FR2616867A1 - Amortisseur hydraulique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un amortisseur hydraulique comprenant un cylindre, un piston qui y coulisse en directions opposées et qui sépare son intérieur en deux chambres, et un mécanisme à soupape générateur d'une force d'amortissement monté sur le piston pour produire une force d'amortissement lorsqu'il se déplace dans l'une des directions opposées. Selon l'invention, le mécanisme à soupape comprend un siège annulaire de soupape 22 formé sur le piston 21 et une soupape à disques 8 agencée pour reposer sur le siège 22 lorsque le piston se déplace dans l'autre direction et pour s'en séparer lorsqu'il se déplace dans la première direction; le mécanisme comprend de plus un disque d'appui 30 disposé adjacent à la soupape à disques 8 pour recevoir la pression d'appui qui agit sur elle et l'empêcher d'être déformée. L'invention s'applique notamment à l'industrie automobile.

Description

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La présente invention se rapporte à un amortisseur hydraulique approprié pour amortir, par exemple, les vibrations d'un véhicule, et elle se rapporte plus particulièrement à un amortisseur hydraulique o la déformation d'une soupape à disques, provoquée par une

pression d'appui qui lui est appliquée, est empêchée.

Un amortisseur hydraulique typique selon l'art antérieur est montré à la figure 1. Sur cette figure, le chiffre de référence 1 désigne un cylindre et le chiffre de référence 2 est une tige de piston qui dépasse dans le cylindre 1. En 3 est montré un piston fixé solidement à une portion 2A de petit diamètre de la tige de piston et qui est disposé coulissant dans le cylindre 1. Le piston 3 divise l'intérieur du cylindre 1 en deux chambres à huile A et B. Lorsque le piston 3 est déplacé dans la direction d'extension ou de contraction, le fluide hydraulique s'écoule de l'une des chambres à l'autre par

un mécanisme à soupape générateur de force d'amortisse-

ment. Ainsi, la force d'amortissement est produite pour

amortir les vibrations du véhicule.

On expliquera maintenant le mécanisme

générateur de force d'amortissement de la figure 1.

Les chiffres de référence 4 et 5 désignent des sièges annulaires de soupape qui sont respectivement formés sur chacune des surfaces extrêmes opposées du

piston 3 et à proximité de ses portions circonféren-

tielles externes. En 6 et 7 sont montrées des protubérances annulaires qui sont également respectivement formées sur chacune des surfaces extrêmes opposées du piston 3 et à proximité de sa circonférence interne. Les sièges de soupape 4 et 5 dépassent légèrement au-delà des protubérances 6 et 7 respectivement, en direction axiale. Le chiffre de référence 8 désigne une soupape à disques pour les courses de contraction, qui est fixée sur la portion 2A de petit diamètre de la tige de piston 2. La portion de circonférence interne de la soupape à disques 8 vient en aboutement contre la protubérance 6 et sa portion de circonférence externe est conçue pour reposer sur ou se séparer du siège de soupape 4. Le chiffre de référence 9 désigne une soupape à disques pour la course d'extension, qui est également fixée sur la portion 2A de petit diamètre de la tige de piston 2. La portion de circonférence interne de la soupape à disques 9 est en aboutement contre la protubérance 7 et sa portion de circonférence externe est conçue pour reposer sur ou se séparer du siège de soupape 5. En 10 et 11 sont montrées des pièces d'espacement qui permettent aux soupapes respectives à disque 8 et 9 d'être élastiquement déformées afin de se séparer des sièges de soupape 4 et 5. Les chiffres de référence 12 et 13 désignent des organes de restriction ou de retenue qui restreignent les ouvertures des soupapes respectives à disque 8 et 9. La soupape à disques 8, la pièce d'espacement 10 et l'organe de restriction 12 sont interposés entre le piston 3 et une portion échelonnée 2B qui est formée sur la tige de piston 2. La soupape à disques 9, la pièce d'espacement 11 et l'organe de restriction 13 sont interposés entre le piston 3 et un écrou de blocage 14 qui est vissé au bout de la portion 2A de petit diamètre de la tige de piston 2. La soupape à disques 8 pour les courses. de contraction se compose de deux disques, l'un placé sur l'autre, et la soupape à disques 9 pour les courses d'extension se compose de quatre disques, disposés en succession les uns au-dessus des autres. Les soupapes à disque 8 et 9 sont respectivement en aboutement contre les protubérances 6 et 7 et les sièges de soupape 4 et 5 pour définir des chambres annulaires respectives à huile 15 et 16 entre les soupapes à disque 8 et 9, et les surfaces extrêmes respectives du piston 3. Les chiffres de référence 17 et 18 désignent des passages de communication côté extension et côté contraction, qui sont respectivement formés dans le piston 3. Le passage de communication 17 côté extension met la chambre à huile A en communication avec la chambre annulaire à huile 16 tandis que le passage de communication 18 côté contraction met la chambre à huile

B en communication avec la chambre à huile annulaire 15.

