FR2720448A1 - Vérin de suspension à trois chambres. - Google Patents

Abstract

Vérin de suspension à trois chambres, comprenant un corps de vérin, une tige de vérin, une chambre de compression (CH1), une chambre de détente (CH2) et une chambre de gavage (CH3), ainsi qu'au moins un élément limiteur de compression mettant en communication la chambre de compression et la chambre de garage et au moins un élément limiteur de détente mettant en communication la chambre de détente et la chambre de garage caractérisé en ce qu'il comporte, à une extrémité du vérin, un élément (30) de corps de vérin dans lequel sont disposés lesdits éléments limiteurs (50, 60), et en ce que la tige de vérin (10) comporte, au moins sur une partie de sa longueur, au moins deux conduits (21, 22) mettant en communication chacun desdits éléments limiteurs et une dite chambre, au moins un des conduits (22) étant formé par coopération de deux pièces complémentaires (10, 20).

Description

La présente invention a pour objet un vérin de suspension à trois chambres, comprenant un corps de vérin, une tige de vérin, une chambre de compression, une chambre de détente et une chambre de gavage, ainsi qu'au moins un élément limiteur de compression mettant en communication la chambre de compression et la chambre de gavage et au moins un élément limiteur de détente mettant en communication la chambre de détente et la chambre de gavage.

La fonction de ces éléments limiteurs est de définir la caractéristique d'amortissement du vérin.

Les vérins de suspension à haute performance, notamment mis en oeuvre dans certains véhicules blindés, présentent nécessairement des éléments limiteurs réglables qu'il est de ce fait avantageux de pouvoir loger à une extrémité du vérin pour pouvoir en assurer le réglage sur le vérin lui-même ou à partir d'un système de commande centralisé.

L'état actuel de la technique consiste à forer dans le piston ou la tige de vérin un trou central correspondant à l'un des circuits entouré d'une ou de plusieurs séries de trous de faible diamètre constituant un ou plusieurs autres conduits. Cette disposition présente l'inconvénient d'une réalisation en série délicate et onéreuse, le forage de trous profonds de faible diamètre nécessitant des machines et des forets spéciaux adaptés à l'évacuation des copeaux, notamment par injection de lubrifiant sous pression.

D'autre part, cette technique est difficilement compatible avec l'optimisation de la taille de ces trous. En effet, la tenue des performances d'amortissement impose que les pertes de charges dans les conduits soient réduites au minimum, la tige de piston recevant ces conduits devant être conçue de façon à réserver à chaque section de passage la surface maximale.

I1 en résulte donc que dans les vérins de suspension de l'Art Antérieur, il n'a pas été jusqu'à présent possible de loger l'ensemble des éléments limiteurs à une extrémité du vérin, tout en leur assurant une alimentation en fluide à faible perte de charge.

La présente invention a pour objet un vérin de suspension dans lequel il est possible de loger sans difficulté particulière l'ensemble des éléments limiteurs réglables à une extrémité du vérin.

Le vérin de suspension selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte, à une extrémité du vérin, un élément de corps de vérin dans lequel sont disposés lesdits éléments limiteurs, et en ce que la tige de vérin comporte, au moins sur une partie de sa longueur, au moins deux conduits mettant en communication chacun desdits éléments limiteurs et une dite chambre, au moins un des conduits étant formé par coopération de deux pièces complémentaires.

On évite ainsi les problèmes précités que pose l'usinage de trous de grande longueur.

Il est avantageux que les deux pièces complémentaires soient constituées d'une part par un tube et d'autre part par un élément de forme allongée présentant un contour extérieur rainuré ayant au moins une rainure refermée par le tube pour former au moins un dit conduit.

L'élément de forme allongée peut présenter une ouverture axiale, cette ouverture axiale pouvant être en communication, à une de ses extrémités, avec la chambre de gavage, et à son autre extémité, avec la sortie des éléments limiteurs.

L'élément de forme allongée est de préférence fretté dans le tube. I1 peut présenter, en coupe, la forme d'une étoile dont les branches sont séparées par lesdites rainures et dont les extrémités forment, par frettage, une étanchéité entre les conduits.

