Brevet FR2279980A1 — publié le 19760220

Cette invention concerne un amortisseur hydropneumatique de vibrations destiné notamment aux véhicules automobiles, et dont le cylindre porte à une extrémité un couvercle à joint de guidage étanche pour une tige portant à 1' extrémité libre un piston amortisseur présentant des orifices à clapets, tandis que 11 extrémité opposée du cylindre est obstruée avec étanchéité par une cartouche rigidement encastrée contenant un fluide gazeux sous pression et dont le diamètre extérieure est au moins égal au diamètre intérieur du cylindre, tandis que la paroi en bout tournée vers le piston amortisseur peut autre perforée par une poussée exercée sur la tige après la fabrication, mais avant la mise en service, le fluide gazeux sous pression et le liquide amortisseur étant séparés l'un de l'autre par un piston séparateur. Un amortisseur hydropneumatique de vibrations de ce type est déjà connu selon le Brevet allemand 22 23 968.5. Dans ce cas, le piston séparateur offre un avantage, notamment dans ce sens que l'armortisseur de vibrations peut être utilisé dans un véhicule automobile dans une position quelconque, donc également avec une tige de piston sortant par le haut, ou m8me dans une position horizontale telle qu' elle est nécessaire pour les amortisseurs de direction.La paroi en bout de la cartouche,.placée en regard du piston a.ortisseur, est perforée dans la zone centrale au moyen d'une pointe en bout de la tige de piston, tandis que la partie cylindrique de la cartouche contient un piston séparateur divisant en deux compartiments la cartouche dont une partie est remplie d'un fluide gazeux comprimé, tandis que la partie restante est remplie de liquide amortisseur. La partie cylindrique de la cartouche est encastrée dans le cylindre. Pour les anoXtisseurs de vibrations selon le Brevet US NO 2 367.977, comprenant essentiellement deux cylindres pouvant coulisser télescopiquement et avec étanchéité l'un dans l'autre, il est également connu de monter à coulissement dans les deux cylindres un piston séparateur à pointe destiné à détruire une cartouche contenant un agent réactif chimique lorsque les deux cylindres ont été complètement poussés l'un dans l'autre, ce qui permet alors à l'agent réactif de s'échapper de la cartouche pour pouvoir régir avec un autre agent contenu dans le cylindre, les produits de la réaction étant alors obtenus sous la forme d'un fluide gazeux sous pression.Le fond clos du cylindre extérieur porte une broche qui pénètre sans étanchéité dans le cylindre intérieur et porte à l'extrémité libre un piston dont le diamètre est plus petit que celui de l'alésage du cylindre intérieur. L'espace entre ce petit piston et le piston séparateur contient dans chaque position de pénétration, (donc également lorsque les deux cylindres sont com prestement poussés l'un dans l'autre de la manière nécessaire pour la mise en service), un liquide amortisseur occupant une position en hauteur importante de façon que le piston amortisseur et le piston séparateur ne puissent pas se toucher. Dans les amortisseurs de vibrations du type précédemment décrit, il est nécessaire d'exercer une très forte poussée sur la tige de piston avant la mise en service, étant donné que le cylindre est rempli (entre la cartouche et le joint de guidage de la tige) d'un liquide amortisseur pratiquement incompressible. La pression augmente donc au fur et à mesure que la tige de piston pénètre de plus en plus profondément dans le cylindre, de sorte qu'il peut en résulter une contrainte excessive imposée à la garniture d'étanchéité de la tige de piston et pouvant à son tour se traduire par une fuite du liquide amortisseur.Comme cette contrainte excessive agit dans le m8me sens que la contrainte de fonctionnement imposée par le fluide gazeux sous pression, cette déterioration de la garniture d'étanchéité de la tige peut exercer une action nuisible sur la streté et la durée du fonctionnement de l'amortisseur. Meme lorsque la tige de piston est déjà poussee largement vers l'intérieur pendant la fabrication de façon-que la pointe soit déjà localisée à proximité immédiate de la position