FR2555476A1

FR2555476A1 - Procede de fabrication d'au moins une rainure interieure, de direction sensiblement axiale, dans un cylindre tubulaire

Info

Publication number: FR2555476A1
Application number: FR8413950A
Authority: FR
Inventors: Felix Wossner; Wolfang Geiling
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1983-09-07
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1985-05-31
Also published as: FR2555476B1; GB2146273A; GB8421892D0; ES535615A0; US4643011A; GB2146273B; DE3332216A1; ES8505269A1; DE3332216C2

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE POUR LA FABRICATION DE L'ORGANE CYLINDRIQUE 1 D'UN ENSEMBLE CYLINDRE ET PISTON DANS LEQUEL LES CHAMBRES DE TRAVAIL, DELIMITEES DANS LA CAVITE DU CYLINDRE DE PART ET D'AUTRE DU PISTON, SONT RELIEES ENTRE ELLES PAR UNE GORGE D'INTERCONNEXION 4B. CE PROCEDE CONSISTE A PLACER UN ORGANE TUBULAIRE 1 DANS UN TUBE SUPPORT 6 DONT LA FACE DE SUPPORT EST MUNIE D'UNE GORGE DE RECEPTION DE METAL 7A, 7B, ET A REALISER LA GORGE 4B AU MOYEN D'UN GALET 8 EXERCANT UNE PRESSION RADIALE SUR LE TUBE 1 TOUT EN SE DEPLACANT SIMULTANEMENT LE LONG DE L'AXE DE CE CYLINDRE. CE GALET 3 EST POURVU, POUR LA REALISATION DE LA GORGE, D'UNE ELEVATION ANNULAIRE SAILLANT RADIALEMENT 9 ET DE FACES DE RETENUE INCLINEES 14A, 14B LIMITANT SA PENETRATION DANS LE TUBE 1. ON OBTIENT AINSI DES GORGES DE DIMENSIONS TRES PRECISES ET LA FORME CIRCULAIRE DU TUBE EST MAINTENUE. LES ZONES DE TRANSITION ENTRE LA GORGE D'INTERCONNEXION ET LES REGIONS ADJACENTES DE LA FACE INTERNE DU TUBE SONT COMPACTES ET SANS EBARBURES.

Description

"Procédé de fabrication d'au moins une rainure intrieure,

de direction sensiblement axiale, dans un cylindre tubulaire".

Les ensembles à cylindre et piston tels que les

ressorts à gaz, les amortisseurs de vibrations, les amor-

tisseurs de chocs, les jambes de force de suspension et analogue comprennent un organe cylindrique et un piston dans la cavité de l'organe cylindrique. Le piston peut se

déplacer axialement le long de l'axe de l'organe cylin-

drique. Des chambres de travail sont définies des deux

côtés du piston dans la cavité définie par l'organe cylin-

drique. Un fluide d'amortissement, soit un liquide soit un gaz d'amortissement, est contenu dans les deux chambres de travail. Ce liquide d'amortissement doit s'écouler d'une chambre de travail vers l'autre quand le piston se

déplace. Pour relier les deux chambres de travail, un par-

cours shuntant le piston est nécessaire. Ce parcours peut être établi par une gorge d'interconnexion prévue dans la

partie interne de la paroi latérale de l'organe cylindri-

que. Il est assez difficile de réaliser cette gorge d'in-

terconnexion avec la précision élevée qui est désirée

d'une part, et aux faibles coûts nécessaires à une produc-

tion en grande série d'autre part. La précision élevée est nécessaire pour le guidage étanche du piston sur la face interne de l'organe cylindrique d'une part et pour

définir avec précision les caractéristiques d'amortisse-

ment désirées d'autre part.

Dans le passé, les gorges d'interconnexion étaient réalisées à la fois par usinage et par un formage sans découpe. Quand on usine l'organe cylindrique, on réduit

l'épaisseur de paroi de cet organe cylindrique et on ob-

tient une transition à arête vive entre la gorge d'inter-

connexion et la face interne. La réduction de la paroi constitue un aspect particulièrement désavantageux dans le cas d'organes cylindriques à paroi mince tels que ceux utilisés dans les amortisseurs de chocs, et en particulier

dans les amortisseurs de chocs à double tube.

