FR2779196A1 - Amortisseur d'oscillations a deux tubes - Google Patents
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Abstract
L'amortisseur d'oscillations à deux tubes est réalisé avec un cylindre en acier (2) et avec un récipient en métal léger (1), afin de réduire le poids. Ces deux métaux présentent différents coefficients de dilatation thermique, de sorte que l'on doit assurer le maintien d'une force de serrage du cylindre (2) entre un guidage de tige de piston (4) et une soupape de fond. Pour cela, un élément de compensation (5) coopère avec le cylindre (2) et est monté entre le guidage de tige de piston (4) et/ ou la soupape de fond. Cet élément de compensation (5) présente un tronçon (6) axialement élastique dont l'extension en direction axiale est supérieure au logement (7) du guidage de tige de piston (4) ou au logement de la soupape de fond, tandis que le tronçon élastique (6) est agencé à l'extérieur ou du moins en majeure partie à l'extérieur du logement (7).
Description
L'invention se rapporte à un amortisseur d'oscillations à deux tubes,
comportant un élément de compensation pour des différences de dilatation longitudinale entre un cylindre et un récipient entourant le cylindre à distance radiale, dans lequel le cylindre est agencé sous précontrainte axiale entre un logement cylindrique d'un guidage de tige de piston fixé dans le récipient et une pièce posée au fond du récipient, par exemple une soupape de fond, et dans lequel l'élément de compensation est agencé entre le guidage de tige de piston et/ou la
soupape de fond en coopération avec le cylindre.
Des dilatations longitudinales différentes entre le récipient et le cylindre se produisent lors des fluctuations de température en particulier lorsque ces deux composants sont constitués en matériaux à différents coefficients de dilatation thermique, par exemple lorsque le récipient est fabriqué en aluminium, surtout pour des raisons de poids, et le cylindre en acier. Dans le cas des jambages de suspension, le récipient est pourvu d'une coupelle de ressort sur laquelle s'appuie le ressort du véhicule, de sorte que des forces élastiques relativement élevées agissent sur le récipient, qui provoquent une modification en
longueur supplémentaire.
On connaît du document DE 42 30 238 AI un amortisseur d'oscillations à deux tubes, dans lequel un composant élastique est agencé entre le cylindre et le guidage de tige de piston ou la soupape de fond pour compenser les différentes dilatations longitudinales entre le récipient et le cylindre. Ce composant élastique est constitué par au moins une rondelle-ressort ou par un corps élastique dont le coefficient de dilatation thermique est nettement supérieur à celui du tube de cylindre en acier, de sorte que dans le cas de fluctuations de température la dilatation longitudinale du récipient en aluminium est compensée et la force de serrage entre le cylindre et le récipient est toujours suffisamment importante pour assurer l'étanchement du cylindre contre le guidage de tige de piston. En direction axiale, le composant élastique est plus petit que le logement cylindrique du guidage de tige de piston, et on doit le monter séparément entre le
guidage de tige de piston et le cylindre.
L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser un amortisseur d'oscillations à deux tubes ou bien un jambage de suspension à deux tubes qui permet une grande liberté dans le choix par rapport au matériau des composants essentiels, en utilisant un élément de compensation facile et simple à monter pour la compensation en longueur nécessaire, de manière à assurer une fonction d'amortissement parfaite dans la totalité de la zone de travail
en prévoyant un mode de construction mixte ou léger.
Cet objectif est atteint en ce que l'élément de compensation présente une zone axialement élastique dont l'extension en direction axiale est supérieure à celle du logement du guidage de tige de piston ou du logement de la soupape de fond, le tronçon élastique étant agencé à
l'extérieur ou au moins en majeure partie à l'extérieur du logement.