de'perforation, il est nécessaire de tolérer une augmentation plus importante de la pression par une pénétration complémentaire de la tige de piston, ce qui peut à son tour se traduire par une mise en service indésirable lorsque l'amortisseur, prépare pour l'entreposage, subit, pendant le transport, des poussées axiales agissant sur la tige de piston et donnant lieu à la perforation de la cartouche. Pour éviter ce risque il est donc nécessaire de faire sortir la tige de piston dans une proportion minimale pour des raisons de sécurité. I1 n'est également pas possible de remédier aux difficultés précitées en utilisant un piston séparateur de la manière proposée par le Brevet US précité N0 2 367 977.En effet, d'une part il est alors nécessaire de réduire jusqu'à- un intervalle très resteint la distance entre le piston séparateur et la paroi à perforer de la cartouche de façon que la garniture d'étanchéité de la tige de piston soit pratiquement soumise à la même pression un peu avant et pendant la perforation, alors que, d' autre part, et à cause de l'espacement maintenu par la couche de liquide entre le piston amortisseur et le piston séparateur, la main de l'opérateur manoeuvrant le cylindre où la tige de piston ne peut plus directement percevoir l'acte de la perforation. Dans cecas, l'opé- rateur risque donc de pousser la pointe trop peu ou inutilement trop profondém:ent dans la cartouche.Dans le premier cas, le volume du fluide gazeux comprimé ne peut pas suffisamment compenser sans inertie le volume du liquide amortisseur refoulé par la tige de piston. Dans l'autre cas, une contrainte excessive est imposée à la garniture d'étanchéité de la tige de piston par l'augmentation excessive de la pression du liquide amortisseur incompressible. in partant de ces considérations, le but de l'invention est de perfectionner un amortisseur- de vibrations du type précédemment décrit de façon que, d'une part, le fait de pousser la tige de piston vers l'intérieur pour la mise en service n'engendre avec certidude aucune contrainte excessive imposée à la garniture d'étanchéité par l'augmentation de-la pression et que, d'autre part, la perforation de la cartouche puisse 'avoir lieu avec un doigté suffisant pour l'obtention d'une compensation irréprochable du liquide amortisseur refoulé par la tige de piston pendant le fonctionnement. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le piston séparateur, monté à coulissement dans lé cylindre, présente sur la face opposée au piston amortisseur une pointe, par cet autre fait qu'un compartiment destiné à recevoir un fluide gazeux est ménagé entre le piston amortisseur et la paroi de la cartouche qui doit être perforée, enfin par le fait que le piston amortisseur vient buter sur le piston séparateur avant la perforation de la cartouche par la pointe. Dans un amortisseur de vibrations conçu de cette manière, le fait de pousser la tige de piston pour la première fois et compre- tement vers l'intérieur du cylindre fait d'abord monter la pression agissant sur le liquide amortisseur, donc également sur la garniture d'étanchéité de la tige, parce que le fluide gazeux intercalé entre le piston séparateur et la cartouche est progressivement comprimé. Cependant, cette augmentation de la pression ne se prolonge que jusqu'au moment où le piston amortisseur vient buter sur le piston séparateur, ce qui a-déjà lieu selon l'invention lorsque la pointe du piston séparateur arrive à proximité immédiate du point de perforation de la cartouche.En effet, étant donné que le piston séparateur exécute une course axiale plus courte que celle de la tige de piston, le piston amortisseur, espacé du piston séparateur d'une distance définie par l'invention, rattrape celui-ci finalement et le touche. A partir de ce moment, une pénétration complémentaire de la tige de piston ne produit qu'une faible augmentation de la pression dans le compartiment ménagé entre le piston séparateur et la cartouche, tandis que la pression du liquide incompressible, agissant sur la garniture d'étanchéité de la tige de piston, est d'abord complètement annulée et peut même finalement atteindre une valeur négative parce que