FR2607890A1 - Amortisseurs de chocs comportant des materiaux a memoire de forme - Google Patents

Amortisseurs de chocs comportant des materiaux a memoire de forme Download PDF

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Abstract

AMORTISSEUR DE CHOCS, NOTAMMENT POUR VEHICULES AUTOMOBILES, DU TYPE A CYLINDRE DANS LEQUEL UN PISTON 3 POURVU D'OUVERTURES 6 DISSIPE SON ENERGIE PAR FREINAGE DANS L'HUILE CONTENUE DANS LEDIT CYLINDRE. LE PISTON 3 EST POURVU, OUTRE DES OUVERTURES USUELLES 6, DE CANAUX 7 MUNIS D'ELEMENTS 12 EN MATERIAUX A MEMOIRE DE FORME QUI DETERMINENT L'OBTURATION DESDITS CANAUX 7 EN FONCTION DE L'ECHAUFFEMENT DE L'HUILE D'AMORTISSEMENT. APPLICATION AUX SUSPENSIONS.

Description

AMORTISSEURS DE CHOCS COMPORTANT DES MATERIAUX A MEMOIRE
DE FORME
La présente invention se rapporte à l application de matériaux à mémoire de forme dans les amortisseurs de chocs, notamment ceux utilisés dans les suspensions pour véhicules automobiles.
On sait que 1' effet d' amortissement est réalisé, dans un amortisseur à huile, par la perte de charge résultant de la circulation du fluide d'amortissement au travers d'orifices de sections calibrées situés dans le piston.
Toutefois, des difficultés résultent de la variation de fluidité découlant des variations de température de l'huile Lorsque sa température augmente, suite au fonctionnement de
l'amortisseur ou selon les conditions atmosphériques, I' effet
d' amortissement du fluide peut devenir insuffisant, - à l'opposé, pour les basses températures, la haute viscosité de l' huile
peut rendre l'amortisseur trop dur.
L' objet de la présente invention a pour but de pallier les inconvénients cidessus en utilisant les propriétés des matériaux à mémoire de forme.
On connait de tels matériaux, généralement des alliages constitués de cuivre, de zinc et d' aluminium ou de titane et de nickel, ou encore de cuivre, zinc, aluminium, étain et silicium qui déformés, retrouvent leur forme initiale lorsque on élève leur température ; il s' agit dans ce cas d'un phénomène dit "de simple effet mémoire".
Dans certains cas, lorsque 1' échantillon a subi un traitement préalable spécial appelé wéducationt, on peut observer un changement de forme aussi bien au refroidissement qu' au réchauffement ; cet effet réversible est aussi appelé "double effet mémoire".
Par ailleurs, il est connu d'ajuster les températures de changement de forme en agissant sur la composition des alliages et leur procédé de fabrication.
La présente invention sera décrite à titre de exemple non limitatif au regard des figures l à 8 ci-jointes, qui se rapportent respectivement - la figure l, à une coupe longitudinale d'un amortisseur selon l'état de
la technique antérieure, - la figure 2, à une coupe analogue d'un détail du piston de l'amortisseur
selon une première réalisation de l'invention, - la figure 3, à une vue en plan de la face supérieure du piston selon la
réalisation de la figure 2, - la figure 4, à une coupe d'une première variante de l'invention, - les figures 5 à 7, à des vues en plan de trois autres variantes
piston selon 1' invention, - la figure 8, à une coupe transversale du piston de la dernière variante.
En référence à la figure 1, I' amortisseur comporte de façon connue en soi un cylindre fermé l solidarisé par une attache 2 à la caisse du véhicule, à l'intérieur duquel se déplace un piston 3 et sa tige 4, dont
I' autre extrémité 5 est fixée au bras de roue dont on veut atténuer les mouvements.
Le piston 3, visible en détail aux figures 2 et 3, est percé des canaux 6 habituels pour la perte de charge du fluide le traversant, et de canaux 7 spécifiques à l'invention ; ces derniers s' épanouissent en une cavité 8 à l'intérieur de laquelle peut débattre un obturateur 9, représenté en position basse d' occlusion a la figure 2 ; celui-ci possède une forme en T et se trouve pourvu de perçages 10 - il assurant la circulation interne de 1' huile de sa partie supérieure vers sa partie inférieure. On voit qu' en position haute, I' obturateur 9 laisse passer 1' huile à travers le piston 3 via le canal 7.
En appui sur les faces supérieure et inférieure de l'obturateur 9 et sur les rebords de la cavité 8 qui lui font face, sont disposés respectivement un ressort hélicotdal 12 en un matériau à mémoire de forme connu en soi et un ressort hélicoïdal classique 13 plus puissant que le précédent aux basses températures.
Selon cette disposition, tant que 1' huile d'amortissement est à faible température, la pression exercée par le ressort 13 maintient ltobturateur 9 en position haute dans la cavité 8.
L'huile en provenance des parties supérieure ou inférieure du piston 3 traverse les ouvertures 10 - 11 et s' écoule par les parties inférieure ou supérieure du conduit 7.
Lorsque I'huile s' échauffe au-delà de la température à partir de laquelle le ressort 12 reprend sa forme initiale, de longueur supérieure,
I' obturateur 9 prend la position de la figure 2, selon laquelle le flux est interrompu dans le conduit 7. De ce fait, seuls les canaux habituels 6 sont actifs, diminuant ainsi le débit total à travers le piston 3 et compensant, de ce fait, la diminution de viscosité de Fhuile,
Un fonctionnement analogue est obtenu à 1' aide de la variante illustrée à la figure 4 ; des éléments 40 - 41 en matériau à mémoire de forme à double effet sont disposés à l'intérieur du piston 3 qu'ils traversent ; ils sont constitués d'un corps percé d'un canal 42, pourvu d' au moins deux prolongements 43 - 44 lointifs et fermant le canal 42 par reprise de leur forme initiale à haute température de 1' huile, tandis qu' ils sont écartés 1' un de 1' autre pour les basses températures.
Les variantes des figures 5 et 6, où seul le ou les canaux 7 pourvus des dispositifs de 1' invention sont représentés, obtiennent le même résultat de condamnation de ces canaux par la rotation autour d1 un axe 0 d' un obturateur plan 50, commandée par un ou deux ressorts en matériau à mémoire.
Dans le cas de la figure 5, un ressort SI classique maintient 1' obturateur 50 en position ouverte pour les basses températures de I' huile, à I'encontre d' un ressort 52 taré moins fort en matériau à mémoire simple effet. Lorsque la température s' élève, le ressort 52 à mémoire devient prédominant et amène 1' obturateur 90 à la position de fermeture illustrée à la figure 5.
Selon la disposition de la figure 6, on remplace les deux ressorts 51 - 52 précédents par un ressort 53 en matériau à mémoire double effet, dont la déformation pour les températures basses déplace 1' obturateur 50 en position d' ouverture et le ramène en position de fermeture pour les hautes températures de 1' huile.
Dans le cas des variantes de l'invention illustrées aux figures 7 et 8, on fait comme précédemment appel à des obturateurs plans mais ceux-ci sont constitués de pétales 70 en matériaux à mémoire double effet fixés en 71 sur le piston 3, s' écartant de la surface (figure 8) pour les températures basses mais s'y plaquant (figure 7) pour les hautes températures du fluide amortisseur.
Dans tous les cas, I' ajustement de la température de changement de forme des éléments selon 1' invention se fait en modulant la composition des alliages, comme cela est généralement connu de 1' homme de 1' art, notamment en jouant sur la teneur en nickel des alliages du type titane nickel délà cités.
Notons qu' on peut utiliser des matériaux fonctionnant à des températures différentes pour constituer les éléments obturateurs du même piston 3, ce qui permet de moduler en fonction de la température de 1' huile le nombre d' éléments obturateurs ouverts et fermés et donc d' optimiser le débit de liquide.

