FR2988033A1

FR2988033A1 - Amortisseur hydraulique comprenant une butee d'attaque

Info

Publication number: FR2988033A1
Application number: FR1252244A
Authority: FR
Inventors: Jean Marc Allegre
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-20

Abstract

Amortisseur hydraulique comprenant un piston (16) fixé à une extrémité d'une tige centrale (32) coulissant dans un corps cylindrique intérieur (2), afin de séparer une chambre de compression (20) se trouvant du côté opposé à la tige, et une chambre de détente (18) traversée par cette tige, l'autre extrémité de la tige étant fixée sur le fond (36) fermé d'un corps cylindrique extérieur (6) qui recouvre en partie le corps intérieur de manière à délimiter une chambre de compensation fermée (10), recevant une butée d'attaque élastique (22) disposée axialement entre le corps intérieur et le fond du corps extérieur, caractérisé en ce que la butée d'attaque (22) est reliée au corps intérieur (2) par un élément axialement élastique (34), et en ce qu'un vérin hydraulique principal à dynamique lente (60) est disposé axialement entre cette butée d'attaque (22), et le fond (36) du corps extérieur (6).

Description

AMORTISSEUR HYDRAULIQUE COMPRENANT UNE BUTEE D'ATTAQUE La présente invention concerne un amortisseur, en particulier pour la suspension d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé de ce type d'amortisseur. Les véhicules automobiles comportent généralement des suspensions reliant des bras de suspension à la caisse du véhicule, comprenant pour chaque roue un ressort supportant la charge du véhicule, et un amortisseur qui freine les oscillations de ce ressort. Un type d'amortisseur hydraulique connu, présenté notamment dans le document US-A1-2004/0154888, appelé amortisseur inversé, comporte une tige disposée dans l'axe d'un corps intérieur tubulaire, comprenant à une extrémité un piston coulissant dans ce corps, afin de séparer une chambre de compression se trouvant du côté opposé à la tige, et une chambre de détente traversée par cette tige. Le guidage qui permet la sortie de la tige hors de la chambre de détente, comporte une étanchéité dynamique afin de fermer cette chambre.

Les débattements de la suspension entraînent un coulissement du piston déplaçant le liquide entre eux les chambres de compression et de détente, en passant par des orifices calibrés pouvant contenir des clapets, qui freinent différemment le passage de ce fluide dans le sens de la compression ou de la détente, de manière à obtenir une loi d'amortissement adaptée pour assurer le confort ainsi que la tenue de route du véhicule. L'extrémité de la tige opposée au piston, est fixée au fond fermé de l'extrémité d'un corps cylindrique extérieur, qui recouvre en partie le corps intérieur formant un guidage axial interne. Une étanchéité dynamique est disposée entre les deux corps, de manière à délimiter une chambre de compensation qui reçoit du fluide venant de la chambre de détente lorsque l'amortisseur travaille en compression, la section de la chambre de détente étant inférieure à celle de la chambre de compression, à cause de la tige la traversant. Le corps intérieur et le corps extérieur de l'amortisseur sont fixés chacun à un des deux éléments à relier, un bras de suspension et la caisse du véhicule. Dans le cas d'un train avant de véhicule du type Mac Pherson, le porte-moyeu est fixé à la base du corps extérieur, l'amortisseur constituant une jambe de force qui guide ce porte-moyeu. Une butée d'attaque compressible peut-être disposée au fond du corps extérieur, pour recevoir la face inférieure du corps intérieur et arrêter sa course, quand l'amortisseur vient enfin de course de compression. Toutefois un problème qui se pose avec ce type d'amortisseur, est que la butée d'attaque se trouvant toujours à la même hauteur, la course de l'amortisseur et donc de la suspension du véhicule, est freinée par cette butée toujours dans la même position quelle que soit la charge de ce véhicule. On obtient alors des performances du train roulant comportant ce type d'amortisseur, qui ne sont pas optimisées pour tous les cas de fonctionnement, d'autant plus que la flexibilité verticale de ce train est importante.

