FR2824602A1

FR2824602A1 - Etrier de fixation d'un ensemble piston-cylindre

Info

Publication number: FR2824602A1
Application number: FR0205684A
Authority: FR
Inventors: Olexandr Dyshko
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2002-11-15
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: FR2824602B1; DE10122794B4; DE10122794A1

Abstract

Un étrier sur un ensemble piston-cylindre, comprend un étrier extérieur qui, avec son secteur partiel en forme de collier, enserre un cylindre, une patte se raccordant à chacune des zones d'extrémité du secteur partiel en forme de collier, et une pièce de réception en forme de U étant disposée entre ces pattes et présentant une base qui s'appuie sur le cylindre et de laquelle sont issues des ailes s'étendant sensiblement de manière parallèle aux pattes en formant une rainure destinée à recevoir une pièce de support, au moins un espace libre étant prévu entre la pièce formant la base et le cylindre. La base 23 de la pièce de réception 17 en forme de U présente un rayon RB plus grand qu'un rayon Rz du cylindre 3 entre les pattes 21.

Description

est égal ou supérieur à 3.

L'invention concerne un étrier sur un ensemble piston-cylindre, comprenant un étrier extérieur qui, avec son secteur partiel en forme de collier, enserre un S cylindre, une patte se raccordant à chacune des zones dextrémité du secteur partiel en forme de collier, et une pièce de réception en forme de U étant disposée entre ces pattes et présentant une base qui s'appuie sur le cylindre et de laquelle sont issues des ailes s'étendant sensiblement de manière parallèle aux pattes en formant une rainure destinée à recevoir une pièce de support, au moins un espace libre étant prévu entre la

pièce formant la base et le cylindre.

D,après le document DE 37 45 043 A1, on connaît un étrier destiné à relier une jambe de suspension à un porte-roue. L'étrier dispose d'un étrier extérieur qui, avec un secteur partiel en forme de collier, enserre sur une plage angulaire, un cylindre de la jambe de suspension, et deux pattes parallèles avec une pièce de réception en forme de U forment une rainure destince à recevoir une pièce en forme de plaque du porte-roue. 2s - Le but essentiellement recherché dans le cas de cette demande de brevet consiste à permettre à de l'eau s'écoulant le long du cylindre, d'être évacuée à travers un espace libre entre la pièce de réception en

forme de U et le cylindre.

Dans la variante selon la figure 2 du document DE 37 45 043 A1, l'espace libre est obtenu par le fait que la pièce de réception en forme de U est disposée à une distance radiale du cylindre. En conséquence, la pièce de réception n'assure aucune fonction de support

par rapport au cylindre.

Sur la figure 3, la base de la pièce de réception en forme de U est pourvue d'une moulure de formage, qui s'appuie sur le cylindre. Généralement lors s du montage de l' ensemble de l'étrier, on forme un module ou un groupe constitué de l'étrier extérieur et de la pièce de réception en forme de U. par exemple par au

moins un joint d'assemblage soudé entre les deux pièces.

Ensuite on monte ce module à force sur le cylindre, la pièce de réception en forme de U devant normalement se déformer. Mais en raison de la moulure de formage, l'élasticité de la base de la pièce de réception en forme de U se situe à un niveau très faible. De ce fait, il s'établit dans la zone de contact de la moulure de formage avec le cylindre, aussi bien dans le cylindre

que dans l'étrier, un état de contrainte très élevée.

Dans la rainure formée par les pattes et la pièce de réception en forme de U. est inséré la partie en forme de plaque du porte-roue, un ajustement à jeu étant prévu entre la partie en forme de plaque et les ailes de la pièce de réception, pour que la pièce en forme de plaque puisse être insérée facilement lors du montage. Pour la fixation de l'étrier et donc de l' ensemble piston-cylindre à la pièce en forme de plaque du porte-roue, les pattes de l'étrier extérieur, en commun avec les ailes de la pièce de réception, sont

serrées par des vis contre la pièce en forme de plaque.

A cette occasion, il faut au moins compenser élastiquement le jeu de l'ajustement entre la pièce en forme de plaque et la rainure de la pièce de réception, en vue d'obtenir une liaison par adhérence entre

l'étrier et la pièce en forme de plaque.

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Dans l'état serré de l'étrier sur la pièce en forme de plaque du porteroue, les contraintes augmentent de manière considérable dans la pièce de

réception intérieure et également dans le cylindre.

Jusqu'à présent, le cylindre était dimensionné, en ce qui concerne le diamètre et l'épaisseur de paroi, de façon à ce que les contraintes se situent en-dehors d'une zone critique. Si toutefois l'on diminue nettement ces deux grandeurs de dimensionnement, il se peut que pour une charge élevée correspondante, les exigences de résistance à la fatigue ne puissent plus être tenues

dans certaines conditions.

