FR2476255A1

FR2476255A1 - Ensemble cylindre-piston avec un recipient tubulaire

Info

Publication number: FR2476255A1
Application number: FR8025501A
Authority: FR
Inventors: Hermann Itzinger; Manfred Koller; Erich Jager; Werner Christel
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1979-12-01
Filing date: 1980-11-27
Publication date: 1981-08-21
Also published as: FR2476255B1; US4375843A; DE2948391C2; DE2948391A1; GB2064715A; JPS5690141A; GB2064715B; NL8006109A; BR8007818A

Abstract

CET ENSEMBLE EST CARACTERISE EN CE QUE POUR CREER UNE TENSION INITIALE QUI MAINTIENT LE CYLINDRE 2 SERRE ENTRE LES MOYENS DE GUIDAGE ET D'ETANCHEITE 5, 6 DE LA TIGE DE PISTON 4 ET DES MOYENS D'APPUI 20 CONSTITUES PAR EXEMPLE PAR LE FOND SOUDE DU RECIPIENT, ON ETRANGLE EN 10 LA PAROI PERIPHERIQUE DU RECIPIENT SUR AU MOINS LA TOTALITE DE SON POURTOUR ET SUR UNE GRANDE PARTIE DE SA LONGUEUR, CET ETRANGLEMENT ETANT PRODUIT APRES QUE LE RECIPIENT A ETE FERME EN RABATTANT SON BORD SUPERIEUR 9. CET ENSEMBLE PEUT ETRE UTILISE NOTAMMENT COMME AMORTISSEUR A DEUX TUBES OU JAMBE A RESSORT.

Description

La présente invention concerne un ensemble cylin-

dre-piston muni d'un récipient ayant pour l'essentiel la forme d'un tube, à une extrémité duquel la tige de piston est munie de moyens d'étanchéité isolant l'intérieur du récipient de l'extérieur et de moyens de guidage immobili-

sés par déformation du récipient dans cette zone.

Des ensembles de ce type sont connus, notamment

sous la forme d'amortisseurs à deux tubes, le cylindre é-

tant, à l'intérieur du récipient, serré entre les moyens

de guidage de la tige de piston et le fond de ce dernier.

La fermeture de ces appareils s'effectue en déformant par galetage l'extrémité précitée du récipient, de façon que

le bord correspondant de celui-ci, rabattu vers l'inté-

rieur, exerce sur les moyens de guidage une pression axia-

le en direction du cylindre. Pour obtenir entre ce dernier et les moyens de guidage ou le fond du récipient, suivant

l'extrémité concernée, une liaison parfaite et bien étan-

che, il est nécessaire qu'une tension initiale agisse en-

tre ces éléments. Si la force découlant de cette tension

initiale est trop faible, il se crée des canaux qui per-

mettent un écoulement indésirable du liquide amortisseur des chambres de travail vers la chambre d'équilibrage et

diminuent ainsi l'efficacité de l'amortisseur.

Dans les amortisseurs puissants, il est connu d'in-

terposer entre le cylindre et les moyens de guidage de la tige de piston, ainsi qu'entre le cylindre et le fond du récipient, un joint d'étanchéité annulaire, qui est par exemple en fer doux. Par suite des forces considérables qui entrent en jeu, cette mesure n'est pas une garantie de

parfaite étanchéité. Par ailleurs, la tension initiale né-

cessaire pour rendre étanche la liaison entre les moyens de guidage de la tige de piston, le fond du récipient et les extrémités concernées du cylindre ne peut être obtenue

en exerçant une pression axiale sans limite lors du galeta-

ge, car il y aurait alors risque de destruction des par-

ties qui la subissent.