Selon un mode de réalisation, la tige de vérin présente un premier conduit formé par coopération de deux pièces complémentaires et mettant en communication la chambre de détente et une entrée d'un premier élément limiteur de détente.

Le vérin de suspension selon l'invention peut comporter, en parallèle, deux éléments limiteurs de détente, dont ledit premier élément présente une caractéristique de pression croissante en fonction du débit et dont le deuxième présente une caractéristique de pression telle qu'il produise un amortissement plus énergique que le premier élément limiteur de détente, par exemple une caractéristique de pression constante en fonction du débit, qui présente l'avantage d'une dissipation d'un maximum d'énergie.

Le vérin de suspension peut comporter un moyen pour obturer le premier conduit lorsque le vérin atteint ou dépasse un état de détente donné, la tige de vérin comportant un deuxième conduit formé par coopération de deux pièces complémentaires et mettant en communication la chambre de détente et une entrée du deuxième limiteur de détente. Ceci permet, en fin de course de détente, d'inactiver le premier élément limiteur de détente présentant une caractéristique de pression croissante en fonction du débit, le deuxième limiteur de détente permettant alors d'éviter que le vérin ne soit soumis à une surpression trop importante, tout en assurant un amortissement plus énergique du mouvement du vérin.

Le vérin de suspension selon l'invention peut comporter, en parallèle, deux éléments limiteurs de compression, dont le premier présente une caractéristique de pression croissante en fonction du débit et dont le deuxième présente une caractéristique de pression constante en fonction du débit. Le deuxième limiteur peut intervenir à tout moment lors d'une mise en compression du vérin, de manière à éviter à celui-ci d'être soumis à une surpression trop importante.

Le vérin de suspension peut comporter au moins un clapet anti-retour également logé dans ledit élément de corps de vérin, permettant le gavage de la chambre. de compression au cours du mouvement de détente.

L'invention concerne également un élément de système hydraulique à conduits multiples caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pièces complémentaires, au moins un des conduits étant formé par coopération entre lesdites pièces complémentaires;
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, en liaison avec les dessins ci-annexés dans lequels
- les figures la et lb représentent en coupe longitudinale, un vérin de suspension selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la figure la étant la partie gauche et le figure lb la partie droite de la coupe
- les figures 2a et 2b illustrent le principe de fonctionnement du vérin de suspension selon l'invention, respectivement en compression et en détente, le schéma hydraulique étant représenté à la figure 3
- la figure 4 représente une vue agrandie de l'extrémité du vérin représentée à la figure lb
- les figures 5 et 6 sont des coupes respectivement B-B et C-C de la figure 4.

Comme représenté aux figures la et lb, le vérin de suspension est du type à trois chambres et comporte une chambre de compression CH1, une chambre de détente CH2 et une chambre de gavage CH3 reliées à un accumulateur pneumatique 40 par l'intérmédiaire d'un piston coulissant 5 pourvu d'éléments d'étanchéité 42.

En compression, les transferts de fluide hydraulique s'effectuent de la chambre CH1 vers la chambre CH3 en passant par un limiteur de pression 60 et le remplissage de la chambre CH2 s'effectue à partir de la chambre CH3 à travers un clapet anti-retour G2 (voir figure 2a).

En détente, les transferts de fluide s'effectuent de la chambre CH2 vers la chambre CH3 en passant par un limiteur de pression 50 et le remplissage de la chambre CH1 s'effectue à partir de la chambre CH3 à travers un clapet anti-retour G1 (voir figure 2b).

Les limiteurs de pression 50 et 60 présentent une caractéristique de pression croissante en fonction du débit, par exemple une caractéristique linéaire ayant une pente donnée.

Un limiteur 80 destiné à permettre un écrêtage de pression peut être disposé en parallèle avec le limiteur 60. Sa fonction est d'éviter une surcharge de pression du vérin lors d'une compression. Ce limiteur d'écrêtage 80 présente par exemple une caractéristique de pression constante en fonction du débit qui le traverse.

