FR3061087B1 - Dispositif hydraulique de reglage de garde au sol pour vehicule automobile et systeme de suspension et d'amortissement comprenant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Dispositif hydraulique (1) de réglage de garde au sol pour véhicule automobile adapté pour s'interposer entre, d'une part, le châssis (2) du véhicule automobile, et, d'autre part, un ressort de suspension (3) d'un système de suspension et d'amortissement du véhicule automobile. Le dispositif hydraulique (1) comprend : - un cylindre (8) comprenant une première extrémité ouverte délimitant partiellement une chambre de compression (10), et - un piston (7) apte à coulisser dans le cylindre (8) et comprenant une première extrémité fermant le volume de la chambre de compression (10). Le cylindre (8) porte, à sa première extrémité, des moyens de guidage (9) en translation du piston (7), et le piston (7) porte, à sa première extrémité fermant la chambre de compression (10), des moyens de guidage (9) en translation dans l'axe du cylindre (8). Le dispositif hydraulique (1) comprend un conduit (12) d'acheminement de fluide de compression débouchant dans la chambre de compression (10). L'invention porte également sur un système de suspension et d'amortissement comprenant un tel dispositif hydraulique.

Description

D ispositif hydraulique de réglage de garde au sol pour véhicule automobile et système de suspension et d'amortissement comprenant un tel dispositif

La présente invention concerne de manière générale le domaine des systèmes de suspension et d'amortissement de véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif hydraulique de réglage de garde au sol pour véhicule automobile.

Un véhicule automobile comporte généralement, au niveau de ses quatre roues, un système de suspension et d'amortissement qui permet d'adoucir les irrégularités de la route empruntée par le véhicule afin d'améliorer le confort du véhicule et d'optimiser sa tenue de route. Il est connu d'équiper un tel système de suspension et d'amortissement d'un dispositif hydraulique de réglage de garde au sol afin de pouvoir régler la distance séparant le châssis du sol, au niveau de chacune des roues du véhicule, et ce alors que le véhicule est en marche.

Modifier cette distance permet par exemple de changer l'assiette du véhicule, afin d'optimiser sa tenue de route en fonction des conditions de marche.

Cela permet aussi de modifier la garde au sol du véhicule, c'est-à-dire la distance séparant le sol de l'ensemble du châssis. Cette dernière fonctionnalité permet, en réduisant la garde au sol, d'optimiser la tenue de route lors d'une conduite rapide du véhicule automobile sur un sol peu accidenté, tandis qu'une garde au sol augmentée permettra par exemple de progresser sur des terrains accidentés, en milieu rural, ou de franchir des obstacles élevés tels que des trottoirs.

On connaît notamment du document FR 2 745 238 un système de suspension et d'amortissement tel que précité, dont le dispositif hydraulique est comparable à un vérin au moyen duquel la distance entre la roue et le châssis du véhicule automobile peut être modifiée.

Dans ce document, le dispositif hydraulique est situé dans le même axe que le ressort de suspension et comporte des butées en position rétractée qui sont adaptées à venir s'appuyer contre des butées complémentaires extérieures au dispositif hydraulique.

Ce dispositif, de plus, est monté directement, de façon articulée, entre le châssis du véhicule automobile et un élément de guidage d’une roue.

De ce fait, on comprend que ce dispositif hydraulique ne peut être monté que dans des systèmes de suspension et d'amortissement prévus pour l'accueillir. Il ne peut en revanche pas être monté, par exemple en après-vente, dans des systèmes de suspension et d'amortissement préexistants, notamment lorsque le ressort de suspension du système de suspension et d’amortissement est séparé de l’amortisseur. L'ensemble du dispositif hydraulique est par ailleurs situé au plus près de l'axe de la tige de piston de ce système de suspension et d'amortissement, sur laquelle il glisse, et ce afin de réduire la circonférence des joints utilisés pour l'étanchéifier, ce qui permet de réduire les frottements qu'ils induisent.

Localiser ainsi le dispositif hydraulique au voisinage de la tige de piston augmente en revanche sa longueur le long de celle-ci et le rend encombrant dans la direction de son axe.

Le document WO 2016 097624 divulgue un dispositif hydraulique de réglage de garde au sol pour véhicule automobile, adapté à être engagé autour d’une tige de piston d'un système de suspension et d'amortissement du véhicule automobile afin de s'interposer entre le châssis du véhicule automobile et un ressort du système de suspension et d'amortissement.

