FR2995048A1

FR2995048A1 - Butee hydraulique pour le freinage en fin de course d'un piston et amortisseur muni d'une telle butee

Info

Publication number: FR2995048A1
Application number: FR1258293A
Authority: FR
Inventors: Benjamin Talon; Yan Chabrere; Frederic Izembart
Original assignee: SOBEN
Current assignee: SOBEN
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-07
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: WO2014037661A1; FR2995048B1

Abstract

L'invention concerne une butée (10) hydraulique pour le freinage en fin de course d'un piston principal (5) comprenant : . un corps, dit corps de butée (11), cylindrique fermé à une extrémité, . un piston, dit piston de butée (12), mobile axialement dans le corps de butée, . un ressort de rappel (23) du piston de butée dans sa position étendue et . des moyens de limitation de course du piston de butée dans sa position étendue, le piston de butée (12) étant adapté pour entrer en contact et être entrainé en direction de sa position comprimée par ledit piston principal (5) lorsque celui-ci atteint une position prédéterminée au voisinage de sa fin de course, caractérisée en ce que le piston de butée comporte un orifice axial (16), adapté pour être bouché par un bouchon (9) solidaire dudit piston principal lorsque celui-ci entre en contact avec le piston de butée et comprimer un fluide occupant le volume de compression. L'invention concerne également un amortisseur ou un vérin hydraulique muni d'une telle butée hydraulique.

Description

BUTÉE HYDRAULIQUE POUR LE FREINAGE EN FIN DE COURSE D'UN PISTON ET AMORTISSEUR MUNI D'UNE TELLE BUTÉE L'invention concerne une butée hydraulique permettant de freiner en fin de course, en compression ou en détente, le piston d'une machine à 5 piston telle qu'un amortisseur ou un vérin. L'invention s'étend également à un amortisseur (ou un vérin) équipé d'une telle butée. Dans le présent texte, le terme « hydraulique » est employé dans son sens le plus large, c'est-à-dire fonctionnant avec un fluide incompressible, que ce soit de l'huile ou tout autre liquide. On comprend par « fluide 10 incompressible » des fluides incompressibles ou quasi-incompressibles, c'est-à-dire des fluides susceptibles de contenir une émulsion d'un fluide compressible (gaz) avec un fluide incompressible et pouvant donc présenter une faible variation de volume avec la pression. La butée hydraulique selon l'invention est prévue pour équiper une machine à piston, c'est-à-dire une machine comportant au moins un 15 tube cylindrique à l'intérieur et dans l'axe duquel se déplace un piston. La description de la butée hydraulique selon l'invention est faite en relation avec son utilisation dans un amortisseur d'un dispositif de suspension d'un véhicule automobile, et plus particulièrement un amortisseur bitube, sans que cela soit limitatif quant à son utilisation qui peut s'étendre à des amortisseurs mono tube, tri 20 tube ou des vérins hydrauliques. De même, des termes tels que « supérieur », « inférieur » et leurs dérivés sont utilisés par rapport à la position usuelle d'un amortisseur monté sur un véhicule automobile, c'est-à-dire sensiblement verticale, la tige de l'amortisseur étant placée au-dessus du corps de celui-ci, sans que cela soit limitatif quant à l'utilisation de l'amortisseur (ou du vérin) dans d'autres positions, 25 par exemple à l'horizontale ou tige vers le bas. De façon connue, un amortisseur bitube comprend un corps tubulaire constitué de deux tubes concentriques, un tube interne à l'intérieur duquel peut se déplacer un piston prolongé par une tige, et un tube externe. Le corps tubulaire est fermé de part et d'autre par des culasses, la culasse supérieure étant 30 traversée par la tige. Le tube interne est rempli d'un fluide incompressible, en général de l'huile, dont le laminage par le piston permet de dissiper l'énergie cinétique. Le volume d'huile occupé par la tige du piston est absorbé dans / restitué par une chambre de compensation ménagée entre le tube interne et le tube externe, en passant par des passages ménagés dans la culasse inférieure.