Si, lors d'une compression du vérin de compression, la pression à l'intérieur de la chambre de compression CH1 dépasse la valeur de la pression nominale de tarage du limiteur 80, celui-ci dérive le débit qui traversait le limiteur 60 et maintient la pression dans la chambre CH1 à cette valeur de pression de tarage en remplissant ainsi la fonction d'écrêtage précitée.

Ceci permet de protéger le vérin de suspension, par exemple un vérin de suspension d'un véhicule blindé, lors du franchissement d'un obstacle en relief, sollicitant une compression brutale du vérin de suspension.

En fin de détente, il peut être prévu que le circuit du limiteur 50 soit obturé en fin de course et que le transfert de fluide s'effectue alors à travers un limiteur 70 produisant un amortissement plus énergique compatible avec la tenue mécanique du vérin de façon à réduire la vitesse de contact de la butée de détente. Ce limiteur 70 peut être d'un type similaire au limiteur 80 précité mais réglé à une valeur nettement plus élevée, ce qui permet d'assurer en toute circonstance une pression d'écrêtage donnée qui ne sera pas dépassée, par exemple lorsque la roue d'un véhicule blindé suspendu à l'aide du vérin de suspension précité franchit un obstacle en creux, tel qu'un fossé.

On notera que, en particulier lors du franchissement d'un obstacle, un vérin de suspension de véhicule blindé assurant une charge statique de 4500 kg peut atteindre une vitesse linéaire instantanée de 5 m/s et un débit instantané de 2500 1/mon.

Afin de permettre le réglage des limiteurs 50, 60, 70 et 80 dans les différentes phases de fonctionnement, ceux-ci sont implantés dans une pièce 30 montée à une extrémité du vérin de suspension. A cet effet, comme le montre plus particulièrement la figure 4, les limiteurs 50, 60, 70 et 80 sont logés dans une pièce 30 présentant à une extrémité une région cylindrique filetée 34 permettant son montage à l'extrémité d'une pièce cylindrique 7 constituant un élément du corps du vérin. A son autre extrémité, la pièce 30 est reliée par une région de col 36 à une première rotule 1.

Comme le montre la figure 3, la tige de vérin (10, 20) présente un conduit axial 21 en communication à une extrémité avec la chambre de gavage CH3 et à une autre extrémité avec les sorties des limiteurs 50, 60, 70 et l'entrée du clapet anti-retour G1. Le circuit hydraulique comporte également un conduit 22 entre la chambre de détente CH2 et la partie amont du limiteur 50 ainsi qu'un conduit 29 qui est en parallèle avec le conduit 22 pour alimenter l'amont du limiteur 70. La partie amont montrée des limiteurs 60 et du clapet antiretour G1 sont mis en communication avec la chambre de compression CH1 par une portion de conduit 28 de la pièce 30. Enfin, le clapet anti-retour G2 est disposé directement à l'interface entre la chambre de gavage CH3 et la chambre de détente CH2.

Les figures la et lb montrent également que l'élément de corps de vérin 7 présente un diamètre supérieur à l'élément de corps de vérin 3 le long duquel il coulisse, une étanchéité entre ces deux pièces étant obtenue par des joints 43. Le piston 5 coulisse à l'intérieur de l'élément 3 (étanchéité par joints 42) et la pièce 2 qui est fixée à une extrémité de l'élément 3 porte l'autre rotule 4 du vérin. L'autre extrémité de l'élément 3 porte une bague cylindrique 8 coulissant à l'extérieur le long de l'élément 7 (étanchéité et guidage par le palier 44) et à l'intérieur le long d'un tube 10 constituant une tige de piston du vérin (étanchéité et guidage par le palier 46), le tube 10 étant fixé à une extrémité dans la pièce 30 et portant à une autre extrémité une collerette cylindrique 6 coulissant à l'extérieur le long de élément 3 (étanchéité et guidage par le palier 45).