Grâce à la longue zone axiale élastique, l'élément de compensation peut compenser une différence en longueur relativement élevée du récipient, sans dépasser la force axiale nécessaire pour étancher le cylindre dans le guidage de tige de piston et/ou dans la soupape de fond. Grâce à ceci, on permet une grande liberté dans le choix du matériau pour les composants qui s'étendent en direction axiale, tels que le cylindre et le récipient. Ainsi, on peut réaliser entre autres un mode de construction léger, et on peut fabriquer par exemple le cylindre en acier et le récipient en métal léger, en matière plastique ou en un autre matériau léger. De même, les exigences de solidité et de dureté posées au guidage de tige de piston au niveau du logement cylindrique ne sont pas très importantes, car l'élément de compensation n'effectue pas de mouvement axial au niveau de l'emplacement d'étanchement et qu'il ne peut pas s'enfoncer dans le logement
cylindrique, ou du moins pas sensiblement.
Selon un développement avantageux de l'invention, l'élément de compensation et le cylindre sont réalisés en une seule pièce, grâce à quoi on obtient en particulier un montage sensiblement simplifié. De plus, le tronçon élastique de l'élément de compensation est réalisé par un tronçon en forme de tube ondulé à l'extrémité du cylindre, et la zone d'extrémité de ce tronçon coopère avec le logement du guidage de tige de piston. Il est cependant également possible, comme le montre un autre exemple de réalisation de l'invention, que le tronçon élastique de l'élément de compensation soit agencé par son extrémité avec étanchement dans le logement de la soupape de fond. En particulier dans des réalisations qui possèdent un tenon dirigé vers la soupape de fond pour supporter le ressort de la soupape de piston, le piston peut être rapproché uniquement à distance vers la soupape de fond, de sorte que la course du cylindre depuis le piston n'est pas utilisable jusqu'à la soupape de fond. Dans de telles constructions de piston d'amortissement, un tel agencement et une telle liaison de l'élément de compensation avec la soupape de fond sont avantageux. De plus, une
telle construction permet un déroulement avantageux du montage.
De manière simple, l'élément de compensation en forme de tube ondulé est formé par évasement radial d'une zone d'extrémité du cylindre, de sorte qu'il se produit des ondulations dirigées radialement vers l'extérieur. Pour assurer le passage de l'huile de fuite en particulier entre les ondulations et la paroi intérieure du récipient, les ondulations
dirigées vers l'extérieur sont réalisées avec une section polygonale.
On obtient un appui et un centrage radial très avantageux du cylindre dans le récipient de manière simple en réalisant l'une au moins des ondulations de section polygonale de manière à s'appuyer contre la
paroi intérieure du récipient.
Pour obtenir un étanchement sûr de l'élément de compensation dans le logement cylindrique du guidage de tige de piston, il est prévu conformément à l'invention dans l'espace intérieur d'une ondulation dirigée vers l'extérieur un anneau d'étanchement coopérant avec le logement cylindrique du guidage de tige de piston, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de reprendre en usinage la surface frontale de l'élément
de compensation après l'opération d'évasement.
Selon un autre développement avantageux de l'invention, l'espace intérieur d'une ondulation dirigée vers l'extérieur est réalisée sous forme d'une gorge de fixation pour un tampon de butée sous traction ou pour un ressort de butée sous traction. Grâce à ceci, en clipsant le io tampon de butée sous traction ou le ressort de butée sous traction dans l'espace intérieur de l'ondulation dirigée vers l'extérieur, on obtient une fixation et un montage parfaits de l'élément de butée sous traction dans
le cylindre.
Afin d'éviter un enfoncement dans la surface de butée en particulier dans le cas de guidages de tige de piston légèrement plus souples, on réalise une augmentation de la surface d'appui et ainsi un pressage de surface réduit grâce au talon dirigé radialement vers l'intérieur que possède l'extrémité de l'élément de compensation, laquelle coopère avec le logement du guidage de tige de piston, comme le montre l'invention. Un autre exemple de réalisation avantageux se caractérise conformément à l'invention en ce que l'élément de compensation est formé par un compensateur qui s'étend en direction axiale et qui est agencé entre le cylindre et le guidage de tige de piston, et ce compensateur présente également une extension axiale relativement importante. Conformément à l'invention, pour guider parfaitement le cylindre dans le récipient, le compensateur est pourvu, dans la zone du raccordement avec le cylindre, d'un collet de centrage qui vient en appui contre la paroi intérieure du récipient et qui forme des sections
transversales de passage.