Un des problèmes fréquemment rencontrés avec les amortisseurs hydrauliques est le problème du talonnage lorsque que le piston arrive en fin de course dans le corps de l'amortisseur, particulièrement en fin de course de compression. Pour pallier ce problème, il est connu de disposer au voisinage des extrémités du corps de l'amortisseur des butées hydrauliques permettant de freiner le piston lorsque celui-ci arrive en fin de course afin d'éviter un choc et, le cas échéant, l'endommagement des culasses en cas de « talonnage » du piston. On connaît par exemple du document FR 1 522 498 un amortisseur comportant un piston auxiliaire raccordé à la tige traversant le piston principal et d'un diamètre inférieur à celui du piston principal, pénétrant dans un cylindre auxiliaire placé à l'extrémité appropriée du cylindre principal en fin de course de l'amortisseur. Le volume d'huile enfermé entre le piston auxiliaire et son cylindre s'échappe alors par un passage de fuite dont la section transversale diminue progressivement à mesure que le piston auxiliaire pénètre plus avant dans son sillage. Un tel dispositif souffre cependant de la difficulté d'aligner le cylindre et le piston auxiliaire lorsque ceux-ci sont dégagés l'un de l'autre et requiert donc un usinage coûteux et difficile. On connaît également du document FR 1 361 239 un vérin pneumatique comportant des butées de fin de course, fixées aux extrémités du corps du vérin. Ces butées comportent un corps de butée dans lequel coulisse un piston de butée dans la paroi latérale duquel est agencé un passage d'air principal. Le piston de butée est poussé en position étendue par un ressort et maintenu dans cette position par des collerettes de blocage ménagées dans le corps et le piston de butée. Lorsque le piston principal, au voisinage de sa fin de course, accoste le piston de butée, celui-ci s'enfonce dans le corps de butée qui obture alors le passage d'air principal. Le freinage du piston principal s'opère alors par la compression de l'air sous le piston principal. Ce type de butée est cependant inadapté dans le cas où le fluide utilisé est incompressible et où le piston principal comporte des passages de fluide comme c'est le cas dans un amortisseur. La présente invention vise donc une butée hydraulique pour le 5 freinage en fin de course d'un piston qui ne présente pas les inconvénients de la technique antérieure. En particulier, l'invention vise à fournir une telle butée qui soit simple à fabriquer et ne présente pas d'usinage complexe. L'invention vise également à fournir une telle butée dont l'assemblage et le montage dans l'amortisseur est simplifié. 10 L'invention vise également à fournir une telle butée qui soit adaptable à un amortisseur bitube, à un amortisseur mono tube, ainsi qu'à un vérin hydraulique sans nécessiter de modifications importantes. L'invention vise de plus à fournir une telle butée qui permet d'apporter une fonction de freinage du piston à un amortisseur ou un vérin existant 15 qui n'en est pas muni d'origine sans entrainer de modifications majeures. L'invention vise encore à fournir une telle butée qui ne nécessite pas de modification de l'amortisseur et permette plusieurs lois de freinage possible. L'invention vise en outre à fournir une telle butée qui permette 20 la réalisation d'un amortisseur peu coûteux, en utilisant des matériaux et des procédés économiques. Pour ce faire, l'invention concerne une butée hydraulique pour le freinage en fin de course d'un piston principal, ladite butée comprenant : - un corps, dit corps de butée, cylindrique fermé à une extrémité, 25 - un piston, dit piston de butée, mobile axialement dans le corps de butée entre une première position, dite position comprimée et une seconde position, dite position étendue, définissant entre ces positions un volume de compression, - des moyens élastiques de rappel du piston de butée dans sa 30 position étendue et - des moyens de limitation de course adaptés pour arrêter le piston de butée dans sa position étendue, le piston de butée étant adapté pour entrer en contact et être entrainé en direction de sa position comprimée par ledit piston principal lorsque celui-ci atteint une position prédéterminée au voisinage de sa fin de course, caractérisée en ce que le piston de butée comporte un orifice axial, adapté pour être bouché par un bouchon solidaire dudit piston principal lorsque celui-ci entre en contact avec le piston de butée et comprimer un fluide occupant le volume de compression. Grâce au piston de butée restant à demeure dans le corps de butée, il n'y a plus de risque de défaut d'engagement du piston de butée dans le corps de butée liée à des désaxages sous l'effet de forces latérales de flexion. Les chanfreins ou les cols de guidage conique qui augmentent la longueur inactive de la butée ne sont plus nécessaires. L'accostage du piston de butée par le piston principal s'effectuant par simple contact de type de plan sur plan, il n'est plus nécessaire de réaliser des usinages nécessitant des tolérances précises, en particulier pour la concentricité et la coaxialité de l'ensemble tige / piston principal avec la butée. Grâce aux moyens élastiques de rappel, le piston de butée est naturellement en position étendue jusqu'à ce que le piston principal entre en contact avec lui et obture l'orifice axial. Dès lors, le volume de fluide contenu à l'intérieur de la butée est comprimé et ne peut s'échapper que par des fuites autour du piston de butée, entraînant un freinage du piston principal. Lorsque le mouvement du piston principal change de sens, l'orifice axial est dégagé, le fluide à l'intérieur du tube de l'amortisseur peut alors pénétrer dans le volume de compression sans perte de charge notable et le piston de butée retrouve sa position étendue sans qu'il soit nécessaire de prévoir de moyens particuliers permettant de remplir le volume de compression. La butée hydraulique retrouve ainsi instantanément sa capacité de freinage du piston principal. Avantageusement et selon l'invention, le bouchon est un écrou de fixation dudit piston principal. L'étanchéité à prévoir autour de l'orifice axial 30 étant une étanchéité de type dynamique, il n'est pas nécessaire de prévoir un bouchon assurant une étanchéité complète de cet orifice. Dès lors, il suffit de prévoir un écrou de fixation du piston principal sur la tige de piston dont le diamètre est supérieur à celui de l'orifice axial pour que la fonction de bouchon soit complètement assurée sans pièces supplémentaires.