Comme le montre plus particulièrement la figure 5, une pièce 20 présentant en section une forme d'étoile dont les branches 25 sont destinées à définir des conduits est emmanchée à force ou frettée à l'intérieur du tube 10 formant tige de piston, ce tube étant usiné intérieurement et extérieurement. La pièce allongée 20 présente une ouverture axiale 21 définissant le conduit 21 précité entre la chambre de gavage CH3 et l'aval des limiteurs 50 et 60. Les figures lb et 5 montrent également que le conduit 22 est constitué par deux rainures diamétralement opposées de la pièce 20, ces rainures étant en communication avec la chambre de détente CH2 par des ouvertures 11 ménagées dans la paroi du tube 10. Ces ouvertures 11 sont disposées de manière telle que, lors d'une détente du vérin de suspension et au-delà d'une certaine course de détente donnée, elles soient refermées par le palier 46 de la bague 8 portée par l'extrémité de l'élément de corps de vérin 3. Ceci permet d'obtenir l'obturation désirée du conduit 22 qui alimente le limiteur 50, de manière à remplir la fonction de limitation de pression en fin de détente qui permet en particulier de produire un amortissement plus énergique du vérin de façon à réduire sa vitesse de contact avec la butée de détente. La butée de détente est constituée par la partie tronconique 101 de la bague 8 contre laquelle vient en butée la partie tronconique complémentaire 102 de la bague 6. On notera également le conduit 103 s'étendant à partir de la partie tronconique 102 de la bague 6 pour mettre en communication la chambre de détente CH2 avec l'aval du clapet anti-retour G2 logé dans la bague 6.

Comme le montre la figure 4, les rainures 22 sont en communication avec l'amont du limiteur 50 par une portion de conduit 106. Le limiteur 50 est un limiteur à faible course de type connu comprenant une butée réglable 52 et un ensemble de une ou plusieurs rondelles élastiques ou rondelles Belleville. La pression soulève la rondelle et un débit proportionnel à la pression s'établit entre le conduit 106 et une chambre 53. Le flux s'écoule dans la chambre 53 qui est en communication avec le canal central 21 par un conduit (non représenté) de la pièce 30.

Le limiteur 60 présente de la même façon un ensemble de rondelles Belleville 61 et une butée réglable 62.

La figure 6 montre l'agencement des limiteurs 70 et 80. Ceux-ci présentent une caractéristique de pression constante en fonction du débit. On comprendra qu'en pratique on pourra utiliser pour le limiteur 70, tout limiteur présentant une action plus énergique que le limiteur 50, par exemple un limiteur présentant une courbe de pression en fonction du débit ayant une pente plus faible, et pour le limiteur 80, tout limiteur susceptible de procurer une fonction d'écrêtage.

Dans l'exemple représenté, chacun des limiteurs 70, 80 présente un tiroir rappelé par un ressort respectivement 73, 83 et susceptible de coulisser longitudinalement dans l'axe du limiteur 70, 80. Un clapet piloté à pointeau respectivement 77, 87 est rappelé en position normalement fermée par un ressort calibré respectivement 76 et 86 pour obturer une ouverture respectivement 78 et 88. L'entrée du fluide est constituée par des canaux 97 et 98 en communication respectivement avec la chambre de détente CH2 et la chambre de compression CH1. Une ouverture axiale calibrée 79, 89 des tiroirs 71, 81 permet aux fluides alimentant les limiteurs d'être en communication, par l'intermédiaire des logements des ressorts 73, 83 avec les pointeaux respectivement 77, 87 pour réaliser une mesure de pression. Enfin, les tiroirs 71, 81 présentent des rainures longitudinales externes s'étendant sur une partie seulement de leur longueur, les rainures étant référencées respectivement 72 et 82. Tant que la pression dans le canal 97, 98, n'atteint pas la valeur de la pression de tarage des pointeaux 77, 87, les tiroirs correspondants 71 et 81 sont rappelés normalement en butée par le ressort correspondant 73 ou 83. Si par exemple, la pression dans le canal 97 dépasse la valeur de la pression de tarage du pointeau 77, par exemple 100 bars, celui-ci s'ouvre, créant ainsi une dépression dans le tiroir à l'aval de l'ouverture 79, d'où un déplacement du tiroir 71 (vers la droite sur le dessin) permettant à la rainure 72 de laisser passer le fluide entre le canal 97 et le canal 91. Ceci permet d'obtenir une caractéristique de pression constante en fonction du débit donc un écrêtage permettant d'éviter que le vérin soit soumis à des pressions supérieures à la pression correspondant à la pression d'ouverture du pointeau 77 qui est déterminée par le tarage du ressort 76. Le fonctionnement est bien entendu le même en ce qui concerne l'autre limiteur référencé 80.

