon lorsque le déplacement de la tige 39 par rapport à l'axe de l'enveloppe 35 est assez grand pour que le disque 44 vienne en contact avec cette enveloppe 35.
L'axe cylindrique 53, au moyen duquel la tige 39 est reliée au levier 50, est ajusté dans un palier 54 de ce levier et présente un alé sage diamétral destiné à recevoir la tête 48 de la tige 39. Le levier est pourvu d'un cou vercle de contrôle 56, si bien qu'en enlevant ce couvercle, on peut accéder à la tête de la tige 39 et la faire tourner au moyen d'une clé ajustée sur sa partie hexagonale 55.
Le levier 50 porte également une butée 57, prévue pour venir -en contact avec la butée de caoutchouc 38.
Le dispositif proprement dit comprend donc le bouchon 34, la tige 39 et les parties montées sur cette tige. Ces parties sont assem blées pour former une unité, la tête de la tige 39 ayant au préalable été introduite dans l'alésage diamétral de l'axe 53. L'écrou 46 est alors serré de façon que;, lorsque le. dispo sitif n'est pas chargé , la butée 57 vienne appuyer contre la butée en caoutchouc 38, l'écrou de blocage appuyant juste légèrement contre l'organe d'espacement 45.
Le dispositif est monté sur le châssis du véhicule 'en insérant l'élément amortisseur 42 et le bouchon 34 dans l'enveloppe- 35<B>'</B> et en introduisant l'axe 51 dans des paliers prévus à cet effet dans le levier 50. Les trous mé nagés dans le bouchon 34, prévus pour rece voir des boulons 36, viennent alors en regard de trous correspondants ménagés dans l'enve loppe 35, et les boulons 36 peuvent être vissés. On fait alors pivoter le levier 50 autour de l'axe 51 pour comprimer l'élément en caout chouc 42 et pour amener un troisième palier prévu à l'extrémité de droite du levier 50 en regard d'un palier ménagé dans l'organe de liaison 49.
On peut alors faire passer un axe à travers ces paliers correspondants, de ma nière à relier les parties 49 et 50 l'une à l'au tre de façon articulée.
Tout réglage de peu d'amplitude de l'état de compression de l'élément amortisseur en caoutchouc, nécessaire pour amener le dispo sitif dans l'état désiré pour la charge stati que, peut alors être effectué en enlevant le couvercle 56 et .en faisant tourner la tige au moyen d'une clé à tube qu'on dispose autour de la partie hexagonale 55 de la tête 48.
La friction entre l'écrou de blocage 46 et l'organe d'espacement 45 suffit à assurer que la tige se visse dans l'écrou 46.
Le dispositif amortisseur décrit peut être exécuté de différentes façons autres que les deux formes d'exécution représentées. Par exemple, dans un dispositif analogue à celui représenté à la fig. 1, les douilles 3 et 4 peuvent constituer des paliers en métal fritté, et l'espace ménagé entre ces paliers peut être rempli d'huile de graissage lorsque le dispositif est utilisé. Les pores des paliers sont ainsi maintenus remplis d'huile et la surface de la partie tubulaire 1 est graissée.
La portion de la partie tubulaire 1 s'éten dant au-delà du manchon métallique 8 et du joint 9 serait ainsi également maintenue re couverte d'une pellicule d'huile entraînée par cette partie au-delà de ce joint. De la boue, pouvant gicler contre le dispositif, ne peut alors pas se durcir sur cette région de la partie intérieure et gêner le mouvement re latif des parties 1 et 2.
Si on le désire, un. anneau de caoutchouc peut être disposé immédiatement au-dessus de l'organe de la douille 4 pour freiner l'écoule ment d'huile vers cet organe sous l'effet de la colonne d'huile de hauteur appréciable qui se trouve au-dessus de lui.
Selon une autre variante, non représentée, de la forme d'exécution représentée à la fig. 1, l'amortisseur annulaire en caoutchouc 19 est remplacé par un manchon de caoutchouc en tourant étroitement la partie supérieure du tube 17 et par un ressort à boudin en acier, de plus faible diamètre extérieur que le dia mètre intérieur de la partie 2, venant buter contre le bouchon 12 et entourant le manchon de caoutchouc. Le diamètre et la longueur de ce ressort doivent dans ce cas être tels que, lorsqu'il n'est soumis à aucune contrainte, il. s'étend au-delà du manchon autour duquel il est étroitement ajusté, tandis que ce même ressort est ajusté pour glisser sur ce manchon lbrsqu'il est partiellement comprimé.
Lorsque le dispositif se contracte, le cha peau 10 vient buter contre le ressort à boudin et le comprime si bien que ce ressort devient libre pour glisser le long du manchon.
Lorsque le dispositif cesse d'être comprimé, la partie intérieure se déplace vers le bas, poussée par le ressort à boudin et par l'élé ment amortisseur en caoutchouc 21. Les dispositifs amortisseurs décrits com prennent chacun un élément amortisseur cons titué par plusieurs parties annulaires en caoutchouc.
Dans certains cas, l'élément amortisseur peut même être constitué par un seul tube de caoutchouc à paroi épaisse. Du fait de la ré duction du nombre d'organes d'espacement, ou de la suppression de ces organes, le poids et la longueur du dispositif peuvent être ré duits, de même que les contraintes locales élevées qui sont engendrées dans les régions de fixation à ces organes d'espacement, ces contraintes étant réparties de façon plus uni forme dans tout l'élément amortisseur.