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Procède et dispositif pour l'amoritissement d'oscillations.
L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'amortissement d'oscillations, notamment pour 'amor- tissement de mouvements relatifs entre l'essieu et la carros- serie d'un véhicule. Cet amortissement peut être produit selon l'invention hydrauliquement ou mécaniquement.
En générale les amortisseurs d'oscillations connus sont conformés de manière que leur intensité d'amortissement conserve la même grandeur pendant toute la durée d'amortissement ou qu'elle croisse de manière continue suivant une fonction prédéterminée de l'amplitude des oscillations, à l'allure d'une droite ou d'une courbe. On connaft en outre des dispositifs
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dits "stabilisateurs" ou "amortisseurs de roulis" par l'intermédiaire desquels un déplacement relatif entre l'essieu du véhicule et sa carrosserie, produit d'un c6té du véhicule,provoque un déplacement relatif égal ou sen- siblement égal de l'autre coté du véhicule, afin de maintenir ainsi la carrosserie dans une position sensiblement parallèle à la route.
L'invention se base sur le fait que, dans les virages, le véhicule se soulève du coté intérieur du virage notablement plus qu'il ne s'abaisse du coté extérieur du virage. La raison en est que du coté intérieur le ressort se détend et agit ainsi dans le même sens que la force centri- fuge, tandis que de l'autre coté le ressort s'oppose à la force centrifuge. Jusqu'à présent il n'était possible d'em- pécher le roulis des véhicules dans les virages qu'à l'aide des stabilisateurs précités. Or, suivant l'invention, on a reconnu qu'en raison de l'abaissement relativement faible du véhicule du coté extérieur du virage il suffit d'empêcher le véhicule de se soulever du coté intérieur du virage pour produire, outre l'amortissement des oscillations, une notable stabilisation sans relier entre eux les amortisseurs montés des deux cotés du véhicule.
Cela étant, le procédé pour l'amortissement d'os- cillations, conforme à la présente invention, consiste à provoquer un amortissement des oscillations pendant une pre- mière phase d'amortissement, à freiner ensuite complètement ou en substance complètement le mouvement oscillant une fois dépassée une amplitude d'oscillation prédéterminée et, enfin, à provoquer pendant une seconde phase d'amortissement un amor- tissement ultérieur des oscillations dès l'instant ou,une tension prédéterminée entre la carrosserie et l'essieu est atteinte.
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Les intensités d'amortissement produites pendant ces deux phases d'amortissement peuvent différer entre elles.
Par exemple., l'intensité d'amortissement peut croître à l'allure d'une courbe en fonction de l'amplitude d'oscilla- tion pendant la première phase d'amortissement et croftre à l'allure d'une droite pendant la seconde phase d'amortisse- ment. En outre, chaque phase peut à son tour être divisée en plusieurs phases distinctes à intensités d'amortissement différentes.
Les dispositifs servant à exécuter le procédé conforme à l'invention peuvent amortir les oscillations soit hydrauliquement, soit mécaniquement.
Dans les amortisseurs d'oscillations hydrauliques, l'effet voulu peut être produit en interrompant, entre les deux phases d'amortissement, la circulation du liquide à l'intérieur de l'amortisseur et, partant, le mouvement rela- tif entre l'essieu et la carrosserie. A cette fin on peut recueillir dans une chambre supplémentaire le liquide refoulé pendant la première phase d'amortissement et faire en sorte que, aprèsque la chambre supplémentaire a été remplie, la seconde phase d'amortissement ne commence qu'à l'instant où- la pression du liquide dépasse une intensité prédéterminée.
Suivant l'invention, on peut produire les deux phases d'amortissement à l'aide de deux étranglements à résistances d'étranglement différentes, montés en série, la chambre supplémentaire étant raccordée au conduit reliant entre eux les deux étranglements. La chambre supplémentaire est avantageusement constituée par un cylindre contenant un piston chargé par un ressort; quand l'amortisseur d'oscilla- tions n'agit que dans un sens, une face de ce piston commu- nique avec la chambre de refoulement de l'amortisseur et 11.'autre face avec la capacité de réserve, tandis que lorsque
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l'amortisseur d'oscillations est à double effet les deux faces du piston communiquent chacune avec une chambre de refoulement.
