FR2497551A1 - Amortisseur de chocs hydraulique telescopique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN AMORTISSEUR DE CHOCS HYDRAULIQUE TELESCOPIQUE. CET AMORTISSEUR COMPREND DEUX TUBES COAXIAUX 10, 12 DELIMITANT ENTRE EUX UN ESPACE INTERMEDIAIRE 18 SERVANT DE RESERVOIR DE FLUIDE, LE TUBE INTERIEUR 12 FORMANT UN CYLINDRE DANS LEQUEL EST DISPOSE UN PISTON LIE A UNE TIGE DE PISTON 16. POUR CENTRER LES TUBES ET FERMER L'ENSEMBLE, IL EST PREVU UNE COIFFE CONSTITUEE DE DEUX MANCHONS EN TOLE 20, 22 DONT LE PREMIER EST MONTE SUR LE TUBE INTERIEUR 12 ET PORTE UN COUSSINET 42 INSERE A FORCE DANS LA PARTIE CYLINDRIQUE 36 DU MANCHON PORTE-COUSSINET 20 ET DONT LE SECOND COMPREND UNE PARTIE CYLINDRIQUE 44 ENTOURANT AVEC JEU 45 LE PREMIER MANCHON ET UNE PARTIE EVASEE 46 QUI PERMET PAR SA PARTIE TERMINALE 48, 50 LE CENTRAGE DANS LE TUBE EXTERIEUR 10. L'INVENTION S'APPLIQUE AUX AMORTISSEURS HYDRAULIQUES DU TYPE A DOUBLE TUBE.
Description
I
La présente invention concerne un amortisseur de chocs hydrau-
lique télescopique, du type à double tube, comportant des tubes coaxiaux, à savoir un tube intérieur et un tube extérieur, qui déterminent entre eux un espace intermédiaire, le tube intérieur constituant un cylindre pour un piston pourvu d'une tige qui fait saillie hors de l'extrémité supérieure de l'amortisseur dont elle sort avec étanchéité par une coiffe annulaire terminale, commune aux deux tubes et centrée dans
l'extrémité supérieure du tube extérieur, cette coiffe étant logée axia-
lement entre un épaulement annulaire de l'extrémité supérieure du tube extérieur et l'extrémité supérieure du tube intérieur et étant couplée
au tube intérieur de façon à centrer ce dernier, ladite coiffe termi-
nale annulaire étant dotée d'un siège central cylindrique coaxial dans lequel est retenu un coussinet en une matière à faible coefficient de frottement, coussinet dans lequel la tige du piston coulisse. Dans ce
qui suit et dans les revendications annexées, les termes "supérieur",
"inférieur", et équivalents, sont utilisés en considérant la position la plus fréquemment adoptée par un amortisseur en service dans une suspension d'un véhicule automobile, position dans laquelle l'extrémité supérieure de l'amortisseur est celle par laquelle la tige du piston
sort.
Les amortisseurs hydrauliques du type à double tube sont surtout utilisés dans les suspensions MacPherson, dans lesquelles ils
constituent le montant de la suspension proprement dite.
Dans une suspension du type MacPherson, le montant est soumis à d'importantes charges de flexion. Afin de ne pas donner des dimensions excessives au montant, et afin de limiter le poids de ses composants au minimum nécessaire, la tige du piston de l'amortisseur est réalisée à partir d'une tige d'acier de dimensions relativement petites si l'on considère les charges de flexion qu'elle doit supporter. Sous l'effet de ces charges, la tige de l'amortisseur est soumise à des déformations en flexion d'une certaine importance, d'o il résulte que le coussinet, en matière à faible coefficient de frottement, qui sert à guider la tige dans la coiffe terminale annulaire, est l'objet de très fortes pressions de contact. Ces pressions de contact sont non pas uniformément réparties sur toute la surface du coussinet mais concentrées principalement dans
deux zones diamétralement opposées qui sont situées dans un plan paral-
lèle à la direction du déplacement du véhicule, puisque les charges de flexion surviennent le plus fréquemment dans cette direction du fait des accélérations et des freinages. En outre, des charges latérales dues aux virages pris rapidement peuvent engendrer des pressions de contact
excessives dans des zones différentes des zones précitées.
