FR2594756A1

FR2594756A1 - Dispositif d'actionnement pour un amortisseur de vibrations a force d'amortissement variable

Info

Publication number: FR2594756A1
Application number: FR8702722A
Authority: FR
Inventors: Bernd Albert; Udo Schneider; Wolfgang Fischer; Joachim Kuhnel
Original assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Current assignee: Sachs Systemtechnik GmbH
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1987-08-28
Also published as: GB2187346A; GB2187346B; FR2594756B1; DE3606306A1; DE3606306C2; GB8703775D0

Abstract

Pour un amortisseur de vibrations à force d'amortissement variable, la présente invention a pour but de fournir un dispositif d'actionnement à moteur électrique dont la fonction puisse être aisément surveillée et qui assure un fonctionnement à faible usure pendant une longue durée. Ce but est atteint en ce que dans une ligne d'alimentation électrique 8, une résistance d'entrée et un commutateur 4, 10 pontant cette résistance d'entrée sont associés au moteur électrique 1. Ce commutateur fonctionne de telle sorte que la résistance d'entrée est commutée en fonction d'au moins un angle de rotation prédéterminé de l'élément d'actionnement respectif 5, 5', et avant l'atteinte de la butée 7, 7'. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Dispositif d'actionnement pour un amortisseur de vibrations à force

d'amortissement variable - La présente invention concerne un dispositif d'actionnement pour un amortisseur de vibrations à force d'amortissement variable, du fluide d'amortissement étant, dans l'amortisseur de vibrations, par suite du mouvement relatif d'une carrosserie de véhicule par rapport à l'essieu du véhicule, refoulé d'une chambre de travail dans une deuxième chambre de travail par l'intermédiaire d'un dispositif d'amortissement à force d'amortissement variable, et au moins un élément de commutation fluidique entraînable par un moteur électrique et soumis à l'action d'un ressort de rappel étant prévu pour la variation de la force d'amortissement, élément qui peut être tourné à l'encontre de la force du ressort de rappel d'une position

zéro à une position contre une butée définissant au moins une position finale.

Un tel dispositif d'actionnement pour la modification de la force d'amortissement est proposé par la demande de brevet allemand DE-34 46 133, correspondant à la demande de brevet britannique 85 30 562 et à la demande de brevet français 85 19 093. Les éléments de commutation fluidique sont ici réalisés sous la forme de tiroirs rotatifs et ils sont amenés, par déplacement par moteur électrique et à l'encontre de la force d'un ressort de rappel, d'une position zéro jusqu'à une butée respective, ce qui engendre une modification de la force d'amortissement par suite de l'ouverture ou de la fermeture d'une section de passage dans un canal de dérivation. Pour l'ensemble du parcours de déplacement, le moteur électrique est alimenté à pleine tension. Ce n'est qu'à l'expiration d'un temps donné, prévu de manière à assurer l'atteinte de la position finale à l'aide du moteur électrique, que s'effectue habituellement une commutation sur une tension de maintien au moyen d'un commutateur à temps. Cette tension de maintien doit être suffisamment élevée pour que le moteur électrique maintienne de manière fiable l'élément de commutation fluidique respectif à la position finale à l'encontre de la force du ressort de rappel. L'inconvénient est ici que la pleine tension du moteur est appliquée plus longtemps qu'il n'est nécessaire, d'o un échauffement inutile du moteur électrique. Comme en outre l'élément arrive sur la butée au plein couple moteur, des chocs de butée importants se produisent, dont il faut tenir compte par un dimensionnement adéquatement fort des pièces, et qui engendrent néammoins, au bout d'une longue utilisation, une usure considérable, en particulier des

pièces de transmission.

La présente invention a pour but de fournir un dispositif d'actionnement pour une variation de la force d'amortissement par moteur électrique qui soit de construction simple et de faible encombrement, et qui assure un

fonctionnement fiable et à faible usure sur une longue durée.

Selon l'invention, ce but est atteint en ce que dans une ligne d'alimentation électrique, une résistance d'entrée et un commutateur pontant cette résistance d'entrée sont associés au moteur électrique, le commutateur connectant la résistance d'entrée en fonction d'au moins un angle de rotation prédéterminé de l'élément de commutation fluidique respectif, et avant l'atteinte de la butée. Le moteur est ainsi d'une manière simple commuté sur une tension de maintien par la résistance d'entrée avant l'atteinte de la butée. Le couple moteur diminue donc également, et par suite les forces mécaniques agissant sur la butée, de sorte que toutes -les pièces mécaniques sont moins sollicitées. En outre, la commutation sur la tension de maintien, commutation qui est commandée par l'angle de rotation, évite un échauffement inutile du moteur électrique, le contact du commutateur n'étant pas soumis, malgré la charge inductive du moteur, à des exigences élevées, puisque l'intensité totale du moteur est connectée lorsque le contact est fermé, tandis que, lors de l'ouverture du contact, la résistance empêche la formation d'étincelles. On assure donc un travail des pièces mobiles à

faible usure pendant une longue durée.

