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Système amortisseur à détente rapide et butée hydraulique de fin de
course et procédé d'utilisation
La présente invention concerne un système d'amortisseurs
hydraulique, pourvu d'un système de détente rapide et d'une butée
hydraulique de fin de course, destiné aux véhicules automobiles.
La fonction d'un système de détente rapide est de permettre à
l'amortisseur de réagir de façon adaptée lorsque la réaction du sol ne vient
plus compenser le poids du véhicule, par exemple lors du passage de la roue
lo dans un trou ou lorsque la roue décolle du sol. En effet, dans ces
conditions,
un amortisseur dépourvu d'un système dé détente rapide va se détendre de
façon trop lente pour suivre le profil du trou. Par conséquent, lorsque la
réaction du sol redevient élevée par reprise de contact de la roue avec le
sol,
le système d'amortisseur, qui n'est pas dans sa position de détente
maximum, ne peut donc pas assurer un amortissement optimal.
Il est connu par la demande de brevet FR 2 796 431, déposée par la
demanderesse, un système d'amortisseur réagissant aux diminutions ou
annulations de la force de réaction au sol. Ce système comprend un corps
dans lequel coulisse un piston monté à l'extrémité supérieure d'une tige. La
position du piston dans le corps piston délimite une chambre supérieure et
une chambre inférieure. Le piston comprend, en plus de canaux obturés par
une rondelle de précharge définissant les caractéristiques de compression
du système de l'amortisseur, un passage libre entre la chambre supérieure et
la chambre inférieure. Ce passage libre, qui est obturé en fonctionnement
normal, est ouvert lorsque la réaction du sol ne compense plus le poids du
véhicule, ce qui entraîne une détente rapide du système. Cela est réalisé
grâce à la présence d'un canal à l'intérieur de la tige, communicant avec une
chambre comprise dans la queue de l'amortisseur. Un inconvénient de ce
système d'amortisseur est que la force à laquelle se produit l'ouverture du
passage libre n'est pas modifiable en fonction du véhicule auquel ce système
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d'amortisseur est destiné ou du type de terrain sur lequel le véhicule est
destiné à évoluer. Un second inconvénient de ce système est que, lorsque le
piston arrive en butée contre la surface interne supérieure du corps de
l'amortisseur, on a un contact métal contre métal qui entraîne une usure
prématurée de l'amortisseur et du bruit pour l'utilisateur.
La fonction d'une butée de fin de course est d'amortir l'arrêt de la tige
vérin de l'amortisseur lorsque celle-ci s'enfonce dans le corps d'amortisseur
et atteint le point de compression maximale. En effet, lorsque le véhicule est
en phase de réception d'une bosse ou d'un trou, la tige s'enfonce à haute
io vitesse dans le corps de l'amortisseur jusqu'à atteindre dans certains cas
le
maximum de sa course. La présence d'une butée doit permettre d'éviter à
l'amortisseur de talonner brutalement. II est connu dans l'art antérieur
des amortisseurs hydrauliques pourvus de butées en matériau amortissant
tel que le caoutchouc, mais ce genre de butée résiste mal aux chocs violents
et répétés.
Il est connu par la demande de brevet FR 0213644 au nom de la
demanderesse, un système d'amortisseur à détente rapide pourvu d'un
piston supérieur qui forme, en sa partie supérieure, un piston de butée
hydraulique destiné à venir emprisonner et comprimer un volume d'huile
compris dans un corps de butée disposé à l'extrémité supérieure du corps de
l'amortisseur.
Le but de la présente invention est de proposer un système
d'amortisseur à détente rapide dans lequel la force à laquelle se produit le
passage d'une détente lente à une détente rapide est réglable en fonction du
véhicule auquel le système d'amortisseur est destiné ou du type de terrain
sur lequel ce véhicule est destiné à évoluer.
Ce but est atteint par un système d'amortisseur comprenant une
queue et un corps, dans lequel coulisse un piston monté sur une première
extrémité d'un tube et délimitant au moins une chambre supérieure et une
chambre inférieure dans le corps, la queue de l'amortisseur comportant un
corps de queue, solidaire de la deuxième extrémité du tube et supportant
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une coupelle sur laquelle un ressort répercute le poids du véhicule,
caractérisé en ce que le corps de queue comporte un logement sensiblement
cylindrique, dans lequel coulisse un piston, une extrémité du piston étant
solidaire d'une première extrémité d'une tige coulissant dans le tube et une
autre extrémité du piston étant solidaire d'un crochet de fixation du système
d'amortisseur sur le véhicule, et en ce que des moyens de précontrainte
exercent une force qui tend à déplacer le piston coulissant dans le corps de
queue, en entraînant la tige dans son déplacement, en fonction de l'équilibre
entre la force appliquée sur le crochet solidaire du piston de queue et la
force
io exercée par les moyens de précontrainte, le déplacement de la tige vers le
bas résultant en l'ouverture, à la seconde extrémité de la tige, d'une plus
grande section de passage de l'huile de la chambre inférieur vers la chambre
supérieure et, par conséquent, une détente rapide du système d'amortisseur.
