FR2762550A1 - Automotive spring leg with shock-absorber - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention se rapporte à un jambage de suspension pour des véhicules automobiles, constitué par un amortisseur d'oscillation et par un ressort de support, comportant une articulation pour relier l'amortisseur d'oscillation au ressort de support, un soufflet élastique étant retenu par un disque d'appui qui présente une ouverture pour une tige de piston sur laquelle est fixée l'articulation.The invention relates to a suspension strut for motor vehicles, consisting of an oscillation damper and a support spring, comprising an articulation for connecting the oscillation damper to the support spring, an elastic bellows being retained. by a support disc which has an opening for a piston rod on which the articulation is fixed.
On connaît du document DE 195 03 454, figure 3, un amortisseur d'oscillation comportant un ressort de support. On envisage de réaliser un tel jambage de suspension de telle sorte qu'un montage le plus simple soit possible. De plus, le besoin en place structurelle doit être faible. Dans le document DE 195 03 454, on utilise une douille intérieure qui porte un emplacement de montage de l'amortisseur d'oscillation. Un boîtier en forme de godet reçoit à son tour la douille intérieure, un premier joint d'étanchement étant agencé entre une bordure périphérique du boîtier en forme de godet et un disque d'appui sur lequel s'appuie le soufflet élastique. I1 est nécessaire de prévoir au moins un autre joint d'étanchement pour assurer l'étanchement à l'emplacement de liaison dans le boîtier en forme de godet.Document DE 195 03 454, FIG. 3, discloses an oscillation damper comprising a support spring. It is envisaged to produce such a suspension leg so that the simplest assembly is possible. In addition, the need for structural space must be low. In document DE 195 03 454, an inner bush is used which carries a mounting location for the oscillation damper. A cup-shaped housing in turn receives the inner bushing, a first sealing joint being arranged between a peripheral edge of the cup-shaped housing and a support disc on which the elastic bellows rests. I1 is necessary to provide at least one other seal to ensure sealing at the connection location in the cup-shaped housing.
L'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser un jambage de suspension économique en place, constitué par un ressort à gaz et par un amortisseur d'oscillations, le ressort à gaz pouvant être étanché à peu de peine et peu de frais.The underlying objective of the invention is to produce an economical suspension strut in place, constituted by a gas spring and by an oscillation damper, the gas spring being able to be sealed with little effort and little expense. .
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que l'articulation est constituée par un élément élastomère qui est serré dans l'ouverture du disque d'appui, de sorte que l'élément élastomère forme un joint d'étanchement du ressort de support. La précontrainte du joint conforme à l'invention est générée entre autres par la pression de fonctionnement à l'intérieur du ressort de support. De plus, on peut renoncer dans l'ensemble à un composant tel que le boîtier en forme de godet.According to the invention, this objective is achieved by the fact that the articulation is constituted by an elastomeric element which is clamped in the opening of the support disc, so that the elastomeric element forms a seal of the support spring. The prestressing of the seal according to the invention is generated inter alia by the operating pressure inside the support spring. In addition, a component such as the cup-shaped housing can be omitted overall.
En vue d'un montage simple, I'élément élastomère est constitué de deux moitiés qui viennent en appui sur les faces de couverture du disque d'appui. Il existe par conséquent un serrage de l'élément élastomère, de sorte qu'il en résulte un trajet d'étanchement relativement long qui est en supplément coudé. Ainsi, il en résulte une étanchéité qui a le caractère d'un joint d'étanchement en labyrinthe.For a simple assembly, the elastomer element consists of two halves which come to bear on the cover faces of the support disc. There is therefore a tightening of the elastomeric element, so that a relatively long sealing path which is additionally bent results. Thus, this results in a seal which has the character of a labyrinth seal.
De plus, on prévoit avantageusement que l'élément élastomère soit réalisé de façon divisée en direction transversale, et qu'au moins une moitié de l'élément élastomère soit introduite dans l'ouverture du disque d'appui. Grâce à ceci, la jointure de séparation se trouve entre les surfaces d'étanchement des moitiés d'éléments élastomères. Ainsi, un manque d'étanchéité, possible tout au plus théoriquement dans la région de la jointure de séparation, n'a pas d'influence.In addition, it is advantageously provided that the elastomeric element is produced in a divided manner in a transverse direction, and that at least half of the elastomeric element is introduced into the opening of the support disc. Thanks to this, the separation joint is located between the sealing surfaces of the halves of elastomeric elements. Thus, a lack of tightness, which is theoretically possible at most in the region of the separation joint, has no influence.