On peut aussi produire de manière très simple l'effet voulu en intercalant dans le trajet du liquide refoulé du cylindre de l'amortisseur deux soupapes à résistances d'é- tranglement différentes, montées en parallèle, dont celle à résistance d'étranglement plus faible se ferme quand une am- plitude de mouvement relatif prédéterminée entre l'essieu et la carrosserie est dépassée, tandis que l'autre soupape ne s'ouvre d'une quantité déterminée qu'après un accroissement de pression ultérieur. Entre l'instant où la soupape à ré- sistance d'étranglement plus faible se ferme et l'instant où la soupape à résistance d'étranglement plus forte s'ouvre se place un laps de temps durant lequel il n'y a aucun mouvement relatif entre l'essieu et la carrosserie.
Un amortisseur d'oscillations mécanique conforme à l'invention peut être constitué par deux, le cas échéant plus de deux, amortisseurs à friction montés en série, la résis- tance de frottement maximum d'un amortisseur étant plus faible que la résistance de frottement minimum de l'autre amortisseur à friction d'une quantité prédéterminée qui dépend de l'éten- due désirée de l'échelon de fonctionnement intermédiaire.
Pour assurer une transition graduelle entre les différents échelons de fonctionnement, les deux amortisseurs à friction sont reliés entre eux par un organe intermédiaire élastique dont la résistance élastique est accordée sur la résistance d'amortissement des deux amortisseurs à friction ; enoutre, il est avantageux de limiter par des butées le trajet à résistance élastique pour fixer ainsi le déplacement relatif maximum.
D'autres particularités de l'invention apparattront de la description suivante des dessins annexés qui représen-
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teat plusieurs exemples de dispositifs pour exécuter le procédé conforme à l'invention:
Dans les dessins:
Figs. 1 et ;
2 représentent schématiquement le fonctionnement des dispositifs conformes à l'invention,
Fig. 3 montre le montage d'un amortisseur sur un véhicule,
Fig. 4 montre un amortisseur d'oscillationshy- draulique à simple effet,
Fig. 5 montre un amortisseur d'oscillations hy- draulique à double effet,
Fig. 6 montre un amortisseur d'oscillations hy- draulique télescopant,
Fig. 7 montre une autre forme d'exécution d'un détail, de la fig.6
Figs. 8 et 9 montrent deux autres formes d'exé- cution d'amortisseurs d'oscillations hydrauliques à double effet,
Fig. 10 montre une autre forme d'exécution d'un détail de la fig.9,
Fig. 11 montre un autre exemple d'exécution d'un amortisseur d'oscillations hydraulique,
Fig.
12 montre un amortisseur d'oscillations hy- draulique à simple effet muni d'une palette,
Figs. 15 et 14 sont respectivement une coupe axiale et une coupe radiale d'un amortisseur d'oscillations mécanique à simple effet et
Figs. 15 et 16 montrent un amortisseur d'oscilla- tions mécanique télescopant à double effet, respectivement en coupe longitudinale et en coupe suivant la ligne XVI-XVI de la fig.13
Sur le diagramme de la fig. 1 sont portés en ordon-
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nées le déplacement relatif entre l'essieu et le véhicule et, en abscisses, le parcours du véhicule. Durant le parcours I, un amortissement se produit suivant une courbe A, le déplace- ment relatif atteignant une amplitude a.
Il se produit ensuite une interruption brusque (qui en pratique comporte naturelle- ment un certain degré de continuité) du mouvement relatif, de sorte que le parcours II est couvert suivant la droite B. Puis, durant le parcours III, un déplacement relatif.reprend suivant la droite C pour atteindre une -amplitude b.
