FR2724702A1 - Amortisseur, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Amortisseur, notamment pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Un amortisseur, notamment destiné à des véhicules automobiles, est composé d'un cylindre de travail 12, d'un piston de travail 3 fixé à une tige de piston, et divisant le cylindre de travail en deux chambres de travail, et d'un guide de tige de piston assurant l'étanchéité de la tige de piston à l'encontre de l'atmosphère, les chambres de travail étant remplies d'un fluide magnéto-rhéologique sollicité par une bobine électrique 7. Dans le cas d'une défaillance de la bobine électrique 7, il doit être possible d'obtenir une force d'amortissement de sécurité; cela est réalisable grâce au fait que le fluide magnéto-rhéologique est sollicité par au moins un champ magnétique permanent, pouvant être réalisé par au moins un aimant permanent 6.

Description

L'invention se rapporte à un amortisseur, notamment destiné à des
véhicules automobiles, composé d'un cylindre de travail, d'un piston de travail fixé à une tige de piston, et divisant le cylindre de travail en deux chambres de travail, le cas échéant d'une chambre de compensation, et d'un guide de tige de piston assurant l'étanchéité de la tige de piston à l'encontre de l'atmosphère, les chambres de travail étant remplies d'un fluide magnéto-rhéologique sollicité par une bobine électrique. De tels amortisseurs sont déjà connus (par exemple par le document US-PS 5 277 281); dans ces amortisseurs, les chambres de travail du cylindre de travail sont séparées par un piston de travail, et sont remplies d'un fluide magnéto-rhéologique. Le piston de travail possède dans ce cas, des passages d'écoulement, au travers desquels s'écoule le fluide en engendrant une force d'amortissement correspondante. Un tel fluide a sa viscosité qui varie sous l'effet de la sollicitation par un champ magnétique, de sorte que la force d'amortissement de l'amortisseur est ainsi variable et peut être réglée de manière modulable. La variation du comportement visqueux est engendrée par une bobine électrique et un circuit de fer doux, et donc par l'intensité de champ magnétique en résultant. Si aucun
courant ne circule dans la bobine, le fluide magnéto-
rhéologique se comporte comme un liquide normal à viscosité relativement faible. C'est seulement lors de l'alimentation en courant de la bobine électrique, que la viscosité du fluide est augmentée dans le champ
magnétique. Aussi, un inconvénient de ce système réside-
t-il dans le fait que lors de l'apparition d'un défaut, par exemple l'absence de courant ou une rupture de câble, la force d'amortissement de l'amortisseur est relativement faible, un tel comportement n'étant pas
souhaitable.
Le but de l'invention consiste à améliorer un amortisseur à force d'amortissement pouvant être influencée par un fluide magnétorhéologique, de manière telle, qu'en cas de défaut du champ magnétique agissant sur le fluide, il s'établisse automatiquement une force
d'amortissement de sécurité.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que le fluide magnéto-rhéologique est
sollicité par au moins un champ magnétique permanent.
L'avantage de ce mode de réalisation réside dans le fait que par l'addition d'un ou de plusieurs champs magnétiques permanents, le fluide est soumis à une contrainte initiale, c'est à dire que le flux magnétique permanent augmente la viscosité du fluide magnéto- rhéologique à une valeur, qui est suffisante pour assurer un état de marche sûr du véhicule automobile. Selon une configuration particulière de l'invention, en guise de champ magnétique permanent, il
est prévu au moins un aimant permanent.
Selon un mode de réalisation favorable, le champ magnétique permanent est compensé ou intensifié par un champ magnétique additionnel. Dans ce cas, le champ magnétique additionnel peut avantageusement être
modulé par l'intermédiaire de la bobine électrique.
L'avantage de ce mode de réalisation réside dans le fait que par l'alimentation en courant de la bobine, suivant l'intensité du courant et la polarité, le champ magnétique peut être augmenté ou réduit, de sorte que cela permet, soit d'augmenter, soit d'abaisser la viscosité du fluide magnéto-rhéologique. Cela conduit à une force d'amortissement de l'amortisseur, pouvant être
réglée de manière modulable.