L'invention a donc pour objet, dans des ensembles cylindre-piston déjà fermés, d'obtenir de façon simple une

tension initiale entre le cylindre et les moyens de guida-

ge de la tige de piston, d'une part, et entre ce même cy-

lindre et le fond du récipient, d'autre part, ou d'augmen-

ter cette tension lorsqu'elle existe déjà. A cet effet, dans l'ensemble cylindre-piston selon

l'invention, le récipient présente une enfonçure de sa pa-

roi qui s'étend sur toute sa périphérie et sur une grande

partie de sa longueur et qui est produite après la ferme-

ture du récipient. Cet étranglement peut être conformé en filetage; il doit alors s'étendre au moins sur une spire complète ou sur un multiple de spire. Pour réaliser cette enfonçure, il suffit d'exercer sur la face externe de la paroi du récipient une force sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de ce dernier, et l'on obtient ainsi la tension initiale nécessaire entre le cylindre et les

moyens de guidage de la tige de piston et entre le cylin-

dre et le fond du récipient, respectivement.Cette mesure

efficace permet ainsi d'obtenir de façon simple et sans é-

léments supplémentaires une étanchéité parfaite aux extré-

mités du cylindre.

Selon une caractéristique de l'invention, l'enfonçu-

re est produite par au moins un galet en forme de tonneau.

La diminution qui en résulte de la longueur axiale du ré-

cipient soumet l'amortisseur à la tension initiale désiré%

la dite enfonçure étant, quant à elle, réalisée par un ou-

til extrêmement simple. Lorsque, selon une autre caracté-

ristique de l'invention, l'axe du ou des galets est paral-

lèle à celui du cylindre, il en résulte une enfonçure qui s'étend suivant une courbe fermée et qui n'est dont pas

inclinée sur l'axe du récipient.

Le galet lui-même est un outil très simple, en for-

me de solide de révolution dont la génératrice est un arc

à grand rayon de courbure. La face périphérique de ce ga-

let est généralement lisse; toutefois, lorsqu'il s'agit

d'un galet mené, sa face de roulement peut être striée.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la

force avec laquelle le galet est appliqué contre le réci-

pient est à peu près proportionnelle à la tension initiale désirée entre les moyens de guidage de la tige de piston

et le cylindre. On obtient ainsi de façon simple la ten-

sion initiale nécessaire avec un temps de galetage le plus

court possible.

L'invention présente une autre caractéristique, se-

lon laquelle il est prévu un appui élastique du galet pen-

dant son avance vers le récipient. En cas de fond-rond é-

ventuel du récipient, le galet peut donc adapter sa posi-

tion, ce qui élimine tout risque de formation de plis sur la partie cylindrique du récipient lors de la réalisation

de l'enfonçure.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1'

aide de la description qui suit, en référence au dessin

schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non

limitatif, une forme d'exécution de l'ensemble cylindre-

piston et des moyens d'exécution de l'enfonçure.

Dans l'unique figure, qui est une vue en coupe lon-

gitudinale, l'ensemble cylindre-piston selon l'invention est un amortisseur a double tube pour véhicules à moteur, qui comporte un piston 1, monté à l'extrémité intérieure

d'une tige de piston 4 et coulissant contre la face inter-

ne d'un cylindre 2, divisant l'intérieur de ce dernier en deux chambres de travail qui communiquent entre elles par un passage étranglé 18, lequel traverse le piston et produit l'effet d'amortissement. La tige de piston 4 sort

du cylindre 2 à travers un système de guidage et d'étan-

chéité 5, 6, qui guide son mouvement et isole de l'exté-

3o rieur l'intérieur de l'amortisseur. Ce système de guidage et d'étanchéité 5, 6 présente un prolongement 7, dont le diamètre extérieur correspond à l'alésage du cylindre 2 et qui sert au montage et au centrage de ce dernier. On

peut voir que le système 5, 6 est appliqué de façon étan-

che contre la face en bout supérieure du cylindre. L'au-

tre extrémité du cylindre ept fermée par un fond 8, qui

présente aussi un prolongement pour le centrage du cylin-

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dre 2 dans le fond 20 du récipient et sert aussi à loger

le clapet de fond 19 de l'amortisseur. Dans la forme d'e-

xécution représentée, le fond 20 est soudé a l'extrémité inférieure du récipient 1. Ce fond 20 constitue des moyens d'appui pour le cylindre.