Selon une autre particularité, le piston est constitué d'un piston de
butée et d'une pièce annulaire reliés entre eux par une rallonge creuse, et
délimitant une chambre supérieure, une chambre intermédiaire et une
chambre inférieure, le piston de butée comprenant un évidement dans lequel
est logé un clapet anti-retour obturé par une rondelle de clinquant surmontée
d'un ressort, et en ce que le passage de l'huile de la chambre inférieur vers
la chambre supérieure consiste en un évidement de la pièce annulaire dans
lequel la seconde extrémité de la tige, de section rectangulaire, forme des
canaux verticaux, qui communiquent, d'une part, avec une cavité située entre
la tige et le tube, en communication avec la chambre inférieur, via des
canaux radiaux percés dans le tube et, d'autre part, avec l'intérieur de la
rallonge creuse, en communication avec la chambre supérieure, via le clapet
anti-retour, l'évidement et les sections de passage du piston de butée, cette
ouverture d'une plus grande section de passage de l'huile permettant une
détente rapide du système d'amortisseur.
Selon une autre particularité, les moyens de précontrainte consistent
en un différentiel de pression entre des cavités pneumatiques situées de part
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et d'autre du piston, ce différentiel de pression permettant de définir la
direction et la valeur de la force de précontrainte appliquée sur le piston.
Selon une autre particularité, les moyens de précontrainte consistent
en une pluralité de rondelles ressorts coniques interposées entre le piston et
les surfaces, respectivement, supérieure ou inférieure du logement, la
détente desdites rondelles repoussant le piston, respectivement, vers le bas
ou vers le haut, définissant ainsi la direction et la valeur de la force de
précontrainte appliquée sur le piston.
Selon une autre particularité, les rondelles ressorts coniques sont
io montées en opposition deux à deux.
Selon une autre particularité, le nombre de rondelles ressorts
coniques est compris entre 5 et 20.
Selon une autre particularité, la force de réaction au sol à laquelle se
produit l'ouverture d'une plus grande section de passage de l'huile entre les
cavités et est réglable, selon le mode d'exécution, par le différentiel de
pression des chambres supérieures et inférieures, ou par le nombre, la
forme, l'empilement et la position des rondelles, qui en venant appliquer une
force de précontrainte sur le piston de queue, respectivement, supérieure ou
inférieure à l'effort appliqué sur le crochet entraîne le positionnement du
piston de queue solidaire de la tige, respectivement, en position basse ou
haute, sélectionnant respectivement une loi de détente rapide ou classique.
Selon une autre particularité, le système de réglage est constitué de
deux valves de gonflage remplies d'air sous pression, chacune en liaison
avec une cavité, le vidage ou le remplissage desdites cavités par les valves
de gonflage agissant sur un piston pneumatique relié à la tige.
Un second but de la présente invention est de pallier les inconvénients
de l'art antérieur en proposant une butée permettant un arrêt progressif de la
tige de l'amortisseur quelle que soit sa vitesse d'enfoncement dans le corps,
qui élimine le frottement métal contre métal entre le piston et le corps de
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butée, et qui conserve des caractéristiques d'amortissement sensiblement
constantes dans le temps.
Ce but est atteint par un système d'amortisseur selon l'invention,
caractérisé en ce que le corps de l'amortisseur comprend également un
5 corps de butée fixé à son extrémité supérieure, une portion cylindrique du
piston de butée venant emprisonner et comprimer un volume d'huile contenu
dans un logement interne ouvert du corps de butée lors du mouvement de
compression de l'amortisseur, le logement interne du corps de butée étant
symétrique de révolution et pourvu d'une portion d'entrée tronconique, suivie
io de plusieurs portions tronconiques, de conicités décroissantes, la portion
proche du fond du logement étant cylindrique de diamètre légèrement
supérieur au diamètre du piston de butée, pour permettre, au cours du
mouvement d'enfoncement du piston de butée dans le logement, qu'une
fraction du volume d'huile contenu dans le corps de butée puisse refluer
entre le piston et le corps de butée, cette fraction diminuant au fur et à
mesure de l'avancée du piston de butée, ce qui permet d'engendrer une
résistance à l'enfoncement croissante, ce qui permet également la formation
d'un film d'huile à haute pression entre le piston et le corps de butée qui
lubrifie le contact entre les surfaces de ces deux pièces lors des
mouvements alternés et répétés du piston de butée dans le logement du
corps de butée.