Dans le cas d'ensembles piston-cylindre sous la forme d'un amortisseur, on cherche depuis longtemps à atteindre un gain de poids par des cylindres plus petits et à paroi plus mince. On a certes également la possibilité, en variante, d'utiliser un autre matériau tel que par exemple un acier à résistance élevée ou de

l'aluminium, mais le prix de l'ensemble en pâtit.

Le but de la présente invention consiste à développer le système de liaison entre le porte-roue et l'étrier de manière à améliorer les conditions de

2s contraintes dans les pièces considérées.

Selon l' invention, ce but est atteint grâce au fait que la base de la pièce de réception en forme de U présente un rayon plus grand qu'un rayon du cylindre

entre les pattes.

Lors du serrage des pattes de l'étrier extérieur en commun avec les ailes de la pièce de réception sur la pièce en forme de plaque du porte-roue, le rayon de la base de la pièce de réception est réduit, de sorte que les rayons de la base et du cylindre ont

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tendance à se rapprocher. La zone de contact entre la base et le cylindre s'agrandit, ce qui réduit

considérablement les contraintes dans le cylindre.

Suivant le degré de formage lors de la fabrication de la pièce de réception en forme de U. il est également possible de prévoir que la base soit réalisée sous forme de surface plane jusqu'à un raccordement aux ailes. On obtient ainsi une pièce de

réception pouvant être utilisée de manière universelle.

Dans la mesure o, pour différents diamètres de cylindre, l' on a également la possibilité d' adapter les pièces de réception, il s'avère avantageux relativement aux conditions de contraintes, que le rayon de la base soit supérieur de 10% à 100% au rayon du cylindre. En complément, la pièce de réception présente dans la zone de la base, une épaisseur de matière moindre qu' au niveau des ailes. L' élasticité de la base est augmentée indépendamment du rayon au niveau de la base. Avec une élasticité croissante de la base, le niveau des contraintes dans le cylindre a tendance à

2s diminuer.

Dans le cas de séries plus importantes, ou bien lorsque l'application considérée l'exige, on obtient l' optimum des contraintes dans le cylindre lorsque le rayon de la base par rapport au rayon du cylindre, est déterminé par un point d' intersection des courbes caractéristiques des contraintes de l'étrier

extérieur et de la pièce de réception sur le cylindre.

Il est alors certes encore possible d'obtenir un niveau 3s de contraintes plus réduit pour des zones déterminces du cylindre, mais uniquement au détriment d'une s augmentation des contraintes en un autre endroit du cylindre. Comme la contrainte maximale dans une pièce détermine le dimensionnement de cette pièce, le point d' intersection cité des courbes caractéristiques des contraintes en tant que fonction du rayon de la base par rapport au rayon du cylindre, s'avère particulièrement avantageux. Dans la suite, l' invention va être explicitée

plus en détail à l' aide de la description des figures

des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un ensemble piston-cylindre sous la forme d'une jambe de suspension (état de la technique), Fig. 2 section traneversale de la jambe de suspension, Fig. 3 courbes caractéristiques des contraintes de différentes zones partielles du cylindre, Fig. 4 tracé maximal des contraintes dans le cylindre

sur la base de la figure 3.

La figure 1 montre un ensemble piston-cylindre

1 connu en soi, sous la forme d'une jambe de suspension.

2s A l'intérieur dun cylindre 3 est placé un tube de pression 5 dans lequel sont disposés de manière axialement mobile, une tige de piston 7 avec son piston 9. A l'extrémité inférieure du cylindre est fixé un

étrier 11. Pour la suite de la description on se

référera à la figure 2.

L'étrier 11 comprend un étrier extérieur 13 qui avec son secteur partiel 15 en forme de collier, s'appuie sur le cylindre. En commun avec une pièce de réception 17 en forme de U pour une pièce en forme de plaque 19 d'un porte-roue non représenté davantage, la pice de rAception et l'ALier ext6rieur formenL un sous-groupe monter indApendamment du reste de

1' ensemble piston-cylindre.

L'Atrier extArieur 13 dispose aux extrAmits, de pattes 21 orientes sensiblement radialement par rapport au cylindre et s'6tendant environ paralllement l'une l'autre. Entre les pattes de l'6trier extArieur, est dispose la pice de rception en forme de O qui esL constitue de la base 23 et de deux ailes 24. Les ailes et les patteG sont munies d'ouvertures non reprAsentes, travers lesquelles passent des moyens de fixation, tels que par exemple des vis de serrage. Entre les aile et les pattes est ralis un assemblage, par exemple un joint soud. La partie de base prAsente un rayon B, gu1 est nettement plus grand gue le rayon Rz du cylindre. De ce fait, 11 existe un espace 11bre 27 entre le cylindre

et la base, des deux cÈts d'une surface de contact 25.

ans l'Atat mont force de l'Atrier sur le cylindre, le rayon B B' est djÀ rapprochA du rayon RZ. Un cordon de soudure 31 ralis dans la zone du fond 20 du cylindre, doit transmettre des efforts du porte-roue au cylindre. La pice de rAception 17 en forme de ralise une rainure 33 pour la pice en forme de plaque 19. La largeur de la rainure est d'une dimension plus grande que la largeur de la pice e forme de plaque, de sorte qu'il existe entre la pice de rAception et la pice en forme de plaque, un jeu affectd d'une tolArance. Ce jeu

vaut environ O,1 O,6 mm.