Pour fermer l'extrémité supérieure du récipient.

et donc de l'amortisseur, on rabat le bord du récipient, à cette extrémité, contre la face en bout supérieure 21 du système de guidage et d'étanchéité. Cette opération s' effectue par galetage. Pour former ce bord rabattu 9, on

exerce donc une pression axiale sur le carter de l'amor-

tisseur, la poussée axiale étant transmise du système 5, 6 au fond 20 du récipient par l'intermédiaire du cylindre 2 et du fond 8 de celui-ci. Il résulte de cet agencement que le cylindre est sollicité en compression entre les

moyens d'appui 20 et le système 5, 6 de guidage et d'étan-

chéité, tandis que le récipient j est sollicité en trac-

tion entre les moyens d'appui 20 et son bord rabattu 2.

Lorsque la tension initiale qui s'exerce axialement sur le cylindre 2 est insuffisante, il se forme entre le prolongement 7 du système de-guidage et d'étanchéité 1,6 de la tige de piston et le cylindre 2, ainsi qu'entre ce dernier et l'épaulement de centrage du fond 8, des canaux

qui permettent un écoulement indésirable du liquide amor-

tisseur des chambres de travail du cylindre 2 vers une chambre d'équilibrage 22 définie entre le dit cylindre et

le récipient, et par conséquent une diminution de l'effi-

cacité de l'amortisseur.

Pour augmenter la tension initiale et donc l'effet de serrage entre le cylindre 2, l'organe de guidage 6 de la tige de piston et le fond 8, on produit dans la paroi périphérique du récipient 2 une enfonçure 10 à l'aide d' un galet 12. Ce galet 12 est monté en rotation dans une chape 14 et il est appliqué contre le récipient 3 par une force dirigée radialement vers l'axe de ce dernier. La

force d'application du galet 12 est à peu près proportion-

nelle à la tension initiale désirée; il faut veiller à ce que le temps nécessaire à la déformation soit le plus court possible, pour éviter un fluage de la matière. Cette enfonçure 10 a une longueur axiale relativement grande,

tandis que sa profondeur Il est réduite. Sa transition a-

vec les zones voisines du récipient est progressive et ne présente donc pas d'arêtes vives. Son profil correspond à celui de la génératrice 13 du galet, qui est faiblement bombéeet est formée par exemple par un arc de cercle d'un rayon de 200mm. La transition entre ce profil de la face périphérique du galet et les faces en bout de ce dernier s'effectue par un arc de petit rayon. Il est avantageux que le rayon de la génératrice 13 soit égal à au moins 1,5 fois, de préférence 2 fois la longueur axiale de 1' enfonçure 10. Cette longueur axiale relativement grande provoque un raccourcissement de la longueur du récipient 3 et crée une tension initiale qui serre le cylindre 2 entre le système de guidage et d'étanchéité 5, 6 et le fond 8, ce qui empêche la formation de canaux entre les faces en bout du cylindre et les faces des éléments 5,6

et 8, avec lesquelles elles sont en contact. Pour la sim-

plicité du dessin, un seul galet 12 a été représenté dans la figure. Il est avantageux que plusieurs outils de ce genre soient répartis sur la périphérie du récipient. On obtient par cette enfonçure la tension initiale axiale sans exercer directement de force dans le sens de l'axe

de l'ensemble cylindre-piston.

Le galet 12 représenté dans la figure possède une surface lisse, mais rien n'empêche de strier sa surface

pour éliminer le glissement entre lui et la surface du ré-

cipient 3. Il est sans importance pour la réalisation de

l'enfonçure 10 que le galet 12 ou le récipient 3 soit en-

trainé en rotation. Dans la forme d'exécution représentée,

la chape 14 forme en même temps le piston d'un vérin hy-

draulique. Le fluide hydraulique arrive par un canal 16 à l'intérieur du cylindre 15 de ce vérin. Il est avantageux que lorsque l'avance du galet est de type hydraulique, le système hydraulique offre une certaine élasticité pour 1' appui du galet, car ceci permet à ce dernier de s'adapter aux faux-ronds éventuels du récipient 3 sans formation de

plis dans la zone de l'enfonçure 10.

