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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "PERFECTIONNEMENTS AUX AMORTISSEURS HYDRAULIQUES"
La présente invention est relative aux amortisseurs hydrauliques et concerne particulièrement certaine perfectionnements apportés aux amortisseurs de ce genre produisant un freinage dans les deux sens.
On sait que dans les amortisseurs à liquide, la somme de freinage augmente avec la vitesse de déplacement de leurs pistons.
Or, la vitesse de déplacement des dits pistons étant tributaire de la vitesse de chute ou d'ascension des roues du véhicule, on obtient un effet résistant dans l'amortisseur, tendant à maintenir le ressort de suspension dans la position tendue, prise après le premier choc de manière que les chocs suivants agissent sur le ressort, dans une position défavorable
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à la douceur de la suspension.
Les appareils freinant uniquement la détente des ressorts de suspension n'évitent pas l'inconvénient précité et permettent, en outres au ressort de trop s'écarter de la position d'équilibre, ce qui conduit à un manque de stabilité.
La présente invention réalise un amortisseur hydraulique à piston rotatif, de construction simple et économique, dans lequel les susdits inconvénients sont écartés grâce à l'obtention d'un freinage opportun et progressif des mouvements d'affaissement du châssis lors de la chute des roues dans une dépression du sol, le dit amortisseur empêchant que le ressort soit maintenu sous tension après un premier choc et exerçant d'autre part un effort de sustentation au moment où le châssis commence son mouvement de chute, ce qui évite une surcompression du ressort, de nature à provoquer le rebondissement brutal du véhicule lors de la détente du dit ressort.
Suivant l'invention, l'écoulement direct ou indirect du liquide de l'une vers l'antre des chambres formées de part et d'autre du piston rotatif de l'amortisseur, s'effectue, d'une part, par des canaux dont la section de passage est réglée préalablement de manière à permettre l'écoulement plus rapide du liquide dans un sens du déplacement du piston que dans l'autre et, d'autre part, par un ou des canaux ménagés dans l'arbre du piston et destinés au passage aisé du liquide lors- que le piston est déplacé légèrement de sa position médiane, ces derniers canaux étant obturés progressivement lorsque ce piston s'écarte davantage de la dite position, un obturateur commandé par thermostat pouvant être prévu pour régler la section de l'orifice de sortie du canal de refoulement du liquide, débouchant dans la chambre de réserve de l'amortisseur.
Différents modes de réalisation de l'amortisseur suivant
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l'invention seront décrits ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 montre une vue en coupe horizontale partielle d'un premier mode de réalisation de l'invention.
Fig. 2 montre une vue en coupe verticale axiale d'un deuxième mode de réalisation.
Fig. 3 est une vue frontale en coupe partielle d'un autre mode de réalisation.
Fig. 4 est une vue de détail de la réalisation suivant Fig. 2.
Fig. 5 et 6 montrent deux modes de réalisation du dispositif obturateur commandé par themostat.
F ig. 7 et 8 sont des vues similaires à la Fig. 3, montrant des variantes des moyens de réglage et de freinage du piston rotatif.
Suivant ces Figures,. l'amortisseur est constitué par un corps 1 en fonne de cuve cylindrique fermée par un couvercle 2 qui est serré par un écrou 3.
Une cloison ou séparateur 4, maintenu en position par des broches 7, forme dans la dite cuve, d'une part, une chambre de réserve ou de détente 27 pour le liquide de l'amortisseur et, d'autre part, les chambres de travail 22 et 23 situées de part et d'autre d'un piston rotatif 11 venu d'une pièce avec un arbre Il . Une des extrémités du dit arbre est supportée dans une cavité formée dans le fond du corps 1, tandis que l'autre extrémité traverse un alésage prévu dans le ccuvercle 2, le dit alésage comportant un bourrage ,
Un levier 13 est fixé à cette dernière extrémité de l'arbre 11 et relie ce dernier, par des articulations appropriées, à l'essieu du véhicule.
Des conduites 12 sont ménagées dans le séparateur 4, pour
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le passage du liquide depuis la chambre 27 vers les chambres 22 et 23, tandis que des soupapes 12' formées par exemple par des billes appuyées sur leur siège par des ressorts, empêchent le passage du liquide en sens inverse.