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Quand on a recours à des procédés de formage sans découpe, il est très difficile d'obtenir les dimensions voulues pour la gorge et il est en outre difficile de

protéger les outils utilisés contre une usure prématurée.

De plus, il est difficile de maintenir pendant l'opéra-

tion de formage le profil de la face interne qui est nécessaire au guidage correct de l'organe cylindrique sur celle-ci. Des opérations de finition sont donc souvent nécessaires après un formage sans découpe. Il résulte de cette opération de finition et des coûts de contrôle élevés inévitables, que les procédés connus basés sur le

formage sans découpe sont coûteux.

Un objet de l'invention est de proposer un procédé

de fabrication d'organes cylindriques évitant les incon-

vénients des procédés de fabrication connus. Plus particu-

lièrement, un objet principal de l'invention est d'obte-

nir des dimensions très précises pour la gorge d'inter-

connexion. Un autre objet est de protéger les outils

utilisés d'une usure prématurée. Un autre objet est d'é-

viter une réduction de l'épaisseur de paroi. Un autre objet encore est d'obtenir des bords sans ébarbures à l'endroit de la transition entre la gorge et la face interne de l'organe cylindrique, sans avoir recours à

une opération de finition. Un autre objet est de permet-

tre la production de la gorge à un prix favorable. Un

autre objet encore est de produire des gorges relative-

ment courtes présentant des rampes d'entrée et de sortie.

L'invention concerne donc la fabrication d'un en-

semble cylindre et piston. L'ensemble cylindre et piston comprend,en dehors de l'organe cylindrique, un piston contenu dans ce dernier. L'organe cylindrique comprend un axe et une paroi latérale avec une face interne et une

face externe. La face interne entoure une cavité. Le pis-

tion peut se déplacer axialement dans la cavité et défi-

nit deux chambres de travail dans cette dernière. Les chambres de travail sont interconnectées au travers du piston par au moins une gorge d'interconnexion pratiquée

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dans la face interne de la paroi latérale. La gorge d'in-

terconnexion s'étend sensiblement parallèlement à l'axe

du cylindre.

Pour atteindre au moins l'un des buts mentionnés ci-dessus, le procédé de l'invention a pour point de

départ un organe tubulaire sensiblement cylindrique com-

prenant un axe et des faces interne et externe sensible-

ment lisses. Cet organe tubulaire est supporté par sa face externe sur une face de support dont le profil est adapté à la face externe. Cette face de support est munie d'une gorge de réception de métal qui doit être recouverte par

l'organe tubulaire. Un organe en forme de galet est intro-

duit dans la cavité. L'organe en forme de galet comprend un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe du cylindre

et une face circonférentielle définie au moins partielle-

ment par une élévation annulaire en saillie radiale. L'é-

lévation en saillie radiale est alignée angulairement avec

la gorge de réception de métal de la face de support. L'or-

gane en forme de galet est pressé en direction radiale par rapport à l'axe du cylindre pour venir en contact avec la face interne de la paroi latérale, tout en étant

déplacé simultanément le long de l'axe du cylindre. L'or-

gane en forme de galet tourne du fait de son contact avec la face interne, pendant le mouvement axial. Ainsi, la

gorge d'interconnexion est pratiquée par formage par bos-

selage dans la face interne de l'organe tubulaire et le métal correspondant à la gorge d'interconnexion qui est ainsi obtenue est sollicité de manière à fluer dans la gorge de réception de métal. On notera que l'invention

comprend la possibilité de faire ployer seulement le maté-

riau du tube. Pour obtenir la précision élevée du profil de la gorge, un procédé préféré de l'invention comprend un bosselage réel au cours duquel l'épaisseur de la paroi

est modifiée et le métal est soumis à un fluage à froid.

En raison de ce fluage à froid, on obtient une zone à

basse contrainte dans la région de la gorge d'intercon-

nexion. La forme circulaire du tube est maintenue et les dimensions de la gorge sont très précises. Les zones de transition entre la gorge d'interconnexion et les régions

adjacentes de la face interne sont compactes et plus par-

ticulièrement sans ébarbures de manière à obtenir des con-

ditions préalables optimales pour une coopération sans usure avec la surface du piston ou avec la surface d'un

segment de piston.

