FR2515295A1 - PNEUMATIC SPRING - Google Patents

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    • F16F9/05Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type

Abstract

The invention relates to an air spring having a jacket which consists of flexible, elastomeric material and is connected in the region of both of its open ends to in each case one rigid body. The connection of the jacket to the rigid bodies is produced by using rings which clamp the ends of the jacket against the rigid bodies.

Description

La présente invention est relative à un ressort pneumatique, c2est-à-dire un ressort essentiellement constitué par une enveloppe en matière flexible, contenant de l'air, munie de deux ouvertures au niveau desquelles l'enveloppe est reliée à des éléments en matière rigide qui constituent les extrémités de ce ressort. The present invention relates to an air spring, that is to say a spring essentially constituted by an envelope made of flexible material, containing air, provided with two openings at the level of which the envelope is connected to elements made of rigid material. which constitute the ends of this spring.

On connaît différents types de ressorts pneumatiques qui rentrent tous dans la définition générale indiquée ci-dessus et qui diffèrent les uns des autres, soit par la forme de l'enveloppe, soit par la forme des éléments en matière rigide constituant les extrémités du ressort. Different types of pneumatic springs are known which all fall within the general definition indicated above and which differ from one another, either by the shape of the casing, or by the shape of the rigid material elements constituting the ends of the spring.

Tous les types de ressorts pneumatiques déjà connus présentent l'inconvénient d'exiger, pour garantir une parfaite étanchéité dans le raccordement entre l'enveloppe en matière flexible et les éléments en matière rigide, une grande précision d'usinage des bords des ouvertures de l'enveloppe et des zones des éléments rigides avec lesquelles les bords des ouvertures de lEenveloppe doivent entrer en contact. All types of pneumatic springs already known have the drawback of requiring, in order to guarantee perfect sealing in the connection between the envelope of flexible material and the elements of rigid material, high precision in machining the edges of the openings of the enclosure and areas of rigid elements with which the edges of the enclosure openings should come into contact.

Cette grande précision d'usinage implique, pour tous les ressorts connus, la nécessité de former un talon rigide au niveau des bords des ouvertures de l'enveloppe. This high machining precision implies, for all known springs, the need to form a rigid heel at the edges of the openings of the envelope.

En outre, les ressorts pneumatiques déjà connus ne permettent pas de réaliser de yrands allongements du fait que, si l'on veut éviter le risque de perte d'étanché- ité au niveau du contact entre les bords des ouvertures de l'enveloppe et les éléments rigides, perte qui se produirait sarement si l'allongement des ressorts pneumatiques connus était suffisant pour une sollicitation de traction entre les talons prévus aux bords des ouvertures de llenveloppe et les zones des éléments rigides avec lesquelles les talons sont en contact. In addition, the already known pneumatic springs do not make it possible to achieve large elongations because, if one wishes to avoid the risk of loss of tightness at the level of the contact between the edges of the openings of the envelope and the rigid elements, loss which would occur if the elongation of known pneumatic springs were sufficient for a tensile stress between the heels provided at the edges of the openings of the envelope and the zones of the rigid elements with which the heels are in contact.

Un des buts de l'invention est d'éliminer les inconvénients des ressorts pneumatiques qui ont été cités plus haut. One of the aims of the invention is to eliminate the drawbacks of the air springs which have been mentioned above.

L'invention a pour objet un ressort pneumatique comprenant une enveloppe en matière flexible munie de deux ouvertures au niveau desquelles se trouvent des éléments en matière rigide et des moyens de liaison entre l'enveloppe et ces éléments, caractérisé en ce que l'enveloppe en matière flexible est une membrane cylindrique en matière élastomère dont les bords, qui sont eux aussi en matière élastomère, ont une épaisseur supérieure à celle de la partie restante de la membrane cylindrique. The subject of the invention is a pneumatic spring comprising an envelope made of flexible material provided with two openings at the level of which are elements made of rigid material and means of connection between the envelope and these elements, characterized in that the envelope made of flexible material is a cylindrical membrane of elastomeric material whose edges, which are also made of elastomeric material, have a thickness greater than that of the remaining part of the cylindrical membrane.