Lorsque les moyens de fixation serrent les ailes en commun avec les pattes contre la pice en forme de plaque, il faut tout d'abord compenser le jeu prcit6. Lorsque l'on serre les ailes, le rayon RB se réduit davantage et la largeur de la surface de contact augmente. Les espaces libres 27 permettent cette diminution du rayon de la base. Des essais ont montré que lorsque le rayon RB est supérieur de 10 à 100% au rayon Rz, il existait des conditions de contrainte particulièrement favorables dans la zone de contact de l'ensemble de l'étrier avec le cylindre. Pour des réalisations particulièrement simples, on peut prévoir une base plane sur la pièce de réception en forme de U. Même dans ce cas, l'on obtient des réductions significatives des contraintes dans le cylindre. Plus les contraintes sont faibles, plus le rayon du cylindre peut être faible et plus l'épaisseur de paroi du

cylindre peut être mince.

Il est également possible de prévoir que l'épaisseur de paroi de la base soit plus faible que celle des ailes, en we d'augmenter l'élasticité de la pièce de réception en forme de U et ainsi également

augmenter ladite surface de contact.

On peut également procéder de la manière suivante, à savoir que l'on détermine les courbes caractéristiques de contraintes selon la figure 3. Le rayon du cylindre est souvent imposé ou prescrit par l' application. Cela détermine également la forme de l'étrier extérieur, parce que le secteur partiel doit obligatoirement s'appuyer sur le cylindre. Pour la figure 3, on a choisi un cylindre de rayon Rz d'une grandeur d'environ, 50 mm. On a déterminé que l'on pouvait obtenir une valeur optimale de contrainte ou optimum de contrainte dans le cylindre, dans une plage de 30\ à 60% d'augmentation de rayon de la base par rapport au cylindre. Les contraintes les plus élevées dans le cylindre apparaissent dans la zone de la surface de contact et au niveau de la transition entre le secteur partiel en forme de collier et les pattes. On a établi des courbes caractéristiques de contraintes pour différents rayons RB. Comme on le voit nettement, lorsque le rayon augmente, la contrainte dans la zone de contact chute de manière relativement marquée au début, puis il s'établit un état de contrainte

pratiquement constant, indépendamment du rayon RB.

Par contre, on note un comportement pratiquement inverse des contraintes dans la zone de contact avec l'étrier extérieur 13. Dans le cas d'une faible différence de grandeur entre RB et RZ, les contraintes augmentent encore de manière relativement forte, jusqu'à ce que s'établisse là aussi un état de

contrainte sensiblement constant.

Sur la figure 4, on a -représenté une superposition des deux courbes caractéristiques de contraintes, représentant la courbe obtenue en reportant à chaque fois le niveau de contrainte le plus élevé pour un rayon donné. Si comme on peut le constater, par rapport à des rayons identiques sur la base et le cylindre, on est en mesure d'obtenir avec la configuration conforme à l' invention desdits rayons, une 2s réduction de 30% à 40% des contraintes, cela signifie pour la conception sur le plan de la construction, que sans surcoûts pour le cylindre et l'étrier, il est possible de réaliser une économie substantielle de matière.

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Claims

REVENDICATIONS.

1. Etrier sur un ensemble piston-cylindre, comprenant un étrier extérieur qui, avec son secteur partiel en forme de collier, enserre un cylindre, une patte se raccordant à chacune des zones d'extrémité du secteur partiel en forme de collier, et une pièce de réception en forme de U étant disposée entre ces pattes et présentant une base qui s'appuie sur le cylindre et de laquelle sont issues des ailes s'étendant sensiblement de manière parallèle aux pattes en formant une rainure destinée à recevoir une pièce de support, au moins un espace libre étant prévu entre la pièce formant la base et le cylindre, caractérisé en ce que la base (23) de la pièce de réception (17) en forme de U présente un rayon RB plus grand qu'un rayon Rz du cylindre (3) entre les pattes (21).

2. Etrier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base (23) est réalisée sous forme de surface plane jusqu'à un raccordement aux ailes (24).

3. Etrier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon de la base (23) est

supérieur de 10% à 100% au rayon Rz du cylindre (3).

4. Etrier selon les revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que la pièce de réception (17) présente dans la zone de la base (23), une épaisseur de

matière moindre qu'au niveau des ailes (21).

5. Etrier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon RB de la base (23) par

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rapport au rayon Rz du cylindre (3), est déterminé par un point d' intersection des courses caractéristiques des contraintes de l'étrier extérieur (13) et de la piece de

reception (17) sur le cylindre (3).