On peut utiliser un organe en forme de galet com-

prenant des faces de retenue inclinées et annulaires sur les deux côtés de l'élévation annulaire. Ces faces de retenue inclinées peuvent venir-en contact avec la face interne quand l'élévation annulaire a pénétré dans la

face interne jusqu'à la profondeur de la gorge d'intercon-

nexion. Grâce à ces faces de retenue inclinées, on améliore encore la forme:ciculaire de l'organe cylindrique et on garantit l'absence totale d'ébarbures. En outre, l'organe

en forme de galet présente une largeur axiale addition-

nelle, ce qui fait que l'on obtient des contraintes d'ap-

pui plus faibles. Ceci augmente la durée de vie de l'or-

gane en forme de galet.

On peut obtenir une forme circulaire optimale de l'organe cylindrique en utilisant un tube de support annulaire en tant que face de support, le tube de support presentant deux extrémités et entourant l'organe en forme

de tube à former.

On peut obtenir les rampes de la gorge d'intercon-

nexion au moyen de la forme circulaire de l'élévation au

début et à la fin de l'opération de formage de la gorge.

Il est possible en outre, en modifiant la position radiale et la pression radiale, de modifier la profondeur de la gorge d'interconnexion. Ceci peut impliquer la nécessité de prévoir une gorge de réception de métal de

profil variable et adapté.

Selon ce procédé, il est possible de réaliser plu-

sieurs gorges d'interconnexion dans la face interne de l'organe cylindrique. Si ces gorges sont prévues à une

faible distance périphérique les unes des autres et pré-

sentent la même longueur axiale, elles peuvent être réa-

lisées au cours d'une seule opération de bosselage. Si, d'autre part, les gorges sont situées à une plus grande distance angulaire les unes des autres et/ou présentent des longueurs axiales différentes, il est préférable de les réaliser l'une après l'autre. Il est possible, au

moyen de plusieurs gorges de profil différent et de lon-

gueurs variables, de modifier les caractéristiques d'amor-

tissement. Le procédé de l'invention exige un porte-galettrès rigide et un appui très rigide entre le porte-galet et l'organe en forme de galet. Les dimensions du porte-galet et de l'appui sont limitées en raison de la nécessité d'introduire le galet dans l'organe tubulaire. On utilise de préférence la presque totalité de la section interne

du tube pour réaliser le profil du porte-galet. A l'empla-

cement du galet, il est nécessaire d'avoir recours à un compromis entre la rigidité du porte-galet et la rigidité de l'appui. L'organe en forme de galet peut comprendre des tiges de support en faisant partie intégrante. En variante,

l'organe en forme de galet peut être monté de façon rota-

tive sur une tige de support fixée au porte-galet. Dans le cas de la fabrication d'un organe tubulaire dont les deux extrémités sont ouvertes, le porte-galet traverse les deux extrémités ouvertes de l'organe tubulaire. Dans

ce cas, le porte-galet peut être guidé à la fois axia-

lement et radialement à ses deux extrémités. On réduit

ainsi considérablement le problème de flèche par ployage.

De toute façon, l'invention sera bien comprise,

ainsi que ses avantages de fonctionnement,et d'autres carac-

téristiques seront mises en évidence à l'aide de la des-

cription qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de celle-ci: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un organe cylindrique d'un ensemble cylindre et piston, avec deux gorges d'interconnexion allongées;

Figure 2 est une vue schématique en coupe trans-

versale d'une installation de fabrication d'une gorge d'interconnexion selon le procédé de l'invention, l'organe tubulaire correspondant à l'organe tubulaire de la figure 1; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de

l'installation de la figure 2.

L'organe tubulaire (1) d'un amortisseur de vibra-

tions tel qu'il est montré à la figure 1 présente des gor-

ges d'interconnexion (4a,4b) s'étendant axialement sur la face interne (2) de sa paroi. Ces gorges d'interconnexion

(4a,4b) ont des longueurs axiales différentes et compren-

nent des rampes d'entrée et de sortie (5). Le cylindre (1)

comprend une face externe (3).

Le procédé de fabrication est montré à la figure 2. Dans ce but, un tube de support annulaire (6) adapté par son profil à la face externe (3) du cylindre (1) est prévu avec des gorges de réception de métal (7a,7b) dans la région des gorges d'interconnexion (4a,4b) que l'on doit obtenir. Dans la cavité du cylindre (1) est disposé un organe en forme de galet (8) monté de façon rotative sur une broche (10) et possédant une élévation annulaire (9) en saillie radiale, adaptée à la forme désirée pour la

gorge d'interconnexion (4a) que l'on doit obtenir.