La description qui va suivre et qui ne présente aucun caractère limitatif, doit être lue en regard de la figure unique annexée qui est une vue en coupe d'un ressort pneumatique suivant l'invention. The description which follows and which has no limiting character, should be read with reference to the single appended figure which is a sectional view of a pneumatic spring according to the invention.

D'une façon générale, conformément à la présente invention, un ressort pneumatique comprend une enveloppe de matière flexible constituée par une membrane cylindrique en matière élastomère qui renferme éventuellement un tissu de renforcement et dont les bords se trouvent au niveau des bases de la forme cylindrique entièrement en matière élastomère, contiennent éventuellement les bords du tissu tubula ire cité plus haut et possèdent une épaisseur supérieure à l'épaisseur de la partie restante de la meme cylindrique. In general, in accordance with the present invention, an air spring comprises an envelope of flexible material constituted by a cylindrical membrane of elastomeric material which optionally contains a reinforcing fabric and the edges of which lie at the bases of the cylindrical shape. entirely of elastomeric material, possibly contain the edges of the tubular fabric mentioned above and have a thickness greater than the thickness of the remaining part of the same cylindrical.

La membrane cylindrique porte des éléments rigides serrés sur elle au droit de ses bases.The cylindrical membrane carries rigid elements tight on it at the right of its bases.

Sur la figure unique, on a représenté une forme particulièrement de réalisation d'un ressort pneumatique conforme au principe général de résolution du problème exposé plus haut. In the single figure, a particular embodiment is shown of an air spring conforming to the general principle of solving the problem described above.

Comme on peut le voir sur cette figure, le ressort pneumatique comprend une enveloppe 1 constituée par une membrane en matière élastomère qui renferme éventuellement un tissu tubulaire en qualité de structure résistante aux sollicitations, enveloppe qui possède une forme cylindrique lorsque le ressort est entièrement en extension tandis que, dans les conditions de régime normal de travail du ressort, l'enveloppe présente la configuration de deux segments cylindriques coaxiaux 2 et 3 raccordés entre eux par un segment courbe 4.  As can be seen in this figure, the pneumatic spring comprises a casing 1 constituted by a membrane of elastomeric material which optionally contains a tubular fabric as a structure resistant to stresses, casing which has a cylindrical shape when the spring is fully extended while, under the conditions of normal working conditions of the spring, the envelope has the configuration of two coaxial cylindrical segments 2 and 3 connected together by a curved segment 4.

Aux extrémités de la membrane ou de l'enve- loppe 1, les bords 5 et 6 de cette membrane ont une épaisseur supérieure à l'épaisseur de la paroi de la membrane. At the ends of the membrane or of the envelope 1, the edges 5 and 6 of this membrane have a thickness greater than the thickness of the wall of the membrane.

Plus particulièrement, les bords 5 et 6 de la membrane ou enveloppe 1 ont une surface extérieure 7 tronconique, la grande base de la forme tronconique étant située au niveau de la partie la plus extérieure des bords tandis que la surface intérieure 8 est cylindrique. More particularly, the edges 5 and 6 of the membrane or envelope 1 have a frustoconical outer surface 7, the large base of the frustoconical shape being located at the outermost part of the edges while the inner surface 8 is cylindrical.

Au droit des extrémités de la membrane et de l'enveloppe 1, où se trouve le bord 5, un premier élément ou godet. 9 en matière rigide, par exemple métallique, est monté dans la cavité de l'enveloppe 1. In line with the ends of the membrane and of the casing 1, where the edge 5 is located, a first element or bucket. 9 made of rigid material, for example metallic, is mounted in the cavity of the casing 1.

Le godet 9 comprend une paroi cylindrique 10 fermée a une base par un disque 11 sur lequel se trouve une pièce de talle pliée 12 qui sert à relier le ressort à un support. En outre, le bord 13 de la paroi cylindrique 10 du godet 9 est profilé en forme de lèvre évasée vers l'extérieur de la forme cylindrique, dont la paroi 10 est formée,et une bague circulaire 14 entoure la membrane ou enveloppe 1 et la presse contre la paroi cylindrique 10 du godet 9. The bucket 9 comprises a cylindrical wall 10 closed at a base by a disc 11 on which there is a folded tiller piece 12 which serves to connect the spring to a support. In addition, the edge 13 of the cylindrical wall 10 of the cup 9 is profiled in the shape of a flared lip towards the outside of the cylindrical shape, the wall 10 of which is formed, and a circular ring 14 surrounds the membrane or envelope 1 and the press against the cylindrical wall 10 of the cup 9.

