Brevet FR2426841A1 — publié le 19791221

L'invention concerne un palier de guidage mobile angulairement, notamment pour bras de ressort Marc Pherson de suspensions de véhicules automobiles, qui est disposé dans le couvercle d'un carter cylindrique, servant à absorber les forces transversales d'une tige de piston passant à l'extérieur à travers le couvercle, et constitué comme un manchon cylindrique maintenu par une membrane en forme de plaque, tendue entre des surfaces de serrage annulaires extérieures du couvercle de cylindre le manchon cylindrique n'ayant pas d'autre contact avec le couvercle de cylindre. L'élasticité axiale du palier de guidage déplaçable angulairement connu d'après le brevet DT 24 55 267 adoucit l'intervention brutale de la force de rupture dans les points d'inversion ou mouvement des tiges de piston et amoindrit leur effet destructeur du fait qu'un diagramme de friction rectangulaire sans élasticité axiale avec changements de force en forme de chocs est converti en un diagramme de friction en forme de parallélogramme avec des changements de force étirés dans le temps. De cette manière, l'élasticité axiale a une influence favorable sur le confort élastique d'une suspension de roues de véhicule automobile pourvue d'un bras d'amortisseur Mac Pherson. D'après le brevet DT 24 55 267, on connaît des paliers à déplacement angulaire du type mentionné plus haut avec une membrane plane, la membrane étant réalisée en une seule pièce avec le manchon cylindrique, ou bien étant tendue, comme pièce indépendante, dans sa partie intérieure, au moyen d'une bague vissée, contre un épaulement du manchon cylindrique. Dans le cas de membranes planes, de faibles déviations provoquent déjà des tensions élevées de la membrane en raison des allongements des fibres radiales, de sorte que les courbes caraco téristiques d'élasticité de membranes planes sont fortement progressives et que les forces de ressort axiales sont déjà élevées lors de déviations de l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la membrane. I1 en résulte que l'influence favorable de l'élasticité axiale du palier de guidage sur les forces de rupture d'un bras de ressort Mac Pherson qui a déjà été décrite n'intervient que faiblement, ce qui est défavorable. D'après le brevet DT 24 55 267, on connait également des paliers de guidage avec une membrane plan-conique réalisée en une seule pièce avec le manchon cylindrique Dans le cas de mem branes plan-coniques, la courbe caractéristique d'élasticité axiale est faible pour des déviations en direction opposée à la pointe du cône et est favorable pour les forces de rupture1 car le raccourcissement des fibres radiales peut être compensé par une courbure avec possibilité de formation de plis correspondants, tandis que la courbe caractéristique d'élasticité axiale dans le cas de déviations en direction de la pointe du cône, est très raide, comme dans le cas de membranes planes. Il en résulte que l'effet favorable de l'élasticité axiale ne se manifeste que dans une direction, tandis que dans l'autre direction il n'est que faible. L'invention a pour but de réaliser un palier de guidage du type mentionné au début, avec lequel la courbe caractéristique d'élasticité axiale est molle dans les deux directions et est favorable à l'égard des forces de rupture. Dans ce but, l'invention a pour objet un palier de guidage mobile angulairement, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs feuilles de membrane forment une membrane courbe, maintenue entre des surfaces de serrage intérieures annulaires du manchon cylindrique, les surfaces de serrage intérieures et extérieures étant de conicité opposée. I1 est ainsi formé, avec des membranes courbes, un corps de révolution dont la génératrice est un rayon courbe. Dans un palier de guidage présentant ces caractéristiques, la courbe caractéristique d'élasticité axiale commence avec une allure douce et ne devient progressivement plus dure que lorsqu'une déviation axiale déterminée est dépassée dans l'une ou l'autre direction de l'arc vue en coupe radiale. A l'intérieur de ces limites, le comportement de la membrane en arc peut être comparé à celui d'une membrane d'enroulement n'opposant qu'une faible résistance aux déplacements axiaux. Le dimensionnement et le nombre des feuilles de membrane peuvent être choisis chaque fois de telle manière que les déviations axiales du palier de guidage aux points d'inversion de mouvement des tiges de piston se situent, dans toutes les conditions normales de service d'un bras à ressort Mac Pherson, dans le domaine de mollesse de la courbe caractéristique élastique. On obtient ainsi, de manière avantageuse, un confort optimum élastique de la suspension