La gorge d'interconnexion (4b) déjà terminée sur

le côté gauche de la figure 1 montre qu'au cours du pro-

cédé de fabrication, le matériau du cylindre (1) a été sollicité de manière à fluer dans la gorge de-réception

de métal (7b) du tube de support (6) et à remplir totale-

ment cette dernière. L'organe en forme de galet (8) a une

largeur correspondant à un multiple de l'élévation annu-

laire (9) en saillie radiale. Pour réaliser la gorge d'in-

terconnexion (4a), on dispose l'organe en forme de galet

(8) au début de la gorge, comme montré à la figure 2.

Ensuite, on presse l'organe en forme de galet au moyen

d'un porte-galet (non représenté) de manière que l'éléva-

tion annulaire (9) en saillie radiale soit si fortement pressée dans le sens de la flèche (12) contre la face interne du cylindre (1) que la matériau de ce dernier flue dans la gorge de réception de métal (7a). En outre, l'organe en forme de galet (8) est déplacé axialement dans le sens de la flèche (11). La ligne fléchée en traits mixte (11) montre le mouvement de l'organe en forme de galet (8) pendant l'opération de bosselage. Ce mouvement est transmis au porte-galet (non représenté) et de ce fait à l'organe en forme de galet (8) par des moyens de

1G guidage et de réglage radiaux et axiaux (non représen-

tés) qui guident le porte-galet en directions axiale et radiale. Ces moyens de guidage et de réglage radiaux et axiaux sont prévus à l'extérieur du cylindre (1) à l'une

de ses extrémités et, de préférence, à ses deux extrémi-

tés. La rampe (5) est déterminée par l'amplitude du mou-

vement radial et axial de l'organe en forme de galet (8)

au commencement du formage de la gorge.

Du fait qu'au cours de la production de la gorge d'interconnexion le matériau du cylindre (1) ne peut pas fluer librement mais est refoulé et remplit la gorge de

réception de métal (7a) du tube de support (6), le pro-

cessus de fluage contrôlé détermine un maintien précis

des dimensions de la gorge sans avoir d'influence appré-

ciable sur la forme circulaire du cylindre (1). Grace

à ce procédé, on obtient une surface lisse, sans ébarbu-

res et compacte de la gorge d'interconnexion et de sa

transition avec la face interne (2) du cylindre (1).

L'organe en forme de galet (8) peut être muni de faces de retenue inclinées (14a,14b) adaptées à la face interne (2) de l'organe cylindrique (1). Il est possible d'améliorer encore plus la forme circulaire grâce à ces

faces de retenue inclinées (14a,14b).

Dans le but de retirer l'organe cylindrique (1) du tube de support (6), les gorges de réception de métal (7b) peuvent s'étendre au-delà des extrémités de gorges d'interconnexion (4a,4b) à obtenir, au moins dans une direction et jusqu'aux extrémités respectives du tube de support annulaire (6). On peut donc pousser l'organe cylindrique (1) hors du tube de support annulaire (6) quand l'opération de bosselage est terminée, le métal qui a flué dans les gorges de réception de métal (7a,7b) étant refoulé le long des gorges de réception de métal (7a,7b)

jusqu'à leur extrémité ouverte.

En variante, le tube de support annulaire (6) peut être divisé en deux moitiés le long d'un plan contenant l'axe de l'organe cylindrique (1). Dans ce cas, les gorges de réception de métal (7a,7b) correspondent, non seulement en coupe mais également en longueur axiale, à la forme des

- gorges d'interconnexion (4a,4b) à obtenir. Ceci peut pré-

senter certains avantages dans la mesure o l'organe

cylindrique (1) est supporté par le tube de support annu-

laire (6) également dans la région des rampes terminales

des gorges d'interconnexion (4a,4b).

Alors q'un mode de réalisation spécifique de l'in-

vention a été montré et décrit en détail pour illustrer l'application des principes de l'invention, on comprendra que cette dernière puisse être mise en oeuvre de toute

autre manière sans s'écarter de tels principes.

Les références numériques des revendications ne

sont utilisées que pour faciliter la compréhension et ne

sont en aucune manière restrictives.

