Brevet FR2454562A1 — publié le 19801114

La présente invention a pour obJet un amortisseur hydraulique télescopique du type-bitube, ctest-à-dire dans lequel le tube contenant le piston coulissant est entouré d'un deuxième tube qui forme le corps exterieur de l'amortisseur et qui ménage entre lui et le premier tube un espace annulaire. Cet espace contient une réserve de liquide (en principe de l'huile) surmonté flair ou autre fluide compressible et permet de compenser les variations duvolume de la tige à l'intérieur a premier tube. Plus particulièrement, l'invention concerne des amortisseurs de ce genre utilisés dans les suspensions de véhicules du type dit "Mac Pherson". Dans ces suspensions, l'amortisseur qui est associé à un ressort hélicoSdal, joue en même temps le role de jambe de force ou de bielle et sa structure est appe lée à transmettre des efforts variables et importants. La marge de sécurité qu'il convient d'observer conduit à la réa- lisation de pièces robustes, tant pour le corps tubulaire extérieur de l'amortisseur, que pour la tige du piston.Celle-ci ayant alors un diamètre important, il ss'ensuit que les variations du volume de la tige à l'intérieur de l'amortisseur sont elles-mtmes elevées et que les debits de liquide, dans les transferts du tube interne vers l'espace annulaire entre les deux tubes et inversement, selon le sens du mouvement du piston, sont également élevés. Ces transferts de liquide se font essentiellement à travers des clapets aménagés sur une cloison transversale ou plancher fermant la partie inférieure du tube interne et dell- mitant une chambre anti-cavitation, selon des processus décrits entre autres dans le brevet français 78 03829 déposé le 10 Fé- vrier 1978 et auauel on pourra se reporter tant pour ce qui est de la conception de l'amortisseur bitube que pour ce qui est de son fonctionnement. Si, comme on l'a dit, les transferts de liquide se font essentiellement par le bas de l'amortisseur à travers les clapets de contrôle de débit du plancher, il peut y avoir aussi des transferts par le haut de l'amortisseur, au-dessous du joint d'étanchéité prévu pour le passage de la tige à travers le fond supérieur de l'amortisseur, ces transferts par le haut se produisant lors des déplacements de la tige par rapport au tube interne qui forme chambre de travail e Dans ces coditions, il existe un risciue d'émulsion de lthuile avec l'air ou autre gaz qui se trouve à ce niveau supérieur de l'amortisseur, entraRnant la création d'un mélange biphasique. Lorsque ce mélange repénètre par aspiration, au travers de la chambre anti-cavitation, dans la chambre de travail, c'est ce fluide biphasioue qui passe dans les clapets et entrasse une dégradation importante des efforts d'amortissement. Cette tendance à l'émulsion apparat en fonction de la vitesse linéaire du piston, de la température de l'huile et du temps de fonctionnement. La présente invention vise à éliminer ce risque d'émulsion ou du moins à le réduire notablement grace à une conception particulière du dispositif de joint monté à la partie supérieure de l'amortisseur bitube. Un autre but de l'invention est de diminuer le nombre de pièces constitutives de ce dispositif de joint. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un amortisseur bitube comportant un dispositif de joint conforme à un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est une coupe diamétrale de la pièce annulaire faisant office de guide de la tige de l'amortisseur et incorporée au dispositif de joint de la figure 1, cette coupe étant faite selon la ligne II-II de la figure 3. Les figures 3 et 4 sont des vues en plan respectivement par-dessus et par-dessous de cette pièce annulaire formant guide. La figure 5 est une vue en coupe partielle à plus grande échelle dii joint d'étanchéité également incorporé au dispositif de joint de la figure 1. De même que dans le brevet français sus-mentionné, l'amortisseur bitube représenté sur la figure 1 comporte, comme d'habitude, un tube extérieur 1 qui forme le corps de l'amortisseur et un tube intérieur 2 dans lequel coulisse un piston (non représenté) fixé à l'extrémité d'une tige 4. Celle-ci sort de l'amortisseur à sa partie supérieure à travers un dispositif de joint qui sera décrit plus loin. le tube 1 et la tige 4 sont fixés respectivement aux parties du véhicule dont on veut amortir les oscillations relatives. L'intervalle annulaire 6, entre les tubes concentriques 1 et 2, est rempli d'huile jusqu'à un certain niveau 7 au-dessus duquel il contient de l'air ou un autre fluide compressible. Le dispositif de joint conforme à la présente invention et -associé à la tige 4, est représenté sous le chiffre de référence générale 20. Il comprend trois parties constitutives superposées annulaires et coaxiales, à savoir, de bas en haut : - un guide 21, - une entretoise 22, - un joint d'étanchéité 23. Le guide 21 (voir également figures 2, 3 et 4) est alésé en 21a au diamètre de la tige 4 qui s'enfile à travers lui. C'est une pièce monobloc formée de deux portions cylindriques de diamètre différents : une petite portion inférieure 21b au diamètre interne du tube intérieur 2 et une grande por- tion supérieure 21c au diamètre interne du tube extérieur 1, ces deux portions se raccordant par un épaulement ou gradin circulaire 21d. La petite portion cylindrique inférieure 21b est engagée par le haut du tube intérieur 2 dont l'extrémité vient buter contre 1' épaulement 21d, tandis que la grande portion cylindrique supérieure 21c prend appui contre la paroi du tube extérieur 1.Cette grande portion cylindrique superieure 21c présente des échancrures 21e (au nombre de trois à 1200 dans l'exemple illustré) délimitées par des protubérances périphériques 21f en arc de cercle (également au nombre de trois à 1200) faisant saillie vers le haut sur la face supérieure 21g du guide 21. D1autres chicanes 21h également en arc de cercle et faisant ellesaussi saillie vers le baut, ss'étendent en quinconce par rapport aux protubérances 21f. Le joint d'étanchéité 23 (voir figures 1 et 5) est une masse de caoutchouc adhérisée sur une rondelle métallique 24 et se subdivisant en une Sme centrale compacte 23a qui enserre à coulissement étanche la tige 4 grtce à un ressort coo tricteur 25 et en un bourrelet périphérique 23b dont le rtle apparattra ci-après. La rondelle métallique 24 sert d'appui pour rabattre vers l'axe par sertissage l'extrémité dépassante la du tube extérieur 1 afin qu'elle vienne en lb. Entre le guide 21 et le joint d'étanchéité 23 est interposée l'entretoise 22 (figure 1) qui, par sa configuration, lors du sertissage, contraint le caoutchouc du bourrelet 23b adhérisé sur la rondelle 24 à venir se plaquer contre la paroi du tube externe 1, assurant ainsi l'étanchéité extérieure. Après sertissage, l'entretoise 22 procure un serrage de tout l'ensemble pratiquement métal sur métal, c'est-à-dire pratiquement sans intervention du caoutchouc. En effet, on peut considérer comme négligeable la pellicule de caoutchouc qui subsiste en 23c entre 11 entretoise 22 et la rondelle 24. Il est à noter que cette entretoise 22 ménage une chambre interstitielle 26 s'détendant entre le guide 21 et le joint d'étanchéité 23 et communiquant avec l'intervalle annulaire 6 entre les tubes 1 et 2 par l'entremise des échancrures périphériques 21e du guide 21. En outre, la partie interne de cette chambre interstitielle 26 entourant la tige 4, est délimitée vers le bas par la face supérieure 21 du guide 21 et vers le haut par la face inférieure 23d du joint d'étanchéité 23. On remarquera, comme le montre la figure 1, que cette face inférieure 23d se situe à un niveau transversal plus bas que le sommet des chicanes 21f et 21h du guide 21. Dans les mouvements de compression et de détente de la tige 4, la chambre de travail 27 située dans le tube interne 2 et remplie d'huile, est toujours sous pression. L'étan- chéité autour de la tige 4 n'étant assurée qu'au droit de l'ame 23a du joint 23, l'huile peut donc aller de la chambre de travail 27 à la chambre de réserve 6 en passant par la chambre interstitielle 26. C'est dans cette dernière, au moment oh l'huile passe de celle-ci à la chambre de réserve 6, que