Avantageusement et selon l'invention, le piston de butée comporte une bague de diamètre extérieur ajusté au diamètre intérieur minimum du corps de butée et présentant un rebord radial s'étendant vers l'intérieur de la bague. L'ajustement de la bague au diamètre intérieur du corps de butée permet d'assurer la mobilité par glissement de la bague le long du corps de butée en minimisant les fuites parasites entre les deux parois. Avantageusement et selon l'invention, la bague est réalisée en matériau à coefficient de friction réduit et préférentiellement en laiton. La bague peut également être réalisée en acier fritté de manière à ce que son coefficient de dilatation soit compatible avec celui du corps de butée.

Avantageusement et selon l'invention, le piston de butée comporte également un embout sensiblement cylindrique comportant l'orifice axial à l'une de ses extrémités et dont l'autre extrémité est adaptée pour être fixée par encliquetage sur le rebord radial de la bague. En prolongeant la bague, qui fait office de piston proprement dit dans le corps de butée, par un embout cylindrique s'étendant en direction du piston principal, le piston de butée est en saillie par rapport au corps de butée et la hauteur de l'embout cylindrique permet de régler la profondeur de course de la butée hydraulique. De plus, l'embout est avantageusement réalisé en matière synthétique, de préférence injectée ou moulée, ce qui permet une réalisation économique du piston de butée, avec un dispositif d'encliquetage par couronne ou languettes élastiques venant se reprendre sur le rebord radial de la bague. L'utilisation d'une matière synthétique permet également d'améliorer le contact entre le piston principal (ou son écrou) et l'embout du piston de butée, en évitant des chocs métal sur métal et en améliorant l'étanchéité autour de l'orifice axial ménagé dans l'embout.