En particulier, le dispositif décrit comporte un retour qui délimite une rainure annulaire à l’intérieur de laquelle la tige de piston peut coulisser.

On comprend que ce dispositif hydraulique n’est pas davantage adapté aux systèmes de suspension et d’amortissement préexistants, notamment lorsque la tige de piston assurant le guidage de l’essieu n’est pas dans le même axe que le ressort de suspension.

Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un dispositif hydraulique de réglage de garde au sol pour véhicule automobile adapté aux contraintes issues d’un dispositif hydraulique de réglage de garde au sol pour véhicule automobile.

Ce dispositif hydraulique est adapté pour s’interposer entre, d’une part, le châssis du véhicule automobile, et, d’autre part, un ressort de suspension d’un système de suspension et d’amortissement du véhicule automobile. Il comprend : un cylindre comprenant une première extrémité ouverte délimitant partiellement une chambre de compression, et un piston apte à coulisser dans le cylindre et comprenant une première extrémité fermant le volume de la chambre de compression.

Le cylindre comporte, à sa première extrémité, des moyens de guidage en translation du piston.

Le piston comporte, à sa première extrémité fermant la chambre de compression, des moyens de guidage en translation dans l’axe du cylindre.

Par ailleurs, le dispositif hydraulique comprend un conduit d’acheminement de fluide de compression débouchant dans la chambre de compression.

Les moyens de guidage sont, selon une caractéristique de l’invention, adaptés à la tenue aux efforts radiaux et à la torsion.

Ils peuvent, par ailleurs, assurer l’étanchéité de la chambre de compression.

Le dispositif hydraulique peut comprendre un soufflet de caoutchouc adapté pour assurer l’étanchéité de la chambre de compression, ledit soufflet étant disposé radialement autour du piston.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’interface entre le dispositif hydraulique et le ressort de suspension est une pièce comprenant du caoutchouc.

Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’interface entre le dispositif hydraulique et le châssis du véhicule automobile comprend au moins une surface en plastique, ou en caoutchouc dur.

Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif hydraulique comprend des moyens de fixation entre le dispositif hydraulique et le châssis du véhicule automobile. L’invention porte également sur un système de suspension et d’amortissement destiné à venir se monter sur un châssis d’un véhicule automobile, comportant un vérin d’amortissement adapté à être fixé au châssis du véhicule d’une part et à un bras d’essieu d’autre part, et un ressort de suspension guidant le mouvement relatif du bras d’essieu par rapport au châssis du véhicule automobile.

Ce système comporte un dispositif hydraulique tel que décrit ci-dessus, adapté pour s’interposer entre, d’une part, le châssis du véhicule automobile, et, d’autre part, le ressort de suspension. D’autres buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation de l’invention, non limitatif, illustré sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif hydraulique intégré dans un système de suspension et d’amortissement conforme à l'invention, - la figure 2A est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif hydraulique conforme à l'invention, représenté en position rétractée, - la figure 2B est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif hydraulique conforme à l'invention, représenté en position déployée, - les figures 3A et 3B sont des vues schématiques en coupe axiale d'un dispositif hydraulique conforme à l'invention, dans laquelle le piston est solidaire du châssis du véhicule automobile, et - les figures 4A et 4B sont des vues schématiques en coupe axiale d'un dispositif hydraulique conforme à l'invention, situé sur le bras d’essieu du véhicule automobile.

Sur la figure 1, on a représenté un dispositif hydraulique 1 permettant de régler la garde au sol d'un véhicule automobile. Ce dispositif hydraulique 1 s'applique particulièrement avantageusement à un véhicule automobile comportant un châssis 2, qui comprend notamment la carrosserie du véhicule, et quatre roues chacune reliée au châssis 2 par un système de suspension et d'amortissement représenté ici.

Par la suite, les termes inférieur et supérieur seront utilisés par rapport à ce véhicule automobile, la partie inférieure d'un élément désignant la partie de cet élément qui est située du côté du sol et la partie supérieure désignant la partie de cet élément qui est située à l'opposé. Le dispositif hydraulique 1 est plus précisément prévu pour compléter le système de suspension et d'amortissement afin de permettre un réglage de la garde au sol du véhicule. Il est prévu pour s'intégrer plus précisément à un système de suspension et d'amortissement comportant au moins un ressort de suspension 3.