Pour qu'il y ait une répartition régulière de la surface d'étanchement sur le disque d'appui, le disque d'appui comporte des bourrelets de limitation qui guident radialement les éléments élastomères. En supplément, on atteint que l'élément élastomère ne peut pas être déformé excessivement sous des charges élevées.So that there is a regular distribution of the sealing surface on the support disc, the support disc has limiting beads which guide the elastomeric elements radially. In addition, it is achieved that the elastomeric element cannot be excessively deformed under high loads.
Pour éviter des bruits, le disque d'appui présente une ouverture en gradins, un intervalle étant prévu entre un talon de l'ouverture en gradins et l'élément élastomère. Des essais très poussés ont montré qu'un élément élastomère entièrement encapsulé peut causer des bruits sous charge. L'intervalle peut recevoir des parts volumiques déformées de l'élément élastomère, sans que celles-ci établissent alors un contact avec le disque d'appui.To avoid noise, the support disc has a stepped opening, an interval being provided between a heel of the stepped opening and the elastomeric element. Extensive testing has shown that a fully encapsulated elastomeric element can cause noise under load. The interval can receive deformed volume parts of the elastomeric element, without these then establishing contact with the support disc.
Selon une autre réalisation avantageuse de l'invention, l'élément élastomère est soutenu par l'intermédiaire d'une plaque de support sur la tige de piston de l'amortisseur d'oscillations, une butée de compression étant fixée sur le côté de la plaque de support détourné de l'élément élastomère. Grâce à ceci, la plaque de support peut remplir une fonction double.According to another advantageous embodiment of the invention, the elastomeric element is supported by means of a support plate on the piston rod of the vibration damper, a compression stop being fixed on the side of the support plate diverted from the elastomer element. Thanks to this, the support plate can fulfill a double function.
En vue d'un montage simple, l'élément élastomère et la butée de compression sont réalisés en une seule pièce. Grâce à ceci, la plaque de support est déjà incluse lors du montage de l'élément élastomère et de la butée de compression, et il n'est plus nécessaire de l'enfiler en tant que pièce individuelle sur la tige de piston.For a simple assembly, the elastomer element and the compression stop are made in one piece. Thanks to this, the support plate is already included when mounting the elastomeric element and the compression stop, and it is no longer necessary to thread it as an individual piece on the piston rod.
L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant au mode de réalisation illustré dans le dessin.The invention will be explained in more detail in the following with reference to the embodiment illustrated in the drawing.
La figure montre un jambage de suspension en coupe longitudinale, qui est constitué par un amortisseur d'oscillations à deux tubes 1 et par un ressort de support 2 réalisé sous forme d'un ressort à gaz 13. Une tige de piston 3 pourvue d'un piston d'amortissement est étanchée vers l'extérieur au moyen d'un joint d'étanchement 4 pour tige de piston, et elle est guidée de façon axialement mobile dans un guidage de tige de piston 5. Un groupe intérieur 6 est constitué par le guidage de tige de piston 5, par un tube cylindrique 7, et par une soupape de fond 8, tandis qu'un organe de compensation 1 1 formé par deux rondellesressorts 12 est monté entre la surface frontale supérieure du tube cylindrique 7 et une surface d'appui correspondante du guidage de tige de piston 5. Le groupe intérieur 6 est centré à l'extrémité supérieure par le guidage de tige de piston 5 dans un tube enveloppe 9, tandis que l'extrémité inférieure du tube enveloppe est fermement reliée à un fond d'enveloppe 10. La fermeture de l'amortisseur d'oscillations à deux tubes 1 s'effectue dans l'exemple de réalisation par un procédé de galetage, en exerçant une précontrainte axiale par une force axiale sur le groupe intérieur, pour éviter des fuites entre les composants. Lors de cette fermeture, les rondelles-ressorts 12 de l'organe de compensation 1 1 sont mises sous précontrainte, mais elles ne sont pas amenées en butée, de sorte qu'il existe certes la précontrainte axiale du groupe intérieur, mais également une course élastique restante pour compenser le raccourcissement élastique axial du tube enveloppe 9 en raison de l'action de force par le ressort à gaz 13.The figure shows a suspension leg in longitudinal section, which is constituted by a two-tube oscillation damper 1 and by a support spring 2 produced in the form of a gas spring 13. A piston rod 3 provided with a damping piston is sealed towards the outside by means of a seal 4 for a piston rod, and it is guided axially movably in a piston rod guide 5. An internal group 6 is constituted by the piston rod guide 5, by a cylindrical tube 7, and by a bottom valve 8, while a compensating member 1 1 formed by two spring washers 12 is mounted between the upper front surface of the cylindrical tube 7 and a surface corresponding support of the piston rod guide 5. The inner group 6 is centered at the upper end by the piston rod guide 5 in an envelope tube 9, while the lower end of the envelope tube is firmly connected to a envelope bottom 10. The closure of the two-tube oscillation damper 1 is carried out in the embodiment by a roller burnishing process, by exerting an axial preload by an axial force on the internal group, to avoid leaks between components. During this closing, the spring washers 12 of the compensation member 1 1 are put under prestressing, but they are not brought into abutment, so that there is certainly the axial prestressing of the internal group, but also a stroke remaining elastic to compensate for the axial elastic shortening of the envelope tube 9 due to the force action by the gas spring 13.