Claims

- REVENDICATIONS -

1.- Procédé de fabrication d'un organe cylindri-

que (1) d'un ensemble cylindrique et piston,

cet ensemble cylindre et piston comprenant l'or-

gane cylindrique (1) et un piston reçu dans cet organe cylindrique (1); l'organe cylindrique (1) possédant un axe et une paroi latérale comportant une face interne (2) entourant une cavité, et une face externe (3) le piston pouvant se déplacer axialement dans la cavité et définissant deux chambres de travail dans cette cavité, ces chambres de travail étant interconnectées au travers du piston par une gorge d'interconnexion (4a,4b) pratiquée dans la face interne (2) de sa paroi latérale,

cette gorge d'interconnexion (4a,4b) s'étendant sensible-

ment parallèlement à l'axe du cylindre; caractérisé en ce qu'il consiste:

- à prévoir un organe tubulaire sensiblement cylin-

drique (1) possédant un axe de cylindre et des faces interne et externe (2,3) sensiblement lisses; - à supporter cet organe tubulaire (1) par sa face externe (3) sur une face de support dont le profil

est adapté à cette face externe (3), cette face de sup-

port étant munie d'une gorge de réception de métal (7a, 7b) devant être recouverte par l'organe tubulaire (1); - à introduire un organe en forme de galet (8) dans la cavité, cet organe en forme de galet possédant un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe du cylindre

et une face circonférentielle définie au moins partielle-

ment par une élévation annulaire en saillie radiale (9); - à aligner angulairement l'élévation (9) avec la gorge de réception de métal (7a,7b) de la face de support; et - à presser l'organe en forme de galet (8) dans une direction radiale par rapport à l'axe du cylindre pour l'amener en contact avec la face interne (2) de la paroi latérale tout en déplaçant simultanément l"organe en forme de galet (8) le long de l'axe de ce cylindre de telle sorte qu'il tourne autour de son axe et qu'il forme par bosselage la gorge d'interconnexion (4a,4b) dans la face interne (2) de l'organe tubulaire (1), le métal correspondant à ladite gorge d'interconnexion (4a,4b) étant sollicité de manière à fluer dans la gorge de

réception de métal (7a,7b).

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe en forme de galet (8) utilisé présente des faces de retenue inclinées annulaires (14a,14b) sur les deux côtés de l'élévation annulaire (9), les faces de retenue inclinées (14a,14b) venant en contact avec la face interne (2) lorsque l'élévation annulaire (9) a pénétré dans la face interne jusqu'à la profondeur de la

gorge d'interconnexion (4a,4b).

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face de support est définie par un tube de support annulaire (6) présentant deux extrémités et

entourant l'organe tubulaire (1).

4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la gorge de réception de métal (7a,7b) s'étend

au-delà d'au moins une extrémité de la gorge d'intercon-

nexion (4a,4b) jusqu'à au moins une extrémité axiale du

tube de support annulaire (6), en ce que l'organe cylin-

drique (1) est retiré du tube de support annulaire (6), lorsque l'opération de formage par bosselage est terminée, par un mouvement axial de l'organe tubulaire (1) le long du tube de support annulaire (6), le matériau qui a flué dans la gorge de réception de métal (7a,7b) s'écoulant le long de la gorge de réception de métal (7a,7b) jusqu'à au moins l'une des extrémités du tube de support annulaire (6).

5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube de support annulaire (6) est divisé en deux moitiés le long d'un plan contenant l'axe du cylindre, et en ce que ces moitiés de tube sont séparées l'une de l'autre de manière à retirer l'organe cylindrique (1) du 1l

tube de support annulaire (6).

6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que l'organe en forme de galet (8) est déplacé ra-

dialement par rapport à l'axe du cylindre tout en étant déplacé axialement le long de cet axe du cylindre de ma- nière à obtenir une gorge d'interconnexion (4a, 4b) de profondeur variable, du moins à proximité de l'une, ou encore des deux extrémités de la gorge d'interconnexion

(4a, 4b).

7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs gorges d'interconnexion (4a, 4b) sont formées par bosselage dans la face interne (2), l'une

après l'autre.

8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les gorges d'interconnexion (4a, 4b) ont des

profondeurs variables le long de l'axe du cylindre.