Avantageusement et selon l'invention, l'embout comporte un évidement central adapté pour recevoir et guider un ressort spiral formant les moyens de rappel élastique du piston de butée dans sa position étendue. De cette manière, les moyens de rappel élastique sont centrés par rapport à l'embout et donc au piston de butée et guidés par rapport au corps de butée Avantageusement et selon l'invention, le corps de butée comporte sur sa paroi latérale intérieure au moins une rainure longitudinale débouchant à l'extrémité ouverte du corps de butée, adaptée pour permettre un débit de fuite prédéterminé du fluide occupant le volume de compression. En formant ainsi une rainure parallèle à l'axe, de section prédéterminée, il est possible de ménager un débit de fuite prédéterminé du fluide occupant le volume de compression lorsque le piston de butée s'enfonce sous l'effort exercé par le piston principal. Le débit de fuite permet de déterminer la vitesse d'enfoncement du piston de butée pour un effort constant appliqué sur celui-ci ou l'effort de freinage exercé sur le piston principal à vitesse d'enfoncement constante. Avantageusement et selon l'invention, le corps de butée comporte une pluralité de rainures de longueurs étagées, angulairement distribuées sur la paroi latérale intérieure du corps de butée de manière à permettre un débit de fuite décroissant lorsque le piston de butée se déplace de la position étendue à la position comprimée. Ainsi, en ménageant une pluralité de rainures débouchant sur à l'extrémité ouverte du corps de butée et s'étendant sur des longueurs distinctes et croissantes, le débit de fuite entre le piston de butée et le corps de butée dépend de la position du piston de butée, en l'occurrence du nombre et de la section des rainures s'étendant de part et d'autre de la bague du piston de butée et peut être ajusté en faisant varier le nombre et la longueur des rainures. Avantageusement, les rainures étant formées dans le corps de butée, il suffit de changer le corps de butée pour changer la loi de freinage du piston. Avantageusement et selon une variante de l'invention, le corps de butée comporte au moins une rainure de section droite variable en fonction du 30 débit de fuite recherché, décroissante de l'extrémité ouverte du corps de butée en direction du fond de celui-ci. De nombreux modes d'exécution sont envisageables, par exemple une rainure de forme semi- conique ou en forme de demi-cylindres étagés, etc. Avantageusement et selon l'invention, chaque rainure est réalisée par emboutissage de la paroi latérale du corps de butée. Ceci permet une réalisation économique du corps de butée en évitant des usinages complexes. De plus la réalisation par emboutissage des rainures est répétitive et permet d'obtenir une grande précision de manière économique. Avantageusement et selon l'invention, dans le cas où l'extérieur de la paroi latérale du corps de butée est en contact avec le fluide occupant l'espace sous le piston principal, les rainures peuvent être remplacées par des orifices ménagés dans la paroi latérale du corps de butée, présentant une section décroissante en se rapprochant de l'extrémité fermée du corps de butée. De cette manière, un débit de fuite variable s'établit au travers de ces orifices qui sont masqués par la bague du piston de butée à mesure que celle-ci s'enfonce dans le corps de butée. Avantageusement et selon l'invention, les moyens de limitation de la course du piston de butée sont des ergots sensiblement radiaux, formés par emboutissage sur un bord du corps de butée opposée à l'extrémité fermée de celui-ci. En formant ainsi deux à quatre (ou plus) ergots angulairement répartis sur les bords de l'extrémité ouverte du corps de butée, s'étendant suffisamment vers l'intérieur du cylindre, la sortie axiale de la bague du piston de butée est bloquée de manière simple. Avantageusement, le diamètre minimal déterminé par l'extrémité des ergots est supérieur au diamètre de l'embout du piston de butée, permettant d'insérer celui-ci dans le corps de butée et de le fixer sur la bague après réalisation des ergots. L'invention s'étend également à un amortisseur hydraulique, comprenant au moins un tube fermé aux deux extrémités, au moins partiellement rempli d'un fluide incompressible, dans lequel circule un piston muni d'une tige 30 traversant l'une des extrémités, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une butée hydraulique selon l'invention comportant au moins une des caractéristiques énoncées ci-dessus. Avantageusement et selon l'invention, dans un mode de réalisation d'un amortisseur comportant une butée hydraulique adaptée pour 5 fonctionner en compression dans un amortisseur bitube, le corps de butée présente des conduits entre le corps de butée et le tube interne de l'amortisseur adaptés pour permettre un passage du fluide de l'amortisseur du tube interne vers une chambre de compensation. Le corps de butée est ainsi réalisé de manière à ménager un ou des conduits de fluide autour du corps de butée pour permettre au fluide de l'amortisseur 10 de rejoindre la culasse inférieure et de passer ainsi vers la chambre de compensation de l'amortisseur. Avantageusement et selon l'invention, le corps de butée présente un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube interne et comporte des reliefs en saillie vers l'extérieur du corps de butée, 15 régulièrement répartis sur la périphérie de celui-ci au voisinage du bord opposé à l'extrémité fermée, lesdits reliefs formant des secteurs angulaires d'un cylindre de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube interne de l'amortisseur. Ces reliefs en saillie peuvent être aménagés par emboutissage, en même temps que la réalisation des rainures. De plus, le diamètre extérieur qu'ils déterminent dépend 20 de l'outillage d'emboutissage et peut être obtenu avec des tolérances précises. Entre ces reliefs en saillie, l'espace existant entre la surface extérieure du corps de butée et le tube interne de l'amortisseur permet de ménager des conduits du fluide de l'amortisseur vers la culasse inférieure. Avantageusement et selon l'invention, le corps de butée est 25 fixé au tube interne de l'amortisseur par des soudures par résistance pratiquées dans lesdits reliefs. Le corps de butée, centré par des reliefs en saillie dans le tube interne de l'amortisseur peut ainsi être fixé de manière économique à celui-ci. Avantageusement et selon l'invention, dans un mode de réalisation d'un amortisseur comportant une butée hydraulique adaptée pour 30 fonctionner en détente dans un amortisseur bitube, le corps de butée comporte des moyens de fixation étanche sur le tube interne de l'amortisseur au voisinage de la culasse supérieure et un passage ménagé dans son extrémité fermée pour le passage de la tige de l'amortisseur. Dans ce mode de réalisation de la butée hydraulique selon l'invention, il n'est pas nécessaire de ménager des conduits autour du corps de butée. Celui-ci peut donc être fixé directement entre la partie supérieure du tube interne de l'amortisseur et la culasse supérieure. L'invention concerne également une machine à piston et à butée de fin de course dudit piston caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une butée hydraulique selon l'invention présentant tout ou partie des caractéristiques énoncées 10 ci-dessus. L'invention concerne également une butée hydraulique, une machine à piston et un amortisseur selon l'invention caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. L'invention concerne également un dispositif de suspension de 15 véhicule comprenant au moins un amortisseur selon l'invention. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au vu de la description qui va suivre et des dessins annexés représentant un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple, dans lesquels : 20 - la figure 1 représente une coupe longitudinale partielle d'un amortisseur bitube équipé d'une butée hydraulique selon l'invention ; - la figure 2 représente une coupe longitudinale d'une butée hydraulique selon l'invention ; - la figure 3 représentent une vue en perspective du corps de butée 25 d'une butée hydraulique selon l'invention ; et - la figure 4 est un graphe illustrant l'effort de freinage appliqué à un piston d'amortisseur par une butée hydraulique selon l'invention. La figure 1 représente une coupe longitudinale passant par l'axe de la partie inférieure d'un amortisseur 1 bitube équipé d'une butée 10 30 hydraulique selon l'invention. L'amortisseur 1 comporte un tube interne 2 à l'intérieur duquel coulisse un piston principal 5 fixé à l'extrémité inférieure d'une tige 6. Le tube interne 2 est entièrement rempli d'un fluide, en l'occurrence de l'huile, au-dessus et au-dessous du piston principal 5. Un tube externe 3 est monté coaxialement au tube interne 2 et l'espace entre les deux tubes forme un volume de compensation 4 permettant de compenser le volume de la tige 6 lorsque celle-ci s'enfonce dans le tube interne 2. Le tube interne 2 et le tube externe 3 sont maintenus et fermés à leur extrémité inférieure par une culasse inférieure 7 et à leur extrémité supérieure par une culasse supérieure (non représentée) permettant le passage de la tige 6.

