Brevet FR2373723A1 — publié le 19780707

La présente invention concerne un amortisseur télescopique, hydraulique comportant une butée de traction hydraulique et élastique notamment pour des véhicules à moteur. L'amortisseur décrit dans le document DT-OS 1 802 720, de ce type, comportant une butée de traction, hydraulique, est muni au niveau du couvercle, d'un pot d'amortissement de plus petit diamètre que le cylindre, et l'anneau de butée refoule huile lors du développement de la tige de piston, en créant les forces de butée hydrauliques. La surface de refoulement de l'anneau de butée ne peut être choisie réduite que dans le cas d'un amortisseur ayant une tige de piston relativement importante par rapport au cylindre, par exemple pour des jambes élastiques de type Mc Pherson et assurant une circulation sans perte de charge au niveau de l'anneau de butée dans la zone de déplacement de la tige de piston en dehors des zones de butée. Cela limite considérablement les possibilités d'amortissement d'un choc de traction hydraulique. Dans cet amortisseur connu, la course morte rendue nécessaire par la butée hydraulique est sensiblement de meme longueur que le pot d'amortissement. Si pour former une butée élastique, l'amortisseur comporte en outre un ressort hélicoldal placé dans le volume annulaire du couvercle, ressort qui peut se comprimer, la course morte rendue nécessaire par cette butée élastique, est pratiquement voisine de la longueur ramassée du ressort hélicoïdal, qui s'ajoute à la course morte résultant de la butée de pression hydraulique. L'ensemble de la course morte est gênant si pour la butée de traction, il faut absorber un travail important et si l'on ne dispose pas d'une longueur de montage pour l'amortisseur, suffisante pour la butée de traction hydraulique et pour la butée de traction élastique. La présente invention a pour but de créer un amortis seur du type ci-dessus, permettant de réaliser une surface de refoulement importante pour la butée hydraulique, tout en réduisant au minimum la course morte nécessaire pour la butée de traction. A cet effet, l'invention concerne un amortisseur télescopique hydraulique comportant une butée de traction élastique et hydraulique notamment pour véhicules à moteur, amortisseur comportant un cylindre rempli huile et fermé par un couvercle, une tige de piston sortant du cylindre en traversant de façon coulissante le couvercle, cette tige étant munie d'un anneau de butée dont le diamètre extérieur est supérieur à celui de la tige de piston tout en étant inférieur a celui du cylindre. ainsi que des moyens prévus dans le volume annulaire du couvercle, délimité entre la tige de piston et le cylindre, ces moyens créant des forces de butée lorsque l'anneau de butée se rapproche du couvercle. amortisseur caractérisé par un anneau d'amortissement logé dans le volume annulaire du couvercle2 agissant par extension, contre le cylindre en étant logé coulissant dans celui-ci. le diamètre intérieur de cet anneau d'amortissement étant supérieur à celui de la tige de piston tout en étant inférieur au diamètre extérieur de l'anneau de butée, ainsi qu'un ressort hélicoïdal de compression dont la spire d'extrémité, extérieure appliquée contre le couvercle est maintenue au niveau du couvercle et dont la spire d'extrémité intérieure, opposée au couvercle, présente un diamètre supérieur au diamètre intérieur de l'anneau d'amortissement l:anneau de butée et l'anneau d'amortissement formant lorsqu'ils sont en contact, un piston de refoulement, commun, muni d'orifices d' étranglement. Ainsi de façon avantageuse on dispose pour la butée de traction, hydraulique, d'une surface de refoulement aussi grande que possible à savoir de toute la surface annulaire entre la tige de piston et le cylindre. En outre de façon avantageuse, la course morte nécessaire à la butée de traction ne dépasse la longueur resserrée du ressort hélicoïdal que d'une valeur correspondant aux longueurs axiales faibles de l'anneau de butée et de l'anneau d'amortissement.Lors de l'extraction de la tige de piston dans la zone de butée de traction, anneau de butée et l'anneau d'amortissement refoulent tous les deux de l'huile du volume annulaire