FR2704917A1 - Ensemble de soupape d'isolement pour un amortisseur. - Google Patents
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Abstract
Un ensemble de soupape d'isolement 27 disposé dans la conduite de dérivation d'un amortisseur, entre un trajet partiel haute pression et un trajet partiel basse pression, comporte une soupape d'isolement qui peut être amenée, par une commande extérieure, dans un état de disponibilité à l'ouverture, dans lequel l'ouverture effective peut être obtenue en fonction de la pression régnant dans le trajet partiel haute pression, lorsque la pression tombe en dessous d'une valeur prédéterminée. Par une adaptation de la course de déplacement a d'un corps d'obturation de soupape d'isolement à celle hs d'une armature d'aimant, en tenant compte d'une section d'écoulement de chambre de commande, il est possible d'éliminer des bruits et des variations de la courbe caractéristique de la force d'amortissement, même dans le cas d'un réglage de confort très souple.
Description
L'invention concerne un ensemble de soupape d'isolement entre deux trajets
partiels d'une liaison de fluide, qui relie l'une à l'autre, deux chambres de fluide d'un amortisseur, l'ensemble de soupape d'isolement, qui comprend au moins une soupape d'isolement séparant un trajet partiel haute pression d'un trajet partiel basse pression, cette soupape comportant au moins un corps d'obturation, pouvant être réglé entre une position d'obturation et - une position d'ouverture par une commande extérieure, par l'intermédiaire d'une armature d'aimant et d'un enroulement d'aimant qui est protégé de la soupape d'isolement par une plaque de séparation, un premier côté du corps d'obturation de soupape d'isolement sollicité par le trajet haute pression, pouvant être appliqué de manière élastique par un ressort de compression, sur un siège de soupape d'isolement qui fait partie d'un insert en forme de pot, un second côté du corps d'obturation de soupape d'isolement, éloigné du premier côté cité et voisin d'une chambre de commande, étant sollicité par la pression de fluide dans cette chambre, la chambre de commande étant raccordée au trajet partiel basse pression par l'intermédiaire d'un trajet d'étranglement en dérivation du corps d'obturation de soupape d'isolement, une soupape d'écoulement de chambre de commande, qui comprend un siège de soupape de chambre de commande, étant prévue dans l'écoulement de chambre de commande, le siège de soupape de chambre de commande étant prévu sur un corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire, qui forme en commun avec un siège de soupape auxiliaire d'écoulement formé sur le corps d'obturation de soupape d'isolement, un écoulement de chambre de commande supplémentaire de la chambre de commande, et un ressort de compression hélicoïdal étant disposé entre le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande et le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire, ce ressort sollicitant initialement le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande en direction d'un soulèvement du siège de soupape d'écoulement de chambre de commande du corps d'obturation de soupape
d'écoulement auxiliaire.
Le document DE 41 14 305 divulgue un ensemble de soupape d'isolement, qui, même après passage de l'armature d'aimant en position d'ouverture, ne commute d'un réglage dur à un réglage souple de la force d'amortissement, que lorsque l'on tombe en-dessous d'une
pression prédéterminée dans la partie haute pression.
Dans des véhicules possédant une courbe caractéristique de confort d'amortissement particulièrement souple, sont apparus, au cours de la série d'essai, des bruits désagréables liés à une variation non admissible de la
courbe caractéristique de la force d'amortissement.
Malgré la position d'ouverture de l'armature d'aimant, des pointes de force d'amortissement ont été mesurées de façon isolée, dans le diagramme force-vitesse d'un amortisseur équipé d'un ensemble de soupape d'isolement
correspondant.
Le but de la présente invention consiste à supprimer les bruits de commutation, les variations de réglage de la force d'amortissement et les pointes de force d'amortissement de l'ensemble de soupape d'isolement, qui apparaissent pour un réglage de la
force d'amortissement particulièrement confortable.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la course maximale de l'armature d'aimant est supérieure à la course de soulèvement maximale du corps d'obturation de soupape d'isolement, de sorte que pour une course de soulèvement maximale de l'armature d'aimant, l'écoulement de chambre de commande supplémentaire entre le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande et le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire est
totalement ouvert.
Grâce à l'adaptation réciproque déterminée des courses de déplacement, le corps d'obturation de soupape d'isolement peut ouvrir à un point tel que la courbe
caractéristique souple soit respectée de manière fiable.