La butée 10 hydraulique est placée au voisinage immédiat de la culasse inférieure 7, voire au contact de celle-ci et s'étend en direction du piston principal 5. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le piston principal 5 est au contact de la butée 10, par exemple un instant où le piston principal descend dans le tube interne 2, juste avant le freinage du piston principal par la butée 10 hydraulique. La butée 10 hydraulique comporte un corps de butée 11 dans lequel coulisse un piston de butée 12. Le corps de butée 11 est sensiblement cylindrique, en acier de préférence, et fermé à son extrémité inférieure par un fond 19 serti (figure 2).

Le piston de butée 12 comprend une bague cylindrique 13 de diamètre extérieur ajusté au diamètre intérieur du corps de butée 11 de manière à pouvoir coulisser axialement dans celui-ci en minimisant les fuites périphériques. Par exemple, l'ajustement préférentiel est de type H8/f7, ménageant ainsi un jeu au moyen de l'ordre de 5/100 de millimètre entre le corps de butée et la bague. La bague cylindrique 13 comporte, au niveau de son bord supérieur, un rebord 14 s'étendant vers l'intérieur de la bague. La bague 13 est préférentiellement réalisée en laiton ou en acier fritté. Le piston de butée 12 comprend également un embout 15 cylindrique, en matière synthétique, par exemple en PTFE ou tout autre polymère 30 compatible avec le fluide utilisé et sa température de fonctionnement. L'embout 15 cylindrique comporte, à son extrémité la plus proche du fond 19 du corps de butée 11, des moyens d'encliquetage, en l'occurrence une couronne déformable ou des languettes 18 réparties sur le pourtour de l'embout, présentant un profil en crochet adapté pour coopérer avec le rebord 14 de la bague 13, de manière à 5 pouvoir insérer l'extrémité inférieure de l'embout 15 dans la bague 13 jusqu'à ce que l'élasticité de la couronne ou des languettes 18 verrouille l'embout sur la bague. À son extrémité opposée aux moyens d'encliquetage, l'embout 15 est fermé par un fond percé d'un orifice axial 16. L'embout 15 comporte également un évidement cylindrique 17 adapté pour recevoir et guider un ressort 23 s'étendant entre le 10 fond 19 du corps de butée et le fond de l'embout 15 de manière à rappeler le piston de butée 12 en position étendue par rapport au corps de butée 11. Les figures 2 et 3 représentent de manière plus détaillée la forme du corps de butée 11. Comme vu précédemment, le corps de butée 11 présente une forme sensiblement cylindrique, dont l'extrémité supérieure est ouverte 15 et l'extrémité inférieure fermée par un fond 19. Le fond 19 peut être emmanché et serti dans la paroi cylindrique du corps de butée 11 ou bien être soudé à celle-ci ou encore être obtenu de manière intégrale avec celle-ci par un procédé d'emboutissage profond. La paroi périphérique interne du corps de butée 11 est creusée d'au moins une rainure 20 longitudinale s'étendant de l'extrémité ouverte vers le fond du corps 20 de butée de manière à réaliser une fuite calibrée entre le corps de butée et la bague 13. Le corps de butée 11 comporte préférentiellement trois rainures 20 de longueurs étagées, réparties angulairement sur le pourtour de la paroi périphérique interne du corps de butée. En variante, le corps de butée 11 peut être muni d'une ou plusieurs rainures de section droite variable décroissante vers le fond du corps de 25 butée, la section des rainures étant déterminée en fonction du débit de fuite souhaité pour chaque position du piston de butée. Les rainures 20 sont préférentiellement réalisées par déformation plastique de la paroi latérale du corps de butée 11, par exemple par emboutissage.