Les passages de communication 16 et 17 sont formés de

manière à être inclinés par rapport à l'axe du piston 3.

Un disque 9A placé sur le côté le plus interne de la soupape à disques 9 est pourvu d'un certain nombre de découpes 19 qui mettent en communication permanente la chambre-à huile annulaire 16 avec la chambre à huile B, pour ainsi permettre à une opération d'étranglement

d'avoir lieu.

On expliquera maintenant le fonctionnement d'un amortisseur hydraulique ayant la construction ci-dessus décrite. Lorsque le piston 3 se déplace avec sa tige dans la direction de la flèche X, c'est-à-dire dans la course d'extension, la pression dans la chambre A augmente et une différence de pression est produite entre les chambres A et B. Le liquide dans la chambre A s'écoule par conséquent dans la chambre annulaire à huile 16 par le passage de communication 17 et de plus dans la chambre à huile B par les découpes 19 qui sont prévues dans la soupape à disques 9. Comme la surface du passage d'écoulement des découpes 19 est étranglée, la force d'amortissement est produite lorsque le fluide hydraulique les traverse. Lorsque le piston 3 se déplace plus rapidement, la pression dans la chambre A augmente encore. La pression plus élevée est introduite dans la chambre à huile annulaire 16 et agit sur la soupape à disques 9 côté extension. Lorsque la pression agissant sur la soupape à disques 9 devient plus importante que la force de ressort de la soupape à disques 9, la portion circonférentielle externe de cette soupape à disques 9 est élastiquement déformée et se sépare du siège de soupape 5, avec pour résultat une augmentation de la surface du passage d'écoulement de la chambre annulaire à huile 16 à la chambre à huile B. L'amortisseur hydraulique est par conséquent pourvu d'une caractéristique de force d'amortissement qui change en

deux étapes.

Lorsque le piston 3 se déplace dans la direction opposée comme le montre la flèche Y, c'est-à-dire dans la course de contraction, l'amortisseur hydraulique accomplit une opération similaire à celle de la course d'extension. Cependant, comme la soupape à disques 9 c8té extension se compose de quatre disques tandis que la soupape à disques 8 c6té contraction se compose de deux disques seulement, la pression d'ouverture pour la soupape à disques 9 est plus importante que celle pour la soupape à disques 8. Par conséquent, la force d'amortissement produite dans la course d'extension o le piston 3 se déplace dans la direction de la flèche X est plus importante que celle produite dans la course de contraction o le piston 3 se déplace dans la direction de la flèche Y. Par ailleurs, il y a une tendance récente à adapter des conceptions o la force d'amortissement produite dans la course de contraction est plus souple et la force d'amortissement produite dans la course d'extension est plus dure afin d'empêcher la rugosité d'une surface de route d'être directement transmise à la carrosserie du véhicule. Dans ce but, la soupape à disques 8 c8té contraction est plus mince et se compose de disques en un moins grand nombre que précédemment tandis que la soupape à disques 9 côté extension est rendue plus épaisse et se compose de plus de disques que précédemment. Dans un amortisseur hydraulique de l'art antérieur mentionné ci-dessus, par conséquent, une force importante d'appui agit sur la soupape à disques 8 côté contraction lorsque le piston se déplace dans la course d'extension car la pression d'ouverture pour la soupape à disques 9 côté extension est élevée et la pression dans la chambre A atteint un très haut niveau. La haute pression d'appui a pour résultat que la soupape à disques 8 est plastiquement déformée, comme le montre la figure

2, dans la chambre annulaire d'huile 15, et se rompt.

Ainsi, la durabilité de la soupape à disques est

mauvaise.

La présente invention a été accomplie en tenant compte du problème de l'art antérieur ci-dessus mentionné, et elle a pour objectif de produire un amortisseur hydraulique dans lequel la déformation d'une soupape à disques provoquée par la pression d'appui agissant sur elle serait empêchée et o la durabilité de

la soupape à disques serait améliorée.