Selon l'invention, une forme de réalisation avantageuse est obtenue du fait que le commutateur peut être actionné, le cas échéant à plusieurs positions de rotation, par un dispositif d'actionnement dépendant de l'angle de rotation. De préférence, les commutations ont lieu au voisinage de la position zéro et au voisinage de la position finale respective. Il est ainsi possible de démarrer le moteur avec la tension de maintien et d'atteindre la position finale respective également avec la tension de maintien, ce qui permet d'obtenir un courant de démarrage réduit ainsi qu'une usure des balais

réduite.

Un mode de réalisation particulièrement simple et fiable du commutateur est obtenu du fait que le commutateur est réalisé à l'aide d'au moins un curseur et d'au moins un contact frottant. Le contact frottant est disposé simplement du côté de sortie sur la plaque de transmission, tandis que le curseur est assemblé fixement à l'arbre de sortie. D'autres commutateurs sont aussi envisageables, ainsi avec des ergots de contact fixés sur la

transmission et actionnés par un disque à cames monté sur l'arbre de sortie.

Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, la résistance d'entrée est disposée au voisinage du moteur électrique dans une cavité de la tige de piston. La résistance d'entrée est alors avantageusement constituée par une résistance présentant une résistance électrique qui diminue lorsque la température augmente. La résistance d'entrée peut alors présenter une dépendance à la température telle que la résistance totale formée par la somme de la résistance du moteur (augmentant fortement lorsque la température augmente) et de la résistance d'entrée présente une courbe

caractéristique à faible pente ascendante lorsque la température augmente.

Comme les amortisseurs de vibrations doivent présenter un fonctionnement correct sur une plage de température étendue allant par exemple de -40 C à +120 C, le système d'entraînement par moteur électrique qui est avantageusement disposé à l'intérieur de la tige de-piston est lui-aussi exposé à ces températures. A des températures élevées, la résistance du bobinage du moteur augmente fortement, par suite de quoi l'intensité du moteur et par suite le couple moteur disponible diminuent dans la même mesure. Cette diminution est compensée par une résistance d'entrée conçue comme celle proposée. En outre, une résistance totale présentant une courbe caractéristique à faible pente ascendante lorsque la température augmente offre la possibilité de déterminer, à partir de la résistance totale, I'état de l'amortisseur en fonction de la température. Cette détermination peut aussi être directement effectuée par évaluation analogique de l'intensité. Selon une dernière caractéristique supplémentaire de l'invention, un dispositif d'évaluation est relié à au moins une ligne d'alimentation du moteur électrique, dispositif qui reçoit une information en retour concernant la température et/ou la position de rotation de l'élément de commutation fluidique. L'exposé qui suit explicite l'invention à l'aide des exemples de réalisation représentés sur le dessin annexé, dans lequel Figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un amortisseur de vibrations à double tube Figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif d'actionnement entraîné par moteur électrique; Figure 3 est une représentation schématique du déplacement angulaire lors de la rotation d'un élément d'actionnement Figure 4 représente schématiquement une forme de réalisation pour la commutation du moteur électrique à l'aide de contacts frottants; et Figure 5 est un diagramme représentant l'allure de la résistance en

fonction de la température.