La longueur axiale des galets 12 et de l'enfonçure 10 n'est pas limitée à celle représentée dans la figure; elle peut être beaucoup plus grande. La profondeur Il est

habituellement comprise entre quelques dixièmes de milli-

mètre et un millimètre.

A la différence de la forme d'exécution représentée,

il est parfaitement possible de donner à l'enfonçure 10 u-

ne forme hélicoïdale, auquel cas elle devra former au -- F. moins une spire complète ou plusieurs fois une spire. L'

axe du galet 12, au lieu d'être parallèle à celui du réci-

pient 3, sera incliné sur ce dernier. L'enfonçure peut

sans problème occuper toute la longueur axiale du réci-

pient non encore soumis à la tension initiale.

Pour fabriquer l'ensemble cylindre-piston selon 1' invention, on introduit le cylindre 2 dans le récipient 2, jusqu'à ce que l'extrémité inférieure du cylindre vienne en contact avec les moyens d'appui constitués par le fond du récipient, puis on enfonce le système d'étanchéité

et de guidage (5,6) dans l'extrémité supérieure du réci-

pient.. jusqu'à ce qu'il vienne approximativement en bu-

tée contre l'extrémité supérieure du cylindre, après quoi on rabat le bord supérieur 9 du récipient et l'on réalise

l'enfonçure 10.

Pour réaliser cette dernière, on introduit du flui-

de hydraulique dans le cylindre 15; le piston-chape 14 se

déplace alors en direction du récipient 2 et applique con-

tre la paroi de ce dernier le galet 12 avec une force ré-

glée; au bout d'un temps déterminé, on ramène le galet en

arrière. La course du piston-chape 14 n'est pas limitée.

Des supports 23, sommairement représentés dans la

figure, illustrent comment l'ensemble cylindre-piston est immobilisé pendant cette opération. Il va de soi qu'on peut aussi utiliser d'autres formes de supports. On peut,

par exemple, immobiliser l'ensemble cylindre-piston sim-

plement en'appliquant simultanément sur sa face p6riphéri-

que plusieurs galets 12 uniformément répartis.

L'enfonçure 10 n'est pas obligatoirement réalisée par des moyens mécaniques. On peut aussi utiliser pour la produire un procédé de déformation électromagnétique. On peut voir à la figure que la génératrice 13 de la face de révolution du galet 12 est un arc de rayon R, qui correspond à deux fois environ la longueur axiale de

l'enfonçure 10. Celle-ci est au moins égale à 5%, de pré-

férence 10%, de la distance axiale entre le fond 20 et le bord rabattu 9 du récipient 3. En valeur absolue, elle est

au moins égale à 25 mm.

Claims

- RVENDICATIONS -

1.- Ensemble cylindre-piston, notamment pour amor-

tisseurs et jambes à ressort, comportant:

a) un récipient (3), dont la forme est pour l'essentiel tu-

bulaire et qui présente une première et une seconde zo- ne d'extrémité axiale, b) un cylindre (2), logé à l'intérieur du récipient (3), avec unepremière zone d'extrémité axiale, qui est tournée vers celle du récipient, et une seconde zone d'

extr6émité axiale, qui est tournée vers celle du réci-

pient, c) des moyens d'appui (20) sur le récipient (3), dans la première zone d'extrémité de celui-ci, pour fournir un appui axial à la première zone d'extrémité axiale du cylindre (2), d) un système de guidage et d'6tanchéité (5,6) de la tige

de piston, qui est logé au moins en partie à l'int6-

rieur de la seconde zone d'extrémité axiale du réci-

pient (3) et prend appui dans le sens axial sur la se-

conde zone d'extrémité axiale du cylindre (2), e). une déformation (9), dans la seconde zone d'extrémité

axiale du récipient (3), par laquelle le système de gui-

dage et d'étanchéité (5,6) est immobilisé dans le sens

axial relativement au récipient (3) de façon que le cy-

lindre soit immobilisé axialement entre les moyens d' appui (20) et le système de guidage et deétanchéité, f) une tige de piston (4) introduite dans le cylindre (2) à travers le système de guidage et d'étanchéité (5,6) ,

g) un.piston (1), monté sur la tige de piston (4) à l'inté-

rieur du cylindre (2),

caractérisé en ce que le récipient (3) présente une enfon-

çure (10) de sa paroi, qui s'étend sur au moins toute sa périphérie et sur une grande partie de sa longueur et qui

est produite après la fermeture du récipient.