Les pointes de force d'amortissement mesurées, restent exclues, parce que l'écoulement de chambre de commande est totalement ouvert, l'armature d'aimant restant ainsi également compensée en pression. En effet, si l'écoulement de chambre de commande, est interrompu même de façon très brève, à savoir par le soulèvement brusque de la soupape d'isolement à l'encontre du ressort de compression souple, en raison des forces hydrauliques dans le trajet partiel haute pression, l'armature d'aimant n'est plus compensée hydrauliquement, et l'armature d'aimant applique le corps d'obturation de soupape d'isolement avec une vitesse élevée sur le siège
de soupape d'isolement.
Pour restreindre les tolérances de la courbe caractéristique de la force d'amortissement, l'écoulement de chambre de commande est dimensionné, quant à sa section transversale, de façon à permettre un écoulement sans étranglement, hors de la chambre de commande. Grâce à cette mesure avantageuse, la courbe caractéristique de la force d'amortissement est uniquement déterminée par le ressort de compression et la course de soulèvement du corps d'obturation de
soupape d'isolement.
Selon une variante de réalisation, un anneau de butée à l'intérieur de la soupape d'isolement, limite la course de soulèvement du corps d'obturation de soupape d'isolement. L'anneau de butée représente une pièce individuelle très simple et très économique. En même temps il est possible de réduire la paroi annulaire du corps d'obturation de soupape d'isolement, voire la supprimer totalement, ce qui permet une fabrication plus
simple par la technique du frittage.
L'anneau de butée est avantageusement réalisé sous forme d'anneau coudé, qui est serré entre l'insert en forme de pot et la plaque de séparation. Cela permet de simplifier la géométrie de l'insert en forme de pot, dans la zone de l'étanchéité par rapport à la plaque de séparation. Selon une variante de mode de réalisation, le corps d'obturation de soupape d'isolement comporte une paroi annulaire dont la hauteur est dimensionnée de façon à ce que la paroi annulaire vienne en appui sur la plaque de séparation, lorsque la position de course maximale du corps d'obturation de soupape d'isolement est atteinte. Cette solution présente l'avantage de ne nécessiter aucune pièce supplémentaire, en réduisant
ainsi l'influence des tolérances individuelles.
D'après une autre variante avantageuse, on utilise un ressort de compression qui présente une course élastique plus faible que la course de l'armature
d'aimant.
L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un amortisseur avec dérivation et une soupape d'isolement dans la dérivation; Fig. 2 à 4 des exemples de réalisation de l'ensemble de soupape d'isolement. Sur la figure 1, le cylindre d'un amortisseur est désigné par le repère 1, et la tige de piston par le repère 3. Le cylindre se termine vers le bas, par un fond 5. La tige de piston 3 sort de l'extrémité supérieure du cylindre, au travers d'un ensemble de guidage et d'étanchéité 7. A l'intérieur du cylindre 1, sur la tige de piston 3, est fixée une unité à piston 9
comportant un ensemble de soupape de piston 11.
L'extrémité inférieure du cylindre 1 est fermée par une plaque de fond 13 comportant un ensemble de soupape de fond 15. Le cylindre 1 est entouré par un tube-réservoir 17. Entre le tube réservoir 17 et le cylindre 1 est formé un espace annulaire 19 qui constitue une chambre de compensation. L'espace à l'intérieur du cylindre 1 est divisé par l'unité à piston 9, en une première chambre de travail 21a et une seconde chambre de travail 21b. Les chambres de travail 21a et 21b sont remplies d'un liquide de pression. La chambre de compensation 19 est remplie de liquide jusqu'au niveau 19a, et est remplie au-dessus, par un gaz. A l'intérieur de la chambre de compensation 19 est formé un premier trajet de conduite, à savoir un trajet partiel haute pression 23, qui est en communication avec la seconde chambre de travail 21b, par l'intermédiaire d'un perçage 25 du cylindre 1. A ce trajet partiel haute pression se raccorde un ensemble de soupape d'isolement 27 monté latéralement sur le tube réservoir 17. De cet ensemble de soupape d'isolement un second trajet de conduite (non représenté), à savoir un trajet partiel basse pression,
conduit à la chambre de compensation 19.