Le dispositif d'actionnement à moteur électrique va être explicité sur l'exemple d'un amortisseur de vibrations à tube double. La partie représentée à la figure 1 d'un amortisseur de vibrations à tube double Il présente un carter 12 dans lequel est disposé coaxialement un cylindre 13. Un ensemble de tige de piston 14, qui est constitué d'une tige de piston formant une cavité 15 et d'un élément rapporté portant un ensemble de valve d'amortissement, est guidé dans un guide de tige de piston et étanchéifié vers l'extérieur par un joint d'étanchéité de tige de piston. L'ensemble de valve d'amortissement est constitué d'un premier système de valve d'amortisserment 16 et d'un deuxième système de valve d'amortissement 17, et il est fixé sur l'élément rapporté de l'ensemble de tige de piston et conçu comme piston de l'amortisseur de vibrations 11. Dans un véhicule non représenté, l'ensemble de tige de piston 14 est par exemple assemblé à la carrosserie du véhicule et le carter 12 à l'essieu du véhicule, de sorte que lors du mouvement relatif de la carrosserie par rapport à l'essieu, l'ensemble de tige de piston 14 accomplit un mouvement axial dans le cylindre 13. Ce faisant, l'ensemble de valve d'amortissement divise l'intérieur du cylindre 13 qui est rempli de liquide d'amortissement en une chambre de travail supérieure et une chambre de travail inférieure. Dans l'élément rapporté de l'ensemble de tige de piston 14, il est prévu un canal de dérivation 18 s'étendant dans le sens axial et disposé en position centrale, qui permet de court- circuiter les deux systèmes de valves d'amortissement 16 et 17. Dans ce canal de dérivation 18 débouchent une section de passage extérieure supérieure 19, une section de passage extérieure inférieure 20, et une section de passage médiane 21. La section de passage extérieure supérieure 19 et la section de passage extérieure inférieure 20 peuvent être commandées par des éléments de commutation fluidique 5'et 5 réalisés sous la forme de tiroirs rotatifs. Ces éléments de commutation fluidique 5'et 5 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un ressort de rappel 22, et ils sont sélectivement actionnés par l'intermédiaire d'un arbre d'actionnement contrecoudé 23, dont un coude inférieur coopère avec une face de butée 6 de l'élément de commutation fluidique 5 tandis que le coude supérieur de l'arbre d'actionnement 23 agit sur une face de butée non visible dans la vue de la figure 1 de l'élément de commutation fluidique '. Lorsque l'arbre d'actionnement contrecoudé 23 n'exerce pas de force de déplacement, les faces de butée des éléments de commutation fluidique 5 et ' sont pressées par le ressort de rappel 22 contre les butées 7 et 7'. Le dispositif d'actionnement à moteur électrique se trouve dans la cavité 15 de l'ensemble de tige de piston 14, et il est constitué d'un moteur électrique 1 et d'une transmission 2, un arbre de sortie 3 étant assemblé fixement à un élément d'accouplement 24 qui est assemblé en solidarité de rotation à l'arbre d'actionnement contrecoudé 23. Sur le côté frontal de sortie de la transmission 2 est prévu un ensemble de contact 4, qui dans le présent exemple de réalisation, est constitué par des contacts frottants qui coopèrent avec un curseur constituant le commutateur 10, lequel curseur est fixé sur l'arbre de sortie 3. Dans l'ensemble de construction constitué du moteur électrique et de la transmission, on a disposé une résistance d'entrée qui est montée en parallèle avec le dispositif de commutation constitué des contacts frottants et du curseur, et qui se trouve dans une ligne

d'alimentation électrique du moteur électrique.

A la position représentée à la figure I des éléments de commutation fluidique 5 et 5', aucun couple de déplacement provenant de l'arbre de sortie 3 n'agit sur l'arbre d'actionnement contrecoudé 23, de sorte que les éléments de commutation fluidique 5 et 5' sont appuyés par leurs faces de butées 6 et 6' contre leurs butées 7 et 7' et ferment tant la section de passage extérieure supérieure 19 que la section de passage extérieure inférieure 20. A cette position, lors du mouvement axial de l'ensemble de tige de piston 14, les premier et deuxième systèmes de valves d'amortissement 16 et 17 sont tous deux opérationnels. En mettant en route le moteur électrique 1, un couple de déplacement est exercé par l'intermédiaire de la transmission 2 et de l'arbre de sortie 3 sur l'arbre d'actionnement contrecoudé 23, par l'intermédiaire de l'embrayage 24; ce faisant, dans un des sens de rotation, le coude inférieur entraîne avec lui l'élément de commutation fluidique inférieur 5 par l'intermédiaire de la face de butée 6 jusqu'à ce que cette dernière s'appuie à son autre extrémité contre la butée 7, ce qui engendre l'ouverture de la section de passage extérieure inférieure 20. A cette position, seul le premier système de valve d'amortissement 16 est alors opérationnel, car le deuxième système de valve d'amortissement 17 est dérivé par la section de passage inférieure 20 ouverte et la section de passage médiane 21. Dans l'autre sens de rotation du moteur électrique 1, l'arbre d'actionnement contrecoudé 23 entraîne avec lui l'élément de commutation fluidique supérieur 5' à l'encontre de la force du ressort de rappel 22, de sorte que la section de passage supérieure 19 est reliée au canal de

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dérivation 18, tandis que l'élément de commutation fluidique inférieur 5 se trouve à la position zéro, c'est-à-dire ferme la section de passage extérieure inférieure 20. A cette position, le premier système de valve d'amortissement 16 est dérivé par la section de passage supérieure ouverte 19 et la section de passage médiane 21, de sorte que seul le deuxième système de valve

d'amortissement 17 est opérationnel.