Dans un exemple de réalisation d'un corps de butée 11 particulièrement adapté à la réalisation d'une butée hydraulique en compression d'un amortisseur bitube, tel que représenté sur les figures 1 à 3 du dessin, le diamètre extérieur du corps de butée 11 est sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube interne 2 de l'amortisseur 1. Le corps de butée 11 présente au voisinage de son extrémité supérieure ouverte des reliefs 22 en saillie vers l'extérieur du corps de butée dont la profondeur est adaptée pour compenser l'écart de diamètre entre le corps de butée et le tube interne 2. De préférence, ces reliefs 22 s'étendent longitudinalement sur une longueur inférieure à la hauteur de la bague 13 du piston de butée 12 afin de ne pas générer de fuite supplémentaire entre la bague et la paroi périphérique interne du corps de butée. De même, ces reliefs 22 s'étendent sur des secteurs angulaires régulièrement répartis sur la paroi périphérique du corps de butée, par exemple sur quatre secteurs angulaires de 200 chacun, permettant de ménager entre les reliefs 22 des conduits 26 assurant le passage du fluide de l'amortisseur autour du corps de butée 11, entre le dessous du piston principal 5 et la culasse inférieure 7. Dans le cas où l'extérieur de la paroi latérale du corps de butée est en contact avec le fluide occupant l'espace sous le piston principal, les rainures peuvent être remplacées par des orifices ménagés dans la paroi latérale du corps de butée, présentant une section décroissante en se rapprochant de l'extrémité fermée du corps de butée. De cette manière, un débit de fuite variable s'établit au travers de ces orifices qui sont masqués par la bague du piston de butée à mesure que celle-ci s'enfonce dans le corps de butée. Ces orifices peuvent également être réalisés par poinçonnage dans la paroi périphérique du corps de butée.

Le corps de butée 11 comporte également, sur son bord supérieur, des ergots 21 rabattus vers l'intérieur du corps de butée destinés à limiter le déplacement et empêcher la sortie de la bague 13 du corps de butée. Ces ergots 21 sont également réalisés par déformation plastique du bord ouvert du corps de butée 11.