Ce ressort à gaz 13 comporte un soufflet élastique 14 qui est fermement relié, à l'extrémité supérieure, à un disque d'appui 15 agencé sur la tige de piston 3 ; ce disque d'appui 15 qui est habituellement à relier à la superstructure du véhicule est pourvu d'un raccord pour une amenée ou une évacuation d'un fluide gazeux sous pression commandée par un dispositif. A l'extrémité inférieure, le soufflet élastique 14 limitant l'espace élastique du ressort à gaz 13 est fixé sur un élément de butée 16 qui est agencé avec un talon cylindrique 18 et avec des joints posés dans des gorges annulaires de façon étanche sur la surface extérieure du tube enveloppe 9, tandis que le soufflet élastique 14 se déroule sur une surface de roulement 19 lors du débattement de la suspension. Le fond du talon cylindrique 18, lequel est pourvu d'une ouverture centrale pour faire passer la tige de piston 3, forme la surface d'appui sur l'extrémité roulée 17 du tube enveloppe 9 et il transmet ainsi la force de support du ressort à gaz 13 au tube enveloppe 9. En raison des forces élastiques importantes du ressort de support 2, le tube enveloppe 9 est raccourci dans la plage élastique. Ce raccourcissement s'élève à quelques centièmes de mm et il est encaissé par la course élastique restante des rondelles-ressorts 12, de telle sorte qu'aucune perte fonctionnelle du groupe intérieur 6 ne peut apparaître. En correspondance, la force élastique de l'organe de compensation 11, c'est-à-dire des rondelles-ressorts 12 est choisie de telle sorte qu'elle correspond approximativement à la force de fermeture axiale fournie lors de la fermeture de l'amortisseur d'oscillations à deux tubes 1 ou qu'elle est légèrement supérieure à cette force axiale, pour que le raccourcissement élastique du tube enveloppe 9 soit compensé par les rondelles-ressorts 12, sans qu'il s'effectue une modification sensible de la précontrainte axiale désirée fournie pour éviter des fuites entre le groupe intérieur 6 et le tube enveloppe 9. This gas spring 13 comprises an elastic bellows 14 which is firmly connected, at the upper end, to a support disc 15 arranged on the piston rod 3; this support disc 15 which is usually to be connected to the superstructure of the vehicle is provided with a connector for supplying or discharging a gaseous fluid under pressure controlled by a device. At the lower end, the elastic bellows 14 limiting the elastic space of the gas spring 13 is fixed to a stop element 16 which is arranged with a cylindrical heel 18 and with seals placed in annular grooves in a sealed manner on the outer surface of the envelope tube 9, while the elastic bellows 14 takes place on a rolling surface 19 during the movement of the suspension. The bottom of the cylindrical heel 18, which is provided with a central opening for passing the piston rod 3, forms the bearing surface on the rolled end 17 of the casing tube 9 and thus transmits the support force of the spring gas 13 to the envelope tube 9. Due to the high elastic forces of the support spring 2, the envelope tube 9 is shortened in the elastic range. This shortening amounts to a few hundredths of a mm and is absorbed by the remaining elastic travel of the spring washers 12, so that no functional loss of the interior group 6 can appear. Correspondingly, the elastic force of the compensating member 11, that is to say of the spring washers 12, is chosen such that it corresponds approximately to the axial closing force supplied during the closing of the two-tube oscillation damper 1 or that it is slightly greater than this axial force, so that the elastic shortening of the casing tube 9 is compensated by the spring washers 12, without a significant modification of the Desired axial prestress provided to avoid leaks between the interior group 6 and the casing tube 9.