Dans la réalisation montrée en Fig. 1, l'écoulement plus rapide, dans un sens du déplacement du piston que dans l'antre, est obtenu par la prévision de rainures 15 reliant la chambre de travail à la chambre de détente et taillées symétriquement de part et d'autre de l'axe 11', dans la face du séparateur 4 en contact avec le fond:' de la cuve 1. Ces rainures 15 sont réglées par des vis 14 s'étendant parallèlement à l'axe 11',et sont accessibles depuis l'extérieur de l'amortisseur.
Les moyens de freinage progressif prévus sur l'axe du piston 11 peuvent être tels que ceux montrés en Fig. 3, 7 ou 8 et qui seront décrits dans les réalisations qui vont suivre.
Dans la variante montrée en Fig. 2, le réglage de la section de passage du fluide est réalisé par deux vis 8 et 9 placées côte à côte dans le sens du plan passant par l'axe du piston 11 et verticalement par rapport à la position de l'appareil sur le véhicule. La vis 8 débouche dans une rainure 17 et la vis 9 dans une rainure 18 (Fig. 4), lesquelles rainures sont taillées dans une partie de la surface du séparateur en contact avec l'axe du piston et rejoignant chacune, par une de leurs extrémités, une des chambres de travail et par l'autre extrémité une rainure 25.
Cette dernière ne s'étend pas jusqu'aux chambres de travail et est reliée par un conduit 26 à la chambre de détente 27.
La dérivation du liquide produisant la progression auto- matique du freinage est réalisée en prévoyant dans l'axe 11' un canal 20 foré transversalement dans le dit axe sans le
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traverser et communiquant, par l'intermédiaire d'un canal 19, avec un canal 24.
Lors des déplacements angulaires du piston, correspondant à la remontée de l'essieu, le liquide est refoulé vers la chambre 27, pendant la première partie de la course du piston, par les canaux 20,19 et 24, la rainure 25 et le conduit 26 en communication avec la chambre 27. A mesure que le mouvement angulaire du piston deviendra plus important, l'orifice extérieur du canal 20 viendra s'éclipser progressivement sous le séparateur 4.
Le liquide, à ce moment,, ne pouvant plus passer par le canal 20, sera forcé de s'écouler vers la chambre 27, par la rainure 18 et le canal 24, tandis que dans le mouvement de deseente del'essieu le liquide devra s'écouler par la rainu re 17 et le canal 26.
Dans la variante montrée en Fig. 3, une rainure 41, dont la section de passage est réglée par les vis convergentes 8 et 9, réunit les chambres 22 et 23 et communique avec la chambre 27 par un canal 43.
La progression du freinage est obtenue par la prévision d'un canal transversal 4, à soupape à bille et ressort 43, qui établit momentanément la communication entre les chambres 22 et 23, laquelle communication est progressivement limitée, lors de la remontée de l'essieu, du fait que l'orifice d'entrée du canal 42 s'éclipse sous la rainure 41 du séparateur 4.
Dans la variante montrée en Fig. 7, l'axe 11' du piston comporte trois conduits de diamètres différents 20,33 et 37, se réunissant dans le conduit central 19. Le conduit 33 est en communication avec une rainure 21 débouchant, d'une part, par un conduit 34, dans la chambre de détente 27, par l'intermède aire d'une soupape de retenue réglable 34 et, d'autre part,dans la chambre de travail 22.
Quand le piston oscille légèrement, les variations de freinage sont obtenues par le passage du liquide par les conduits 37 et 20, mais lorsque le piston s'écarte plus fortement de sa position médiane, le conduit 20 peut s'éclipser
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sous une partie pleine du séparateur ou sous la rainure 36 (montrée en pointillé), tandis que le conduit 37 de petit diamètre, resté en communication avec la chambre de travail 23, offre une plus grande résistance au passage du liquide refoulé de la chambre de travail 23.
Dans la variante montrée en Fig. 8, lors du mouvement ascensionnel de l'essieu,le freinage reste constant jusqu'au moment où l'orifice extérieur du canal 20 comnence à s'engager sous le séparateur 4. La progressivité du freinage, dans ce cas,peut être modifiée en prolongeant le dit orifice par une rainure 38 dirigée vers la palette du piston et qui peut affecter diverses formes, telle que celle d'un V, par exemple, (Fig. 2).