Plus particulièrement, la bague 14 est disposée sur l'enveloppe 1 de manière a laisser le bord 5 de cette dernière en contact avec la partie cylindrique 10 du godet 9 mais vers l'extérieur du ressort pneumatique.. More particularly, the ring 14 is arranged on the casing 1 so as to leave the edge 5 of the latter in contact with the cylindrical part 10 of the bucket 9 but towards the outside of the pneumatic spring.

De même, a l'extrémité de la membrane ou enveloppe 1 où se trouve le bord 6, le deuxième élément ou godet 15 en matière rigide, par exemple métallique, est embotté dans la cavité de la membrane ou enveloppe 1. Likewise, at the end of the membrane or envelope 1 where the edge 6 is located, the second element or cup 15 made of rigid material, for example metallic, is embedded in the cavity of the membrane or envelope 1.

Le godet 15 comprend une paroi cylindrique 16 fermée au niveau d'une base par un disque 17. Dans ce disque est prévue une ouverture 18 d'où part, vers l'intérieur du godet, un manchon 19 par l'intermédiaire duquel le ressort pneumatique est fixé à un support, non représenté. The bucket 15 comprises a cylindrical wall 16 closed at a base by a disc 17. In this disc is provided an opening 18 from which leaves, towards the inside of the bucket, a sleeve 19 by means of which the spring tire is fixed to a support, not shown.

En outre, le bord 20 de la paroi cylindrique 16 du godet 15 est profilé- en forme de lèvre évasée vers l'extérieur de la forme cylindrique dont est formée la paroi 16, et une bague cylindrique 21 entoure la membrane ou en veloppe cylindrique 1 et la presse contre la paroi cylindrique 16 du godet 15.  In addition, the edge 20 of the cylindrical wall 16 of the cup 15 is profiled in the form of a flared lip towards the outside of the cylindrical shape from which the wall 16 is formed, and a cylindrical ring 21 surrounds the membrane or in cylindrical velvet 1 and the press against the cylindrical wall 16 of the cup 15.

Plus particulièrement, la bague cylindrique 21 est disposée sur la membrane ou enveloppe 1 de manière à laisser le bord 6 de cette dernière en contact avec la paroi cylindrique 16 du corps 15, mais vers l'extérieur du ressort pneumatique
Ainsi qu'on l'a dit plus haut, l'enveloppe 1 est constituée par une membrane en matière élastomère, qui renferme éventuellement un tissu tubulaire résistant aux sollicitations, et de par sa structure qui possède une forme cylindrique lorsque le ressort est entièrement en extension tandis que, lorsque le ressort est en régime normal de travail, la membrane constituant l'enveloppe 1 présente la configuration de deux segments cylindriques coaxiaux 2 et 3 raccordés entre eux par un segment courbe 4.
More particularly, the cylindrical ring 21 is arranged on the membrane or envelope 1 so as to leave the edge 6 of the latter in contact with the cylindrical wall 16 of the body 15, but towards the outside of the pneumatic spring.
As mentioned above, the casing 1 is constituted by a membrane of elastomeric material, which optionally contains a tubular fabric resistant to stresses, and by its structure which has a cylindrical shape when the spring is fully in extension while, when the spring is in normal working condition, the membrane constituting the envelope 1 has the configuration of two coaxial cylindrical segments 2 and 3 connected together by a curved segment 4.

Plus particulièrement, le segment cylindrique 3 est en contact direct avec la surface extérieure de la bague cylindrique 21 et s'appuie contre cette surface. More particularly, the cylindrical segment 3 is in direct contact with the outer surface of the cylindrical ring 21 and bears against this surface.

Le fonctionnement du ressort pneumatique sui- vant l'invention est le suivant. Le ressort pneumatique est interposé entre deux supports (non représentés) entre lesquels il existe une possibilité de mouvement en antagonisme par rapport à l'action d'un moyen élastique. The operation of the air spring according to the invention is as follows. The air spring is interposed between two supports (not shown) between which there is a possibility of movement in antagonism with respect to the action of an elastic means.