Les pressions de contact excessives sur la surface intérieure du coussinet donnent naissance à la fois à une usure anormale dans les
zones de contact préférentiel et à un certain "collage" dans le coulis-
sement de la tige de l'amortisseur.
Les coiffes annulaires terminales couramment utilisées pour les amortisseurs du type à double tube sont constituées par des corps rigides normalement formes par frittage de poudre d'acier. Un corps de ce genre empêche toute déformation ou changement d'orientation du coussinet sous l'effet des sollicitations en flexion de la tige, contrairement à ce qui serait souhaitable pour éliminer, ou du moins pour réduire, le phénomène d'usure anormale du coussinet. Un système dans lequel le coussinet est supporté sur la coiffe annulaire terminale au moyen d'un joint à effet de rotule a déjà été essayé. Toutefois, une
solution de ce genre est extrêmement coûteuse et n'est donc pas suscep-
tible d'être adoptée pour une fabrication en grande série.
La présente invention a pour objet de parvenir à un amortisseur du type mentionne au début, notamment destiné à des suspensions du type MacPherson, cet amortisseur ayant une coiffe terminale pouvant être fabriquée simplement et économiquement et permettant au coussinet "d'accompagner" les déformations, notamment les déformations en flexion,
de la tige de l'amortisseur.
Selon l'invention, ceci est obtenu au moyen d'un amortisseur du type mentionné au début, caractérisé en ce que la coiffe terminale annulaire comporte deux manchons séparés coaxiaux en tôle, l'un étant un manchon d'entretoisement qui possède une partie inférieure cylindrique et un bord supérieur annulaire pour centrage dans la partie supérieure du tube extérieur et pour appui axial d'un épaulement annulaire du tube extérieur, l'autre manchon étant un manchon porte-coussinet qui comporte, près de son extrémité inférieure, un collet radial extérieur logé entre la partie inférieure du manchon d'entretoisement et la partie supérieure du tube intérieur, une partie tubulaire située à l'intérieur du manchon d'entretoisement et définissant le siège cylindrique dans lequel est retenu le coussinet dans lequel la tige coulisse, et une jupe cylindrique périphérique située dans l'espace intermédiaire et dans laquelle est logée et centrée la partie supérieure du tube intérieuret en ce que la
partie tubulaire comporte une portion immobilisante qui est située immé-
diatement à la suite du collet et qui s'ajuste, avec effet d'immobili-
sation, dans la partie inférieure du manchon d'entretoisement dans laquelle elle est centrée, et une portion en saillie qui s'étend dans le manchon d'entretoisement tout en laissant subsister un jeu circonférentiel entre elle et ce manchon, cette portion en saillie allant de la portion immobilisante à une extrémité supérieure libre de la partie tubulaire. Grâce à cette solution selon l'invention, le coussinet dans lequel la tige coulisse est monté de façon à se trouver en saillie par rapport à la zone immobilisante du manchon porte-coussinet entre le
manchon d'entretoisement et le tube intérieur.
Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la coiffe annulaire terminale est formée au moyen de deux manchons en tale d'acier, ce qui est notablement plus léger qu'une coiffe terminale massive en acier fritté, et conduit donc à une réduction du poids non
suspendu de la suspension.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques
apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints
o: - la figure I est une vue latérale, en coupe longitudinale partielle,
de la partie supérieure d'un amortisseur selon une forme de réali-
sation préférée de l'invention;
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée des éléments repré-
sentés sur la figure 1; et - la figure 3 représente une coupe longitudinale d'une variante d'un
détail de la structure selon la figure 1.
Sur les figures I et 2, un amortisseur télescopique hydrau-
lique comporte deux tubes coaxiaux, à savoir un tube extérieur 10 et un tube intérieur 12. Le tube intérieur 12 constitue le cylindre dans lequel un piston muni de clapets (non représentés) peut coulisser. A ce piston, est rigidement liée une tige de piston 16 qui, par son extrémité
supérieure, fait saillie hors de l'amortisseur.
Entre les deux tubes 10 et 12, il y a un espace intermé-
diaire 18 qui, de façon connue, est destiné à recevoir une partie de l'huile venant de l'intérieur de la chambre du cylindre 12 pendant la
contraction de l'amortisseur.
Dans la partie supérieure du tube extérieur 10 est contenue une structure constituant une coiffe annulaire d'extrémité pour l'interconnexion des deux tubes 10 et 12. Cette structure comporte deux manchons en acier épais façonné en forme, globalement désignés
par les références 20 et 22.