Un amortisseur hydraulique selon la présente invention comprend un cylindre, un piston disposé pour être coulissant en directions opposées dans le cylindre et séparant l'intérieur du cylindre en deux chambres de liquide, un mécanisme à soupape générateur d'une force d'amortissement, monté sur le piston pour produire une force d'amortissement lorsque le piston est déplacé dans l'une des directions opposées, le mécanisme à soupape comprenant un siège annulaire de soupape formé sur le piston et une soupape à disques agencée pour reposer sur le siège lorsque le piston se déplace dans l'autre direction et à se séparer du siège de soupape lorsque le piston se déplace dans la première direction. Le mécanisme à soupape générateur de la force d'amortisseur comprend de plus un disque d'appui disposé adjacent à la soupape à disques pour recevoir une pression d'appui qui agit sur la soupape à disques lorsque le piston se déplace dans l'autre direction. Dans un mode de réalisation, le disque d'appui est interposé fixement entre le piston et la soupape à disques. Dans un autre mode de réalisation, le disque d'appui est disposé d'un c8té de la soupape à disques qui est éloigné du piston et mobile en direction axiale du piston. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un amortisseur hydraulique selon l'art antérieur; - la figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie d'une portion principale de l'amortisseur hydraulique de la figure 1 et montrant la façon dont une soupape à disques est déformée; la figure 3 est une vue en coupe transversale partielle d'un amortisseur hydraulique selon l'invention; et - la figure 4 est une vue en coupe transversale partielle, similaire à la figure 3, d'un autre mode de

réalisation de l'invention.

En se reférant à la figure 3, on expliquera un mode de réalisation préféré de l'invention. Des éléments qui sont similaires à ceux de l'art antérieur montré à la figure 1, ont reçu les mêmes chiffres de référence et leur explication sera omise. Sur la figure, le chiffre de référence 21

désigne un piston disposé coulissant dans le cylindre 1.

Le piston 21 est similaire, par sa forme, au piston 3 de l'art antérieur montré à la figure 1 et sépare l'intérieur du cylindre 1 en chambres supérieure et inférieure d'huile A et B. En 22 et 23 sont montrés des sièges annulaires de soupape qui sont formés sur les surfaces extrêmes opposées du piston 21, respectivement, afin de se trouver à proximité de sa circonférence externe. Les chiffres de référence 24 et 25 sont des portions annulaires en protubérance qui sont également formées sur les surfaces extrêmes opposées du piston 1, respectivement, afin de se trouver à proximité de la circonférence interne et d'entourer une portion 2A de petit diamètre d'une tige de piston 2. Des soupapes à disques 8 et 9 c8té contraction et côté extension sont agencées pour venir en aboutement contre les sièges de soupape 22 et 23, respectivement, et pour définir des chambres annulaires respectives d'huile 26 et 27 entre

elles et les surfaces extrêmes respectives du piston 21.

Le siège de soupape 22, contre lequel la soupape à disques 8 côté contraction vient en aboutement ou s'en sépare, à une hauteur qui est légèrement plus importante que la somme totale de la hauteur de la portion en protubérance 24 et de l'épaisseur d'un disque d'appui 30 (expliqué ci-après). Par conséquent, la soupape à disques reçoit une déformation initiale telle qu'illustrée sur la figure. Le siège de soupape 23, contre lequel la soupape à disques 9 côté extension vient en aboutement ou s'en sépare, présente une hauteur qui est plus importante que celle de la portion en protubérance 25, donc la soupape à disques 9 a également une déformation initiale telle qu'illustrée à la figure 3. En 28 et 29 sont montrés les passages de communication c8té contraction et c8té extension, lesquels sont respectivement formés dans le piston 21 à un angle, le premier passage 28 mettant en communication permanente la chambre à huile annulaire 26 avec la chambre à huile B et le second passage 29 mettant en communication permanente la chambre à huile annulaire 27 avec la chambre à huile A. Le chiffre de référence 30 désigne un disque d'appui interposé entre la portion en protubérance 24 du piston 21 et la soupape à disques 8 c8té contraction. Ce disque 30 est formé d'une plaque en métal d'une épaisseur prédéterminée et ayant une haute rigidité à la flexion, et il est conçu pour s'adapter sur la portion 2A de petit diamètre de la tige de piston 2 à sa circonférence interne. Le c8té circonférence externe du disque 30 s'étend radialement dans la chambre annulaire à huile 26 et a un diamètre externe qui est plus petit que celui du siège de soupape 22, d'une quantité prédéterminée. Le disque 30 sert à recevoir et à supporter la haute pression d'appui dans la chambre A, qui est transmise à travers la soupape à disques 8 de façon à empêcher cette soupape 8 d'être déformée du c8té de la chambre annulaire à huile 26 sous l'influence de la pression d'appui comme

le montre la figure 2.