2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé

en ce que l'enfonçure (10) a une longueur axiale égale à -

au moins 5%, de préférence au moins 10%, de la distance a-

xiale entre les moyens d'appui (10) et la déformation (9).

3.- Ensemble selon la revendication t ou la reven-

dication 2, caractérisé en ce que l'enfonçure (10) a une

longueur axiale d'au moins 25 mm.

4.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la profondeur radiale de l'enfonçure (.10) est comprise entre quelques dixièmes

de millimètre et un millimètre.

5.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que la transition entre l' enfonçure (10) et les zones voisines du récipient (3) est

exempte d'arêtes vives.

6.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que le cylindre (2) est sollicité en compression entre les moyens d'appui (20) et le système de guidage et d'étanchéité (5,6) et en ce que

le récipient (3) est sollicité en traction entre les moy-

ens d'appui (20) et la déformation (9).

7.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'appui sont

formés par un fond (20) du récipient (3).

8.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce que le système de guidage et d'étanchéité (5,6) de la tige de piston vient en butée de façon sensiblement étanche contre la seconde zone d'

extrémité axiale du cylindre (2).

9.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que l'espace intérieur du cylindre (2) communique, dans la première zone d'extrémité de celui-ci, par un passage étranglé (19) avec un espace

annulaire (22) défini entre le récipient et le cylindre.

10.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 9, caractérisé en ce que le piston divise l'in-

térieur du cylindre (2) en deux chambres de travail, qui

communiquent entre elles par un passage étranglé (18).

11.- Ensemble selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 ài 10, caractérisé en ce que la déformation (9) x dans la seconde zone d'extrémité axiale du récipient (3) est constituée par un bord rabattu vers l'intérieur, qui prend appui contre une face (21) tournée dans le sens de l'axe du récipient, que présente le système de guidage et d'étanchéité (5,6).

12.- Procédé de fabrication d'un ensemble cylindre-

piston selon la revendication 1, dans lequel le cylindre (2) est introduit dans le récipient (3) jusqu'à ce que la première zone d'extrémité de ce cylindre viennt en contact avec les moyens d'appui, puis le système de guidage et d'

étanchéité (5,6) est introduit dans la seconde zone d'ex-

trémité du récipient (3) jusqu'à ce qu'il vienne à peu

près en butée contre la seconde zone d'extrémité du cylin-

dre (2), après quoi on effectue la déformation (9), carac-

térisé en ce qu'après avoir effectué la déformation (9) de la seconde zone d'extrémité du récipient, on réalise

l'enfonçure (10).

13.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'enfonçure (10) est effectuée à l'aide d'au moins un galet (12), dont la face périphérique est bombée en forme de tonneau, qui est monté en rotation sur son

axe, lequel est sensiblement parallèle à celui du réci-

pient (3I, ce galet étant pressé radialement contre le

récipient en même temps qu'un mouvement de rotation rela-

tif a lieu entre le récipient et le galet.

14.- Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on utilise un galet done la face de révolution a pour génératrice (13) un arc, le rayon de cet arc étant égal à au moins 1,5 fois, de préférence au moins 2 fois

la longueur axiale de l'enfonçure (10).

15.- Procédé selon la revendication 13-ou la reveil-

dication 14, caractérisé en ce que la galet est pressé contre le récipient (3) par un dispositif presseur (14,

) avec une force réglable.

16.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 13 à 15, caractérisé en ce que le galet (12) est

pressé contre le récipient (3) par l'intermédiaire de moy-

ens de transmission élastiques.