Conformément à un autre mode de réalisation, le piston de travail est pourvu, au moins en partie, de canaux d'écoulement. Les canaux d'écoulement sont avantageusement prévus sous forme de perçages ou
d'évidements.
Selon un autre mode de réalisation avantageux,
les évidements présentent une largeur qui varie.
En outre, le piston de travail, dans sa zone
voisine des canaux d'écoulement, est pourvu de rainures.
Avantageusement, les rainures présentent ici un fond de
rainure variant quant à sa profondeur.
L'avantage réside ici dans le fait que le piston de travail est guidé de manière étanche dans le
cylindre de travail, et que le fluide magnéto-
rhéologique s'écoule au travers du piston. Grâce à la forme particulière des canaux d'écoulement, qui présentent une largeur variable de l'évidement le long de la périphérie, et grâce à la profondeur du fond de rainure, qui peut également varier le long de la périphérie, on engendre une résistance pour le flux magnétique, qui réduit l'induction dans le canal d'écoulement (entrefer). Grâce à l'effet conjugué du fond de rainure et de la largeur d'évidement, il est possible d'obtenir une induction sensiblement constante dans le canal d'écoulement, relativement à l'étendue périphérique. En outre, un autre avantage réside dans le fait que par l'intermédiaire de la forme du canal d'écoulement, le taux de cisaillement et ainsi la contrainte de cisaillement pouvant être obtenue, sont fonction de l'endroit considéré du canal d'écoulement; ainsi, il existera des zones dans lesquelles le fluide ne sécoule plus, mais se solidifie plus ou moins. La limite entre fluide solide et fluide liquide dépend ici
du champ magnétique appliqué et du débit.
Des exemples de réalisation préférés de l'invention vont être explicités plus en détail dans la suite, et sont représentés de manière schématique sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une vue d'un amortisseur, partiellement en coupe; Fig. 2 un piston de travail d'un amortisseur comportant un aimant permanent; Fig. 3 et 4 d'autres modes de réalisation d'un piston de travail; Fig. 5 un piston de travail comportant des canaux d'écoulement; Fig. 6 le piston de travail selon la figure 5, en vue de dessus; Fig. 7 à 9 différentes coupes du piston de travail
représenté sur la figure 6.
L'amortisseur 1 représenté sur la figure 1, est essentiellement constitué du cylindre de travail 12, et du piston de travail 3, qui divise le cylindre de travail 12 en deux chambres de travail, le piston de travail 3 étant conduit vers l'extérieur en étant guidé, par l'intermédiaire d'une tige de piston 2. Le tube extérieur 4 et la tige de piston 2 sont pourvus de pièces de fixation 5. Il s'agit ici d'un amortisseur dit à deux tubes, dans lequel, entre le cylindre de travail 12 et le tube extérieur 4, est formée une chambre de compensation. Il est toutefois également possible d'envisager des modes de réalisation sous forme d'un amortisseur à tube unique, dans lequel la chambre de compensation est agencée à l'intérieur du cylindre de
travail 12, dans sa zone d'extrémité.
Sur la figure 2, est représenté, en tant que détail, un piston de travail 3, qui comporte aussi bien un aimant permanent 6, qu'une bobine électrique 7, en
vue de produire des champs magnétiques correspondants.
Dans cet exemple de réalisation, on utilise, en guise de canaux d'écoulement 8, l'espace intermédiaire entre le cylindre de travail 12 et la périphérie extérieure du piston de travail 3. Le cheminement du flux magnétique part du piston de travail 3, passe par les canaux d'écoulement 8 et le cylindre de travail 12, et revient
au piston de travail 3.