Selon une autre particularité, le corps de butée est un cylindre de
révolution de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du corps de
l'amortisseur, un méplat étant pratiqué depuis l'extrémité inférieure du corps
de butée jusqu'à un perçage radial débouchant sur un second perçage
vertical situé au sommet du corps de butée, au centre de ce dernier, les deux
perçages communiquant entre eux, l'ensemble des deux perçages et du
méplat matérialisant un passage libre pour l'huile du corps vers la tête de
l'amortisseur.
Selon une autre particularité, le piston de butée comporte à son
extrémité inférieure une portion élargie, de diamètre sensiblement égal au
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diamètre intérieur du corps de l'amortisseur, et pourvue d'une pluralité de
canaux verticaux formant un passage libre pour l'huile.
Selon une autre particularité, l'évidement du piston de butée comporte
une portion filetée qui sert de moyen de fixation de la rallonge, un clapet
anti-
retour étant intercalé entre le fond du logement et la rallonge, le clapet
anti-
retour étant pourvu d'une pluralité de canaux verticaux qui communiquent
avec des canaux reliant l'évidement à l'extérieur du piston de butée lorsque
le clapet anti-retour est en position ouverte, formant ainsi un passage libre
pour l'huile.
io Selon une autre particularité, le piston de butée est pourvu de canaux
horizontaux radiaux reliant le logement intérieur à la périphérie du piston de
butée.
Selon une autre particularité, le piston de butée est pourvu d'une
pluralité de canaux verticaux reliant le fond du logement à la surface
is horizontale constituant l'extrémité du piston de butée proche du corps de
butée.
Selon une autre particularité, l'extrémité du piston de butée proche du
corps de butée est de forme tronconique.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'utilisation
2o d'un système amortisseur à détente rapide et butée hydraulique, caractérisé
en ce qu'il consiste à mettre en place sur le véhicule des systèmes
amortisseurs à détente rapide commandés par pression pneumatique, cette
pression pouvant être modifiée, grâce à deux valves, dans chacune des
cavités situées de part et d'autre du piston de queue et à déterminer des
25 valeurs optimales de pression pour permettre le coulissement du piston dans
son logement de façon adaptée au véhicule et au terrain rencontré, puis à
remplacer le système amortisseur à commande pneumatique, dans lequel
les moyens de précontraintes sont des cavités pneumatiques, par un
système à détente rapide dans lequel les moyens de précontraintes sont des
3o rondelles, dont le nombre, la forme, l'empilement et la position seront
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déterminés en fonction de la force de précontrainte correspondant à la
pression pneumatique déterminée.
L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus
clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins
annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue de face d'un système
d'amortisseur ;
- la figure 2 représente une vue en coupe du système
d'amortisseur selon l'invention selon le plan A-A de la figure
1 ;
- les figures 3 à 5 représentent chacune une vue de détail de la
figure2;
- la figure 6 représente une vue en perspective de la tête du
système d'amortisseur selon l'invention ;
- la figure 7 représente une vue en coupe de la tête selon le
plan B-B de la figure 3;
- la figure 8 représente une vue en perspective de la vis de
réglage basse vitesse du système d'amortisseur selon
l'invention ;
- la figure 9 représente une vue en coupe de la vis de réglage
haute vitesse du système d'amortisseur selon l'invention ;
- la figure 10 représente une vue de dessous du clapet anti-
retour du système d'amortisseur selon l'invention ;
- la figure 11 représente une vue en coupe de la valve de
gonflage du système d'amortisseur selon l'invention ;
- la figure 12 représente une vue de face du corps de butée ;
- la figure 13 représente une vue en coupe du corps de butée
selon le plan CC de la figure 14 ;
- la figure 14 représente une vue de dos du corps de butée ;
- la figure 15 représente une vue de face d'une première
variante de réalisation du piston de butée, plus
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particulièrement adaptée à un amortisseur situé à l'avant d'un
véhicule ;
- la figure 16 représente une vue en coupe de la variante du
piston de butée selon le plan DD de la figure 15 ;
s - la figure 17 représente une vue de dessus du piston de butée
représenté sur la figure 16 ;
- la figure 18 représente une vue de face d'une deuxième
variante de réalisation d'un piston de buté, plus
particulièrement adaptée à un amortisseur situé à l'arrière
d'un véhicule ;
- la figure 19 représente une vue en coupe selon le plan EE de
la figure 18 de la deuxième variante du piston de butée selon
l'invention ;
- la figure 20 représente une vue de dessus du piston de butée
représenté sur la figure 18 ;
- la figure 21 est composée de deux demi-vues représentant
chacune un état d'enfoncement du piston de butée dans le
corps de butée ;
- la figure 22 représente une vue de face du clapet anti-retour ;
- la figure 23 représente une vue en coupe du clapet anti-retour
selon le plan FF de la figure 22 ;
- la figure 24 représente une vue en coupe d'une variante de la
queue d'amortisseur.