Ce système de suspension et d'amortissement comprend un amortisseur hydraulique 4. On notera seulement que cet amortisseur 4 comporte un corps d'amortisseur et une tige de piston qui est reliée au châssis 2 du véhicule automobile et qui traverse axialement le corps d'amortisseur pour amortir les déplacements verticaux du véhicule automobile par rapport au sol.

En référence aux figures 2A et 2B, on comprend que le système de suspension et d'amortissement partiellement visible comprend aussi un ressort de suspension 3 assurant la suspension du véhicule automobile. Le ressort de suspension 3 est monté en précontrainte entre un appui de ressort 5 en caoutchouc, aussi appelé coupelle de ressort, situé du côté du châssis 2, et un appui d’essieu 6 en plastique ou en caoutchouc dur, situé du côté du bras d’essieu 14. Le châssis 2 du véhicule automobile fait partie de ce qu'il convient d'appeler les « masses suspendues », en ce sens qu'il est suspendu au-dessus du sol par les systèmes de suspension et d'amortissement. Au contraire, les roues et les essieux appartiennent aux parties non suspendues du véhicule.

Sur un véhicule d'entrée de gamme, le châssis pourrait s'appuyer directement sur les systèmes de suspension et d'amortissement. Toutefois, dans la présente invention, le châssis 2 s'appuie sur le système de suspension et d'amortissement via le dispositif hydraulique 1. Le dispositif hydraulique 1 est manœuvré par un fluide de compression, à la manière d'un vérin, ce qui permet de modifier la distance séparant l'appui de ressort 5 et le châssis 2.

Modifier ainsi la distance séparant l'appui de ressort 5 et le châssis 2 permet de régler la garde au sol du véhicule automobile. Par exemple, en augmentant la distance séparant l'appui de ressort 5 et le châssis 2, on augmente la distance séparant le châssis du sol.

En référence aux figures 2A, 2B, 3A et 3B, le dispositif hydraulique 1 comprend un piston circulaire 7 et un cylindre 8. Le piston 7 est engagé et est prévu pour coulisser à l’intérieur du cylindre 8.

Dans un mode de réalisation, le cylindre est monté fixe par rapport au châssis 2, comme illustré sur les figures 2A et 2B.

Dans un autre mode de réalisation, le piston 7 est monté fixe par rapport au châssis 2, comme illustré sur les figures 3A et 3B.

Le cylindre 8 peut être fixé à une extrémité supérieure du ressort 3 au moyen de l’appui de ressort 5. Par exemple, sur les figures 3A et 3B, le cylindre 8 est solidarisé à l'appui de ressort 5. Le piston 7 est engagé au travers d'une extrémité supérieure de ce cylindre 8.

Le cylindre 8 porte par ailleurs, à son extrémité la plus proche du piston 7, une bague de guidage 9 qui délimite avec les parois du cylindre 8 un premier épaulement annulaire à l'intérieur duquel le piston 7 est adapté pour coulisser axialement, de manière à délimiter par son extrémité engagée dans la cavité ménagée entre les parois du cylindre 8 une chambre de compression 10. C'est cette chambre de compression 10 qui reçoit le fluide de compression pour manœuvrer le dispositif hydraulique 1.

Pour empêcher le piston 7 de coulisser le long du cylindre 8 jusqu’à en sortir, le bord de l’extrémité engagée dans le cylindre 8 comprend également une bague de guidage 11 réalisant un deuxième épaulement annulaire apte à faire butée avec le premier épaulement annulaire. Par ailleurs, cette bague de guidage peut également être prévue pour assurer l’étanchéité de la chambre de compression 10. A ce titre, il peut s’agir d’un joint annulaire d'étanchéité.

Le dispositif hydraulique 1 prend appui sur le ressort de suspension 3 par l'intermédiaire de l'appui de ressort 5. L'appui de ressort 5 forme une sorte de coupelle annulaire. Il présente une ouverture centrale par laquelle il est engagé en force sur le piston 7, ou comme on le voit sur les figures 3A, 3B et 4B, sur le cylindre 8.