Sur la figure 3 est représenté un autre mode de réalisation, dans lequel le piston de travail 3 est également pourvu d'un aimant permanent 6, la bobine électrique 7 et l'aimant permanent étant toutefois disposés axialement l'un à la suite de l'autre dans le piston de travail 3, de sorte que l'aimant permanent engendre un champ magnétique, et la bobine électrique 7 engendre un autre champ magnétique. A l'inverse de cela, la figure 4 représente un piston de travail 3 dans lequel deux aimants permanents 6 sont placés chacun à une extrémité du piston de travail 3, la bobine électrique 7 étant disposée entre les deux aimants permanents 6. Le cheminement du flux magnétique part à nouveau du piston de travail 3 et revient, par l'intermédiaire du cylindre de travail 12, au piston de travail 3. Sur les figures 2 à 4 ne sont pas représentés d'éléments de guidage. Les éléments de guidage permettent de garantir que le piston de travail 3 ne subisse pas de coincement lors de son déplacement dans
le cylindre de travail 12.
Sur la figure 5 est représenté un exemple de réalisation dans lequel la bobine électrique 7 est également disposée dans le piston de travail 3, ainsi qu'un aimant permanent 6 et une culasse en fer doux, qui renferme des canaux d'écoulement 8, de sorte qu'il est à nouveau possible d'engendrer deux champs magnétiques différents. Les canaux d'écoulement 8 sont ici réalisés dans la zone de la culasse de fer doux, sous la forme de
perçages 8a.
La figure 6 montre la vue de dessus du mode de réalisation selon la figure 5, dans lequel le piston de travail 3 est pourvu de canaux d'écoulement 8, ces canaux d'écoulement 8 étant toutefois réalisés en tant qu'évidements 8b, s'étendant au moins sur une partie de la périphérie du piston de travail 3. Sur les figures 7 à 9 sont représentées les coupes correspondant à celles indiquées sur la figure 6; il est à noter que les évidements 8b présentent une largeur 9 différente de manière répartie, le long de la périphérie. En supplément, il est possible de prévoir, dans la zone voisine des évidements, une rainure 10, dont la profondeur du fond de rainure 11 est variable. Cette forme du canal d'écoulement 8, selon laquelle la largeur du canal d'écoulement 8 varie le long de la périphérie, et selon laquelle, le cas échéant, peut également être prévue une rainure disposée de manière appropriée, constitue une résistance pour le flux magnétique, qui réduit l'induction dans le canal d'écoulement (entrefer). L'interaction de la largeur du canal d'écoulement 8 et de la rainure 10, permet d'obtenir une induction sensiblement constante dans le canal
d'écoulement 8 (entrefer), le long de la périphérie.
Les canaux d'écoulement 8 ne sont pas continus en les considérant dans la direction périphérique. En variante, les canaux d'écoulement 8 peuvent être réalisés de manière continue, cette zone devant toutefois, pour éviter un court-circuit magnétique, être réalisée en un matériau non magnétique, tel que par
exemple de l'aluminium.

Claims (10)

REVENDICATIONS.
1. Amortisseur, notamment destiné à des véhicules automobiles, composé d'un cylindre de travail, d'un piston de travail fixé à une tige de piston, et divisant le cylindre de travail en deux chambres de travail, le cas échéant d'une chambre de compensation, et d'un guide de tige de piston assurant l'étanchéité de la tige de piston à l'encontre de l'atmosphère, les
chambres de travail étant remplies d'un fluide magnéto-
rhéologique sollicité par une bobine électrique, caractérisé en ce que le fluide magnéto-rhéologique est
sollicité par au moins un champ magnétique permanent.
2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en guise de champ magnétique
permanent est prévu au moins un aimant permanent (6).
3. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ magnétique permanent est compensé ou intensifié par un champ magnétique additionnel.
4. Amortisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le champ magnétique additionnel peut être modulé par l'intermédiaire de la bobine
électrique (7).
5. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de travail (3) est
pourvu, au moins en partie, de canaux d'écoulement (8).
6. Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'en guise de canal d'écoulement (8)
sont prévus des perçages (8a).
7. Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'en guise de canal d'écoulement (8),
sont prévus des évidements (8b).
8. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les évidements (8b) présentent une
largeur (9) qui varie.
9. Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le piston de travail (3), dans sa zone voisine des canaux d'écoulement (8), est pourvu de
rainures (10).
10. Amortisseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les rainures (10) présentent un
fond de rainure (11) variant quant à sa profondeur.
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