du couvercle, a travers l'orifice d'étranglement dans le volume annulaire ne comportant pas de moyen de butée en créant ainsi une force duappui hydraulique Lors d'un mouvement de retour après le premier choc en traction, le contact entre l'anneau de butée et l'anneau d'amortissement peut s' ouvrir, si bien que la tige de piston peut revenir sans tertre gênée par les moyens constituant la butée de traction, et l'anneau d'amortissement est ramené dans sa position de sortie par la force développée par le ressort hélicoïdal ; cette position de sortie est encore appelée "position de repos ou position d'attente" ; dans cette position, l'anneau d'amortissement s'applique sans exercer d effort contre la spire d'extrémité intérieure du ressort hélicoïdal Les surfaces frontales en regard de l'anneau de butée et de l'anneau d'amortis sement sont de préférence planes , elles peuvent également avoir une forme conique ou toute autre forme quelconque si cela est intéressant L'anneau d'amortissement peut de façon simple ëtre constitué par un anneau de piston fendu, et la jonction des deux parties au niveau de la fente constitue l'orifice d'étranglement, dont la section et la forme sont choisies pour obtenir une caractéristique d'amortissement adéquate de la butée de traction D'autres orifices prévus au niveau de anneau de butée et de l'anneau d'amortissement peuvent assurer le même résultat. La force développée par le ressort hélicoïdal, le nombre de spires de ce ressort et la longueur au repos de ce ressort déterminent les possibilités d'absorption d'énergie de la butée élastique de traction. Le ressort hélicoldal peut etre dimensionné pour remplir pratiquement tout le volume annulaire du couvercle Le ressort hélicoïdal peut également être suffisamment faible pour uniquement rappeler l'anneau d'amortissement dans sa position de repos, si la butée élastique de traction ne doit absorber qujune énergie faible.La surface frontale de la spire d'extrémité11 intérieure, tournée vers l'anneau d'amortissement, est avantageusement munie de canaux de passage pour permettre un écoulement sans étranglement lorsque l'anneau d'amortissement est appliqué étroitement. Dans le même but, on peut utiliser une pièce auxiliaire munie de canaux, par exemple une pièce en forme d'anneau de tole placée entre la spire d'extrémité intérieure et l'anneau d'amortissement. Suivant une autre caractéristique de l'invention il est prévu entre l'anneau de butée et la spire d'extrémité intérieure un anneau d'écartement n'agissant pas dans la zone des mouvements sans butée, et dont le diamètre extérieur est plus faible que le diamètre intérieur de l'anneau d'amortissement tout en étant supérieur au diamètre intérieur de la spire d'extrémité intérieure l'anneau d'écartement pouvant toucher la spire d'extrémité intérieure lors du déploiement de la tige de piston, ce contact se faisant avant que l'anneau de butée ne touche l'anneau d"amortisse- ment et qu'il en résulte alors le choc ou butée élastique de traction avant le choc (ou butée) hydraulique de traction. Du fait de cette mise en oeuvre prioritaire de la butée élastique lors du mouvement de retour, on obtient une séparation nécessaire de l'anneau de butée et de l'anneau d'amortissement. si bien que le ressort hélicoïdal peut appliquer de façon avantageuse toute sa force par l'anneau d'écartement et l'anneau de butée sur la tige de piston en renforçant ainsi l'accélération de la roue du véhicule pour que celle-ci s'applique mieux sur le sol. La longueur de l'anneau d'écartement est déterminante pour la mise en oeuvre prioritaire de la butée élastique ; cette longueur s'adapte de façon simple aux diverses conditions de fonctionnement. L'anneau d'écartement et l'anneau de butée peuvent être réalisés en une seule pièce. L'anneau d'amortissementpeut avoir une forme conique vers l'intérieur et/ou l'anneau de butée peut avoir une forme conique vers l'extérieur, de façon à former une zone transitoire, hydraulique, qui augmente lentement, avant la mise en oeuvre complète de la butée hydraulique. De cette façon, on évite en même temps une butée de traction, métallique, dure, et le risque d'un fonctionnement bruyant. On peut également éviter les bruits en garnissant les surfaces de contact métalliques avec une couche de caoutchouc. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels - la figure l est une vue en coupe partielle d'un amortisseur comportant à la fois une garniture hydraulique et une butée de traction, élastique. - la figure 2 représente un détail de la figure 1 lors du mouvement de recul après un choc en traction. - la figure 3 est un détail d'un amortisseur muni d'une butée de traction, élastique, placée devant une butée de traction élastique. - la figure 4 est un détail de l'amortisseur de la figure 3, lors d'un mouvement de recul après un choc en traction. Selon la figure 1, le cylindre 1, rempli d'huile, est fermé par un couvercle 2. Une tige de piston 3 sortant du couvercle 2 est munie d'une bague de butée 4 dont le diamètre extérieur est suffisamment plus réduit que le diamètre du cylindre 1 de façon que l'intervalle 14 qui subsiste entre le cylindre 1 et l'anneau de butée 4, permette un écoulement pratiquement sans étranglement, dans la plage de mouvement sans butée, représentée, pour la tige de piston 3.Dans le volume annulaire 5 délimité entre la tige de piston 3 et le cylindre li,dQ c8té du couvercle, il est prévu un anneau amortisseur 6 coulissant par rapport au cylindre 1, et muni d'une coupure 13 ; cet anneau 6 se dilate à la manière d'un anneau de piston et son diamètre intérieur est plus grand que le diamètre extérieur de la tige de piston 3 tout en étant plus faible que le diamètre extérieur de l'anneau de butée 4, pour laisser par rapport au cylindre 1 et à la tige de piston 3 munie d'un ressort hélicoïdal 7 dont les spires d'extrémité sont comprimées dans un plan, et la spire extérieure 8 est ouverte au-delà du diamètre du cylindre 1, en étant fixée entre le couvercle 2 et un épaulement 15 du cylindre 1 par un rabattement 12 ; la spire interne 9 a un diamètre supérieur au diamètre interne de l'anneau d'amortissement 6.La tension propre de l'anneau d'amortissement 6 touché par la spire d'extrémité 9 est suffisamment grande que dans la plage des mouvements sans butée, même lors des chocs, cette spire ne soit pas déplacée par rapport à la position d'attente, représentée. La tige de piston 3 est guidée en translation dans une douille 16 du couvercle 2 et l'étanchéité par rapport à l'extérieur est assurée par une bague d'étanchéité 17. Un anneau d'étanchéité torique 18, assure l'étanchéité du couvercle 2 par rapport au cylindre 1. D'autres détails de cet amortisseur utilisable comme jambe élastique de type Mc Pherson, sont constitués par un goujon de fixation 19 à l'extrémité extérieure de la tige de piston 3, et une fixation articulée de la tige de piston 3 ayant une structure non représentée, un piston 20 garni de soupapes d'amortissement, porté par l'extrémité intérieure de la tige de piston 3, un volume annulaire 23 ne contenant pas de moyen de butée, prévu du coté du piston, une chambre de travail 24 située au niveau du fond, de l'autre côté du piston 20 et un fond 21 qui ferme l'extrémité du cylindre 1, opposée au couvercle 2 ; le fond peut comporter comme représenté, une chambre d'équilibrage pour compenser le volume déplacé par la tige de piston ainsi qu'un tourillon d'axe 22 ou fusée portant la roue du véhicule, non représenté La zone des chocs de traction de la tige de piston 3 commence dès que l'anneau de butée 4 touche l'anneau d'amortissement 6. Les surfaces de contact 10, 11 tournées l'une vers l'autre de l'anneau de butée 4 et de l'anneau d'amortissement 6 sont planes et forment une surface étanche lorsqu'elles sont en contact.Au cours de la suite du mouvement de sortie de la tige de piston 3, l'huile emprisonnée dans le volume annulaire 5 situé du côté du couvercle, ne peut s'échapper que par la coupure 13 de l'anneau et éventuellement par d'autres orifices d'étranglement non repré sentés, pour passer dans la chambre annulaire 23 située du côté du piston, de façon à créer des efforts de butée hydrauliques. En même temps, le ressort hélicoldal 7 est comprimé et crée des efforts de butée élastiques.Dès que l'énergie du choc ou de butée est absorbée, la tige de piston 3, revient en retour sous l'effet du ressort