Pour faciliter la compréhension, on a dans les représentations schématiques selon les figures 2 à 4 utilisé les mêmes références chiffrées

lorsque les pièces désignées conservent la même fonction qu'à la figure 1.

Dans le dispositif d'actionnement à moteur électrique représenté à la figure 2, le moteur électrique I et la transmission 2 sont réunis en une même unité constructive, l'arbre de sortie 3 présentant un ensemble de contact 4 qui est

constitué par un disque à cames de commutation fixé sur cet arbre.

L'élément d'actionnement 5 est ici assemblé fixement à l'arbre de sortie 3 et coopère par une face de butée 6 avec une butée 7. Dans la ligne d'alimentation électrique 8 se trouve la résistance d'entrée 9, le commmutateur 10 actionné par l'ensemble de contact 4 court-circuitant la résistance d'entrée 9 à l'état fermé. A la position représentée, le moteur électrique 1 est alimenté en courant en passant par la ligne 8 et la résistance d'entrée 9. Le commutateur 10 est en position ouverte; le moteur 1 est alimenté avec une tension de maintien qui suffit à maintenir l'élément de commutation fluidique 5 en engagement avec la butée 7 par sa face de butée 6. A l'aide de la figure 3, on va expliquer plus en détail le mouvement de déplacement de l'élément de commutation fluidique 5 et la commutation qui est ainsi engendrée, selon la figure 2. En partant de la position zéro (0) de l'élément de commutation fluidique 5, le commutateur 10 est tout d'abord

fermé, de sorte que le moteur 1 est alimenté à pleine tension.

A la fin de l'angle de rotationot, le commutateur 10 est ouvert par le disque à cames de commutation jouant le rôle d'ensemble de contact 4 et qui est fixé sur l'arbre de sortie 3, et le court-circuitage de la résistance d'entrée 9 dans la ligne d'alimentation électrique 8 est ainsi supprimé, de sorte que c'est maintenant la tension de maintien qui est appliquée au moteur électrique I. Il est ici avantageux qu'à cette position, la totalité de la section de passage soit déjà dégagée par l'élément de commutation fluidique 5. La poursuite du mouvement de rotation de l'élément de commutation fluidique 5 conformément à l'angle g, jusqu'à ce que la face de butée 6 vienne buter contre la butée 7, s'effectue avec la tension de maintien, soit donc avec un couple moteur nettement réduit, de sorte que la butée 7 est atteinte en douceur. La comutation ainsi entreprise de la pleine tension du moteur à la tension de maintien engendre une diminution mesurable de l'intensité du moteur, la diminution de l'intensité du moteur pouvant être utilisée pour reconnaître le mouvement de rotation accompli par l'élément de

commutation fluidique 5.

Dans le mode de réalisation selon la figure 4, un curseur constituant le commutateur 10 est fixé sur l'arbre de sortie 3, curseur qui, lors de la rotation, est relié de manière électroconductrice à l'ensemble de contact constitué par des contacts frottants. A la position zéro représentée, il n'y a pas de liaison de contact entre le curseur et les contacts frottants, de sorte que la résistance d'entrée 9 est connectée dans la ligne d'alimentation électrique 8, et que le démarrage s'effectue avec la tension de maintien. A partir d'un angle de rotation prédéterminé, le curseur 10 vient sur le contact frottant 4 et court-circuite ainsi la résistance d'entrée 9, de sorte que la

poursuite du mouvement de rotation s'effectue avec la pleine tension moteur.

A la fin du contact frottant 4, il y a à nouveau une commutation sur la tension de maintien, le reste du mouvement de rotation, jusqu'à ce que l'élément de commutation fluidique 5 s'appuie contre la butée 7, s'effectuant à nouveau avec la tension de maintien. Cette forme de réalisation montre qu'en inversant les poles des lignes d'alimentation électrique du moteur électrique conçu comme moteur à courant continu, le déplacement s'effectue dans l'autre sens de rotation d'une manière analogue, l'élément de commutation fluidique 5' venant à la fin de ce mouvement de rotation

s'appuyer contre la butée 7'.