Le système d'amortisseur de la présente invention, visible en
particulier sur les figures 1 à 5, comprend un corps (1) cylindrique
sensiblement vertical. Il est vissé à son extrémité supérieure à une tête (2),
et à son extrémité inférieure à un bouchon (6).
La tête (2), visible en particulier sur les figures 3 et 6, comprend un
crochet (21) permettant de fixer le système d'amortisseur selon l'invention au
véhicule qu'on souhaite équiper avec le système d'amortisseur selon
l'invention.
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La tête (2) comprend également un réservoir (22), visible en particulier
sur les figures 3, 6 et 7, comportant une ouverture (23) reliée au corps (1)
du
système d'amortisseur par un canal (24). Cette ouverture (23) est prévue
pour l'insertion de vis de réglage, basse vitesse (4) ou haute vitesse (5), de
compression, dont des modes de réalisation sont représentés
respectivement sur les figures 9 et 10. Ces vis de réglage (4, 5) permettent
de fermer plus ou moins l'ouverture (23) lors de la compression. Ce système
de réglage pourra, par exemple, être constitué de vis de réglage hautes (5)
et basses (4) vitesse, montées de telle façon que leurs axes de symétrie
io soient coaxiaux avec le canal (24), comme décrit dans la demande de brevet
EP 1 085 232.
Un corps de butée (120) comportant un logement intérieur (12) est fixé
dans le haut du corps (1) de l'amortisseur. Ce corps de butée, visible en
particulier sur les figures 13, 14 et 15, est un cylindre de révolution d'axe
vertical dont une extrémité supérieure forme un collet (121) destiné à être
serré entre la tête (2) et le corps (1) de l'amortisseur pour permettre le
positionnement et le maintien dudit corps de butée (120). Proche du collet
(121), en dessous de celui-ci, est disposé un perçage radial (122) qui
communique avec un perçage vertical (123) situé au centre de la surface
supérieure du corps de butée (120). L'ensemble de ces deux perçages forme
un canal qui permet à l'huile contenue dans le corps (1) de refluer vers la
tête
(2) de l'amortisseur, cette dernière étant traversée par un canal (24). Dans
ce
but, un méplat (124) est réalisé sur la surface extérieure du corps de butée,
ce méplat (124) couvrant la hauteur comprise entre le collet (121) et
l'extrémité inférieure du corps de butée (120). Le méplat (124) est disposé de
telle manière que le perçage (122) est percé à la surface de celui-ci, de
direction orthogonale. Un espace est ainsi ménagé entre la surface intérieure
du corps (1) de l'amortisseur et le méplat (124), ce qui matérialise un
passage libre pour l'huile du canal (24) de la tête (2) d'amortisseur vers la
chambre supérieure (S) du corps (1), via les perçages (122, 123), de façon à
ce que la vis de réglage (4, 5) de compression de la tête soit reliée à ladite
chambre supérieure (S).
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Un tube (71), coulisse dans le corps (1) à l'aide de guides non
représentés. Le diamètre extérieur du tube (71) est inférieur au diamètre
intérieur du corps (1) du système d'amortisseur pour pouvoir coulisser
librement à l'intérieur dudit corps (1). Une tige (7) sensiblement
cylindrique,
5 coulisse librement dans le tube (71). La tige (7) se termine à son extrémité
supérieure par une partie de section sensiblement rectangulaire (75), ouverte
en haut. La section rectangulaire de la tige (7) est inférieure à sa section
cylindrique.
Le tube (71) est vissé, à son extrémité supérieure, à une pièce
lo annulaire (11) de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre
intérieur
du corps (1) du système d'amortisseur. Une saillie (112) est formée sur cette
pièce annulaire (11), dans l'axe du tube (71). Ladite saillie (112) est vissée
dans la partie inférieure d'une rallonge (8), elle-même vissée, dans sa partie
supérieure, dans un piston de butée (10) qui est pourvu d'une portion
taraudée (106). Le piston de butée (10), dans sa partie inférieure (105) est
pourvu d'une portion annulaire élargie (105). Le diamètre extérieur de cette
portion élargie (105) du piston de butée (10) est sensiblement égal au
diamètre intérieur du corps (1) du système d'amortisseur.
La pièce annulaire (11) est traversée dans l'axe du tube par un
perçage accueillant, dans sa partie inférieure, l'extrémité supérieure du tube
(71) et, dans sa partie faisant saillie (112), l'extrémité supérieure de la
tige
(7). L'extrémité supérieure de la tige (7), de section rectangulaire, sépare
le
perçage traversant la pièce annulaire (11), dans sa partie (112) faisant
saillie,
en deux canaux verticaux (113), compris de chaque côté de la partie de
section rectangulaire (75) de la tige (7).