Sur la fig. 2 sont portés en ordonnées la force centrifuge agissant sur l'amortisseur et, en abscisses, le déplacement relatif. La force centrifuge d'une intensité x produit un déplacement relatif d'une amplitude a. Durant l'accroissement subséquent jusqu'à l'intensité le mouvement relatif est interrompu positivement et un mouvement subséquent ne se produit qu'après que la force a dépassé cette intensité.
Des figs. 1 et 2 il apparaît que le parcours II est d'autant plus court que la force atteint plus rapidement l'in- tensité y. Les intensités x et y peuvent être déterminées exactement en conformant et en dimensionnant les organes de manière appropriée.
La fig. 3 montre la disposition de l'amortisseur d'oscillations sur le véhicule. L'essieu arrière 1 est rigide- ment relié au ressort 2 du véhicule. Au châssis 3 du véhicule est fixé l'amortisseur d'oscillations 4 qui est relié par un embiellage 5, 6 à l'essieu 1 du véhicule.
La fig. 4 montre un amortisseur d'oscillations à simple effet, dont le logement 7 contient un cylindre 8 à piston 9. L'arbre 10 de l'amortisseur, commandé par le levier
5 (voir fig.3), commande par l'intermédiaire d'une paire de leviers 11 12 le piston 9. Dans le logement 7 est monté un second cylindre 13, toutefois notablement plus petit, contenant
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un piston 14 chargé par un ressort 15. Au piston 14 est attaché un prolongement 16 qui coopère avec une butée 17, de préférence élastique.
La chambre du cylindre 13, située entre le piston 14 et la butée 17, communique par un conduit
18 avec la capacité de réserve 19 afin de rendre possible, lors d'un mouvement du piston, le changement de volume corres- pondant entre le piston et la butée. La tension initiale du ressort 15 peut être réglée à l'aide d'une vis 20. Le cylindre
8 comporte à son extrémité deux trous 21 et 22 qui sont fermés par des soupapes coniques 23 et 24 chargées par des ressorts.
La soupape conique 23 est percée d'un passage permanent 25.
La chambre 26 située devant la soupape conique 23 communique par un trou 27 avec la chambre du cylindre 13 située devant le piston 14, tandis que la chambre 28 située devant la soupape conique 24 communique par une lumière 29 avec la capacité de réserve 19.
L'amortisseur d'oscillations représenté sur la fig. 4 fonctionne de la manière suivante:
Quand, par suite d'un mouvement relatif entre le ressort 2 et le châssis 3 du véhicule (voir fig.3), par exem- ple lorsqu'ils s'écartent l'un de l'autre, le piston 9 se déplace dans le sens de la flèche 30, le liquide refoulé du cylindre 8 traverse le passage 25 ou, dans l'éventualité d'une pression plus forte, ouvre la soupape 23, et se rend dans la chambre 26 et de celle-ci, par le trou 27, dans le cylindre 13 dont le piston 14 se déplace à l'encontre de l'action du ressort 15 jusqu'à ce que la tige 16 vienne frapper la butée 17. Dès cet instant, le cylindre 13 n'est plus à même de recevoir une nouvelle quantité de liquide et le mouvement du piston 9 est complètement freiné.
Un dépla- cement relatif ultérieur des éléments 2 et 3 (voir fig.3) et, partant, du piston 9, n'est empêché que tant que la ré- sistance du ressort de la soupape 24 est plus forte que la
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pression de liquide régnant dans le cylindre 8. Ce n'est que lorsque cette pression devient si forte qu'elle ouvre la soupape 24, que le liquide peut s'échapper par la chambre 28 et la lumière 29 dans la capacité de réserve 19.
Quand ensuite le piston 9 recule, en sens inverse de la flèche 30,il aspire du liquide de la capacité de ré- serve à travers la soupape de retenue 31.
Pour le cas où on aurait besoin de pouvoir aussi utiliser l'amortisseur d'oscillations sans l'action stabili- sante, il est prévu une communication obturable 32 entre les chambres 26 et 28.