La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un amortisseur hydraulique comprenant un piston fixé à une extrémité d'une tige centrale coulissant dans un corps cylindrique intérieur, afin de séparer une chambre de compression se trouvant du côté opposé à la tige, et une chambre de détente traversée par cette tige, l'autre extrémité de la tige étant fixée sur le fond fermé d'un corps cylindrique extérieur qui recouvre en partie le corps intérieur de manière à délimiter une chambre de compensation fermée, recevant une butée d'attaque élastique disposée axialement entre le corps intérieur et le fond du corps extérieur, caractérisé en ce que la butée d'attaque est reliée au corps intérieur par un élément axialement élastique, et en ce qu'un vérin hydraulique principal à dynamique lente est disposé axialement entre cette butée d'attaque, et le fond du corps extérieur. Un avantage de l'amortisseur selon l'invention, est que l'élément élastique reliant la butée d'attaque au corps intérieur, permet à cette butée de suivre sensiblement le mouvement de ce corps intérieur, le vérin principal placé sous cette butée pouvant alors remonter sa surface d'appui suivant une dynamique lente quand le corps intérieur reste dans une position assez haute, pour permettre à cette butée de travailler à une hauteur plus élevée. L'amortisseur selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le vérin hydraulique principal est piloté en hauteur par un vérin pilote de petite section, qui règle la hauteur d'appui de la butée d'attaque. Avantageusement, les vérins pilote et principal sont alimentés par le fluide venant de la chambre de compression, en passant par la tige centrale de l'amortisseur qui est creuse. En particulier, le vérin pilote peut comporter un cylindre intérieur traversé par la tige centrale, qui est ajusté dans un alésage d'un cylindre extérieur formant le vérin principal.

Avantageusement, chaque cylindre est relié au fond du corps extérieur, par un ressort qui tend à ramener ces cylindres vers ce fond. Avantageusement, le cylindre intérieur comporte une rangée de perçages se trouvant dans une gorge circulaire, et l'alésage du cylindre extérieur comporte des rangées de perçages, ces rangées de perçages pouvant être alignées entre elles suivant la hauteur des cylindres, pour échanger du fluide entre les deux vérins. Au repos, les deux cylindres étant en position basse, la rangée de perçages du cylindre intérieur peut se trouver axialement entre deux rangés de perçages du cylindre extérieur.

Pour la rangée supérieure de perçages du cylindre extérieur, ces perçages peuvent comporter une forme oblongue orientée axialement.

Avantageusement, l'élément axialement élastique reliant la butée d'attaque au corps intérieur, est un soufflet. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile disposant d'amortisseurs hydrauliques pour amortir les débattements de la suspension, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma en coupe axiale d'un amortisseur inversé, comprenant une butée d'attaque selon l'art antérieur ; - la figure 2 est un schéma en coupe axiale d'un amortisseur inversé, comprenant une butée d'attaque selon l'invention ; - les figures 3 à 5 sont des vues partielles de cet amortisseur ; - les figures 6 à 8 sont des schémas en coupe axiale présentant le fonctionnement de cette butée d'attaque lors de la compression de l'amortisseur ; et - les figures 9 à 11 sont des schémas en coupe axiale présentant le fonctionnement de cette butée d'attaque lors de la détente de l'amortisseur.

La figure 1 présente un amortisseur 1 comportant un corps tubulaire intérieur 2 fixé en partie supérieure à la caisse 4 du véhicule, qui coulisse dans un corps extérieur 6 comprenant un fond fermé 36 à son extrémité inférieure. La base du corps extérieur 6 est fixée à un élément de suspension 8 du train roulant.