Un clapet anti-retour (9) est inséré entre le haut de la rallonge (8) et le
logement (104) du piston de butée (10), situé au niveau de sa partie élargie
(105). Ce clapet anti-retour (9) comprend une saillie (92) autour de laquelle
est insérée une rondelle de clinquant, non représentée, maintenue plaquée
sur le clapet (9) par un ressort, non représenté, qui est maintenu entre le
clapet anti-retour (9) et la surface supérieure dudit logement (104).
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Les diamètres extérieurs de la rallonge (8) et du corps principal du
piston de butée (10) sont inférieurs au diamètre intérieur du corps (1) du
système d'amortisseur pour pouvoir coulisser librement à l'intérieur dudit
corps (1).
s La chambre supérieure (S) du corps (1) du système d'amortisseur est
délimitée, en haut, par le corps de butée (12), et en bas par la surface
supérieure de la partie élargie (105) du piston de butée (10). De la même
façon, la surface inférieure de la partie élargie (105) du piston de butée
(10)
et la surface supérieure de la pièce annulaire (11) délimitent la chambre
io intermédiaire (M) du corps (1). Enfin, la surface inférieure de la pièce
annulaire (11) et la surface supérieure du bouchon (6) délimitent la chambre
inférieure (I) du corps (1). L'ensemble des chambres (S, M, I), ainsi que
l'espace entre le tube (71) et la tige (7), sont remplis d'huile.
La partie élargie (105) du piston de butée (10) comprend une pluralité
15 de canaux verticaux (101) qui permettent le passage de l'huile entre la
chambre supérieure (S) et la chambre intermédiaire (M).
Le clapet anti-retour (9) comprend également une pluralité de canaux
verticaux (91) qui font la liaison entre la rallonge (8) et l'évidement (104)
du
piston de butée (10). Ces canaux verticaux (91) sont obturés par la rondelle
2o de clinquant (non représentée), maintenue plaquée sur le clapet (9) par le
ressort (non représenté). Le piston de butée (10) comporte des canaux (102,
108) qui relient le logement (104) et la chambre supérieure (S).
La pièce annulaire (11) comprend une pluralité de canaux verticaux
(111) situés entre la chambre intermédiaire (M) et la chambre inférieure (I),
et
25 obturés par une rondelle (115) de précharge définissant les
caractéristiques
de compression du système d'amortisseur. En effet, cette rondelle (115)
exerce une force de fermeture déterminée que la pression d'huile dans la
chambre intermédiaire (M) doit vaincre pour que l'huile soit chassée vers la
chambre inférieure (I), pour le déplacement du piston de butée (10) dans le
30 sens de la compression.
Une pluralité de canaux radiaux (72) sont formés sur le tube (71), au
niveau de la chambre inférieure (I). Ces canaux radiaux (72) débouchent sur
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une cavité (73) formée entre le tube (71) et la tige (7), grâce à un perçage
réalisé dans l'extrémité supérieure du tube (71). Ce perçage est de diamètre
légèrement supérieur au diamètre de la tige (7). Ce perçage formant une
cavité (73) entre la tige (7) et le tube (71) peut être remplacé par des
méplats
réalisés à l'intérieur du tube (71), en regard des canaux radiaux (72), pour
former des canaux verticaux de passage de l'huile entre le tube (71) et la
tige
(7). Ce passage (73) débouche, à son extrémité supérieure, sur les canaux
(113) compris entre la partie à section rectangulaire (75) de la tige (7) et
la
partie saillante (112) de la pièce annulaire (11).
io La partie supérieure de la queue (3) est solidaire d'une coupelle (non
représentée) servant de support à un ressort (non représenté) qui répercute
le poids du véhicule supporté par la tête (2) sur l'extrémité inférieure du
tube
(71), solidaire de la queue (3) de l'amortisseur. Le tube (71) est vissé, à
son
extrémité inférieure, dans un taraudage (325) du corps (32, 32a) de la queue
(3) du système d'amortisseur. Un crochet (31), permettant de fixer le
système d'amortisseur à la roue du véhicule à équiper dudit système, est
solidaire d'un piston de queue (33, 33a) qui coulisse dans un logement (321)
du corps de queue (32, 32a). Le piston de queue (33, 33a) est solidaire de la
tige (7) qui coulisse dans le tube (71).