de roue correspcndante. Les feuilles constitutives de la membrane peuvent à l'état démonté, avoir une forme identique à celle à l'état monté et être insérées exemptes de tension entre les surfaces de serrage intérieure et extérieure. I1 est plus simple et moins onéreux d'utiliser comme feuilles de membrane des disques de ressort. qui reçoivent, lors de la mise sous tension entre les surfaces de serrage, la forme de membrane courbe. Avantageusement, les surfaces de serrage sont pourvues. en direction du centre radial de la membrane, d'une portion de sortie en forme de lève ,qui forme une surface de roulement pour les feuilles de membrane, ce qui agit contre une destruction des feuilles lorsque la membrane courbe est chargée hydrauliquement! à un degré élevé, par exemple dans le cas d'un bras de ressort constitué comme un amortisseur hydraulique La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un mode de réalisation de manchons cylindriques maintenus par une membrane représenté schématiquement, de façon non limitative, sur les dessins ci-joints; dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un exemple de réalisation d'un palier de guidage conforme à l'invention monté dans un amortisseur hydraulique à deux tubes, avec une membrane courbe consistant en deux feuilles de membrane. - la figure 2 est une vue schématique d'un palier de guidage avec une membrane courbe à une seule feuille. - la figure 3 décrit la courbe élastique caractéristique du palier de guidage de la figure 2. - la figure 4 est une vue schématique d'un palier de guidage avec une membrane plan-conique. - la figure 5 décrit la courbe élastique caractéristique du palier de guidage de la figure 4. Dans le cas d'un amortisseur à deux tubes de type connu représenté dans la figure 1, un carter cylindrique 1 est fermé par un couvercle de cylindre 2 qui est bloqué, au moyen d'une bague vissée 3, contre la surface frontale d'un tube cylindrique intérieur 4. Entre le tube 4 et le carter enveloppe 1, est formée une chambre d'équilibrage 5 qui est remplieen partie par de l'air et en partie par de l'huile Le tube cylindrique 4 entoure une chambre de travail 6 remplie d'huile ; il sert en même temps de guidage pour une tige de piston7 dont l'extrémitét sortant du carter 1, est fixée à un piston de travail non représenté. La tige de piston 7 est guidée à travers un palier de guidage 8. disposé dans le couvercle de cylindre 2 et qui est étanché par rapport à l'extérieur au moyen d'une garniture de glissement 9. Le couvercle de cylindre 2 est rendu étanche par rapport au carter 1 au moyen d'une bague torique 10. Les chambres annulaires 11 et 11' de chaque côté du palier de guidage 8 sont déchargées des pressions dynamiques produites dans la chambre de travail 6, par le fait qu'elles sont en communication ouverte avec la chambre d'équilibrage 5. et qu'elles sont séparées de la chambre de travail 6 par une bague d'étanchéité 13 disposée dans le couvercle de cylindre 2 7 glissant sur la tige de piston 7, en avant de la chambre annulaire 11 > . Le palier de guidage 8 se compose d'un manchon cylindrique 14 pourvu d'une surface de blocage annulaire conique vers l'intérieur 15 et d'un filetage 16, ainsi que d'une membrane courbe 17 formée de deux feuilles de membrane 17' et 17 qui sont tendues contre la surface de montage 15 au moyen d'une douille de blocage 18 de forme adaptée à celle de la surface 15. La membrane courbe 17 ainsi bloquée par serrage entre les surfaces de montage intérieures 15, est en outre bloquée à l'extérieur entre deux surfaces de serrage annulaires à conicité extérieure 19, formées sur deux corps de révolution 2a et 2b qui forment le couvercle de cylindre 2. Les surfaces de montage 15 intérieures et les surfaces de montage extérieures 19 s'étendent suivant des conicités opposées, dont les génératrices se coupent sensiblement au milieu de la membrane courbe 17. Les feuilles de membrane 17' et 1?'; peuvent être des disques de ressort-plans à l'état non monté, et qui prennent la forme de membrane courbe par leur serrage entre les surfaces de montage 15 et 19. La membrane courbe 17 permet au manchon 14, représenté dans sa position moyenne, d'exécuter, dtune part, un déplacement angulaire avec un faible couple de rappel donnant une liberté de glissement sans blocage au palier, et, d'autre part: un déplacement axial, avec une courbe caractéristique d'élasticité molle dans les deux directions, de sorte que l'on obtient de faibles forces de rupture du palier. La rigidité dans le sens radial peut être suffisamment grande pour absorber les forces transversales produites dans le cas d'un bras de ressort Mac Pherson. La mobilité en direction radiale du manchon 14 est