Brevet FR2524098A1 — publié le 19830930

La présente invention se rapporte à un amortisseur hydropneumatique à deux tubes servant en particulier de jambe d'essieu avant pour véhicules automobiles, comprenant un cylindre intérieur contenant un liquide d'amortisse- ment, un cylindre extérieur rempli partiellement avec un liquide d'amortisse- ment et avec un gaz sous pression, le cylindre extérieur étant relié au cylindre intérieur par l'imtermédiaire d'une valve de fond, une tige de piston guidée dans le cylindre intérieur et portant un piston de travail, et une garniture d'étanchéité prévue à l'extrémité supérieure des tubes cylindriques pour le passage de la tige de piston, garniture comportant un disque de fermeture portant un joint intérieur s'appliquant contre le pourtour de la tige de pis- ton qui s'applique contre le cylindre extérieur et est pourvu d'une bordure de centrage s'appliquant contre l'extrémité du cylindre intérieur, une poche annulaire située sous le joint intérieur, et un canal de ventilation raccordé a la poche et conduisant à l'extrémité supérieure du cylindre extérieur. Les amortisseurs à deux tubes connus du type ci-dessus, comme par exemple celui de la publication DE-OS 29 12 902 ou DE-GM 76 19 540, assurent une bonne ventilation du cylindre intérieur et réalisent une étanchéité effi- cace de la traversée de la tige de piston, en particulier lorsqu'en plus du joint intérieur ils comportent également un joint à haute pression s'appli- quant intérieurement contre le cylindre intérieur, Toutefois, leur structure est relativement compliquée, en particulier celle de leur garniture d'étan- chéité La caractéristique de ces amortisseurs, ainsi que des autres amortis- seurs connus à deux tubesest que la bordure de centrage du disque de ferme- ture, qui s'applique contre l'extrémité supérieure du cylindre intérieur s'étend relativement loin au-dessous du joint intérieur de la tige de piston de sorte que cette garniture d'étanchéité et le disque de fermeture ont une longueur axiale relativement grande Le canal de ventilation traverse axialement le dis- que de fermeture et est, lui aussi, relativement long, en particulier lors- qu'il se raccorde à la poche annulaire au-dessus de celle-ci, afin que cette poche puisse contenir une réserve d'huile suffisante pour assurer un mouillage permanent du joint intérieur. La présente invention s'est fixé pour but de réaliser un amortisseur hydropneumatique à deux tubes, en particulier pour la jambe avant des véhicules automobiles, du type en question, dont la garniture d'étanchéité prévue pour le passage de la tige de piston a une structure sensiblement plus simple et plus compacte, et qui permet en outre un mouillage encore plus efficace du joint intérieur, en même temps qu'une meilleure ventilation du cylindre in- térieur L'invention atteint cet objectif en ce que le joint intérieur est disposé sous la bordure de centrage et s'avance dans l'extrémité supérieure du cylindre intérieur, laquelle est évasée en forme d'entonnoir et forme la poche annulaire le long de laquelle passe le canai de ventilation et contre laquelle s'applique une lèvre d'étanchéité fixée au disque et fermant le canal de ventilation à la manière d'un clapet. De cette manière, on simplifie considérablement la garniture d'étan- chéité, laquelle ne se compose pratiquement plus que d'un seul disque relative- ment court dans le sens axial et qui, en plus de la bordure de centrage, porte tous les éléments d'étanchéité mentionnés précédemment Le joint intérieur s'avance relativement loin dans la chambre annulaire remplie d'huile formée par l'extrémité supérieure du cylindre intérieur, tandis que la ventilation s'effectue simplement au-dessus du bord supérieur du cylindre intérieur, sans que des perçages spéciaux soient nécessaires dans le disque de fermeture. Le disque de fermeture présente de préférence une section en L et est pourvu d'une couche d'élastomère vulcanisée dans laquelle sont formés le joint intérieur, la bordure de centrage avec une lèvre d'étanchéité opposée espacée et un joint extérieur s'appliquant contre le pourtour intérieur du cylindre extérieur. Pour former le canal de ventilation, on produit avantageusement dans la bordure de centrage, ainsi que dans la membrure voisine du disque de fer- meture s'étendant au-dessus du bord frontal du cylindre intérieur, une ou plusieurs rainures de ventilation. Pour écarter efficacement les gaz de ventilation du joint intérieur, on place, de préférence dans l'extrémité du cylindre intérieure évasée en forme d'entonnoir un entonnoir de ventilation de forme correspondante, dont le bord supérieur entoure, à une certaine distance, le