Selon un autre mode de réalisation, le compensateur est pourvu d'un cylindre de butée qui présente de préférence au moins une gorge longitudinale partielle, et une bague de butée sous traction fixée sur la tige de piston est en liaison d'action avec le cylindre de butée, de sorte que l'on réalise de manière simple une butée de traction agissant hydrauliquement. Le compensateur peut être réalisé par exemple en aluminium et il peut être pourvu d'au moins une ondulation dirigée vers l'extérieur pour encaisser des modifications en longueur plus
importantes du récipient.
Dans ce qui suit, l'invention sera expliquée plus en détail en se rapportant à des exemples de réalisation avantageux illustrés dans les dessins. Les figures montrent: figure 1 une coupe longitudinale à travers un amortisseur d'oscillations à deux tubes, qui porte une coupelle de ressort sur le récipient; figure 2 une illustration agrandie de la zone du guidage de tige de piston de l'amortisseur d'oscillations montré dans la figure 1; figure 3 un mode de réalisation avec un guidage de tige de piston qui permet de réduire le poids; figure 4 un élément de compensation pourvu d'un tampon de butée sous traction; figure 5 un élément de compensation qui est relié à un ressort de butée sous traction; figure 6 un mode de réalisation de l'élément de compensation avec un talon dirigé radialement vers l'intérieur; figure 7 un mode de réalisation dans lequel l'élément de compensation est relié à la soupape de fond; figure 8 une coupe longitudinale à travers un élément de compensation réalisé sous forme de compensateur; figure 9 un compensateur pourvu d'une ondulation dirigée vers l'extérieur; et figure 10 un mode de réalisation du compensateur pourvu d'un
cylindre de butée.
L'amortisseur d'oscillations à deux tubes montré dans les figures 1 et 2 est pourvu d'une coupelle de ressort qui est fixée sur le récipient 1 et qui forme la contrebutée d'un ressort de véhicule qui s'appuie dans la superstructure du véhicule. Une tige de piston 3 est guidée axialement dans un guidage de tige de piston 4 et elle est étanchée vers l'extérieur au moyen d'un joint d'étanchement de tige de piston. Pour recevoir un élément de compensation 5, ce guidage de tige de piston 4 fixé dans le récipient 1 possède un logement 7 dans lequel s'engage avec étanchement un élément de compensation 5 regroupé en une unité structurelle avec un cylindre 2. L'élément de compensation 5 est pourvu d'un tronçon élastique 6 qui présente une extension axiale relativement importante et qui est formé par une extrémité en forme de tube ondulé 8 du cylindre 2. Les ondulations 9 qui sont ainsi formées et qui sont dirigées vers l'extérieur présentent de préférence une section polygonale. Un joint d'étanchement 11 pressé contre le logement 7 se trouve dans l'espace intérieur 10 de l'ondulation 9 supérieure dirigée vers l'extérieur qui est agencée dans la zone axiale du logement cylindrique 7. Dans cet exemple de réalisation, les ondulations 9 dirigées vers l'extérieur servent également, par l'appui contre la paroi intérieure du récipient 1, à l'appui et au centrage radial
du cylindre 2 dans le récipient 1.
La force axiale agissant sur le cylindre 2 est encaissée d'une part par une soupape de fond et d'autre part par le guidage de tige de piston 4, et l'extrémité de l'élément de compensation 5 est pressée contre la surface frontale du logement 7. Étant donné que l'élément de compensation présente une extension axiale relativement longue, celui-ci peut encaisser également une modification en longueur plus importante entre le cylindre 2 et le récipient 1, tout en maintenant la force de serrage nécessaire entre le cylindre 2 et le guidage de tige de piston 4 dans chaque état de fonctionnement. Grâce à l'élément de compensation 5 pourvu d'une grande longueur axiale, on permet ainsi une grande liberté dans le choix du matériau pour les composants essentiels de l'amortisseur d'oscillations à deux tubes. L'extrémité de l'élément de compensation se trouve sans mouvement relatif constamment sur la surface frontale du logement 7, même au niveau de l'emplacement de serrage de l'élément de compensation 5 dans le guidage de tige de piston 4, de sorte que l'on évite un enfoncement et que l'on impose des exigences de solidité plus faibles au guidage de tige de piston 4. L'exemple de réalisation selon la figure 3 se distingue de celui selon les figures 1 et 2 sensiblement par le fait que le guidage de tige de piston 4 est réalisé de manière plus légère et simple et que l'extrémité io de l'élément de compensation 5 est pressée contre la surface frontale du logement 7 pour étancher la chambre intérieure du cylindre au
niveau du guidage de tige de piston 4.