Le manchon 20, appelE '!porte-coussinet", comporte, à proximité de son extrémité inférieure, un collet extérieur radial 24 qui repose sur l'extrémité supérieure du tube intérieur 12. Partant de ce collet radial 24, une jupe annulaire cylindrique 26, suivie d'un collet 28
tourné vers l'extérieur, s'étend dans l'espace intermédiaire 18.
L'extrémité supérieure du tube intérieur 12 est maintenue et centrée dans la jupe 26. Afin d'obtenir un maintien et un centrage de qualité, la jupe 26 possède une surface intérieure cylindrique 27 obtenue par estampage. Le collet 28 tourné vers l'extérieur s'étend radialement dans l'espace intermédiaire et comporte un bord périphérique circulaire 30 qui est immédiatement adjacent au tube extérieur 10, cela à des fins qui
apparaîtront dans ce qui suit.
Une partie tubulaire 32 s'étend vers le haut, depuis le collet radial 24. Cette partie tubulaire 32 comporte, en allant de bas en haut, une courte portion 34 à grand diamètra et une portion plus longue 36
ayant un diamètre légèrement plus petit.
La portion 34, qui fait suite au collet 24, comporte une surface cylindrique externe 38 obtenue par matriçage. La surface 38 est coaxiale à la surface 27. La portion cylindrique tubulaire 32 comporte aussi une surface cylindrique 40 obtenue par matriçage et est coaxiale
aux surfaces 27 et 28.
La surface 40 constitue un siège dans lequel un coussinet 42 est ajusté à force. Ce coussinet 42 est en une matière à faible coefficient de frottement. De préférence, ce coussinet est d'un type
fendu bien connu, constitué par un corps annulaire en acier fendu longi-
tudinalement eu portant, sur sa surface intérieure, un revêtement de
cuivre poreux imprégné de polytétrafluor5thylàne.
Le coussinet 42 constitue une portée de coulissement pour la
tige 16, dans la partie supérieure de l'amortisseur.
Le manchon 22, appelé manchon d'entretoisement, comporte une portion cylindrique 44 qui entoure la portion tubulaire 32 du manchon portecoussinet 20. La portion 34 de ce dernier est fixée et centrée, par sa surface extérieure 38, dans la partie inférieure de la portion
cylindrique 44.
La portion cylindrique 44 du manchon d'entretoisement 22 possède un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur de la portion cylindrique 36 du manchon porte-coussinet 22. Ainsi, il y a
un jeu ou espace annulaire 45 entre les deux portions 36 et 44.
La portion cylindrique 44 s'étend autour de la partie tubu- laire 32, sensiblement jusqu'à l'extrémité supérieure de cette dernière, au-delà de laquelle le manchon d'entretoisement possède une portion
évasée 46 de forme sensiblement tronconique.
Cette portion évasée 46 se raccorde, à sa partie supérieure, à
une partie annulaire radiale 48 à laquelle se raccorde une jupe annu-
laire 50.
La partie radiale 48 comporte une surface annulaire supérieure plate 52. La jupe 50 possède des surfaces cylindriques, à savoir une surface intérieure 54 et une surface extérieure 56. Les trois surfaces 52,
54 et 56 sont de préférence réalisées par matriçage. La surface péri-
phérique 56 est au contact de la surface intérieure du tube extérieur 10
aux fins de centrage.
Les deux surfaces 52 et 54 constituent un siège dans lequel est logé, et centré, un anneau de renforcement métallique 58. Cet anneau 58 constitue un support pour un joint 60 à lèvres, d'un type connu, qui coopère avec la tige 16, cela à l'extrémité supérieure de l'amortisseur. Au-dessus de la jupe 50 et de l'anneau 58, est formée, par refoulement, une lèvre supérieure radiale 62, dirigée vers l'intérieur, qui appartient au tube extérieur 10. Entre la face supérieure de l'anneau 58 et la lèvre 62 tournée vers l'intérieur, est pincée une rondelle d'étanchéité plate 64 qui est en caoutchouc ou analogue et qui obture hermétiquement la jonction entre tube extérieur 10 et
anneau 58.