L'application de force sur le ressort de support 2 s'effectue comme déjà décrit par l'intermédiaire du disque d'appui 15 sur lequel le soufflet élastique 14 vient en appui étanche. La force appliquée est transmise du disque d'appui à une articulation à tige 20 sur la tige de piston 3.The application of force to the support spring 2 is carried out as already described by means of the support disc 15 on which the elastic bellows 14 comes into sealing contact. The applied force is transmitted from the bearing disc to a rod joint 20 on the piston rod 3.
L'articulation à tige est constituée par une plaque de support 21 qui s'appuie contre un talon de la tige de piston. Une douille 22 qui centre une moitié élastomère inférieure 23a et une moitié élastomère supérieure 23b par rapport à la tige de piston, est enfilée sur la plaque de support. La moitié élastomère inférieure est serrée entre la plaque de support et le disque d'appui, et elle encaisse des forces en direction de compression. La moitié élastique supérieure est agencée entre le disque d'appui et un disque de serrage 24. Dans la région de leur jointure de séparation, les deux moitiés élastomères sont pourvues d'une réduction de section transversale dans laquelle s'engage une ouverture adaptée 25 du disque de couverture. L'ouverture du disque de couverture est encadrée sur ses faces supérieure et inférieure par des bourrelets de limitation circulaires 26a ; 26b, les bourrelets de limitation représentant un appui radial pour les moitiés en caoutchouc.The rod joint consists of a support plate 21 which bears against a heel of the piston rod. A sleeve 22 which centers a lower elastomer half 23a and an upper elastomer half 23b relative to the piston rod, is threaded onto the support plate. The lower elastomer half is clamped between the support plate and the support disc, and it collects forces in the direction of compression. The upper elastic half is arranged between the support disc and a tightening disc 24. In the region of their separation joint, the two elastomeric halves are provided with a reduction in cross section in which an adapted opening engages. of the cover disc. The opening of the cover disc is framed on its upper and lower faces by circular limiting beads 26a; 26b, the limiting beads representing a radial support for the rubber halves.
Les bourrelets de limitation et les autres surfaces de contact entre les moitiés en caoutchouc et le disque d'appui représentent des surfaces d'étanchement qui permettent d'omettre des joints séparés à cet emplacement. La pression fonctionnelle ou la charge de support appliquée assurent une précontrainte suffisante des moitiés élastomères sur leurs surfaces de contact.The limiting beads and the other contact surfaces between the rubber halves and the support disc represent sealing surfaces which make it possible to omit separate seals at this location. The functional pressure or the applied support load provide sufficient prestressing of the elastomeric halves on their contact surfaces.
Sur sa face orientée vers le ressort à gaz 13 et en partant du bourrelet de limitation 26b, le disque d'appui est pourvu d'un talon 27 qui forme un intervalle 28 pour la moitié élastomère inférieure qui s'agrandit lors d'une charge en direction radiale.On its face oriented towards the gas spring 13 and starting from the limiting bead 26b, the bearing disc is provided with a heel 27 which forms a gap 28 for the lower elastomer half which expands during a load in radial direction.
Une butée de compression est fixée sur la face inférieure de la plaque de support 21. Dans la moitié droite du dessin, la butée de compression est un composant séparé qui est conçu tout à fait pour les besoins fonctionnels d'une butée de compression. La moitié gauche montre que la butée de compression peut également être réalisée en une seule pièce avec la moitié élastomère inférieure 23b. La plaque de support est vulcanisée dans le corps élastomère.A compression stop is attached to the underside of the support plate 21. In the right half of the drawing, the compression stop is a separate component which is designed entirely for the functional needs of a compression stop. The left half shows that the compression stop can also be made in one piece with the lower elastomer half 23b. The support plate is vulcanized in the elastomer body.
Pour étancher le ressort à gaz vers l'extérieur, il suffit de prévoir un petit joint d'étanchement annulaire 30. Lorsque la douille 22 et la plaque de support 21 sont réalisées en une seule pièce, il suffit, selon la moitié gauche de l'articulation, de poser un petit joint annulaire entre l'extrémité supérieure de la douille et le disque de serrage 24, pour qu'aucun gaz ne puisse s'échapper au niveau du diamètre intérieur de la douille. La moitié droite illustre que le joint annulaire peut également être serré entre la plaque de support 21 et l'extrémité inférieure de la douille 22. To seal the gas spring to the outside, it suffices to provide a small annular seal 30. When the sleeve 22 and the support plate 21 are made in one piece, it suffices, in the left half of the 'joint, to place a small annular seal between the upper end of the sleeve and the clamping disc 24, so that no gas can escape at the inside diameter of the sleeve. The right half illustrates that the annular seal can also be clamped between the support plate 21 and the lower end of the socket 22.
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