ltémul- sion se produit. Le dispositif de joint 20 qui vient d'strie décrit permet de contrer ce phénomène préjudiciable, gracie à l'effet conjoint de la configuration du guide 21 et de la position relative de la face inférieure 23 du joint d'étanchéité 23 et de la face supérieure 21g du guide 21, faisant en définitive jouer à la chambre interstitielle 26 le r8le d'un espace de tranquillisation.Cet effet peut s'expliquer de la façon sui vante - d'une part, le guide 21 à la périphérie duquel sont pratiquées les échancrures 21e faisant communiquer cet espace de tranquillisation 26 avec la chambre de réserve 6 du bitube, au ras de la paroi externe 1 de celle-ci, présente sur sa face supérieure 21z limitant l'espace de tranquillisation, les chicanes en saillie 21f et 21h déterminant des passages tortueux pour l'huile et formant des surfaces à'impact propres à désagréger les émulsions, - d'autre part, le joint 23a proprement dit enserrant la tige 4 présente une face inférieure 23d située au-dessous du niveau du sommet des chicanes 21f et 21h du guide afin d'éliminer tout trajet rectiligne libre d'obstacle pour 1 'huile à la traversée de 1' espace de tranquillisation 26e Aux basses vitesses de la tige 4, lthuile passe entre les chicanes 21f et 21h et s'écoule en film le long des parois du tube 1. Aux vitesses élevées de tige, le jet d'huile est brisé sur la face 23d du joint 23 et s'écoule égalementen nappe le long du tube 1, après un passage dans la chambre de tranquillisation 26. C'est pourquoi la face 23 du joint est à un niveau inférieur au sommet des chicanes 21f et 21h du guide 21. Ce dispositif opère donc également comme un déflec- teur permettant à llhuile de s'écouler en nappe sur le tube externe 1 et assure un meilleur échange thermique avec l'exté- rieur. liTEDI CBTI CNS 1. Amortisseur hydraulique du type bitube, c'est-àdire du type comportant deux tubes emmanchés l'un dans l'autre et rvnageant entre eux une chambre de réserve de liquide qui communique avec la chambre de travail située dans le tube interne, cet amortisseur, qui est adapté aux suspensions du type dit "Mac Pherson", étant fermé à une extrémité par un dispositif de joint propre à assurer la pénétration guidée étanche, dans le corps de l'amortisseur, de sa tige coulissante, laquelle traverse à cet effet d'une part un organe de guidage de tige situé vers l'intérieur et, d'autre part, un organe d'étanchéité de tige situé vers ltextérieur, avec interposition éventuelle d'une entretoise ménageant un espace interstitiel entre ces deux organes, caractérisé par l'aménagement de chicanes faisant saillie dans ledit espace interstitiel afin d'y déterminer des passages tortueux pour l'écoulement de liquide à travers celuici et dwy présenter des surfaces d'impact propres à désagréger le cas échéant les émulsions que pourrait former ledit liquide. 2. Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont solidaires dudit organe de guidage de tige et font saillie sur sa face en regard dudit organe d'étanchéité de tige. 3. Amortisseur hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites chicanes sont disposées en quinconce selon deux groupes concentriques à répartition circulaire et sont avantageusement chacune en forme d'arc de cercle. 4. Amortisseur hydraulique selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit organe de guidage de tige présente à sa périphérie une ou plusieurs échancrures faisant communiquer ledit espace interstitiel avec ladite chambre de réserve sensiblement au ras de la paroi du tube externe. 5O Amortisseur hydraulique selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdites échancrures s'étendent dans les intervalles entre les chicanes du groupe externe. 6e smOrtisseur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité de tige préserve une face interne qui délimite ledit espace interstitiel et ui s'étend à un niveau transversal situé plus vers l'intérieur ue le niveau transversal des extrémités adjacentes desdites chicanes, afin d'éliminer tout trajet rectiligne libre d'obstacles pour le liquide à la traversee dudit espace interstitiela