La fig. 5 montre un amortisseur d'oscillations à double effet, fonctionnant dans un sens avec stabilisation et dans l'autre sens sans stabilisation. L'amortisseur com- porte deux cylindres 40 et 41 à pistons 42 et 43 commandés par un levier à came 45 fixé sur l'arbre 44 de l'amortisseur.
Le cylindre 40 communique par une soupape 46 à passage per- manent 47, par une chambre 48 et par un trou 49 avec un cy- lindre 50 contenant un piston 51 chargé par un ressort. En outre, le cylindre à haute pression 40 peut être mis en com- munication, par une soupape à haute pression 52 et des lu- mières 53, 54, avec le cylindre à basse pression 41 qui, en l'occurrence, correspond à la capacité de réserve 19 de la fig. 4. La chambre 55 située derrière le piston 51 peut elle aussi être mise en communication, par un trou 56, avec la lu- mière 53. La lumière 53 comporte aussi un autre trou 47, dé- bouchant dans le cylindre 40 et obturé par une soupape à basse pression 58.
Ce dispositif fonctionne de la manière suivante:
Quand le piston se meut dans le sens de la flèche 59, le fonctionnement correspond en principe exactement à celui décrit à propos de la fig. 4, et la soupape 58 reste
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fermée. Quand le piston se meut dans le sens de la flèche 60, le liquide se rend du cylindre à basse pression 41, par les lumières 54, 53, 57 et la soupape 58, dans le cylindre à haute pression 40.
L'amortisseur d'oscillations télescopant de la figé 6 comporte un cylindre 70 contenant un piston 71 qui peut se déplacer d'une distance d sur sa tige de piston 72 à rencontre de l'action d'un ressort 73. La chambre du cylindre 70 peut être mise en communication, par un trou 74 de la tige de piston et par une soupape à haute pression 75, avec la chambre 76 située en-dessous du piston 71.
Cet amortisseur fonctionne de la manière suivante:
Quand la tige de piston 72 se déplace dans le sens de la flèche 77, le piston 71 n'est d'abord pas entraîne et seul le ressort 73 se comprime de la quantité d. Ce n'est que lorsque la pression dans la chambre 77 devient si forte qu'elle peut ouvrir la soupape 75, que peut se produire un mouvement ultérieur de la tige de piston 72., entraînant cette fois le pi ston 71.
Tandis que dans la forme d'exécution de la fig.6 la chambre 78 dans laquelle est logé le ressort 73 communique librement avec la cham.bre 76, la chambre correspondante 79 de la forme d'exécution de la fig. 7 est close et comporte un passage permanent 80 et une soupape 81., qui débouchent conjointement dans la chambre 82, de manière correspondante aux éléments 46, 47 de la fig. 5.
La fig. 8 montre un autre amortisseur d'oscillations à double effet, comportant un cylindre à haute pression 90 et un cylindre à basse pression 91, qui sont munis de pistons 92 et 93. Le cylindre 90 communique par des trous 94, 95.. par une soupape 96 à passage permanent 97 et par des lumières 98, 99, avec le cylindre 91. Le trou 94 peut être obturé par
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une soupape 100, commandée par le piston 92, dont le trajet est limité par une butée 101. En outre, il est prévu entre la lumière 98 et le cylindre 90 une soupape à haute pression 102 et une soupape à basse pression 103.
Ce dispositif fonc- tionne de la manière suivante: le piston 92, lors de son mouvement dans le sens de la flèche 104, entraîne la sou- pape 100 jusqu'à ce que celle-ci vienne porter contre le trou 94 et interrompe -ainsi la circulation de liquide à travers la soupape 96, 97. Quand il se produit ensuite un accroisse- meut de pression approprié, le liquide commence alors à cir- culer à travers la soupape à haute pression 102. Etant donnsé que la soupape 100 coulisse dans le piston 92, la course du piston 92 est indépendante du trajet de la soupape 100.