Dans le mode de réalisation selon la figure 4, l'ondulation 9 supérieure dirigée vers l'extérieur de l'élément de compensation 5 relié au guidage de tige de piston 4 dans le logement 7 est pourvue d'un espace intérieur dans lequel est clipsé, pour sa fixation, un bourrelet périphérique s'étendant radialement vers l'extérieur d'un tampon de butée sous
traction 12 qui est ainsi retenu.
La fixation d'un ressort de butée sous traction 13 présentant une spire à diamètre extérieur plus grand est montrée dans la figure 5. À cet effet, cette spire est fixée dans l'espace intérieur 10 de l'ondulation 9 dirigée vers l'extérieur et elle s'appuie en direction axiale sur une surface de butée du guidage de tige de piston 4, tandis que l'élément de compensation 5 est fixé par son extrémité supérieure dans le logement
7 du guidage de tige de piston 4.
Dans la figure 6, un élément de compensation 5 est pourvu d'un talon 14 dirigé radialement vers l'intérieur qui sert à augmenter la surface d'appui axiale et ainsi à réduire le pressage en surface de l'élément de compensation 5 dans le logement 7 du guidage de tige de piston 4. La forme ondulée de l'élément de compensation 5 est réalisée dans ce mode de réalisation par rétreint du cylindre 2, de sorte que la surface formée à l'extrémité libre du talon 14 s'appuie contre la partie cylindrique du logement 7 du guidage de tige de piston 4 et que le talon 14 assure le centrage du cylindre 2 sur le guidage de tige de
piston 4 dans le récipient 1.
Un autre mode de réalisation avantageux montré dans la figure 7 est pourvu d'un élément de compensation 5 qui coopère avec la soupape de fond 4a et qui est réalisé en une seule pièce avec le cylindre 2. Le tronçon 6 axialement élastique est agencé par son extrémité inférieure dans le logement 7a de la soupape de fond 4a, et la soupape de piston possède un tenon dirigé vers la soupape de fond 4a pour recevoir le ressort de soupape, de sorte que dans la position rétractée de la tige de piston 3, seul le tenon parvient à proximité de la soupape de fond, mais le piston ne peut être rapproché qu'à distance vers la soupape de fond 4a et qu'il ne peut donc pas utiliser la course du cylindre jusqu'à la soupape de fond. L'élément de compensation 5 est agencé par le tronçon 6 axialement élastique à l'intérieur de cette course du cylindre 2 non utilisable. Cette construction est avantageuse en particulier pour
le déroulement du montage de l'amortisseur d'oscillations à deux tubes.
Dans la figure 8 l'élément de compensation 5 est réalisé sous forme d'un compensateur 15 qui est relié d'une part fermement au cylindre 2 au moyen d'un guidage et qui s'engage d'autre part dans le logement 7 du guidage de tige de piston 4, ou en variante dans un logement de la soupape de fond. Dans ce cas, le compensateur 15 peut être fabriqué en un matériau qui présente par exemple le coefficient de dilatation thermique approprié, par exemple en métal léger ou en une matière plastique appropriée. Pour centrer le cylindre 2 dans le récipient 1, le compensateur 15 est pourvu à son extrémité inférieure d'un collet de
centrage 16.