Lorsque la tige de piston 3 sort du cylindre 1, vers le haut, la chambre de travail supérieure 21b devient plus petite. Il s'établit une surpression dans la chambre de travail supérieure 21b, qui peut être réduite, au travers de l'ensemble de soupape de piston 11, vers la chambre de travail inférieure 21a, aussi longtemps que l'ensemble de soupape d'isolement 27 est fermé. Lorsque l'ensemble de soupape d'isolement 27 est ouvert, du liquide s'écoule simultanément de la chambre de travail supérieure 2lb vers la chambre de compensation 19, en passant par le trajet partiel haute pression 23 et l'ensemble de soupape d'isolement 27. La caractéristique d'amortissement de l'amortisseur, lors de la sortie de la tige de piston, dépend donc du fait que l'ensemble de soupape d'isolement 27 est ouvert ou fermé. Lorsque la tige de piston 3 rentre dans le cylindre 1, il se forme une surpression dans la chambre de travail inférieure 21a. Du liquide peut s'écouler de la chambre de travail inférieure 21a, au travers de l'ensemble de soupape de piston 11, vers le haut, dans la chambre de travail supérieure 21b. Le liquide refoulé par le volume grandissant de la tige de piston à l'intérieur du cylindre 1, est évacué au travers de l'ensemble de soupape de fond 15, vers la chambre de compensation 19. Dans la chambre de travail supérieure 21b s'établit également une pression croissante, parce que la résistance à l'écoulement de l'ensemble de soupape de piston 11 est plus faible que celle de l'ensemble de soupape de fond 15. Cette pression croissante peut, lorsque l'ensemble de soupape d'isolement 27 est ouvert, à nouveau s'évacuer vers la chambre de compensation 19, par l'intermédiaire du trajet partiel haute pression 23. Cela signifie que lorsque l'ensemble de soupape d'isolement 27 est ouvert, l'amortisseur présente également, lors de la rentrée de la tige de piston, une caractéristique plus souple lorsque l'ensemble de soupape d'isolement 27 est ouvert, et une caractéristique plus dure lorsque l'ensemble de soupape d'isolement est fermé, tout comme lors de la sortie de la tige de piston. Il est à noter que le sens d'écoulement dans le trajet partiel haute pression 23 de la dérivation, est toujours le même, que la tige de
piston rentre ou sorte.
La figure 2 laisse entrevoir en coupe, le cylindre 1, le trajet partiel haute pression 23 de la dérivation, et la chambre de compensation 19. Au trajet partiel haute pression 23 se raccorde un canal central 29 qui fait partie de l'ensemble de soupape d'isolement 27. A l'extrémité supérieure du canal central 29 est formé un siège de soupape d'isolement 31. Sur le siège de soupape d'isolement 31 repose, en guise de corps d'obturation de soupape d'isolement, une plaque d'obturation de soupape d'isolement 33 rigide. La plaque d'obturation de soupape d'isolement se trouve dans sa position d'obturation. La liaison entre le canal central 29 et la chambre de compensation 19, par l'intermédiaire des perçages 35, est essentiellement fermée. La plaque d'obturation de soupape d'isolement 33 est sollicitée initialement en direction du siège de soupape d'isolement 31, au moyen d'un ressort hélicoïdal de compression 37 qui s'appuie sur une plaque de séparation 39. Dans l'ensemble de soupape d'isolement 27, une armature d'aimant 41 est disposée concentriquement au canal central 29. Cette armature d'aimant est sollicitée vers le bas, en direction de la plaque d'obturation de soupape d'isolement 33, par l'intermédiaire d'un ressort de précontrainte d'armature d'aimant 43, et peut être attirée vers le haut par un enroulement d'aimant 44,
lorsque celui-ci est alimenté en courant.
Entre l'armature d'aimant 41 et la plaque d'obturation de soupape d'isolement 33, est disposé un ensemble de corps intermédiaires 45, 47. Cet ensemble de corps intermédiaires comprend un corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 et un corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire 47. Un alésage de passage 41a de l'armature d'aimant 41, relie une chambre de ressort 41b recevant le ressort de précontrainte d'armature d'aimant 43, à la chambre 49 formée entre le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire 47 et la plaque d'obturation de soupape d'isolement 33. Des alésages de passage 47a du corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire 47, et 45a du corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45, l'alésage de passage 41a de l'armature d'aimant 41, la chambre de ressort 41b, et l'espace 41c se trouvant au-dessus de l'armature
d'aimant, forment ensemble une chambre de commande 50.
Le côté inférieur de la plaque d'obturation de soupape d'isolement 33 est désignée par le repère 33a, et le côté supérieur par le repère 33b. La plaque d'obturation de soupape d'isolement 33 est, dans cet état, soumis, par le bas, à la pression P dans le canal central 29, c'est à dire la pression dans la chambre de travail supérieure 21b selon la figure 1, et du trajet
partiel haute pression 23.