L'amortisseur d'oscillations à double effet, repré- senté sur la fig. 9, comporte lui aussi deux cylindres 110, 111 à pistons 112 113, Dans les pistons sont guidés, en di- rection du levier à came de commande 114, respectivement deux autres pistons 115 et 116, plus petits, qui sont chargés res- pectivement par des ressorts 117 et 118. La chambre 119 ou 120 comprise entre le grand et le petit pistons communique soit par un trou 121 du grand piston 113 ou par une fente x22 du petit piston ILS, soit, comme sur la fig.10, par un trou 123 du petit piston 115, avec la capacité de réserve 124. Le cy- lindre 110 comprend une soupape à basse pression 125 et une soupape à haute pression 126, qui communiquent par une lu- mière 127 avec le cylindre lll.
Dans cet amortisseur, l'amortissement de faibles oscillations est opéré par un déplacement des petits pistons, et un mouvement des grands pistons ne devient possible que lorsqu'une pression appropriée a été produite dans les cy- lindres 110 et 111 après le déplacement relatif des petits pistons.
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Dans les formes d'exécution représentées sur les figs. 9 et 10. le liquide refoulé de la chambre 119 ou 120 se rend dans la capacité de réserve 124 et le piston 112 reste au.repos jusqu'à ce que le mouvement du piston 115 soit termina. On peut toutefois .aussi, au lieu du passage 122 ou 123 menant à la capacité de réserve, ménager dans le fond du piston 112 un ou plusieurs passages de ce genre, ayant :avantageusement la forme de tuyères, de manière que le liquide refoulé de la chambre 119 ou 120 puisse s'écouler dans :
La chambre 110. Cette forme d'exécution présente l'a- v.antage que, lorsque le mouvement d'amortissement est lent, le grand piston 112 est sollicité à se d-éplacer d'une dis- tance appropriée de droite à gauche, au devant du petit piston 115, ce qui a pour résultat que, d'une part, dans les virages, on produit une stabilisation plus prompte et que, d'autre part, il n'est plus nécessaire d'aspirer le liquide de la chambre de réserve à chaque déplacement.
Par contre, ce qui est également très avantageux, le petit piston 115 crée lors d'un déplacement bref une forte pression et de ce fait la soupape d'étranglement 126 de la chambre de refoulement du grand piston s'ouvre plus tôt
L'amortisseur d'oscillations représenté sur la fig. Il comporte lui aussi deux pistons 130 et 131., coulis- sant l'un dans l'autre, qui portent l'un contre l'autre par l'intermédiaire d'un ressort 132 La chambre 133 comprise entre les pistons 130 et 131 communique avec la capacité de réserve 134 par un passage permanent 135 et par une soupape 136, tandis que la chambre du cylindre à haute pression 137 commu- nique par une soupape 138 et une lumière 139 avec la capacité de réserve 134 ou, dans des amortisseurs d'oscillations à double effet, avec le cylindre de l'autre coté.
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Dans les amortisseurs d'oscillations de la fig.12 munis d'une palette 145, la chambre à haute pression 146 com- munique par un passage permanent 147 avec une chambre sup- plémentaire 148 contenant un piston chargé par un ressort 149 et elle communique en outre par une lumière 150 et par une soupape à haute pression 151 avec la chambre à basse pression 152. Au-dessus des deux chambres 146 et 152 est disposée la capacité de réserve 153
Les figs. 13 et 14 montrent un premier amortisseur d'oscillations mécanique à action échelonnée.
Sur un levier 160 relié à l'essieu du véhicule et correspondant au levier 5 de la fig.3 est monté un logement annulaire 161 comportant des cavités 162 dans lesquelles sont logées des billes 164 chargées par des ressorts 163 et fonctionnant comme dispositif de roue libre,'ainsi qu'il sera expliqué ci-après. Sur un axe 166, fixé au moyen de boulons 165 au châssis du véhicule, est montée pour tourner une douille 167 à brides 168 orientées radialement vers l'extérieur. La douille 167 porte en outre deux disques circulaires 169, 170 sur lesquels appuient de l'extérieur deux disques de friction 171, 172 Ces disques de friction sont recouverts par le socle 173 et par une plaque 175 enfilée sur un bout carré 174 de l'axe 166.