Le montage de la butée 10 hydraulique dans l'amortisseur 1 s'effectue comme suit : Le corps de butée 11 est réalisé par emboutissage à l'exception des ergots 21. On insère dans le corps de butée 11 la bague cylindrique 13, 5 rebord 14 vers le haut. On rabat alors les ergots 21 de manière à empêcher la bague 13 de sortir du corps de butée. Le corps de butée 11 muni de la bague 13 est alors inséré dans le tube interne 2, par exemple en le faisant coulisser depuis l'extrémité correspondant à la culasse inférieure 7 jusqu'à une position adaptée pour permettre 10 l'installation ultérieure de la culasse. Le corps de butée 11 est alors fixé sur le tube interne 2 par des soudures 25 par résistance (soudures par points) réalisé à l'intérieur des reliefs 22 (figure 1). De manière alternative, le corps de butée 11 pourrait être fixé sur la culasse inférieure 7 et inséré et fixé en même temps que celle-ci. L'embout 15, muni du ressort 23, est alors inséré par 15 l'extrémité ouverte du corps de butée 11 est enfoncé jusqu'à ce que les languettes 18 viennent s'encliqueter sur le rebord 14 de la bague 13, solidarisant ainsi l'embout et la bague. Lorsqu'on relâche la pression sur l'embout 15 le piston de butée 12 remonte sous l'effet du ressort 23 jusqu'à ce que la bague 13 soit arrêtée par les ergots 21 ou bien jusqu'à ce que le ressort 23 soit complètement déployé. Bien 20 entendu, le diamètre extérieur de l'embout 15 doit être tel qu'il puisse passer entre les ergots 21. La butée 10 hydraulique est alors installée dans l'amortisseur 1 en tant que butée de compression de celui-ci. La butée 10 hydraulique fonctionne de la manière suivante. 25 L'ensemble du tube interne 2 est rempli d'un fluide incompressible, en l'occurrence de l'huile, y compris la partie intérieure de la butée 10 en position étendue formant le volume de compression 24. Lorsque le piston principal 5 descend dans le tube interne 2, l'huile située au-dessous du piston principal est évacuée en partie dans la chambre supérieure au-dessus du piston principal via des orifices de laminage du 30 piston principal. Le volume d'huile correspondant au volume de la tige 6 circule autour de la butée hydraulique, via les conduits 26 ménagés entre les reliefs 22 pour atteindre la culasse inférieure 7 et être évacué vers le volume de compensation 4 via des passages 8 ménagés dans la culasse inférieure 7. Lorsque l'écrou 9 du piston principal 5 entre en contact avec 5 l'embout 15, il obture l'orifice axial 16 et ferme le volume de compression 24. Sous l'effet du déplacement du piston principal vers le bas, le piston de butée 12 s'enfonce dans le corps de butée, le volume de compression 24 diminue et l'huile enfermée dans le volume de compression 24 s'échappe par les rainures 20 autour de la bague 13. Le débit de fuite de l'huile au travers de rainures 20 varie en fonction 10 de l'enfoncement du piston de butée 12, lorsque la bague 13 masque l'extrémité d'une des rainures 20. L'effort résistant exercé par le piston de butée 12 à l'encontre du déplacement du piston principal 5 s'accroit ainsi à proportion de la réduction du débit de fuite au travers de rainures 20 et fournit ainsi un freinage progressif à l'ensemble tige 6 et piston principal 5 à mesure de sa progression vers la fin de sa 15 course dans le tube interne 2 de l'amortisseur. Lorsque le mouvement de la tige et du piston s'inverse, l'écrou 9 du piston principal n'exerce plus d'effort sur l'embout 15. Sous l'effet du ressort 23, le piston de butée 12 tend à reprendre sa position étendue par rapport au corps de butée 11. Pour cela, le volume d'huile nécessaire à remplir le volume de 20 compression 24 qui s'accroît pénètre par l'orifice axial 16 permettant ainsi au piston de butée 12 de reprendre sa position quasi instantanément et d'être immédiatement disponible pour une nouvelle course de compression. La figure 4 représente un graphe de l'effort résistant F (en ordonnée) exercé par la butée hydraulique sur le piston principal en fonction de la 25 course d du piston de butée, pour des vitesses de déplacement du piston principal de l'ordre de 500 mm/s et de 2000 mm/s L'origine de la course d est choisie lorsque le piston de butée est dans sa position étendue, au moment du contact du piston principal sur le piston de butée. Dès que l'écrou du piston principal obture l'orifice axial 16 du piston de butée, l'effort résistant F croit jusqu'à un premier palier 30 correspondant au débit de fuite conjugué de toutes les rainures 20. Après une course Li correspondant à la longueur de la rainure 20 la plus courte, la bague 13 obture cette rainure et le débit de fuite est diminué, entraînant une augmentation de l'effort résistant jusqu'à un deuxième palier. Lorsque la bague 13 obture une deuxième rainure de longueur L2, l'effort résistant augmente jusqu'à un troisième palier. Le 5 même phénomène se reproduit tout au long de la course du piston de butée 12, l'effort de freinage développé par la butée 10 hydraulique augmentant à chaque fois que la bague 13 obture une rainure supplémentaire. L'effort résistant F dépendant de la somme des sections des rainures permettant le débit de fuite et du débit lui-même donc de la vitesse d'enfoncement du piston, pour chaque palier, l'effort résistant est 10 croissant en fonction de la vitesse d'enfoncement du piston. Lorsque la course de compression du piston principal s'arrête et que le mouvement du piston principal s'inverse, l'effort résistant F s'annule instantanément et le retour du piston de butée dans sa position d'extension maximale s'effectue à effort sensiblement nul. 15 La butée décrite ci-dessus est une butée de compression d'un amortisseur bitube. Il est cependant possible d'adapter la butée hydraulique selon l'invention à une butée de détente d'un amortisseur. Dans ce cas, le corps de butée est fixé sur le tube interne de l'amortisseur au voisinage de la culasse supérieure. Il n'est pas nécessaire de prévoir 20 des conduits analogues aux conduits 26 de la butée de compression du fait de l'absence de circulation d'huile autour de la butée. Le corps de butée forme alors un cylindre de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur du tube interne 2. Le fond du corps de butée comporte alors un passage permettant de laisser circuler la tige du piston principal. Ce passage peut être muni ou non un joint 25 d'étanchéité périphérique autour de la tige. De même, la fixation du corps de butée sur le tube interne 2 peut être réalisée de manière étanche ou non, l'étanchéité du tube interne 2 et autour de la tige pouvant être réalisée par la culasse supérieure. Dans le cas de la butée de détente, la tige 6 doit circuler à l'intérieur du piston de butée. Dès lors, celui-ci est adapté pour permettre cette 30 circulation, par exemple en agrandissant l'orifice axial à un diamètre supérieur à celui de la tige et en munissant celle-ci d'un élément tel qu'une collerette adaptée pour obturer l'espace annulaire de l'orifice axial autour de la tige. De même, l'évidement axial de l'embout est adapté pour recevoir un ressort dont le diamètre intérieur permet le passage de la tige 6.

Bien entendu, cette description est donnée à titre d'exemple illustratif uniquement et l'homme du métier pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir de la portée de l'invention, comme par exemple modifier la fixation de l'embout sur la bague en remplaçant l'encliquetage par une fixation à baïonnette, ou encore choisir tout matériau adapté à la fonction des pièces réalisées.

De même, l'adaptation de cette butée hydraulique pour l'utilisation dans un vérin hydraulique est à la portée de l'homme du métier qui utilisera une butée de type butée de compression comportant des conduits latéraux si l'orifice d'alimentation/évacuation de la chambre du vérin se situe du côté opposé au piston principal par rapport à la butée ou bien une butée analogue à la butée de détente si l'orifice d'alimentation/évacuation de la chambre du vérin se situe entre le piston principal et la butée hydraulique.