Le diagramme de la figure 5 représente les différentes courbes caractéristiques de résistance en fonction de la température. La référence R I désigne ici la résistance totale formée par la résistance du moteur R2 et la résistance d'entrée R3. La courbe caractéristique de la résistance du moteur R2 montre que la résistance du bobinage du moteur augmente fortement lorsque la température augmente. La résistance d'entrée est choisie de telle sorte que la valeur de résistance diminue quand la température augmente, et ce de telle manière que la résistance totale RI présente une courbe caractéristique à faible pente ascendante quand la température augmente. De la sorte, une évaluation analogique de l'intensité fournit des renseignements sur la température du liquide hydraulique dans l'amortisseur et sur l'état de l'amortisseur, c'est-àdire sur la position de l'élément de commutation

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fluidique. Une autre possibilité consiste à choisir la résistance dépendant de la température de telle sorte que la résistance totale est constante quelle que soit la température. Dans ce cas, l'état de l'amortisseur peut être établi

d'après la résistance totale d'une manière indépendante de la température.

La commutation du courant moteur en fonction de' l'angle de rotation de l'élément d'actionnement 5 permet d'obtenir en retour une information univoque sur la position respective de l'élément de commutation fluidique 5, par l'intermédiaire des deux lignes d'alimentation du moteur électrique 1. Les deux positions finales sont uniquement déterminées par la mesure du courant et la polarité respective dans les lignes d'alimentation, c'est-à-dire sans lignes supplémentaires menant à l'amortisseur de vibrations. Si l'on n'a besoin que d'un réglage à deux échelons de l'amortisseur de vibrations, on peut directement utiliser l'amortisseur de vibrations comme conducteur de masse, ce conducteur de masse étant relié au moteur, tandis qu'un seul câble mêne alors au moteur. Par ailleurs, pour un montage électriquement isolé de l'amortisseur de vibrations dans le véhicule, il est possible de réaliser ce câble sous la forme d'une ligne d'alimentation à pôles inversibles et de le relier au moteur électrique, de sorte que,dans ce cas également, il ne faut

amener au moteur qu'une seule ligne formée par un câble.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'actionnement pour un amortisseur de vibrations à force d'amortissement variable, du fluide d'amortissement étant dans l'amortisseur de vibrations, par suite du mouvement relatif d'une carrosserie de véhicule par rapport à l'essieu du véhicule, refoulé d'une chambre de travail dans une deuxième chambre de travail par l'intermédiaire d'un dispositif d'amortissement à force d'amortissement variable, et au moins un élément de commutation fluidique entraînable par un moteur électrique et soumis à l'action d'un ressort de rappel étant prévu pour la variation de la force d'amortissement, élément qui peut être tourné à l'encontre de la force du ressort de rappel d'une position zéro à une position contre une butée définissant au moins une position finale, c a r a c t é r i s é e n c e que, dans une ligne d'alimentation électrique (8), une résistance d'entrée (9) et un commutateur (4, 10) pontant cette résistance d'entrée (9) sont associés au moteur électrique (1), le commutateur (4, 10) connectant la résistance d'entrée (9) en fonction d'au moins un angle de rotation prédéterminé de l'élément de

commutation fluidique respectif (5, 5'), et avant l'atteinte de la butée (7, 7').

2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur (10) peut être actionné, le cas échéant à plusieurs positions de rotation, par un dispositif d'actionnement (4) dépendant de

l'angle de rotation.

3. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la résistance d'entrée (9) peut être connectée au voisinage de la

position zéro et au voisinage d'une position finale.

4. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que le commutateur (4, 10) est réalisé à l'aide d'au moins un curseur

(10) et d'au moins un contact frottant (4).

5. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications I

à 4, caractérisé en ce que la résistance d'entrée (9) est disposée au voisinage

du moteur électrique (1) dans une cavité (15) de la tige de piston.

6. Dispositif d'actionnement selon une quelconque des revendications I à

, caractérisé en ce que la résistance d'entrée (9) est constituée par une résistance présentant une résistance électrique qui diminue lorsque la

température augmente.

7. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications I

à 6, caractérisé en ce que la résistance d'entrée (9) présente une dépendance à la température telle que la résistance totale formée par la somme de la résistance du moteur (augmentant fortement lorsque la température augmente) et de la résistance d'entrée (9) présente une courbe caractéristique

à faible pente ascendante lorsque la température augmente.

8. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 1

à 7, caractérisé en ce qu'un dispositif d'évaluation est relié à au moins une ligne d'alimentation (8) du moteur électrique (1), dispositif qui reçoit une information en retour concernant la température et/ou la position de rotation

de l'élément de commutation fluidique (5, 5').