Les éléments 173 171, 169 167, 170, 172, 175 peuvent être bloqués ensem- ble élastiquement à l'aide d'écrous 176 vissés sur la partie filetée 177 de l'axe 166 et à l'aide de lames de ressort 178 intercalées entre les écrous 176 et la plaque de recouvrement 175.
Dans le logement 161 est montée folle une'bague 179 comportant des brides 180 orientées radialement vers l'inté- rieur, qui appuient contre les brides 168 de la douille 167 par l'intermédiaire de ressorts 181
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante:
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Lorsque le levier 160 tourne dans le sens de la flèche 182, le logement 161 tourne dans le même sens et entraîne la bague 179 par l'intermédiaire du dispositif de roue libre 163 164, qui n'est actif que dans ce sens, étant donné que les cavités 162 sont plus larges à une extrémité qu'à loutre.
Les ressorts 181 intercalas entre les brides 168 et 180 sont comprimés jusqu'à ce que soit leurs spires viennent porter les unes contre les autres, soit leur tension devienne plus grande que la résistance de frottement opposée par l'amortisseur. Dès cet instant, les brides 168 sont en- traînées par l'intermédiaire de la douille 167 et des disques 169, 170 et tournent par rapport aux plaques fixes 173.. 175 en surmontant la résistance du frottement créée par les disques de friction 171, 172
L'amortisseur à friction télescopant à double effet, représenté sur les figs. 15 et 16, est constitué par une douille 185,fixée par exemple au châssis du véhicule, qui est pourvue d'un couvercle de guidage 186.
Sur la tige 187, fixée à l'essieu et pourvue à son extrémité d'un cône fixe 188, sont enfilée l'un derrière loutre: un cône fendu ou divisé 189, un ressort 190, un cône d'une pièce 191 compor- tant un prolongement 192 en forme de douille et une bride 193 un disque élastique 194 et un écrou 195 appuyant sur un disque 196. Le cône 191 est entouré par un cône fendu ou divisé 197 qui est serré contre ou sur le cône 191 par un ressort 198 qui prend appui contre la bride 193 Les cônes 189 et 197 portent sur leurs périphéries des garnitures de frein 199 et 200.
Ce dispositif fonctionne de la manière suivante:
Quand, la douille 185 étant fixe, la tige 187 se déplace dans le sens de la flèche 201, la force du ressort 190 pousse d'abord le cône 189 sur le cône 188 et, partant, -
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contre la paroi de la douille 185. Le cône 197 et le cône 191 à prolongement 192, 193 ne sont d'abord pas entraxes par la tige 187 en raison de leur notable frottement par rapport à la douille 185 et de leur jeu par rapport à la tige 187, et ils restent au repos jusqu'à ce que, par exemple, le ressort 190 soit complètement comprimé. Alors seulement les deux cônes 191 et 197 sont entraînés par la tige 187.
On produit ainsi un amortissement en deux échelons ou phases tant à l'aide des amortisseurs à friction des figs.
13 et 14 qu'à l'aide des amortisseurs à friction des figs.
15 et 16.
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour l'amortissement d'oscillations, notamment pour l'amortissement du mouvement relatif entre l'essieu et la carrosserie d'un véhicule, caractérisé en ce qu'on provoque un amortissement des oscillations pendant une première phase d'amortissement, on freine ensuite complète- ment ou en substance complètement le mouvement oscillant une fois dépassée une amplitude d'oscillation prédéterminée et, enfin, on provoque pendant une seconde phase d'amortissement un amortissement ultérieur des oscillations dès l'instant où une tension prédéterminée entre la carrosserie et l'essieu est atteinte.