Lorsque la force de réaction au sol devient faible (par exemple, la roue
décolle du sol), l'amortisseur se détend et, par exemple, dans la variante
incorporant des rondelles (39) ressorts dans la queue de l'amortisseur, les
rondelles (39) repoussent un piston de queue (33a) et l'éloignent du corps de
queue (32a). Le piston de queue (33a) entraîne alors la tige (7) vers le bas,
par rapport au tube (71), ce qui agrandit l'espace de passage de l'huile, à
l'autre extrémité de la tige (7), entre la cavité (73) et les canaux verticaux
(113) de la pièce annulaire. L'huile de la chambre inférieure (1) remonte vers
la chambre supérieure à travers les canaux radiaux (72) du tube (71) puis
par la cavité (73) formée entre le tube (71) et la tige (7). L'huile se dirige
ensuite à travers les canaux verticaux (113) compris de chaque côté de la
partie de section rectangulaire (75) de la tige (7), puis, à travers la
rallonge
(8), les canaux verticaux (91) du clapet anti-retour (9), le logement (104) du
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piston de butée (10), et enfin les canaux (102, 108) du piston de butée (10).
L'obturation des canaux (91) du clapet anti-retour (9), grâce à la rondelle de
clinquant plaquée sur le clapet (9) à l'aide d'un ressort inséré entre la
rondelle de clinquant et la surface supérieure du logement (104), permet le
passage de l'huile uniquement dans le sens de la chambre inférieure (I) vers
la chambre supérieure (S), lorsque l'amortisseur se détend et empêche le
passage de l'huile de la chambre supérieure (S) vers la chambre inférieure
(I), lorsque l'amortisseur est comprimé. Lorsque la position de la tige (7),
coulissant dans le tube (71), augmente le passage de l'huile de la cavité (73)
io entre le tube (71) et la tige (7) vers la cavité (113) de la pièce
annulaire (11),
l'huile est évacuée vers la chambre supérieure, via la rallonge creuse (8), le
clapet anti-retour (9) et les canaux (102, 108) du logement (104) du piston
(10) de butée. De cette façon, la détente est beaucoup plus rapide, et le
piston descend très rapidement dans sa position d'élongation maximale,
c'est-à-dire lorsque la pièce annulaire (11) vient en butée contre le bouchon
(6).
Dans une première variante du système d'amortisseur à détente
rapide, la queue (3) est constituée d'un corps de queue (32) dans lequel
coulisse un piston pneumatique (33) guidé par un guide de queue (34). Le
crochet (31) de fixation est vissé dans le piston pneumatique (33). Deux
cavités (35, 37) sont respectivement comprises entre le corps de queue (32)
et le piston de queue (33), et entre le piston de queue (33) et le guide de
queue (34). Deux espaces (36, 38), formés dans le corps de queue (32) et
chacun situés en vis-à-vis d'une des cavités (35, 37), permettent chacun
d'accueillir une valve de gonflage (15), visible en particulier sur la figure
12.
Chacune des valves de gonflage (15) permet d'introduire de l'air sous
plusieurs bars et permet ainsi de faire varier la pression dans les cavités
(35,
37), ce qui permet, par déplacement du piston (33) entre les surfaces de
butée (320, 340) respectives du corps de queue (32) et du guide de queue
(34), de jouer sur la hauteur de la tige (7) par rapport à la pièce annulaire
(11), grâce au coulissement, dans le tube (71) solidaire du corps de queue
(32), de la tige (7) dont l'extrémité inférieure est solidaire du piston de
queue
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(33). Ce système permet ainsi de régler le débit de l'huile passant de la
cavité (73) formée entre le tube (71) et la tige (7), aux canaux verticaux
(113)
compris de chaque côté de la partie de section rectangulaire (75) de la tige
(7), et donc de modifier la rapidité de la détente.
Une deuxième variante du système d'amortisseur à détente rapide,
visible sur la figure 25, consiste à utiliser des rondelles (39) ressorts
coniques dans la queue (3) de l'amortisseur. Dans cette configuration, le
taraudage (325), dans lequel est vissé le tube (71), débouche dans un
logement (321) sensiblement cylindrique de diamètre supérieur à celui du
io taraudage (325). Le logement (321) accueille un piston (33a) de queue
pourvu d'un taraudage (330) destiné à la fixation de la tige (7). L'extrémité
du
piston (33a) opposée au taraudage (330), est vissée le crochet (31). Entre le
piston (33a) et le crochet (31) est intercalé un piston secondaire (33b) qui
coulisse dans un guide (34a) vissé sur le corps de queue (32a). Le piston
is secondaire (33b) permet d'obturer le logement (321) du corps de queue
(32a). Entre le piston (33a) et la surface supérieure (320) ou inférieure
(340)
du logement (321) est interposée une pluralité de rondelles (39) ressorts
coniques. Ces rondelles (39) ressorts coniques, dites Belleville , sont
montées en opposition deux à deux et sont toutes identiques. Ce montage
20 permet l'addition des débattements élémentaires des rondelles (39). Ces
rondelles ressorts (39) permettent d'assurer un fonctionnement identique à
celui du système d'amortisseur utilisant le piston pneumatique (33), visible
sur la figure 5. En effet, lorsque les rondelles (39) ressorts coniques sont
montées entre le piston (33a) et la surface supérieure (320) du logement
25 (321), elles sont comprimées lorsqu'un effort de compression est appliqué
sur l'amortisseur et se détendent lorsque la force de réaction au sol tend à
s'annuler. En se détendant, les rondelles (39) repoussent le piston (33a). Ce
dernier étant solidaire de la tige (7), il entraîne un déplacement de la tige
(7)
par rapport au tube (71). Ce déplacement permet le fonctionnement du
30 système de détente rapide, qui est donc facilité par la présence des
rondelles
(39) entre le piston (33a) et la surface supérieure (320) du logement (321).