Selon un autre développement du compensateur 15, l'extrémité inférieure s'engage dans le cylindre 2, selon la figure 9, et une ondulation 9 dirigée vers l'extérieur est prévue pour augmenter la compensation de la dilatation thermique. En particulier l'agencement du compensateur 15 entre le guidage de tige de piston 4 et le cylindre 2 permet de manière simple la réalisation d'une butée de traction hydraulique, comme le montre la figure 10. À cet effet, le compensateur 15 forme un cylindre de butée 17 dans lequel s'engage, à partir d'une course de déploiement déterminée de la tige de piston 3, une bague de butée sous traction 19 fixée sur celle-ci. On obtient l'effet d'amortissement par au moins une gorge longitudinale 18 qui peut être réalisée par exemple en partie ou bien avec une section transversale de passage axialement variable. De même, on peut prévoir plusieurs gorges longitudinales 18 réparties à la périphérie qui présentent
différentes longueurs axiales.
Claims (14)
1. Amortisseur d'oscillations à deux tubes, comportant un élément de compensation (5) pour des différences de dilatation longitudinale entre un cylindre (2) et un récipient (1) entourant le cylindre (2) à distance radiale, dans lequel le cylindre (2) est agencé sous précontrainte axiale entre un logement cylindrique (7) d'un guidage de tige de piston (4) fixé dans le récipient (1) et une pièce posée au fond du récipient (1), par exemple une soupape de fond (4a), et dans lequel l'élément de compensation (5) est agencé entre le guidage de tige de piston (4) et/ou la soupape de fond (4a) en coopération avec le cylindre (2), caractérisé en ce que l'élément de compensation (5) présente un tronçon (6) axialement élastique dont l'extension en direction axiale est supérieure à celle du logement (7) du guidage de tige de piston (4) ou du logement (7a) de la soupape de fond (4a), et en ce que le tronçon élastique (6) est agencé à l'extérieur ou au moins en majeure partie à
l'extérieur du logement (7 ou 7a).
2. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de compensation (5) et le cylindre (2)
sont réalisés en une seule pièce.
3. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon les revendications 1 et
2, caractérisé en ce que le tronçon élastique (6) de l'élément de compensation (5) est formé par une extrémité en forme de tube ondulé (8) de la partie du cylindre (2) qui coopère avec le logement (7) du
guidage de tige de piston (4).
4. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon les revendications 1 et
2, caractérisé en ce que le tronçon élastique (6) de l'élément de compensation (5) est agencé par son extrémité avec étanchement dans
le logement (7a) de la soupape de fond (4a).
5. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de compensation (5) est formé par un évasement radial d'une zone d'extrémité du cylindre (2), grâce à quoi est formée au moins une ondulation (9) dirigée vers l'extérieur.
6. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ondulations (9) dirigées vers l'extérieur sont
réalisées avec une section polygonale.
7. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'une au moins des ondulations (9) de section polygonale est réalisée comme appui radial du cylindre (2) dans le
récipient (1).
8. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans l'espace intérieur (10) d'une ondulation (9) dirigée vers l'extérieur un anneau d'étanchement (11) qui coopère avec le logement cylindrique (7) du guidage de tige de
piston (4).
9. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'espace intérieur (10) d'une ondulation (9) dirigée vers l'extérieur est réalisé sous forme d'une gorge de fixation pour un tampon de butée sous traction (12) ou pour un ressort de butée
sous traction (13).
10. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité de
l'élément de compensation (5), laquelle coopère avec le logement (7) du guidage de tige de piston (4), comporte un talon (14) dirigé
radialement vers l'intérieur.
11. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de compensation (5) est formé par un compensateur (15) qui s'étend en direction axiale et qui est agencé
entre le cylindre (2) et le guidage de tige de piston (4).
12. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon la revendication 11, caractérisé en ce que le compensateur (15) est pourvu, dans la zone du raccordement avec le cylindre (2), d'un collet de centrage (16) qui vient en appui contre la paroi intérieure du récipient (1) et qui forme
des sections transversales de passage.
13. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon les revendications 1 1
et 12, caractérisé en ce que le compensateur (15) comporte au moins
une ondulation (9) dirigée vers l'extérieur.
14. Amortisseur d'oscillations à deux tubes selon les revendications 11
à 13, caractérisé en ce que le compensateur (15) est pourvu d'un cylindre de butée (17) qui présente au moins une gorge longitudinale en particulier partielle (18), et en ce qu'une bague de butée sous traction (19) fixée sur la tige de piston (3) est en liaison d'action avec
le cylindre de butée (17).
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