La plaque d'obturation de soupape d'isolement 33 est logée dans un insert 51 en forme de pot, qui comprend l'alésage 35 et présente un embout tubulaire 51a, vers le bas. Cet embout tubulaire forme le canal central 29 et est raccordé de manière étanche au premier trajet partiel 23 de la dérivation, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 53. Le pot 51 est logé dans un embout tubulaire 55 qui est soudé sur le réservoir 17. L'espace intermédiaire entre le pot 51 et l'embout tubulaire 55, forme un trajet partiel basse pression 23a de la dérivation. Le trajet partiel haute pression 23 et le trajet partiel basse pression 23a forment ensemble, la dérivation. Sur le pot 51 est disposée la plaque de séparation 39, qui forme un module de construction, en commun avec les pièces en fer de
l'enroulement d'aimant et les pièces de carter.
Lorsque l'aimant n'est pas alimenté en courant, le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 se trouve dans la position d'obturation représentée, c'est à dire que son cône 45b repose sur une zone annulaire 47b formant le siège de soupape d'écoulement de chambre de commande, sur le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire 47. Un ressort de compression hélicoïdal 57 sollicite le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 dans le sens d'un soulèvement du siège de soupape d'écoulement de chambre de commande 47b. Le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 est guidé de manière étanche dans une embase tubulaire 41d de l'armature d'aimant 41. En raison de la force de fermeture supplémentaire provenant du ressort de précontrainte d'armature d'aimant 41, l'armature d'aimant 41 s'appuie, dans la position d'obturation de la soupape d'écoulement de chambre de commande 45, 47b, représentée, sur le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45, et maintient celui-ci, à l'encontre de la force du ressort 57, dans sa position d'obturation. La pression régnant dans la chambre de commande 50 est transmise par des canaux réalisés dans l'armature d'aimant 41, sensiblement à tout le côté arrière 45c du corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45. Comme le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 offre à la pression P dans la chambre de commande 50, une surface de sollicitation 45c plus grande que le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire 47 dans la zone de la chambre 49, la pression P dans la chambre de commande 50 exerce sur l'ensemble de corps intermédiaires 45, 47, une force hydraulique de fermeture, dirigée vers le bas. Dans cette position, la course de déplacement maximale hs est disponible pour l'armature d'aimant 41. De même, la distance a entre le corps d'obturation de soupape d'isolement 33 et un anneau coudé 59a, est la plus grande, l'anneau formant
une butée par l'intermédiaire d'une surface frontale 61.
Lorsque l'enroulement d'aimant 44 est alimenté en courant, suite à un ordre d'ouverture de la source de signaux extérieure, et qu'en conséquence, l'armature d'aimant 41 est soulevée du corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45, de sorte qu'elle effectue la totalité de la course de déplacement hs, le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 continue à rester dans sa position d'obturation, lorsque la pression P régnant dans la chambre de commande 50 est supérieure à une valeur limite prédéterminée PG de la pression, parce que la force de fermeture hydraulique exercée sur le côté arrière 45c du corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45, est supérieure à la force d'ouverture exercée sur le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45, par le ressort 57. Si la pression P dans la chambre de il commande tombe en-dessous de la valeur limite PG, suite à la diminution de la pression dans le canal central 29, le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 est soulevé du siège de soupape d'écoulement de chambre de commande 47b, en raison de la prédominance de la force élastique du ressort 57. A présent du liquide d'amortissement peut s'écouler entre le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 et le siège de soupape d'écoulement de chambre de commande 47b, vers la chambre de compensation 19. Ainsi la pression P agissant sur le côté arrière 45c chute de manière telle que le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45, en raison de la force du ressort 57, se soulève totalement du siège de soupape d'écoulement de chambre de commande 47b en libérant totalement l'alésage 45a. Dans le cas de débits élevés, en raison de la chute de pression apparaissant dans l'alésage 45a, une force agissant dans la direction de l'ouverture d'une soupape d'écoulement auxiliaire 47, 63, est exercée sur le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire 47, et produit l'ouverture de la soupape d'écoulement auxiliaire 47, 63. La soupape d'isolement 33, 31 agit à présent, en liaison avec le ressort 37, comme une soupape
d'amortissement normale, chargée par ressort.
Lors du mouvement de la course de soulèvement
du corps d'obturation de soupape d'isolement 33, celui-
ci ne peut pas déclencher brutalement à l'encontre du ressort souple 37, malgré la chute de pression soudaine dans la chambre de commande 50, mais l'anneau coudé 59a limite au contraire la course de soulèvement à la distance a. La course de déplacement hs de l'armature d'aimant 41 est toujours supérieure d'une valeur définie, de sorte que la soupape d'écoulement de chambre de commande 45, 47b est toujours ouverte par le ressort 57, de façon telle, que le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande 45 s'appuie sur l'armature d'aimant 41, et que l'écoulement de la chambre de commande de la soupape d'écoulement de chambre de commande 45, 47b soit maximal. L'écoulement de la soupape d'écoulement auxiliaire 47, 61a n'apporte pas de force d'amortissement supplémentaire à la soupape d'isolement 33, 31, de sorte qu'une dispersion de série de la force d'amortissement est réduite aux valeurs de tolérance
usuelles à nos yeux.