Au contraire, pour certains véhicules, il est préférable que le déclenchement
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du système de détente rapide se fasse plus tard, c'est-à-dire pour des forces
de réaction au sol très faibles. Dans ce cas, les rondelles (39) seront
interposées entre le piston (33a) et la surface inférieure (340) du logement
(321), de façon à repousser le piston (33a) vers le haut. Ainsi, le
5 déclenchement du système de détente rapide, c'est-à-dire l'ouverture d'une
plus grande section de passage d'huile par les canaux verticaux (113), se
fera lorsque le poids de la roue du véhicule exerce une force suffisante sur
le
crochet (31), vers le sol, pour comprimer les rondelles (39). L'emplacement,
le nombre et les dimensions des rondelles (39) sont variables et dépendent
lo de nombreux facteurs (position de l'amortisseur, poids et type de véhicule,
comportement de l'amortisseur recherché, etc.) L'épaisseur des rondelles
(39) ressorts coniques utilisées est fonction de l'effort admissible ; le
nombre
de rondelles (39) dépendra, entre autres facteurs, de leur épaisseur et du
débattement voulu. Le nombre de rondelles (39) ressorts coniques utilisées
15 sera par exemple de huit. Le diamètre extérieur des rondelles (39) sera
légèrement inférieur au diamètre intérieur du logement (321).
La première variante de réalisation du système d'amortisseur à
détente rapide, consistant à utiliser une pression d'air disposée entre les
deux cavités (35, 37), comme représenté à la figure 12, permet de régler la
force à laquelle sera déclenché le coulissement, vers le bas, de la tige (7)
dans le tube (71). Cette variante permet de régler la précontrainte appliquée
sur le piston de queue (33, 33a) et donc de régler le seuil de déclenchement
de la détente rapide. Cette variante sera en général utilisée, par exemple,
dans les phases d'essais et d'adaptation des caractéristiques de
l'amortisseur au véhicule et au trajet rencontré par le véhicule. Une fois la
valeur de la force pneumatique déterminée pour obtenir un résultat optimal
de la précontrainte à appliquer sur le piston de queue (33, 33a), déterminant
le seuil de déclenchement de la détente rapide, on remplace l'amortisseur à
principe pneumatique par un amortisseur à principe mécanique, comme par
exemple des rondelles Belleville , dont les caractéristiques physiques
auront été déterminées pour obtenir une précontrainte correspondant à la
pression optimale déterminée sur l'amortisseur à détente rapide
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pneumatique. Ceci permet donc d'avoir un système de tests et de mise au
point facile, fiable et tenant compte des réalités du terrain et de remplacer
rapidement ce système de tests par un système mécanique endurant pour
l'utilisation de longue durée ou en compétition.