Un des supports est fixé au godet 9 par l'intermédiaire de la pièce de tôle pliée 12 tandis que l'autre support est relié au godet 15 par le manchon 19. One of the supports is fixed to the bucket 9 by means of the folded sheet metal part 12 while the other support is connected to the bucket 15 by the sleeve 19.

Lorsque les supports entre lesquels le ressort est interposé, sont soumis à des forces qui agissent dans le sens tendant à les rapprocher, il se produit un rapprochement mutuel entre les disques 11 et 17 des godets 9 et 15, respectivement. When the supports between which the spring is interposed, are subjected to forces which act in the direction tending to bring them closer, there is a mutual approach between the discs 11 and 17 of the cups 9 and 15, respectively.

L'amplitude de ce rapprochement dépend du module des forces appliquées aux supports et de la pression qui règne a l'intérieur du ressort pneumatique, c'est-à- dire de la pression de l'air contenu dans l'espace délimité par l'enveloppe 1 et les godets 9 et 15.  The magnitude of this approximation depends on the modulus of the forces applied to the supports and on the pressure prevailing inside the pneumatic spring, that is to say on the pressure of the air contained in the space delimited by l '' casing 1 and wells 9 and 15.

En effet, le mouvement de rapprochement des supports et, par conséquent, des godets 9 et 15 qui leur sont reliées, se termine lorsque la pression de l'air contenu dans le ressort atteint une valeur capable dsengendrer des forces de même module que celles qui avaient donné lieu au mouvement de rapprochement mais de sens opposé
Lorsque, au contraire, les supports entre lesquels le ressort est interposé, sont soumis à des forces qui agissent dans le sens tendant à les éloigner, il se produit un éloignement réciproque entre les godets 9 et 15.
Indeed, the movement of approximation of the supports and, consequently, of the buckets 9 and 15 which are connected to them, ends when the pressure of the air contained in the spring reaches a value capable of generating forces of the same modulus as those which had given rise to the movement of rapprochement but of opposite direction
When, on the contrary, the supports between which the spring is interposed, are subjected to forces which act in the direction tending to move them away, there is a reciprocal movement between the buckets 9 and 15.

Dans ce cas, l'allongement maximum qui peut se produire entre les godets 9 et 15, est celui pour lequel la membrane ou l'enveloppe 1 prend une forme parfaitement cylindrique, avec la possibilité d'avoir la membrane ou enveloppe 1 soumise à des sollicitations de traction dirigées parallèlement aux génératrices de la forme cylindrique prise par la membrane ou enveloppe 1. In this case, the maximum elongation which can occur between the buckets 9 and 15, is that for which the membrane or the envelope 1 takes a perfectly cylindrical shape, with the possibility of having the membrane or envelope 1 subjected to tensile stresses directed parallel to the generatrices of the cylindrical shape taken by the membrane or envelope 1.

Dans ces conditions, le ressort pneumatique ne présente pas d'inconvénients, en ce sens que l'étanchéité du raccordement entre l'enveloppe I et les godets 9 et 15 est conservée. Under these conditions, the air spring has no drawbacks, in the sense that the tightness of the connection between the casing I and the buckets 9 and 15 is maintained.

I1 est facile de comprendre à la lecture de ce qui précède qu'avec un ressort pneumatique suivant l'invention, on atteint les buts proposés et indiqués plus haut
En effet,^avarit tout, avec un ressort suivant llinvention, il est possible d'atteindre une extensibilité qu'il serait inconcevable d'obtenir avec les ressorts pneumatiques connus, puisqu'avec ce ressort, il est non seulement possible d'obtenir l'extensibilité résultant de la configuration cylindrique de l'enveloppe ou de la membrane sans perdre l'étanchéité dans la zone de liaison entre les godets et ladite enveloppe ou membrane mais qu'il est meme possible d'obtenir sans inconvénients, l'extensibilité permise par l'alllongement élastique de la membrane sous traction0
On peut donc faire également travailler le ressort pneumatique suivant l'invention comme vérin de poussée,ce qdil n'est pas possible de réaliser avec les ressorts pneumatiques connus.
It is easy to understand on reading the above that with a pneumatic spring according to the invention, the goals proposed and indicated above are achieved
Indeed, everything goes wrong, with a spring according to the invention, it is possible to reach an extensibility which it would be inconceivable to obtain with known pneumatic springs, since with this spring, it is not only possible to obtain l extensibility resulting from the cylindrical configuration of the envelope or membrane without losing the seal in the connection zone between the buckets and said envelope or membrane, but it is even possible to obtain, without drawbacks, the extensibility allowed by the elastic extension of the membrane under tension0
It is therefore also possible to work the pneumatic spring according to the invention as a thrust cylinder, this qdil is not possible to achieve with known pneumatic springs.