Le dispositif hydraulique 1 comprend à cet effet une protubérance 13, aussi appelée chapeau, adaptée pour être encerclée par la coupelle annulaire. Elle prend une forme tronconique ou bossue orientée vers le ressort de suspension 3. Elle peut être moulée dans le même matériau que le piston 7 ou le cylindre 8. L’ouverture centrale de l’appui de ressort 5 est bordée par un rebord qui vient s'appuyer contre cette protubérance, de manière à bloquer l'appui de ressort 5 par rapport au dispositif hydraulique 1.

Il présente par ailleurs une partie périphérique de forme incurvée, de manière à pouvoir accueillir une extrémité du ressort de suspension 3.

Le dispositif hydraulique 1 peut se placer avantageusement au-dessus, ou en-dessous du ressort de suspension 3. On a représenté un mode de réalisation sur les figures 4A et 4B dans lequel le dispositif hydraulique 1 est monté fixe par rapport au bras d’essieu 14, par l’intermédiaire de l’appui d’essieu 6. En particulier, le cylindre peut être monté fixe par rapport au bras d’essieu 14 (figure 4A), et le cylindre 7 peut être monté fixe par rapport au bras d’essieu 14 (figure 4B).

Le ressort de suspension 3 est monté en précontrainte entre l’appui de ressort 5 en caoutchouc, situé du côté du châssis 2, et un appui de châssis 15 en plastique ou en caoutchouc dur, situé du côté du bras d’essieu 14.

Comme on le voit sur les figures 2A, 3A et 4A et 4B, les formes sensiblement complémentaires de la bague de guidage 9 et du piston 7 permettent de réduire au mieux le volume mort de la chambre de compression 10 lorsque le piston est en position rétractée, et donc de réduire au mieux l'encombrement du dispositif hydraulique 1.

Le dispositif hydraulique 1 est représenté soit en position déployée sur les figures 1, 2B et 3B, soit en position rétractée sur les figures 2A, 3A, 4A et 4B.

Des moyens de coulissement et de guidage sont prévus de manière à assurer un déplacement adapté du piston 7 dans le cylindre 8 lors d'un changement de position du dispositif hydraulique 1. Des moyens de butée permettent par ailleurs de bloquer le coulissement du piston en position rétractée et en position déployée. Lorsque le dispositif hydraulique 1 est manœuvré, le piston 7 se déplace axialement par rapport à l'ensemble comprenant le cylindre 8 et la bague de guidage 9.

Les butées qui arrêtent le déploiement et la contraction du dispositif hydraulique 1 sont donc incluses dans celui-ci.

Le dispositif hydraulique 1 est ainsi adapté à fonctionner de manière autonome, sans intervention d'éléments extérieurs. Ce caractère autosuffisant du dispositif hydraulique 1 est particulièrement intéressant ici puisqu'il permet de limiter au minimum les modifications qu'il faut apporter à un système de suspension et d'amortissement de véhicule automobile ne comportant initialement pas de dispositif de réglage de garde au sol afin de pouvoir y introduire le dispositif hydraulique 1.

Le fluide de compression qui manœuvre le dispositif hydraulique 1, par exemple de l'huile, est introduit dans la chambre de compression 10 ou évacué de celle-ci par un conduit 12 ménagé à l’intérieur du cylindre 8.

Alternativement, comme illustré dans les figures 3A et 3B, le conduit 12 peut être ménagé dans le piston 7.

Le conduit 12 comporte deux parties cylindriques qui peuvent former un coude à angle droit. Une première partie cylindrique du conduit 12 peut être pratiquée perpendiculairement à l'axe de révolution du cylindre 8, depuis la face extérieure du cylindre 8 jusqu'au coude qui la relie à une deuxième partie cylindrique du conduit 12.

La deuxième partie du conduit 12 orientée le long de l’axe de révolution du cylindre relie la première partie du conduit 12 à la chambre de compression 10. Le conduit 12 débouche ainsi dans la chambre de compression 10.

Un tuyau non représenté d’amenée de fluide de compression peut être connecté à l'extrémité du conduit 12 qui débouche sur la face extérieure du cylindre 8. Ménager ainsi un conduit interne au cylindre 8 simplifie le montage du dispositif. Le fait que le conduit 12 débouche sur une face extérieure de ce cylindre 8 permet par ailleurs au conduit 12 d’être facilement accessible et raccordable à un système annexe comprenant, par exemple, une pompe hydraulique, qui manœuvre le dispositif hydraulique 1.