Une étanchéité dynamique est prévue entre l'extrémité supérieure du corps extérieur 6 et la surface de guidage externe du corps intérieur 2, pour fermer le volume interne de ce corps extérieur constituant une chambre de compensation 10. Un support 12 est fixé autour du corps extérieur 6, pour recevoir la base d'un ressort hélicoïdal de suspension non représenté, qui supporte la caisse du véhicule.

Une tige centrale 14 est fixée par son extrémité inférieure au fond 36 du corps extérieur 6, elle reçoit à son extrémité supérieure un piston 16 coulissant dans le corps intérieur 2, qui délimite une chambre de compression 20 se trouvant au-dessus, et une chambre de détente 18 se trouvant en dessous. Des passages de fluide non représentés se trouvent sur le piston 16, pour permettre un passage de ce fluide entre les chambres de compression 20 et de détente 18, tout en freinant le débit du fluide pour assurer l'amortissement.

Une butée d'attaque 22 est disposée autour de la tige 14, axialement entre le fond fermé 36 du corps extérieur 6, et l'extrémité inférieure du corps intérieur 2. Cette butée d'attaque 22 reçoit par le corps intérieur 2, la charge de la caisse du véhicule 4 quand la suspension arrive en fin de course de compression, de manière à freiner avec une certaine progressivité la vitesse de cette caisse. L'amortisseur 1 est présenté dans une position partiellement enfoncée, la caisse du véhicule 4 étant chargée, et se trouvant en dessous d'un niveau de référence indiqué 0. Il reste alors pour cet amortisseur 1 une course d'enfoncement « e », avant que le corps intérieur 2 n'arrive en appui sur la butée d'attaque 22. La figure 2 présente un amortisseur 31 similaire, comportant en plus un élément axialement élastique de liaison comme un soufflet 34, qui lie le corps intérieur 2 à la butée d'attaque 22 avec une certaine raideur de manière à maintenir cette butée à une distance sensiblement constante e de l'extrémité inférieure du corps intérieur. Lors des mouvements de l'amortisseur 31, la butée d'attaque 22 suit quand elle le peut le mouvement du corps intérieur 2, en conservant cette distance constante e. Un vérin hydraulique principal à dynamique lente 60, est disposé axialement entre la butée d'attaque 22 et l'extrémité inférieure fermée du corps extérieur 6. Ce vérin hydraulique 60 est alimenté par du fluide venant de la chambre de compression 20, et passant par la tige centrale 32 de l'amortisseur 32 qui est creuse. Quand le véhicule est peu chargé comme présenté sur cette figure 2, la caisse 4 est plus haute et l'amortisseur 31 oscille autour d'une position relativement détendue. La butée d'attaque 22 entraînée par le soufflet de liaison 34 se trouve aussi plus haute, à une distance e en dessous du corps intérieur 2, ce qui libère le vérin principal 60 et lui permet de remonter. Le vérin hydraulique principal 60 remonte progressivement quand l'amortisseur 31 vient suffisamment en compression, par un débit de fluide 10 provenant de la chambre de compression 20, avec une vitesse lente qui est réglée par des perçages calibrés d'alimentation de ce fluide. La surface supérieure du vérin principal 60 constitue alors pour cette butée d'attaque 22, une face d'appui qui est positionnée plus haute de manière à réduire la course de l'amortisseur 31 quand il est fortement 15 enfoncé en compression. Les figures 3 à 5 présentent le corps intérieur 2 de l'amortisseur 31 recevant à sa base le soufflet de liaison 34, qui relie ce corps à la butée d'attaque 22 formée par un bloc en élastomère comprenant des rainures circulaires afin de favoriser sa compression axiale. Le soufflet de liaison 34 20 maintient la butée d'attaque 22 à une distance e sensiblement constante de la base du corps intérieur 2. Un vérin intérieur est formé d'un cylindre intérieur 50 comprenant un alésage 56 recevant la tige creuse 32 de l'amortisseur 31. Ce cylindre intérieur 50 est ajusté dans un alésage 62 d'un cylindre extérieur 60 formant 25 un vérin extérieur, la face supérieure transversale de ces deux cylindres constituant une surface d'appui pour la butée d'attaque 22. Un ressort hélicoïdal intérieur 70 et un ressort hélicoïdal extérieur 72 sont fixés d'un côté sur le fond 36 du corps extérieur 6, et de l'autre côté sur respectivement le cylindre intérieur 50 est le cylindre extérieur 60, de 30 manière à exercer une force de rappel permanente vers le bas sur chacun de ces cylindres.