Sur la figure 3, la distance a est déterminée par la hauteur de la paroi annulaire 33a du corps d'obturation de soupape d'isolement 33 à la plaque de séparation 39. Dans le cas de ce mode de réalisation l'anneau coudé 59a peut être supprimé, et l'on exclut ainsi la faible influence de la tolérance de la hauteur
de l'anneau intermédiaire.
La figure 4 montre un exemple de réalisation, qui comprend, en guise d'anneau de butée, un anneau de serrage fendu 59b. L'anneau de serrage 59b forme un ajustement légèrement serré avec l'insert 51 en forme de pot, et est ainsi fixé. Pour le reste, l'anneau de serrage 59b correspond, quant à sa fonction, à l'anneau
coudé 59a de la figure 2.
Une autre possibilité consiste à définir la longueur de blocage, ou inversement la course élastique du ressort 37, de manière telle, que la distance a soit
déterminée par le ressort 37.
Claims (6)
1. Ensemble de soupape d'isolement entre deux trajets partiels d'une liaison de fluide, qui relie l'une à l'autre, deux chambres de fluide d'un amortisseur, l'ensemble de soupape d'isolement, qui comprend au moins une soupape d'isolement séparant un trajet partiel haute pression d'un trajet partiel basse pression, cette soupape comportant au moins un corps d'obturation, pouvant être réglé entre une position d'obturation et une position d'ouverture par une commande extérieure, par l'intermédiaire d'une armature d'aimant et d'un enroulement d'aimant qui est protégé de la soupape d'isolement par une plaque de séparation, un premier côté du corps d'obturation de soupape d'isolement sollicité par le trajet haute pression, pouvant être appliqué de manière élastique par un ressort de compression, sur un siège de soupape d'isolement qui fait partie d'un insert en forme de pot, un second côté du corps d'obturation de soupape d'isolement, éloigné du premier côté cité et voisin d'une chambre de commande, étant sollicité par la pression de fluide dans cette chambre, la chambre de commande étant raccordée au trajet partiel basse pression par l'intermédiaire d'un trajet d'étranglement en dérivation du corps d'obturation de soupape d'isolement, une soupape d'écoulement de chambre de commande, qui comprend un siège de soupape de chambre de commande, étant prévue dans l'écoulement de chambre de commande, le siège de soupape de chambre de commande étant prévu sur un corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire, qui forme en commun avec un siège de soupape auxiliaire d'écoulement formé sur le corps d'obturation de soupape d'isolement, un écoulement de chambre de commande supplémentaire de la chambre de commande, et un ressort de compression hélicoïdal étant disposé entre le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande et le corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire, ce ressort sollicitant initialement le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande en direction d'un soulèvement du siège de soupape d'écoulement de chambre de commande du corps d'obturation de soupape d'écoulement auxiliaire, caractérisé en ce que la course maximale (hs) de l'armature d'aimant est supérieure à la course de soulèvement maximale (a) du corps d'obturation de soupape d'isolement, de sorte que pour une course de soulèvement maximale de l'armature d'aimant, l'écoulement de chambre de commande supplémentaire entre le corps d'obturation de soupape d'écoulement de chambre de commande (45) et le corps d'obturation de soupape
d'écoulement auxiliaire (47) est totalement ouvert.
2. Ensemble de soupape d'isolement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écoulement de chambre de commande est dimensionné, quant à sa section transversale, de façon à permettre un écoulement sans
étranglement, hors de la chambre de commande (50).
3. Ensemble de soupape d'isolement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un anneau de butée (59a/b) à l'intérieur de la soupape d'isolement (27), limite la course de soulèvement (a) du corps
d'obturation de soupape d'isolement.
4. Ensemble de soupape d'isolement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de butée est réalisé sous forme d'anneau coudé (59a), qui est serré entre l'insert en forme de pot (51) et la plaque
de séparation (39).
5. Ensemble de soupape d'isolement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'obturation de soupape d'isolement (33) comporte une paroi annulaire dont la hauteur est dimensionnée de façon à ce que la paroi annulaire vienne en appui sur la plaque de séparation (39), lorsque la position de course maximale du corps d'obturation de soupape d'isolement
est atteinte.
6. Ensemble de soupape d'isolement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort de compression (37) présente une course élastique plus
faible que la course (hs) de l'armature d'aimant.
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