du véhicule, non représenté ainsi que sous l'effet auxiliaire de la précontrainte du ressort hélicoïdal 7 ; l'huile sort alors de la chambre annulaire 23 située du côté du piston pour passer dans le volume annulaire 5 du côté du couvercle en passant par la coupure 13 et en outre dans l'intervalle 26 entre l'anneau de butée 4 et l'anneau d'amortissement 6 , du fait que l'anneau de butée 4 est légèrement en avance par rapport à l'anneau d'amortissement 6 (figure 2). Si le ressort hélicoïdal 7 est suffisamment dimensionné pour qu'il ne se forme pas d'intervalle 268 on risque de créer un vide gênant dans la chambre annulaire 5 du couvercle. Pour éviter cela, on peut prévoir une soupape de remplissage 25, indiquée par exemple en tireté, dans l'anneau de butée 4 pour permettre de remplir le volume annulaire 5 du couvercle à partir du volume annulaire 23 situé du côté du piston L'anneau d'amortissement 6 est placé lors du montage de l'amortisseur, de façon simple à un endroit quelconque entre la spire d'extrémité interne 9 et l'anneau de butée 4. Après le premier mouvement de sortie de la tige de piston 3 dans la plage des butées à la traction, puis lors du mouvement de retour, consécutif, l'anneau d'amortissement 6 prend automatiquement une position d'attente ou position de repos. Selon la figure 3, le cylindre 101 rempli d'huile est fermé par un couvercle 102. La tige de piston 103 qui sort du couvercle 102 est munie d'un anneau de butée 104 fixé à l'aided'une bague élastique 108 et d'un sertissage 129. Dans le volume annulaire 105 du couvercle, il est prévu un anneau d'amortissement 106 tendant à s'écarter vers l'extérieur et qui est muni d'une coupure 113 la spire extérieure 108 du ressort hélicoïdal 107 a une dimension plus grande que celle du cylindre 101 et s'appuie par sa contrainte propre dans la position représentée contre le couvercle 102. Le ressort hélicoïdal 107 est dimensionné pour absorber des efforts importants et il présente une section rectangulaire occupant pratiquement tout le volume annulaire 105.La spire d'extrémité, intérieure 109 du ressort hélicoldal est fixée sur un anneau en tôle 130, guidé de façon coulissante sur la tige de piston 103 cet anneau 130 est muni de canaux de passage 131 > et présente un bord rabattu 132 scappuyant sur l'anneau d'amortissement 106 ; le diamètre extérieur du bord rabattu 132 est inférieur du diamètre intérieur de l'anneau d'amortissement 106. Un anneau d'écartement 145 s'appuie sur l anneau de butée 104, en étant avantageusement légèrement coincé, pour éviter tout mouvement de battement.Le diamètre extérieur de l'anneau d'écartement 145 est plus faible que le diamètre intérieur de l'anneau d'amortissement 106. La longueur de l'anneau d'écartement 145 est supérieure à la somme des longueurs axiales de l'anneau d'amortissement 106 et du bord rabattu 132. L'amortisseur comporte également d'autres éléments analogues aux éléments des amortisseurs à deux tubes connus tels que le tube extérieur 140 qui forme avec le cylindre 101 une chambre d'équilibrage 141 qui est en partie remplie d'huile et en partie remplie de gaz, un volume annulaire 123 ne comportant pas de moyen de butée et une douille de palier 116 au niveau du couvercle 102, ainsi qu'un anneau d'étanchéité 117 et un anneau de piston 136 maintenus entre la douille de palier 116 et l'anneau coudé 135 cet anneau de piston 136 assure un serrage vers intérieur et évite que les pressions dynamiques du volume annulaire 105 ne soient appliquées à l'anneau d'étanchéité 117 pour éviter que du gaz ne soit aspiré de la chambre d'équilibrage 141 dans la chambre annulaire 105.Le sertissage 112 du tube extérieur 140 entoure le couvercle 102 et l'anneau d'étanchéité 117 et presse de façon connue un épaulement 142 du couvercle 102 contre la surface frontale du cylindre 12 du côté du couvercle. Un canal 143 est prévu dans le couvercle 102 Ce canal relie le volume 144 compris entre le couvercle 102 et l'anneau d'étanchéité 117 et la chambre d'équilibrage 141 pour se trouver en-dessous d'une certaine pression. La zone de choc ou de butée de traction, élastique, commence lors d'une extraction de la tige de piston 103, dès que la surface