Dans cet exemple, le liquide refoulé par le piston 11 se déplaçant dans le sens de la flèche, s'écoule vois la chambre 27 par les passages 38,20, 33, 40 et 39, dont la section et la disposition sont fonction de la vitesse de montée de l'essieu par rapport au châssis.
Dans le mouvement de rebondissement du châssis, le piston tournant en sens opposé à celui indiqué par la flèche, refoule le liquide comprimé dans la chambre 23, par une rainure 21 dont la section est réglée par la vis 9, la dite rainure étant taillée dans le séparateur 4 et reliant la dite chambre 23 au canal 40 d'où le liquide s'échappe dans la chambre 27 par le canal 39.
Un dispositif de réglage de la section de sortie du li- quide dans la chambre de détente 27, comnandé par thermostat, peut être prévu d'autre part dans les différents modes de réalisation.
A cet effet, l'invention prévoit sur la colonne 35 du séparateur 4 (Fig. 3) un dispositif obturateur dont l'organe de commande peut affecter différentes formes, telles que mon- trées par exemple en Fig. 5 et 6.
Sur la dite colonne est monté à rotation un collier 47 pourvu d'une ouverture 46 destinée à contrôler dans lies dépla-
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cémenta angulaires la section d'un orifice 45 foré latéralement dans la colonne 35* Les dits déplacements angulaires sont imprimés au collier 47 à l'aide d'une lame bi-métallique dont les propriétés sont connues et qui est fonnée en général de deux qualités d'acier, l'une d'elles étant constituée par de l'acier au nickel dont le coefficient de dilatation est voisin de zéro.
Cette lame est fixée d'une part à la colonne 35 par une vis 49 et, d'autre part, à une extension prévue au collier 47 et peut affecter différentes formes d'exécution de façon à donner plus ou moins d'amplitude au déplacement du dit col- lier* Il est à remarquer que l'obturateur 47 présente le grand avantage de ne pas être influencé par la pression du liquide refoulé s'échappant par l'orifice 45 et d'être soumis uniquement à l'action de la température du liquide à proximité immédiate de la zone où les variations de température sont les plus rapides.
Afin d'obtenir l'herméticité absolue de l'amortisseur suivant l'invention, les pertes de liquide provenant de l'axe du piston 11' sont collectées par une rainure circonféren" tielle 28 (Fig. 2) ménagée dans le dit axe, et amenées à la chambre de détente 27 par le canal 29 en passant par la soupape à bille 30. Les pertes de liquide provenant du couvercle 2 sont collectées par la rainure circonférentielle 31 et amenées dans la chambre, de détente 27 par le canal 32, sans passer par la soupape 30.
L'invention permet, d'autre part de supprimer les inconvénients des chambres supplémentaires d'approvisionnement pour le liquide, en prévoyant une chambre de détente formant chambre de réserve de grande capacité. Dans ce but, le volume
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de la chambre 27 peut être augmenté en ménageant dans le fond de la cuve 1 et dans le couvercle 2, des cavités supplémen" taires correspondant à l'espace occupé par la dite chambre 27.
Cette disposition réduit en outre considérablement le prix de revient de l'amortisseur.
Il est bien entendu que la description ci-dessus n'est pas limitative et que l'invention s'étend de même à toute disposition équivalente, ainsi qu'à toute combinaison différente des divers moyens décrits.
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DESCRIPTIVE MEMORY in support of an application for a PATENT OF INVENTION "IMPROVEMENTS IN HYDRAULIC SHOCK ABSORBERS"
The present invention relates to hydraulic shock absorbers and particularly relates to certain improvements made to shock absorbers of this type producing braking in both directions.
It is known that in liquid shock absorbers, the amount of braking increases with the speed of movement of their pistons.
However, the speed of movement of said pistons being dependent on the speed of fall or rise of the wheels of the vehicle, a resistant effect is obtained in the shock absorber, tending to keep the suspension spring in the tensioned position, taken after the first shock so that subsequent shocks act on the spring in an unfavorable position
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to the softness of the suspension.
The devices braking only the relaxation of the suspension springs do not avoid the aforementioned drawback and allow, in addition to the spring to deviate too much from the equilibrium position, which leads to a lack of stability.