L'amortisseur hydraulique selon ce présent mode de réalisation a la construction ci-dessus décrite et est similaire, par son fonctionnement de base, à celui de

l'art antérieur montré à la figure 1.

Cependant, dans ce mode de réalisation, comme le disque d'appui 30 est interposé entre la portion en protubérance 24 du piston 21 et la soupape à.disques 8 c8té contraction, le disque d'appui sert à recevoir et à supporte la haute pression d'appui agissant sur la soupape à disques 8 c8té contraction lorsque la tige de piston 2 se déplace dans la direction de la flèche X et que la pression dans la chambre à huile A atteint un haut niveau, ainsi, la déformation de la soupape à disques 8 vers la chambre 26 peut être empêchée. Par conséquent, il est possible d'éviter tout risque de rupture de la

soupape à disques 8 et d'améliorer sa durabilité.

Il faut noter que seul le disque 30 doit être interposé entre la portion en protubérance 24 du piston 21 et la soupape à disques 8 c8té contraction. En effet, dans l'amortisseur hydraulique selon le présent mode de réalisation, aucun élément additionnel n'est requis, à part le disque d'appui-30, et il n'y a pas de travail additionnel spécial requis sur le piston 21. Il est par conséquent possible de garantir que la construction de l'amortisseur ne sera pas compliquée et d'améliorer l'efficacité d'usinage et d'assemblage de celui-ci. Par ailleurs, comme la soupape à disques 8 est conçue pour avoir une déformation initiale qui lui est impartie par le siège de soupape 22 et le disque d'appui 30, il est possible d'ajuster de manière appropriée la pression d'ouverture de la soupape à disques 8 pour qu'elle prenne une valeur souhaitée en changeant l'épaisseur du disque , ce qui permet d'obtenir toute force caractéristique

souhaitée d'amortissement.

En se référant à la figure 4, on expliquera

maintenant un second mode de réalisation de l'invention.

Des éléments de ce mode de réalisation qui sont similaires à ceux du premier mode de réalisation de la figure 3 recevront les mêmes chiffres de référence et leur explication sera omise. Le second mode de réalisation est caractérisé en ce qu'un second disque d'appui ou disque flottant 32 est disposé entre une soupape à disques 8 c8té contraction et un organe de restriction 12 de manière à être axialement mobile autour

de la circonférence d'une pièce d'espacement 31.

Le disque flottant 32 se compose de deux disques annulaires qui sont faits d'une plaque de métal comme par exemple de l'acier à ressort. Le diamètre interne du disque flottant 32 est plus grand, par exemple d'environ 0,5 mm, que le diamètre externe de la pièce d'espacement 31, et le diamètre externe du disque flottant 32 est plus petit que ou à peu prés égal au diamètre externe de la soupape à disques 8 et plus grand que le diamètre externe du disque d'appui 30. Le disque flottant 32 est agencé de manière à coopérer avec le disque 30 pour maintenir en sandwich entre eux la soupape à disques 8 et il se déplace dans la direction de la flèche X autour de la circonférence externe de la pièce d'espacement 31 lorsque la soupape à disques 8 est ouverte afin de ne pas perturber l'ouverture de la soupape à disques 8. La pièce d'espacement 31 est plus épaisse que la pièce d'espacement 10 de l'art antérieur de la figure 1 et est conçue pour restreindre l'ouverture de la soupape à disques 8 dans une plage prédéterminée

par l'intermédiaire du disque flottant 32.

Dans le présent mode de réalisation décrit ci-dessus, comme le disque flottant 32 est monté autour de la pièce d'espacement 31 afin de se trouver entre la soupape à disques 8 c8té contraction et 'l'organe de restriction 12 et d'être axialement mobile, le disque flottant 32 est en aboutement contre la soupape à disques 8 comme le montre la figure, pour recevoir et supporter, avec le disque d'appui 30, une grande pression d'appui agissant sur la soupape à disques 8 lorsque la tige de piston 2 se déplace dans la direction de la flèche X, c'est-à-dire en course d'extension, et que la pression dans la chambre à huile A atteint un haut niveau. Par

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conséquent, la déformation de la soupape à disques 8 peut être empêchée et sa durabilité est encore améliorée en

comparaison avec le premier mode de réalisation.