le liquide amortis- seur peut être mis en dépression du fait quele pistonamortisseurépouse la forme du piston séparateur.La contrainte imposée de cette manière à la garniture d'étanchéité de la tige de piston agit dans tous les cas dans une direction opposée à celle du fonctionnement normal, de sorte que les détériorations éventuelles ne doivent pas obligatoirement apparattre pendant le fonctionnement. Cependant, étant donné que la valeur absolue. de la contrainte imposée par la pression à la garniture d'étanchéité de la tige de piston est très inférieure à celles qui apparaissent dans d'autres conditions, le risque de détériorations de la garniture d'étanchéité est considérablement réduit.Etant donné que la tige de piston est générale- ment poussée manuellement vers l'intérieur du cylindre pendant le montage sur le véhicule automobile, la point peut autre poussée dans la cartouche avec un doigté suffisant, ce qui permet d'obtenir avec certitude un fonctionnement irréprochable de l'amortisseur après sa mise en service. Afin qu'il soit possible de maintenir suffisamment faible la poussée exercée sur la tige de piston pendant la dernière partie de la pénétration, il est avantageux que le piston séparateur présente sur la surface en bout tournée vers la cartouche un évidement pendant la perforation un compartiment de compression avec la paroi prévue à cet effet en bout de la cartouche. I1 en résulte avec certitude qu'un volume minimal invariable est toujours maintenu entre le piston séparateur et la cartouche. L'utilisation de la course disponible peut etre efficacement améliorée par le fait que le piston séparateur présente également (une manière connue en soi) sur la face tournée vers le piston amortisseur, un évidement destiné à recevoir un écrou vissé sur un embout de la tige pour la fixation du piston amortisseur, et ce avant ou pendant 11 établissement du contact entre ce piston amortisseur et le piston séparateur. Il en résulte en fin de compte un piston séparateur présentant une surface périphérique suffisante pour l'établissement d'une étanchéité efficace, tandis qu'une adaptation-adroite aux conditions de construction de l'amortisseur de vibrations permet de réduire autant que possible la perte de course imposée par le piston séparateur. Etant donné que le volume de fluide gazeux sous pression est retenu avec une étanchéité parfaite après la mise en service de l'amortisseur, le fonctionnement de celui-ci est absolument in- dépendant de sa position, de la manière précédemment décrite. Le dessin annexé est une vue en coupe longitudinale de 1' amor- tisseur de vibrations. Le piston amOr%iseVr 2 est monté à coulissement dans le cylindre 1. 1l est fixé sur un embout fileté à l'extrémité inférieure d'une tige 3 et retenu par un écrou 5 également destiné au serrage de chaque clapet 6 et 7 appliqués élastiquement. Les clapets précités interviennent pour masquer des orifices 8 et 9, et ce de façon que le piston amortisseur engendre une résistance d'amortissement prédéterminée pendant les mouvement d'entrée et de sortie de la tige de piston 3.La partie supérieure du cylindre est remplie d'un liquide amortisseur qui pénètre jusque sur la face inférieure du piston amortisseur 2, et qui est séparé d'un compartiment 19 rempli de fluide gazeux, par un piston séparateur 13 guidé dans le cylindre au moyen d'une garniture d'étanchéité an nulaire 18. La partie cylindrique 10 de îa.cartouche pénètre dans le cylindre 1 par le bas. La paroi en bout 11 dé cette cartouche présente dans la zone centrale 12 une partie bombée par emboutissage qui est destinée à astre perforée. La partie 14 de la cartouche, qui contient un fluide gazeux comprimé, est façonnée à une forme sensiblement hémisphérique et encastrée dans un évasement 15 de la partie cylindrique 10 avec laquelle elle est assemblée au moyen d'un cordon périphérique desoudure. D'autre part, le tord périphérique inférieur du cylindre 1 est assemblé par un cordon périphérique de soudure 17 avec le pourtour extérieur de la: partie cylindrique 10. Sur la surface inférieure tournée vers la cartouche, le piston séparateur 13 présente une pointe 20 destinée à