The present invention provides a hydraulic rotary piston shock absorber, of simple and economical construction, in which the aforementioned drawbacks are avoided by obtaining an appropriate and progressive braking of the sagging movements of the chassis when the wheels fall in. a depression in the ground, the said shock absorber preventing the spring from being kept under tension after a first impact and exerting on the other hand a lifting force when the chassis begins its falling movement, which prevents over-compression of the spring, of nature to cause the sudden rebound of the vehicle during the relaxation of said spring.
According to the invention, the direct or indirect flow of the liquid from one to the other of the chambers formed on either side of the rotary piston of the shock absorber, takes place, on the one hand, through channels the passage section of which is previously adjusted so as to allow the liquid to flow more rapidly in one direction of displacement of the piston than in the other and, on the other hand, through one or more channels formed in the piston shaft and intended for the easy passage of the liquid when the piston is moved slightly from its middle position, the latter channels being progressively closed when this piston moves further away from said position, a thermostat controlled shutter possibly being provided to adjust the section. the outlet of the liquid delivery channel, opening into the reserve chamber of the shock absorber.
Different embodiments of the following shock absorber
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the invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 shows a partial horizontal sectional view of a first embodiment of the invention.
Fig. 2 shows a view in axial vertical section of a second embodiment.
Fig. 3 is a partial sectional front view of another embodiment.
Fig. 4 is a detailed view of the embodiment according to FIG. 2.
Fig. 5 and 6 show two embodiments of the shutter device controlled by themostat.
F ig. 7 and 8 are views similar to FIG. 3, showing variants of the means for adjusting and braking the rotary piston.
According to these Figures ,. the shock absorber consists of a body 1 in the form of a cylindrical tank closed by a cover 2 which is tightened by a nut 3.
A partition or separator 4, held in position by pins 7, forms in said tank, on the one hand, a reserve or expansion chamber 27 for the liquid of the shock absorber and, on the other hand, the chambers of work 22 and 23 located on either side of a rotary piston 11 integral with a shaft II. One of the ends of said shaft is supported in a cavity formed in the bottom of the body 1, while the other end passes through a bore provided in the ccuvercle 2, the said bore comprising a stuffing,
A lever 13 is fixed to this last end of the shaft 11 and connects the latter, by appropriate joints, to the axle of the vehicle.
Conduits 12 are formed in the separator 4, for
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the passage of the liquid from the chamber 27 to the chambers 22 and 23, while the valves 12 'formed for example by balls supported on their seats by springs, prevent the passage of the liquid in the opposite direction.
In the embodiment shown in FIG. 1, the faster flow, in one direction of displacement of the piston than in the cavity, is obtained by the provision of grooves 15 connecting the working chamber to the expansion chamber and cut symmetrically on either side of the 'axis 11', in the face of the separator 4 in contact with the bottom: 'of the tank 1. These grooves 15 are adjusted by screws 14 extending parallel to the axis 11', and are accessible from the outside of the shock absorber.
The progressive braking means provided on the axis of the piston 11 may be such as those shown in FIG. 3, 7 or 8 and which will be described in the embodiments which follow.
In the variant shown in FIG. 2, the fluid passage section is adjusted by two screws 8 and 9 placed side by side in the direction of the plane passing through the axis of the piston 11 and vertically with respect to the position of the device on the vehicle . The screw 8 opens into a groove 17 and the screw 9 into a groove 18 (Fig. 4), which grooves are cut in a part of the surface of the separator in contact with the axis of the piston and each joining, by one of their ends, one of the working chambers and at the other end a groove 25.
The latter does not extend to the working chambers and is connected by a conduit 26 to the expansion chamber 27.
The bypass of the liquid producing the automatic progression of the braking is carried out by providing in the axis 11 'a channel 20 drilled transversely in the said axis without the
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crossing and communicating, through a channel 19, with a channel 24.
During angular movements of the piston, corresponding to the rise of the axle, the liquid is pumped towards the chamber 27, during the first part of the stroke of the piston, through the channels 20, 19 and 24, the groove 25 and the conduit 26 in communication with the chamber 27. As the angular movement of the piston becomes greater, the outer orifice of the channel 20 will gradually slip away under the separator 4.
The liquid, at this moment, no longer being able to pass through the channel 20, will be forced to flow towards the chamber 27, through the groove 18 and the channel 24, while in the descent movement of the axle the liquid must flow through groove 17 and channel 26.