pratiquement limitée à la position dans laquelle les moitiés de membrane placées sous traction sont tendues rigidement et sans plis Les surfaces de blocage 15 et 19 se terminent en forme de lèvres et forment ainsi des surfaces de roulement intérieures 20 et 20' et extérieures 21 et 21' pour la membrane courbe 17. Dans le cas du palier de guidage de la figure 2, une membrane courbe mince 47 est tendue entre une surface de serrage intérieure 45 d'un manchon cylindrique 44 et une surface de serrage extérieure 49 d'un couvercle de cylindre 32. Dans le cas d'une déviation axiale du manchon 44 par rapport au couvercle de cylindre 32 vers le haut, les forces de ressort de la membrane courbe 47 restent faibles jusqu'à une déviation a pour laquelle la membrane 47 prend la forme représentée en tireté 47' s'détendant en direction de la surface intérieure de serrage 45. De même, dans le cas d'une déviation vers le bas, les forces de ressort restent faibles jusqu'à une déviation b pour laquelle la membrane courbe prend une forme représentée en tireté 47" s'étendant en direction de la surface de serrage extérieure 49. Au-delà des déviations a et b, les forces de ressort croissent progressivement car alors des tensions élevées se produisent dans la membrane en raison des allongements imposés aux fibres radiales. La figure 3 montre qualitativement la caractéristique élastique correspondante 56, les forces de ressort étant portées en abscisses 50 et les déviations axiales en ordonnées 51. Jusqu'à la déviation a, la courbe caractéristique 56 présente un domaine d'élasticité molle 52 et au-delà un domaine à dureté d'élasticité progressivement croissante. De même la courbe caractéristique 56 présente jusqu'à la déviation b un domaine d'élasticité molle 54, et au-delà un domaine d'éladticité de plus en plus dure 55. Dans le cas du palier de guidage de la figure 4, une membrane conique mince 67 est tendue entre une surface de serrage intérieure 65 d'un manchon cylindrique 64 et une surface de serrage extérieure 69 d'un couvercle de cylindre 52. Lors d'une déviation du manchon cylindrique vers le haut, les forces élastiques de la membrane conique sont faibles jusqu'à une déviation c, pour laquelle la membrane 67, en conservant la même longueur de ses fibres radiales prend une forme conique 67', de sens opposé, avec des transitions arrondies vers les surfaces de serrage 65 et 69. Au-delà de la direction c vers le haut, les forces élastiques croissent progressivement en raison de l'allongement maintenant imposé des fibres radiales Dans le cas d'une déviation de la membrane conique 67 vers le bas, les forces élastiques, en raison de l'allongement immédiatement produit des fibres radiales, sont élevées dès le début et croissent progressivement. La figure 5 représente qualitativement la courbe élastique caractéristique 76 avec les forces élastiques en abscisses 70 et les déviations en ordonnées 71.ivT.usqu'à une déviation c vers le haut, la courbe présente un domaine d'élasticité molle 72 et au-delà un domaine d'élasticité dure 733 tandis que dans le cas d'une déviation vers le bas, la courbe caractéristique 76 comporte exclusivement un domaine d'élasticité dure, dès le début. Les particularités d'un palier de guidage suivant la figure 4 avec une membrane conique correspondent à la description qui fait ressortir les avantages d'un palier de guidage conforme à l'invention. REVEND ICA T IONS 10) Palier de guidage mobile angulairement notamment pour bras de ressort Mac Pherson de suspensions de véhicules automobiles, qui est disposé dans le couvercle d'un carter cylindrique, servant à absorber les forces transversales d'une tige de piston passant à l'extérieur à travers le couvercle, et constitué comme un manchon cylindrique maintenu par une membrane en forme de plaque, tendue entre des surfaces de serrage annulaires extérieures du couvercle de cylindre, palier caractérisé en ce qu'une ou plusieurs feuilles de membrane (17' et 17") forment une membrane courbe (17), maintenue entre des surfaces de serrage intérieures annulaires (15) du manchon cylindrique (14), les surfaces de serrage intérieures (15) et extérieures (19) étant de conicité opposée. 20) Palier suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, comme feuilles de membrane (17' et 17"). sont prévus des disques de ressort, qui prennent la forme d'une membrane courbe, par leur montage entre les surfaces de serrage (15 et 19). 30) Palier suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces de serrage (15, 19) s'étendent en forme de lèvres en direction radiale du centre de la membrane courbe (17) et forment ainsi des surfaces de roulement (20, 20' et 21, 21') pour les feuilles de membrane (17' et 17").