Le cylindre intérieur 50 comporte à une hauteur intermédiaire, une gorge annulaire 52 comprenant au fond une rangée de perçages radiaux 54. Le creux interne du cylindre intérieur 50, se trouvant entre l'alésage 56 et la surface cylindrique extérieure, est ouvert vers le bas.

Le cylindre extérieur 60 comporte une surface cylindrique extérieure 68 reliée à l'alésage 62 par la face supérieure transversale, le creux interne se trouvant entre cet alésage et cette surface cylindrique étant ouvert vers le bas. L'alésage 62 comporte en partie supérieure une rangée de perçages oblongs 64 orientés axialement, est en partie inférieure une rangée de perçages circulaires 66, ces différentes perçages mettant en communication l'intérieur de l'alésage avec le creux interne du cylindre extérieur 60. Le fonctionnement des vérins est présenté dans les figures suivantes. La figure 6 présente l'amortisseur travaillant en compression, le corps intérieur 2 descend, et la pression augmente dans la chambre de compression 20 qui refoule du fluide par la tige creuse 32, dans le creux interne du cylindre intérieur 50. Les deux cylindres 50, 60 sont séparés par une cloison cylindrique 42 fixée sur le fond 36 du corps extérieur 6, qui s'intercale radialement entre les cylindres de manière à séparer les deux volumes internes de ces cylindres formant des vérins. La rangée de perçages 54 du cylindre intérieur 50 se trouve axialement entre les deux rangés de perçages 64, 66 du cylindre extérieur 60, ce qui ferme la communication, le fluide rentrant dans ce cylindre intérieur n'est pas transmis au cylindre extérieur qui reste en position basse.

Comme présenté figure 7, sous l'effet de la pression dans le cylindre intérieur 50, ce vérin monte, et sa rangée de perçages 54 vient en face de la rangée supérieure 64 du cylindre extérieur 60. Le fluide sous pression admis dans le cylindre extérieur 60, fait monter à son tour ce vérin. La figure 8 présente le cylindre intérieur 50 venant en contact avec la butée d'attaque 22, ce qui arrête ce vérin. Le diamètre du cylindre intérieur 50 est tel que la force de poussée verticale obtenue par la pression interne, s'opposant à la raideur du soufflet de liaison 34 et au poids de cette butée, ne permet pas de soulever la butée d'attaque 22. Le cylindre extérieur 60 monte aussi, et quand il arrive en contact avec la butée d'attaque 22, sa rangée supérieure de perçages 64 passe au- dessus de la rangée de perçages 54 du cylindre intérieur 50, ce qui ferme à nouveau la communication entre eux ces deux cylindres. Le cylindre intérieur 50 forme un vérin pilote de petite section réglant une hauteur d'appui sur la butée d'attaque 22, ce vérin pilote venant ensuite piloter la hauteur du cylindre extérieur 60 formant un vérin de grande section délivrant une force importante, pour bloquer la butée d'attaque 22 à la hauteur voulue. La butée d'attaque 22 comportant un élastomère, est alors comprimée pour freiner la fin de course de compression de l'amortisseur. En cas de choc important sur la butée d'attaque 22, un effort élevé est délivré sur les vérins formés par les cylindres 50, 60, qui peuvent alors refouler du fluide, et fonctionner comme un freinage hydraulique qui complète l'amortissement principal de la suspension. La figure 9 présente l'amortisseur commençant un mouvement de détente, la pression dans la chambre de compression 20 commence à baisser, ce qui diminue aussi la pression dans le cylindre intérieur 50, qui est rappelé alors vers le bas par son ressort hélicoïdal 70. La figure 10 présente le cylindre intérieur 50 qui a baissé sous l'effet de la traction de son ressort hélicoïdal 70, sa rangée de perçages 54 venant en face de la rangée inférieure de perçages 66 du cylindre extérieur 60. Le fluide dans le cylindre extérieur 60 peut ainsi s'évacuer en passant par le cylindre intérieur 50, pour revenir vers la chambre de compression 20, le vérin extérieur descend à son tour sous l'effet de la traction de son ressort hélicoïdal 72. La figure 11 présente à la fin les deux cylindres 50, 60 qui sont redescendus en position basse sous l'effet de leurs ressorts de traction 70, 30 72.