In the variant shown in FIG. 3, a groove 41, the passage section of which is regulated by the converging screws 8 and 9, joins the chambers 22 and 23 and communicates with the chamber 27 by a channel 43.
The braking progress is obtained by the provision of a transverse channel 4, with ball valve and spring 43, which momentarily establishes the communication between the chambers 22 and 23, which communication is progressively limited, when the axle is raised. , due to the fact that the inlet of the channel 42 is eclipsed under the groove 41 of the separator 4.
In the variant shown in FIG. 7, the axis 11 'of the piston comprises three ducts of different diameters 20, 33 and 37, meeting in the central duct 19. The duct 33 is in communication with a groove 21 opening, on the one hand, by a duct 34 , in the expansion chamber 27, through the intermediary of an adjustable check valve 34 and, on the other hand, in the working chamber 22.
When the piston oscillates slightly, the braking variations are obtained by the passage of the liquid through the conduits 37 and 20, but when the piston deviates more strongly from its middle position, the conduit 20 can slip out.
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under a solid part of the separator or under the groove 36 (shown in dotted lines), while the duct 37 of small diameter, which remains in communication with the working chamber 23, offers greater resistance to the passage of the liquid discharged from the chamber of work 23.
In the variant shown in FIG. 8, during the upward movement of the axle, the braking remains constant until the moment when the outer orifice of the channel 20 begins to engage under the separator 4. The progressiveness of the braking, in this case, can be modified by extending the said orifice by a groove 38 directed towards the pallet of the piston and which can have various shapes, such as that of a V, for example, (Fig. 2).
In this example, the liquid delivered by the piston 11 moving in the direction of the arrow, flows see the chamber 27 through the passages 38, 20, 33, 40 and 39, the section and the arrangement of which depend on the rate of rise of the axle relative to the chassis.
In the rebounding movement of the chassis, the piston rotating in the direction opposite to that indicated by the arrow, discharges the compressed liquid into the chamber 23, through a groove 21, the section of which is adjusted by the screw 9, said groove being cut in the separator 4 and connecting said chamber 23 to the channel 40 from where the liquid escapes into the chamber 27 through the channel 39.
A device for adjusting the outlet section of the liquid in the expansion chamber 27, controlled by thermostat, may also be provided in the various embodiments.
To this end, the invention provides on the column 35 of the separator 4 (FIG. 3) a shutter device, the control member of which can take different forms, such as shown for example in FIG. 5 and 6.
On said column is rotatably mounted a collar 47 provided with an opening 46 intended to control in displaced lees.
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angular cementa the section of an orifice 45 drilled laterally in the column 35 * Said angular displacements are printed on the collar 47 using a bi-metallic strip whose properties are known and which is generally formed of two qualities steel, one of them consisting of nickel steel with an expansion coefficient close to zero.
This blade is fixed on the one hand to the column 35 by a screw 49 and, on the other hand, to an extension provided for the collar 47 and can affect different embodiments so as to give more or less amplitude to the displacement. of said collar * It should be noted that the shutter 47 has the great advantage of not being influenced by the pressure of the pumped liquid escaping through the orifice 45 and of being subjected only to the action of the temperature of the liquid in the immediate vicinity of the area where the temperature changes are the most rapid.
In order to obtain the absolute hermeticity of the damper according to the invention, the liquid losses coming from the axis of the piston 11 'are collected by a circumferential groove 28 (FIG. 2) formed in the said axis, and brought to the expansion chamber 27 through the channel 29 passing through the ball valve 30. The liquid losses coming from the cover 2 are collected by the circumferential groove 31 and brought into the expansion chamber 27 through the channel 32, without going through valve 30.
The invention makes it possible, on the other hand, to eliminate the drawbacks of additional supply chambers for the liquid, by providing an expansion chamber forming a large capacity reserve chamber. For this purpose, the volume
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of the chamber 27 may be increased by leaving in the bottom of the tank 1 and in the cover 2 additional cavities corresponding to the space occupied by said chamber 27.
This arrangement also considerably reduces the cost price of the shock absorber.
It is understood that the above description is not limiting and that the invention also extends to any equivalent arrangement, as well as to any different combination of the various means described.