De tels limiteurs de pression à clapet piloté permettent d'obtenir une très grande dissipation d'énergie.

Le repère 95 (figure 6) désigne un bouchon de l'orifice de remplissage d'huile. Le repère 94 désigne un dispositif tel qu'une soupage de sécurité qui est en communication avec le conduit 21 par l'intermédiaire d'un canal 93.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Vérin de suspension à trois chambres, comprenant un corps de vérin, une tige de vérin, une chambre de compression (CH1), une chambre de détente (CH2) et une chambre de gavage (CH3), ainsi qu'au moins un élément limiteur de compression mettant en communication la chambre de compression et la chambre de gavage et au moins un élément limiteur de détente mettant en communication la chambre de détente et la chambre de gavage caractérisé en ce qu'il comporte, à une extrémité du vérin, un élément (30) de corps de vérin dans lequel sont disposés lesdits éléments limiteurs (50, 60), et en ce que la tige de vérin (10) comporte, au moins sur une partie de sa longueur, au moins deux conduits (21, 22) mettant en communication chacun desdits éléments limiteurs et une dite chambre, au moins un des conduits (22) étant formé par coopération de deux pièces complémentaires (10, 20).

2. Vérin de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux pièces complémentaires sont, dune part, un tube (10) et d'autre part un élément de forme allongée (20) présentant un contour extérieur rainuré ayant au moins une rainure (22) refermée par le tube (10) pour former au moins un dit conduit (22, 29) formé par coopération de deux pièces complémentaires.

3. Vérin de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de forme allongée (20) présente une ouverture axiale (21).

4. Vérin de suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ouverture axiale (21) est en communication, à une de ses extrémités, avec la chambre de gavage (CH3), et à son autre extrémité, avec la sortie des éléments limiteurs (50, 60).

5. Vérin de suspension selon une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'élément de forme allongée (20) est fretté dans le tube (10).

6. Vérin de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de forme allongée présente, en coupe (20), la forme d'une étoile dont les branches (25) sont séparées par lesdites rainures (22) et dont les extrémités (26) forment, par frettage, une étanchéité entre les conduits (22, 29).

7. Vérin de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige de vérin (10, 20) comporte un premier conduit (22) mettant en comunication la chambre de détente (CH2) et une entrée d'un premier élément limiteur de détente (50).

8. Vérin de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, en parallèle, deux éléments limiteurs de détente (50, 70), dont ledit premier élément (50) présente une caractéristique de pression croissante en fonction du débit et dont le deuxième (70) présente une caractéristique de pression produisant un amortissement plus énergique que le premier élément limiteur de détente (50).

9. Vérin de suspension selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (11) pour obturer le premier conduit (22) lorsque le vérin atteint ou dépasse un état de détente donné en ce que la tige de vérin (10, 20) comporte un deuxième conduit (29) formé par coopération de deux pièces complémentaires et mettant en communication la chambre de détente (CH2) et une entrée du deuxième limiteur de détente (70).

10. Vérin de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, en parallèle, deux éléments limiteurs de compression (60, 80), dont le premier (60) présente une caractéristique de pression croissante en fonction du débit.

11. Vérin de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un clapet anti-retour (G1) logé dans ledit élément de corps vérin.

12. Vérin de suspension selon la revendication 1, appliqué à un élément de système hydraulique à conduits multiples, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pièces complémentaires (10, 20) au moins un des conduits (22) étant formé par coopération entre lesdites pièces complémentaires (10, 20).

13. Vérin de suspension selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux pièces complémentaires sont, d'une part, un tube (10) et d'autre part un élément de forme allongée (20) présentant un contour extérieur rainuré ayant au moins une rainure (22) refermée par le tube (10) pour former au moins un dit conduit (22, 29) formé par coopération de deux pièces complémentaires.