frontale libre 146 de l'anneau d'écartement 145-touche l'anneau en tôle 130 et déplace la spire d'extrémité, intérieure 109 du ressort hélicoïdal 107 contre le couvercle 102. Lors de la suite de l'extraction de la tige de piston 103, d'une longueur qui correspond à la longueur de l'anneau d'écartement 145 diminuée des longueurs axiales de l'anneau d'amortissement 106 et du bord recourbé 132, la butée hydraulique est mise en oeuvre lorsque l'anneau de butée 104 et l'anneau d'amortissement 106 se touchent. Lors du mouvement de retour en partant de la zone de butée hydraulique, le ressort hélicoïdal 107 transmet toute sa force de précontrainte par l'anneau d'écartement 145 et l'anneau de butée 104 sur la tige de piston 103 de façon que l'huile puisse s'écouler sans être gênée par le contact de l'anneau de butée 104 et de l'anneau d'amortissement 106, hors du volume annulaire 123, ne contenant pas de moyen de butée, pour passer dans le volume annulaire 105 du couvercle, après que ce contact, au début de la course de retour, ait été supprimé par l'anneau d'amortissement 106 qui est resté accroché, et qu'il se soit de nouveau formé un intervalle libre 148 entre l'anneau de butée 104 et l'anneau d'amortissement 106 appliqués de nouveau contre le bord recourbé 132 (figure 4). Par un dimensionnement précis des canaux 131 du bord recourbé 132 ou par d'autres moyens tels que par exemple en utilisant un jeu radial étroit entre l'anneau d'écartement 145 et l'anneau d'amortissement 106, on peut créer une perte de charge lors du mouvement de retour pour supprimer totalement ou partiellement la transmission de la force de précontrainte du ressort hélicoïdal 107 sur la tige de piston 103, si un tel effet est souhaité. REVENDICATIONS 10) Amortisseur télescopique hydraulique comportant une butée de traction élastique et hydraulique notamment pour véhicules à moteur, amortisseur comportant un cylindre rempli d'huile et fermé par un couvercle, une tige de piston sortant du cylindre en traversant de façon coulissante le couvercle, cette tige étant munie d'un anneau de butée dont le diamètre extérieur est supérieur à celui de la tige de piston tout en étant inférieur à celui du cylindre, ainsi que des moyens prévus dans le volume annulaire du couvercle, délimité entre la tige de piston et le cylindre, ces moyens créant des forces de butée lorsque l'anneau de butée se rapproche du couvercle, amortisseur caractérisé par un anneau d'amortissement (6, 106) logé dans le volume annulaire (5, 105) du couvercle, agissant par extension, contre le cylindre (1, 101) en étant logé coulissant dans celui-ci, le diamètre intérieur de cet anneau d'amortissement étant supérieur à celui de la tige de piston (3, 103) tout en étant inférieur au diamètre extérieur de l'anneau de butée (4, 104), ainsi qu'un ressort hélicoïdal (7, 107) de compression, dont la spire d'extrémité, extérieure (8, 108) appliquée contre le couvercle (2, 102) est maintenue au niveau du couvercle et dont la spire d'extrémité intérieure (9, 109) opposée au couvercle, présente un diamètre supérieur au diamètre intérieur de l'anneau d'amortissement, l'anneau de butée et l'anneau d'amortissement formant lorsqu'ils sont en contact, un piston de refoulement, commun, muni.d'orifices d' étranglement. 20) Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau d'amortissement (6, 106) est un anneau de piston fendu, et la jonction des deux extrémités de la fente (13, 113) forme un orifice d"étranglement. 30) Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'axialement entre l'anneau de butée (104) et la spire d'extrémité intérieure (109), il est prévu un anneau d'écartement (145), sans effet dans la zone d'action sans butée, le diamètre extérieur de cet anneau d'écartement étant plus faible que le diamètre intérieur de l'anneau d'amortissement (106) tout en étant supérieur au diamètre intérieur de la spire d'extrémité intérieure (109). 40) Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des canaux de passage (131) radiaux, sont prévus dans la spire d extrémité intérieure (109) ou dans une pièce auxiliaire (anneau de tôle 130) prévue entre la spire d'extrémité intérieure et l'anneau d amortissement (106).