percer la zone centrale 12 de la paroi supérieure Il de cette cartouche. On voit également sur la meme face du piston séparateur un évidement 21 proportionné de façon qu'il puisse former un compartiment de compression avec la paroi 11 pendant et après la perforation. Sur la face opposée, le piston séparateur 13 présente un évidement 22 destiné à recevoir l'écrou 5 en fin de course descendante de la tige de piston. Dans la position représentée sur le dessin, cette tige de piston 3 n'a pas encore atteint la. fin de course descendante. Lorsqu'elle continue de descendre, le piston amortisseur 2 vient buter -sur le piston séparateur 13 et l'entraine. Si la tige de piston continue encore de descendre, il en résulte que le liquide amortisseur passe à l'état de surpression à l'état de dépression, ce qui réduit à zéro la contrainte imposée à la garniture d'étanchéité 23 de la tige de piston.Cette garniture d'étanchéité 23 n'est représentée que schématiquement sur le dessin et comprend en réalité un boitier de guidage dans lequel sont montés des segments d'étanchéité soumis à la pression régnant à l'intérieur du cylin dre. Entant donné que la pénétration complémentaire de la tige de piston 3 n1 augmente pas la pression, mais établit au contraire une dépression dans le liquide amortisseur, la contrainte imposée à la garniture dtétanchéité 23 est réduite à zéro dans le dispo sitif selon l'invention. Lorsque la tige de piston 3 pénètre encore plus profondément dans le cylindre, la partie centrale 12 de la paroi supérieure Il de la cartouche est finement perforée, de sorte que le fluide gazeux comprimé contenu dans le compartiment 24 peut pénétrer dans le compartiment 19. Sous l'action de la poussée de ce fluide gazeux comprimé, le piston séparateur 13 est refoulé de bas en haut jusqu'à ce que la position normale de fonctionnement soit finalement rétablie. A partir de ce moment, le nouvel amortisseur de vibrations fonctionne comme un amortisseur normal comprenant un piston séparateur guidé à~coulissement étanche, éventuellement meme après l'extension totale de la tige de piston. REVENDICATIONS 1. Amortisseur hydropneumatique de vibrations destiné notamment aux véhicules automobiles, est dont le cylindre porte à une extrémité un couvercle à joint de guidage étanche pour une tige portant à l'extrémité libre un piston amortisseur présentant des orifices à clapets, tandis que l'extrémité opposée du cylindre est obstruéeavec étanchéité par une cartouche rigidement encastrée, contenant un fluide gazeux sous pression et dont le diamètre extérieur est au moins égal au diamètre intérieur du cylindre, et dont la paroi en bout tournée vers le piston amortisseur peut autre perforée par une poussée exercée sur la tige après la fabrication, mais avant la mise en service, le fluide gazeux sous pression et le liquide amortisseur étant séparés l'un de l'autre par un piston séparateur, caractérisé par le fait que le piston séparateur 13, monté à coulissement dans le cylindre 1, présente sur la face oppos-ée au piston amortisseur 2 une pointe 20, par cet autre fait qu'un compartiment 19 destiné à recevoir un fluide gazeux est ménagé entre le piston séparateur 13 et la paroi 12 de la cartouche qui dot autre perforée, enfin par le fait que le piston amortisseur 2 vient buter sur le piston séparateur 13 avant la perforation de la cartouche. par 'la pointe 20 de ce dernier 2. Amortisseur hydropneumatique de vibrations selon la. revendication 1, caractérise par le fait que le piston séparateur 13 présente sur la face en bout tournée vers la cartouche un évidement 21 formant pendant la perforation un compartiment de compression avec la paroi Il prévue à cet effet en bout de la cartouche. 3. Amortisseur hydropneumatique de vibrations selon lesrevendications 1 et 2, caractérisé-par le fait que le piston séparateur 13 présente également, d'une manière connue en soi, sur la face tournée vers le piston amortisseur 2 un évidement destiné à recevoir un écrou 5 vissé sur un embout de la tige 3 pour la fixation du piston amortisseur 2, et ce avant ou pendant l'établisse- ment du contact entre ce piston amortisseur 2 et le piston séparateur 13.