Le piston de butée (10a, 10b) hydraulique, plus particulièrement
visible en particulier sur les figures 16, 17, 18, 19, 20 et 21, est un piston
dont une partie supérieure (103) est de forme extérieure cylindrique
surmontée par une portion (107) de forme tronconique. Le piston de butée
(10a, 10b) est destiné à coopérer avec le corps de butée (120). Le corps de
io butée (120) comporte à son extrémité inférieure un logement (12)
débouchant à l'extrémité inférieure du corps de butée (120) et fermé à
l'extrémité opposée. La surface interne du logement (12) est une surface de
révolution continue composée de plusieurs sections (12a, 12b, 12c, 12d). La
section (12d) la plus éloignée de l'ouverture du logement (12) est de forme
cylindrique. Les trois autres sections (12a, 12b, 12c), sont de forme
tronconique, et la conicité de ces trois sections est différente, celle-ci
étant
d'autant plus grande que la section concernée est proche de l'ouverture du
logement (12). La section cylindrique (12d) constitue le plus petit diamètre
du
logement (12). Ce diamètre est très proche du diamètre extérieur du piston
2o de butée (10a, 10b), mais légèrement supérieur à ce dernier. Ainsi, lorsque
le tube (71) s'enfonce à haute vitesse dans le corps (1), par exemple lorsque
le véhicule aborde la réception d'une bosse ou d'un trou, le piston de butée
(10a, 10b) va pénétrer à l'intérieur du logement et venir emprisonner un
volume (V) d'huile contenu dans le logement (12). Au fur et à mesure de sa
progression à l'intérieur du logement (12), le piston de butée (10a, 10b) va
comprimer progressivement le volume (V) d'huile contenu dans le logement
(12), ce qui crée ainsi une résistance à l'enfoncement du piston de butée
(10a, 10b) progressive. La progressivité de la résistance à l'enfoncement du
piston de butée (10a, 10b) est assurée grâce au profil du logement (12),
comme visible sur la figure 12. En effet, les sections coniques (12a, 12b,
12c) proches de l'ouverture du logement (12) créent un espace suffisant
entre la surface extérieure du piston de butée (10a, 10b) et la surface
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intérieure du logement (12) pour qu'une partie de l'huile contenue dans le
logement (12) puisse refluer vers l'extérieur de celui-ci. Au fur et à mesure
de
la progression du piston de butée (10a, 10b) dans le logement (12), le
volume d'huile refluant est de plus en plus faible, augmentant ainsi
progressivement la résistance à l'enfoncement du piston de butée (10a, 10b).
Lorsque le piston aborde la portion cylindrique (12d) du logement (12),
l'espace subsistant entre ces deux pièces, résultant d'une différence entre le
diamètre intérieur du logement (12) et le diamètre extérieur du piston de
butée (10a, 10b), permet la formation d'un film d'huile (F) refluant à très
io haute pression. Ce film d'huile (F) joue alors le rôle de lubrifiant et
permet
d'éviter le frottement métal contre métal lors des mouvements répétés du
piston de butée (10a, 10b) à l'intérieur du logement (12) du corps de butée
(120). La très faible compressibilité de l'huile permet d'obtenir en fin de
course une résistance très importante.
is Les figures 6, 7 et 8 d'une part, et les figures 9, 10 et 11 d'autre part,
représentent respectivement une première et une deuxième variante du
piston de butée (10a, 10b). La première variante (10a) de piston de butée est
plus particulièrement adaptée à un amortisseur destiné à une roue située à
l'arrière du véhicule. La deuxième variante (10b) est plus particulièrement
2o adaptée à un amortisseur destiné à une roue située à l'avant du véhicule.
Les deux pistons de butée (10a, 10b) ont de nombreuses caractéristiques
communes, dont la partie supérieure cylindrique (103), surmontée par une
portion tronconique (107). La partie inférieure du piston de butée (10a, 10b)
est une portion sensiblement cylindrique (105), de diamètre légèrement
25 inférieur au diamètre intérieur du corps (1) de l'amortisseur. Cette
portion
cylindrique (105) est traversée par une pluralité de canaux verticaux (101)
permettant le passage de l'huile. A l'extrémité inférieure du piston de butée
(10a, 10b) se trouve le logement cylindrique ouvert (104). Une portion proche
de l'ouverture du logement (104) présente un filetage (106) qui permet la
30 fixation de la rallonge (8). Une portion proche du fond du logement, de
diamètre adapté au clapet anti-retour (9), est visible sur les figures 11, 23
et
24. La première variante de piston de butée (10a) comporte au-dessus de la
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portion cylindrique inférieure (105) quatre perçages radiaux qui matérialisent
quatre canaux (102) reliant le logement (104) à l'extérieur du piston de
butée.
La deuxième variante de piston de butée (10b) comporte quatre perçages
(108) verticaux disposés sur un même diamètre de la surface supérieure de
s la portion tronconique (107). Ces quatre perçages (108) sont équidistants et
débouchent dans le logement (104). Pour les deux variantes de piston de
butée (10a, 10b), les canaux (respectivement 102 et 108) servent au transit
de l'huile lors de la phase de détente de l'amortisseur. Dans le cas du piston
de butée (10a) de la première variante, les canaux (102) sont horizontaux et
io l'huile est évacuée à la périphérie du piston de butée (10a) lors de la
phase
de détente. Dans le cas du piston de butée de la deuxième variante (10b),
l'huile circulant dans les canaux (108) lors de la phase de détente débouche
dans le logement (12) du corps de butée (120). Ceci a pour effet de diminuer
très fortement la résistance au mouvement de retrait du piston de butée
15 (10b) provoquée par le volume d'huile sous haute pression contenu dans le
logement (12), autorisant ainsi un retrait rapide du piston de butée (10b).
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la
présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses
autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de
20 l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de
réalisation doivent être considérés à titre d'illustration mais peuvent être
modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes.