La lèvre ou épaulement 62 tourné vers l'intérieur sert, entre autres, à maintenir la position relative axiale et radiale correcte des tubes intérieur et extérieur 12 et 10, et des deux manchons 20 et 22, le collet radial 24 du manchon 20 étant logé entre les extrémités
correspondantes du tube 12 et du manchon 22.
Dans une variante, représente sur la figure 3, la partie évasée (là encore dotée de la référence 46) du manchon d'entretoisement se termine à son extrémité supérieure par une paroi radiale 148 analogue à la paroi 48, mais dotée d'un bord circulaire périphérique détouré 156 pour centrage par rapport au tube extérieur 10. Cette paroi 148 possède une surface supérieure plane 152 sur laquelle repose un anneau de renforcement 158 similaire à l'anneau 58, mais toutefois avec un diamètre extérieur qui correspond au diamètre intérieur du tube extérieur 10. L'ensemble est, là encore, retenu par une lèvre 62, tournée vers l'intérieur, du tube extérieur 10, cela avec interposition d'une rondelle d'étanchéité plane 164 placée entre la lèvre 62 et
l'anneau 158.
Dans la coiffe terminale annulaire constituée par les manchons 20 et 22, l'espace compris entre la tige 16 et la partie évasée 46 du manchon d'entretoisement 22 constitue un piège collecteur pour l'huile montant, par refoulement, entre la tigSe 16 et le
coussinet 42. Dans la partie évasée 46, est formée une ouverture circu-
laire 66 par laquelle l'excès d'huile peut se décharger de ce piège vers
l'espace intermédiaire 18. Pour permettre à l'huile d'atteindre faci-
lement l'espace intermédiaire 18, au moinrs une encoche 68 (ou une ou
plusieurs ouvertures de ce type) est formée dans la partie 28, radia-
lement tournée vers l'extérieur, du manchon porte-coussinet 20.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le coussinet 42 dans
lequel la tige coulisse est retenu uniquement dans la portion tuhu-
laire 36 du manchon 20. Cette portion tubulaire 36 est, pour sa totalité, en saillie hors de la zone immobilisante définie par la portion 34. La présence du jeu circonférentiel 45 permet à cette portion saillante 36 de fléchir, par rapport à la portion immobilisante 34, dans tous les plans radiaux passant par l'axe longitudinal de l'amortisseur, pour suivre la flexion de la tige 16 sous l'effet de charges latérales. Grâce à cela, les pressions exercées sur le coussinet 42, du fait de la flexion de la tige 16, sont moins intenses dans la mesure o elles sont distribuées sur des surfaces plus étendues que ce ne serait le cas si le
coussinet 42 était incapable d'accomplir des déplacements latéraux.
Le déplacement du coussinet 42 sous l'effet de la flexion de la tige 16 peut aussi comporter une composante due à la flexion du manchon d'entretoisement 22 et du tube intérieur 12. Du fait de cette flexion, les bords du tube intérieur 12 et du manchon 32 qui entoure le col 34 peuvent être déplacés latéralement. Le contact du bord 30 avec le
tube extérieur 10 empêche les déplacements latéraux excessifs.
Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont
nullement limitatifs de l'invention.