Dans le présent mode de réalisation, le diamètre externe du disque flottant 32 est plus grand que le diamètre interne du siège de soupape 22 comme cela est illustré à la figure 4. Par conséquent, le disque flottant est supporté par le siège de soupape 22 par l'intermédiaire de la soupape à disques 8 à sa portion circonférentielle externe et par la portion en protubérance 24 et le disque d'appui à sa portion circonférentielle interne lorsque la pression d'appui agit sur lui. Cela a pour résultat une amélioration considérable de l'efficacité de résistance à la pression

de la soupape à disques et de sa durabilité.

Comme le disque flottant 32 est mobile en direction axiale, il peut être régulièrement déplacé dans la direction de la flèche X le long de la pièce d'espacement 31 lorsque la tige de piston est déplacée dans la direction de la flèche Y, c'est-à-dire dans la course de contraction, donc le disque flottant 32 ne perturbe pas l'ouverture de la soupape à disques 8 et la pression d'ouverture de la soupape à disques peut être maintenue au même niveau que l'art antérieur du premier mode de réalisation. Par ailleurs, comme la structure du piston 21 et autres, peut être similaire à celle du premier mode de réalisation montré à la figure 3, la structure de la totalité de l'amortisseur ne peut être compliquée. Bien que le disque flottant 32 se compose de deux disques dans le second mode de réalisation décrit ci-dessus, il peut alternativement se composer d'un seul

disque ou de trois disques ou plus.

Dans le second mode de réalisation montré à la figure 4, la soupape à disques 8 n'a aucune déformation initiale. Cependant, comme pour le premier mode de réalisation, la soupape à disques 8 peut avoir une déformation initiale appropriée. Dans un tel cas, il est souhaitable que le disque flottant ait une forme correspondant à la déformation initiale à donner à la

soupape à disques 8.

La présente invention n'est pas limitée dans

son application aux modes de réalisation décrits -

ci-dessus o le disque d'appui 30 et le disque flottant 32 sont agencés de manière à empêcher la déformation de la soupape à disques 8 c8té contraction. Par ailleurs, dans le cas o le nombre de disques de la soupape à disques 9 c8té extension est réduit tandis que le nombre de disques de la soupape à disques 8 c8té contraction est accru, ce qui rend la pression d'ouverture de la soupape à disques 8 plus importante que celle de la soupape à disques 9, le disque d'appui 30 peut être interposé entre la soupape à disques 9 c8té extension et la portion en protubérance 25 du piston 21 et par ailleurs, le disque flottant peut être interposé entre la soupape à disques 9 et l'organe de retenue 13, pour empêcher ainsi la déformation de la soupape à disques 9. Dans ce cas, le siège de soupape peut dépasser axialement au-delà de la portion en protubérance 25, donc toute déformation

initiale peut être impartie à la soupape à disques 9.

Comme on l'a décrit ci-dessus, l'amortisseur hydraulique selon la présente invention comprend un disque d'appui qui est agencé de manière à recevoir et à supporter la pression d'appui qUi agirait autrement sur la soupape à disques pour la déformer. Dans l'amortisseur hydraulique selon la présente invention, la déformation de la soupape à disques peut être empêchée et sa durabilité est considérablement améliorée. De plus, l'amortisseur hydraulique ne peut être compliqué en structure et il est efficace en terme d'usinage et assemblage.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1. Amortisseur hydraulique du type comprenant: un cylindre; un piston disposé pour être coulissant en directions opposées dans le cylindre et séparant l'intérieur dudit cylindre en deux chambres de liquide; un mécanisme à soupape générateur de force d'amortissement monté sur le piston pour produire une force d'amortissement lorsque ledit piston se déplace dans l'une des directions opposées, ledit mécanisme à soupape ayant un siège annulaire de soupape qui est formé sur le piston et une soupape à disques agencée pour reposer sur le siège de soupape lorsque le piston se déplace dans l'autre direction et pour se séparer du siège de soupape lorsque le piston se déplace dans ladite première direction; caractérisé en ce que ledit mécanisme à soupape générateur de force d'amortissement comprend de plus un disque d'appui (30) disposé adjacent à ladite soupape à disques (8) pour recevoir une pression d'appui qui agit sur la soupape à disques lorsque le piston (21) se déplace dans l'autre direction.

2. Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque d'appui (30) est interposé fixement entre le piston et la soupape

à disques.

3. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque d'appui (32) est disposé d'un côté de la soupape à disques qui est éloignée du

piston et mobile en direction axiale du piston.