Lorsque le dispositif hydraulique 1 est placé en position rétractée comme on le voit sur la figure 2A, 3A et 4A, la pression dans le fluide de compression présent dans la chambre de compression 10 est proche de la pression atmosphérique. Pour amener le dispositif hydraulique 1 en position déployée, une pompe hydraulique alimente la chambre de compression 10 en fluide de compression sous pression, via le tuyau et le conduit 12 notamment.

Sous l'effet de ce fluide de compression sous pression, le piston 7 se meut et coulisse axialement par rapport au cylindre 8 pour s'en écarter progressivement au fur et à mesure que la chambre de compression 10, remplie de fluide de compression, augmente en volume.

Le piston 7 soulève ainsi le châssis 2 du véhicule automobile, et augmente de la sorte la distance qui le sépare du sol. La pression appliquée par la pompe hydraulique non représentée au fluide de compression lors de cette opération est supérieure à un seuil déterminé. A partir d'une position totalement ou partiellement déployée du dispositif hydraulique 1, on peut réduire la distance séparant le sol de la carrosserie du véhicule en réduisant la pression régnant dans la chambre de compression 10. Le poids du véhicule automobile comprime alors le fluide de compression et l’évacue hors de la chambre de compression 10, par exemple vers le réservoir de la pompe hydraulique non représentée.

Le piston 7 coulisse alors axialement à nouveau par rapport au cylindre 8 dont il se rapproche progressivement, au fur et à mesure que le volume de la chambre de compression diminue, ce qui rapproche progressivement du sol le châssis 2 du véhicule automobile.

Le dispositif hydraulique 1 peut être prévu pour être installé sur un modèle de véhicule automobile issu d'une gamme de véhicules automobiles ne comprenant pas de dispositif de réglage de garde au sol.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif hydraulique (1) de réglage de garde au sol pour véhicule automobile, ledit dispositif étant adapté pour s’interposer entre, d’une part, le châssis (2) du véhicule automobile, et, d’autre part, un ressort de suspension (3) d’un système de suspension et d’amortissement du véhicule automobile, comprenant : un cylindre (8) comprenant une première extrémité ouverte délimitant partiellement une chambre de compression (10), et un piston (7) apte à coulisser dans le cylindre (8) et comprenant une première extrémité fermant le volume de la chambre de compression (10), caractérisé en ce que le cylindre (8) comporte, à sa première extrémité, une bague de guidage (9) en translation du piston (7), délimitant avec les parois du cylindre un premier épaulement annulaire à l’intérieur duquel le piston est adapté à coulisser axialement, et en ce que le piston (7) comporte, à sa première extrémité fermant la chambre de compression (10), une bague de guidage (11) en translation dans l’axe du cylindre (8), et formant un deuxième épaulement annulaire apte à faire butée avec le premier épaulement de manière à empêcher le piston de coulisser le long du cylindre jusqu’à en sortir, et en ce qu’il comprend un conduit (12) d’acheminement de fluide de compression débouchant dans la chambre de compression (10).
2. 2. Dispositif hydraulique (1) selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de guidage (9) sont adaptés à la tenue aux efforts radiaux et à la torsion. 3. Dispositif hydraulique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de guidage (9) sont adaptés pour assurer l’étanchéité de la chambre de compression (10). 4. Dispositif hydraulique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un soufflet de caoutchouc adapté pour assurer l’étanchéité de la chambre de compression (10), ledit soufflet étant disposé radialement autour du piston (7).
3. 5. Dispositif hydraulique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’interface entre le dispositif hydraulique et le ressort de suspension (3) est une pièce comprenant du caoutchouc. 6. Dispositif hydraulique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’interface entre le dispositif hydraulique et le châssis (2) du véhicule automobile comprend au moins une surface en plastique, ou en caoutchouc dur, 7. Dispositif hydraulique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens de fixation entre le dispositif hydraulique et le châssis (2) du véhicule automobile. 8. Système de suspension et d’amortissement à monter sur un châssis (2) d’un véhicule automobile, comportant un vérin d’amortissement adapté à être fixé au châssis (2) du véhicule d’une part et à un bras d’essieu d’autre part, et un ressort de suspension (3) guidant le mouvement relatif du bras d’essieu par rapport au châssis (2) du véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif hydraulique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, qui est adapté pour s’interposer entre, d’une part, le châssis (2) du véhicule automobile, et, d’autre part, le ressort de suspension (3).