Claims (9)
1. Amortisseur de chocs hydraulique télescopique, du type à double tube, comportant des tubes coaxiaux, à savoir un tube intérieur et un tube extérieur, qui déterminent entre eux un espace intermédiaire, le tube intérieur constituant un cylindre pour un piston pourvu d'une tige qui fait saillie hors de l'extrémité supérieure de l'amortisseur dont elle sort avec étanchéité par une coiffe annulaire terminale, commune aux deux tubes et centrée dans l'extrémité supérieure du tube
extérieur, cette coiffe étant logée axialement entre un épaulement annu-
laire de l'extrémité supérieure du tube extérieur et l'extrémité supé-
rieure du tube intérieur et étant couplée au tube intérieur de façon à centrer ce dernier, ladite coiffe terminale annulaire étant dotée d'un siège central cylindrique coaxial dans lequel est retenu un coussinet d'une matière à faible coefficient de frottement, coussinet dans lequel la tige du piston coulisse, cet amortisseur étant caractérisé en ce que la coiffe terminale annulaire comporte deux manchons séparés coaxiaux en t8le, l'un étant un manchon d'entretoisement (22) qui possède une partie inférieure cylindrique (44) et un bord supérieur annulaire (50) pour centrage dans la partie supérieure du tube extérieur (10) et pour appui axial d'un épaulement annulaire (62) du tube extérieur, l'autre manchon (20) étant un manchon porte-coussinet qui comporte, près de son extrémité inférieure, un collet radial extérieur (24) logé entre la
partie inférieure du manchon d'entretoisement (22) et la partie supé-
rieure du tube intérieur (12), une partie tubulaire (32) située à l'intérieur du manchon d'entretoisement (22) et définissant le siège cylindrique (40) dans lequel est retenu le coussinet (42) dans lequel la tige (16) coulisse, et une jupe cylindrique périphérique (26) située dans l'espace intermédiaire (18) et dans laquelle est logée et centrée la partie supérieure du tube intérieur (12), et en ce que la partie tubulaire (36) comporte une portion immobilisante (34) qui est située
immédiatement à la suite du collet (24) et s'ajuste, avec effet d'immo-
bilisation, dans la partie inférieure du manchon d'entretoisement (22) dans laquelle elle est centrée, et une portion en saillie (36) qui s'étend dans le manchon d'entretoisement (22) tout en laissant subsister un jeu circonférentiel (45) entre elle et ce manchon, cette portion en
saillie allant de la portion immobilisante (34) à une extrémité supé-
rieure libre de la partie tubulaire (32).
2. Amortisseur selon la rc-'endication 1, caractérise en ta qu'un coussinet de coulissement (42) est placé uniquement à l'intérieur de la portion (36) en saillie de la partis tubulaire f32) du manchon
porte-coussinet (20).
3. Amortisseur selon l'une des ravendicaticns 1 ou 2, carac- térisé en ce aue q a jupe (26) du manchon porta-coussinet (20) possède, à son extrémité iinférieure, un collet (28) tourrin ve-ars l'extérieur, qui s'étend radialement dans l'espace intermédiaire (18) et qui possède un
bord périphérique circulaire (30) directement adjacent au tube extg-
rieur (10).
4. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que le manchon d'eatretoisement (22) comporte une partie cylindrique inférieure (44) qui entoure la partie tubulaire (36) du manchon porte-coussinet (20), et une partie supérieure évasée (46) qui se raccorde à la partie cylindrique inférieure et qui possède un
bord supérieur annulaire (56; 156) à effet de centrage.
5. Amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie supérieure 9vasée (46) du manchon d'entretoisement (22) possède au moins une ouverture (66) pour établir une comnunication avec
l'espace intermédiaire (18).
6. Amortisseur selon la revendication 5, caractérise en ce que la jupe (26) du manchon porte-coussinet (20) possède, à son extrémité
inférieure, un collet (28), tourné vers l'extérieur, qui s'étend radia-
lement dans l'espace intermédiaire et qui possède un bord périphérique circulaire (30) directement adjacent au tube extérieur (10), ce collet comportant au moins une ouverture ou encoche (68) pour établir une
communication avec l'espace intermédiaire (18).
7. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1, 4
ou 5, caractérisé en ce que l'épaulement (62) de l'extrémité supérieure du tube extérieur (10) est une lèvre de ce tube, tournée radialement vers l'intérieur, en ce que le bord annulaire supérieur du manchon d'entretoisement (22) comporte unme partie annulaire radiale (48; 148) et en ce qu'entre cette partie radiale et ladite lèvre tournée vers l'intérieur, sont loges un anneau de renforcement (58; 158), porté sur la partie radiale et supportant un joint (60) à lèvres coopérant avec la tige (16), et une rondelle d'étanchéité (64; 164) interposée entre l'anneau de renforcement (58; 158) et ladite lèvre (62) tournée vers l'intérieur.
8. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie annulaire radiale (48) possède une jupe périphérique
cylindrique (50), pour centrage, interposé entre l'anneau de renfor-
cement (58) et la région du tube extérieur (10) immédiatement adjacente à la lèvre (62) tournée vers l'intérieur.
9. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la périphérie de l'anneau de renforcement (158) rencontre le tube extérieur (10) dans la région immédiatement adjacente à la lèvre (62) et en ce que ladite partie annulaire radiale (148) possède un bord circulaire périphérique (156), pour centrage, qui est au contact du tube extérieur (10) dans une région immédiatement adjacente à celle
rencontrée par l'anneau de renforcement (158).
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