Claims (2)

    REVENDICATIONS If Amortisseur de chocs, notamment pour véhicules automobiles, du type à cylindre (I) dans lequel un piston (3) pourvu d'ouvertures (6) dissipe son énergie par freinage dans l'huile contenue dans ledit cylindre (1), caractérisé par le fait que le piston (3) est pourvu, outre des ouvertures usuelles (6), de canaux (7) munis d'éléments (12 - 40 - 41 - 51 - 53 - 70) en matériaux à mémoire de forme qui déterminent l'obturation desdits canaux (7) en fonction de l'échauffement de l'huile d'amortissement. 2/ Amortisseur de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque canal (7) s' épanouit en une cavité (8) à l'intérieur de laquelle peut débattre un obturateur (9) en forme de T, dont la base s'ajuste de façon étanche en position basse dans la partie inférieure du canal (7), ledit obturateur (9) étant pourvu de perçages (10 - 11) assurant la circulation interne de 1' huile entre les 2 chambres de 1' amortisseur, un ressort hélicoïdal classique (13) étant disposé entre la base de la cavité (8) et l'obturateur (9) tandis qu'un second ressort hélicoSdal (12) est placé entre ledit obturateur et le rebord supérieur de la cavité (8), ce dernier exerçant sur l'obturateur (9) une pression inférieure à celle du ressort (13) à basse température, mais une pression supérieure à haute température.
  1. 3/ Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston
    (3) est pourvu d'éléments (40 - 41) en matériau à mémoire à double
    effet qui le traversent, ceux-ci étant constitués d' un corps perçé d' un
    canal (42) et de deux prolongements (43 - 44) jointifs, donc fermant le
    canal (42) à haute température de 1' huile, tandis qu'ils s' écartent 1' un
    de 1' autre pour les basses températures.
    4/ Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
    éléments obturateurs (12 - 40 - 41 - 51 - 53 - 70) sont en matériaux
    à mémoire de forme fonctionnant à températures différentes,
    permettant ainsi de moduler le débit d' huile en fonction de la
    température.
    51 Amortisseur selon la revendication I, caractérisé en ce que les canaux
    (7) sont chacun pourvus d' un obturateur plan (50) mobile en rotation à
    la surface du piston (3), amené face à 1' ouverture du canal (7) à
    I'encontre d' un ressort antagoniste hélicoldal classique (51) par un
    ressort (52) hélicoldal en matériau à mémoire simple effet dont
    I' action devient prédominante lorsque la température s' élève.
    6/ Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que. les deux
    ressorts (51 - 52) sont remplacés par un ressort hélicoîdal en matériau
    à double effet, amenant 1' obturateur plan (50) face à 1' ouverture du
    canal (7) pour les hautes températures de l'huile mais dégageant cette
    ouverture pour les températures basses de ce fluide.
    7/ Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
    ouvertures des canaux (7) sont obturées pour les hautes températures
    de 1' huile par un élément comportant des pétales (70) en matériau à
    mémoire double effet, qui s' écartent de la surface du piston pour les
    faibles températures de l'huile.
    81 Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
    éléments en matériau à mémoire sont des alliages de cuivre, de zinc
    et d'aluminium.
    9/ Amortisseur selon la revendication I, caractérisé en ce que les
    éléments en matériau à mémoire sont des alliages à base de titane et
    de nickel.
  2. 10/ Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
    éléments en matériau à mémoire sont des alliages à base de cuivre,
    zinc, aluminium, étain et silicium.
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