Claims

REVENDICATIONS1/ - Butée (10) hydraulique pour le freinage en fin de course d'un piston principal (5), ladite butée comprenant : - un corps, dit corps de butée (11), cylindrique fermé à une 5 extrémité, - un piston, dit piston de butée (12), mobile axialement dans le corps de butée entre une première position, dite position comprimée et une seconde position, dite position étendue, définissant entre ces positions un volume de compression (24), 10 - des moyens élastiques de rappel (23) du piston de butée dans sa position étendue et - des moyens de limitation de course (21) adaptés pour arrêter le piston de butée dans sa position étendue, le piston de butée (12) étant adapté pour entrer en contact et être entrainé en 15 direction de sa position comprimée par ledit piston principal (5) lorsque celui-ci atteint une position prédéterminée au voisinage de sa fin de course, caractérisée en ce que le piston de butée comporte un orifice axial (16), adapté pour être bouché par un bouchon (9) solidaire dudit piston principal lorsque celui-ci entre en contact avec le piston de butée et comprimer un fluide occupant le volume de 20 compression.
2/ - Butée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bouchon est un écrou (9) de fixation dudit piston principal.
3/ - Butée selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le piston de butée (12) comporte une bague (13) de diamètre 25 extérieur ajusté au diamètre intérieur du corps de butée (11) et présentant un rebord (14) radial s'étendant vers l'intérieur de la bague.
4/ - Butée selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bague (13) est réalisée en matériau à coefficient de friction réduit et préférentiellement en laiton.5/ - Butée selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le piston de butée (12) comporte également un embout (15) sensiblement cylindrique comportant l'orifice axial (16) à l'une de ses extrémités et dont l'autre extrémité est adaptée pour être fixée par encliquetage sur le rebord (14) radial de la bague (13). 6/ - Butée selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'embout (15) comporte un évidement (17) central adapté pour recevoir et guider un ressort (23) spiral formant les moyens de rappel élastique du piston de butée dans sa position étendue. 7/ - Butée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le corps de butée (11) comporte sur sa paroi latérale intérieure au moins une rainure (20) longitudinale débouchant à l'extrémité ouverte du corps de butée, adaptée pour permettre un débit de fuite prédéterminé du fluide occupant le volume de compression (24). 8/ - Butée selon la revendication 7, caractérisée en ce que le corps de butée (11) comporte au moins une rainure de section droite variable en fonction du débit de fuite recherché, décroissante de l'extrémité ouverte du corps de butée en direction du fond de celui-ci. 9/ - Butée selon la revendication 7, caractérisée en ce que le corps de butée (11) comporte une pluralité de rainures (20) de longueurs étagées, angulairement distribuées sur la paroi latérale intérieure du corps de butée (11) de manière à permettre un débit de fuite décroissant lorsque le piston de butée (12) se déplace de la position étendue à la position comprimée. 10/ - Butée selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, 25 caractérisée en ce que chaque rainure (20) est réalisée par emboutissage de la paroi latérale du corps de butée (11). 11/ - Butée selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les moyens de limitation de la course du piston de butée sont des ergots (21) sensiblement radiaux, formés par emboutissage sur un bord du corps 30 de butée (11) opposé à l'extrémité fermée de celui-ci.12/ - Amortisseur hydraulique, comprenant au moins un tube fermé aux deux extrémités, au moins partiellement rempli d'un fluide incompressible, dans lequel circule un piston muni d'une tige traversant l'une des extrémités, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une butée (10) hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13/ - Amortisseur selon la revendication 12, comportant une butée (10) hydraulique adaptée pour fonctionner en compression dans un amortisseur bitube, caractérisé en ce que le corps de butée (11) présente des conduits (26) entre le corps de butée (11) et le tube interne (2) de l'amortisseur adaptés pour permettre un passage du fluide de l'amortisseur du tube interne vers une chambre de compensation (4). 14/ - Amortisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le corps de butée (11) présente un diamètre extérieur sensiblement inférieur au diamètre intérieur du tube interne (2) et comporte des reliefs (22) en saillie vers l'extérieur du corps de butée, régulièrement répartis sur la périphérie de celui-ci au voisinage du bord opposé à l'extrémité fermée, lesdits reliefs (22) formant des secteurs angulaires d'un cylindre de diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube interne de l'amortisseur. 15/ - Amortisseur selon la revendication 14, caractérisé en ce 20 que le corps de butée (11) est fixé au tube interne (2) de l'amortisseur par des soudures (25) par résistance pratiquées dans lesdits reliefs (22). 16/ - Amortisseur selon la revendication 12, comportant une butée (10) hydraulique adaptée pour fonctionner en détente dans un amortisseur bitube, caractérisé en ce que le corps de butée comporte des moyens de fixation sur 25 le tube interne de l'amortisseur au voisinage de la culasse supérieure et un passage ménagé dans son extrémité fermée pour le passage de la tige de l'amortisseur.