En outre, la conformation particulière de l'enveloppe ou membrane et le mode particulier de raccordement entre les extrémités de l'enveloppe ou membrane et les godets qui forment le ressort pneumatique en combinaison avec cette enveloppe, suppriment la nécessité de former des talons rigides dans l'enveloppe ou membrane et de prévoir des surfaces usinées avec précision sur les godets.  In addition, the particular conformation of the envelope or membrane and the particular mode of connection between the ends of the envelope or membrane and the buckets which form the pneumatic spring in combination with this envelope, eliminate the need to form rigid heels in the envelope or membrane and to provide precision machined surfaces on the buckets.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1.- Ressort pneumatique comprenant une enveloppe en matière flexible, munie de deux ouvertures au niveau desquelles se trouvent des éléments en matière rigide et des moyens de liaison entre l'enveloppe et ces éléments, ce ressort étant caractérisé en ce que l'enveloppe en matière flexible (1) est une membrane cylindrique en matière élastomère dont les bords (5 et 6) qui sont eux aussi en matière élastomère, ont une épaisseur supérieure a celle de la partie restante de la membrane cylindrique. 1.- Pneumatic spring comprising an envelope made of flexible material, provided with two openings at the level of which are elements made of rigid material and means of connection between the envelope and these elements, this spring being characterized in that the envelope in flexible material (1) is a cylindrical membrane of elastomeric material whose edges (5 and 6) which are also made of elastomeric material, have a thickness greater than that of the remaining part of the cylindrical membrane. 2.- Ressort pneumatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au niveau des bords (5 et 6) la membrane cylindrique en matière élastomère (1) présente sa surface extérieure profilée en tronc de cône, avec la grande base de la forme tronconique située sur le contour le plus extérieur du bord de la membrane  2.- pneumatic spring according to claim 1, characterized in that at the edges (5 and 6) the cylindrical membrane of elastomeric material (1) has its outer surface profiled in a truncated cone, with the large base of the shape frustoconical located on the outermost edge of the edge of the membrane 3.- Ressort pneumatique suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les élémentsen matière rigide munis de moyens de fixation a la membrane cylindrique en matière élastomère comprennent un élément cylindrique (9, 15) en forme de godet, sensiblement fermé au niveau d'une base, qui est en contact par sa surface cylindrique avec la surface cylindrique intérieure de la membrane a une extrémité de celle-ci, une bague rigide (14, 21) étant prévue en contact avec la surface cylindrique extérieure de la membrane, le bord le plus forte épaisseur de la membrane prenant appui sur cette bague. 3. A pneumatic spring according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the elements made of rigid material provided with means for fixing to the cylindrical membrane of elastomeric material comprise a cylindrical element (9, 15) in the form of a bucket, substantially closed at a base, which is in contact by its cylindrical surface with the inner cylindrical surface of the membrane at one end thereof, a rigid ring (14, 21) being provided in contact with the outer cylindrical surface of the membrane, the thickest edge of the membrane resting on this ring. 4.- Ressort pneumatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que au niveau de sa base qui est la plus intérieure par rapport à la membrane le bord de l'élément cylindrique (9, 15) en forme de godet est muni d'une lèvre qui s'évase vers l'extérieur de la forme cylindrique.  4. A pneumatic spring according to claim 3, characterized in that at its base which is the innermost relative to the membrane the edge of the cylindrical element (9, 15) in the form of a bucket is provided with a lip that flares outward from the cylindrical shape.
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