On obtient ainsi de manière simple et efficace un réglage automatique de la hauteur de la surface d'appui de la butée d'attaque 22, permettant d'ajouter à des hauteurs variables s'adaptant automatiquement en fonction de la charge du véhicule, une force de freinage en fin de course de compression de l'amortisseur, venant de la compression de la butée d'attaque, et d'un freinage hydraulique si nécessaire.

Claims

REVENDICATIONS1 - Amortisseur hydraulique comprenant un piston (16) fixé à une extrémité d'une tige centrale (32) coulissant dans un corps cylindrique intérieur (2), afin de séparer une chambre de compression (20) se trouvant du côté opposé à la tige, et une chambre de détente (18) traversée par cette tige, l'autre extrémité de la tige étant fixée sur le fond (36) fermé d'un corps cylindrique extérieur (6) qui recouvre en partie le corps intérieur de manière à délimiter une chambre de compensation fermée (10), recevant une butée d'attaque élastique (22) disposée axialement entre le corps intérieur et le fond du corps extérieur, caractérisé en ce que la butée d'attaque (22) est reliée au corps intérieur (2) par un élément axialement élastique (34), et en ce qu'un vérin hydraulique principal à dynamique lente (60) est disposé axialement entre cette butée d'attaque (22), et le fond (36) du corps extérieur (6).
2 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin hydraulique principal (60) est piloté en hauteur par un vérin pilote (50) de petite section, qui règle la hauteur d'appui de la butée d'attaque (22).
3 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les vérins pilote (50) et principal (60), sont alimentés par le fluide venant de la chambre de compression (20), en passant par la tige centrale (32) de l'amortisseur (31) qui est creuse.
4 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le vérin pilote comporte un cylindre intérieur (50) traversé par la tige centrale (32), qui est ajusté dans un alésage (62) d'un cylindre extérieur (60) formant le vérin principal.
5 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque cylindre (50, 60) est relié au fond (36) du corps extérieur (6), par un ressort (70, 72) qui tend à ramener ces cylindres vers ce fond.
6 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le cylindre intérieur (50) comporte une rangée de perçages (54) setrouvant dans une gorge circulaire (52), et l'alésage (62) du cylindre extérieur (60) comporte des rangées de perçages (64, 66), ces rangées de perçages pouvant être alignées entre elles suivant la hauteur des cylindres, pour échanger du fluide entre les deux vérins.
7 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au repos, les deux cylindres (50, 60) étant en position basse, la rangée de perçages (54) du cylindre intérieur (50) se trouve axialement entre deux rangés de perçages (64, 66) du cylindre extérieur (60).
8 - Amortisseur hydraulique selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour la rangée supérieure de perçages (64) du cylindre extérieur (60), ces perçages comportent une forme oblongue orientée axialement.
9 - Amortisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément axialement élastique reliant la butée d'attaque (22) au corps intérieur (2), est un soufflet (34).
10 - Véhicule automobile disposant d'amortisseurs hydrauliques (31) pour amortir les débattements de la suspension, caractérisé en ce que ces amortisseurs sont réalisés suivant l'une quelconque des revendications précédentes.