joint intérieur et qui forme avec la paroi intérieure du cylindre intérieur un ou plusieurs canaux de ventilation De préférence, le bord supérieur de l'entonnoir de ventilation s'élève au-dessus du joint intérieur et du ressort tubulaire fer- mant celle-ci De ce fait, les gaz qui s'élèvent du cylindre intérieur sont tenus écartés du joint intérieur et sont, au contraire, dirigés directement vers les canaux de ventilation entourant le bord frontal supérieur du cylindre intérieur, évitant ainsi la formation d'un coussin de gaz immédiatement sous le joint intérieur. Enfin, l'invention prévoit également dans le cylindre intérieur, sous l'entonnoir de ventilation, une bague de guidage pour la tige de piston et sous celle-ci une bague d'étanchéité à haute pression s'appliquant étroitement contre la tige de piston, les deux bagues comportant, au dos, un ou plusieurs canaux de ventilation étroits s'étendant axialement A sa sortie de ces derniers, o il a rencontré une résistance à l'écoulement relativement grande, l'air arrive directement sous l'entonnoir de ventilation qui le dirige dans les canaux de ventilation fermés par la lèvre annulaire d'étanchéité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale verticale à travers un amor- tisseur hydropneumatique à deux tubes conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle à travers la partie supérieure de cet amortisseur; et la figure 3 est une vue en coupe analogue à la figure 2 à travers un autre exemple de réalisation de l'invention. L'amortisseur à deux tubes représenté sur la figure 1, qui sert de jambe avant pour certains véhicules automobiles, comprend un tube cylindrique extérieur 2 pourvu d'un fond 1 et un tube cylindrique intérieur 3 monté con- centriquement au précédent Alors que le tube intérieur 3 est rempli complète- ment avec un liquide d'amortissement, en particulier avec une huile, l'espace annulaire compris entre les deux cylindres 2, 3 n'est que rempli partiellement à sa partie inférieure 4, approximativement jusqu'au niveau 5, avec un tel liquide, tandis que l'espace annulaire surjacent 6 contient un gaz sous pres- sion, par exemple de 5 at L'espace annulaire inférieur 4 communique avec l'espace de travail inférieur 7 du tube cylindrique intérieur 3 par l'inter- médiaire d'une valve, non représentée, appelée à être montée à l'emplacement 8. Dans le cylindre intérieur est montée à coulissement axial une tige de piston 9 Elle porte, à son extrémité 9 ' qui trempe dans le liquide d'amortis- sement, le piston de travail 10 qui, de manière classique, est percé de canaux pour le passage de l'huile qui sont commandés par des clapets constitués par h des rondelles élastiques L'amortisseur de caoutchouc 11, prévu au-dessus du piston 10, coopère avec une bague de butée 12 disposée à la transition avec le rétrécissement 3 ' du cylindre de manière à limiter la course d'extension de la tige de piston 9 Cette tige de piston 9 est creuse et son extrémité supérieure 9 " est appelée à être reliée, de manière classique, au châssis d'un véhicule automobile. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, on a prévu à l'ex- trémité supérieure 3 " et 2 " des deux tubes cylindriques 3, 2, une garniture d'étanchéité désignée par 13 pour le passage de la tige de piston 9 Cette garniture d'étanchéité 13 se compose essentiellement d'un seul disque 14 ayant une section en L, qui porte le joint intérieur 15 s'appliquant contre le pourtour de la tige de piston, la bordure de centrage 16 et une lèvre d'étanchéité 17 opposée, à courte distance, à cette bordure, ainsi qu'un bour- relet d'étanchéité extérieur 18 Plus précisément, le disque de fermeture 14 is est entouré d'une couche élastomérique vulcanisée dans laquelle sont formés les différents éléments d'étanchéité 15, 17 et 18 Autour de l'élément d'étanchéité intérieur 15 est disposé un ressort tubulaire 19 qui développe la pression de contact nécessaire du joint intérieur 15 contre la tige de piston 9 La partie supérieure du joint intérieur 15 forme une lèvre racleuse 15 ' qui entoure également la tige de piston. La bordure de centrage 16 du disque 14 s'engage dans l'extrémité su- périeure évasée en entonnoir 3 " du cylindre intérieur 3 o elle est fixée, ce qui a pour conséquence de relier solidement et de centrer mutuellement les extrémités supérieures 2 ", 3 " des deux cylindres 2, 3 Le rebord intérieur 2 ' s'étendant à l'extrémité supérieure du cylindre extérieur 2 maintient solidement en place le disque 14 L'extrémité supérieure en forme d'entonnoir 3 " forme une poche annulaire 20, constamment remplie d'huile, dans laquelle s'enfonce profondément le joint intérieur 15 La poche 20 contient un entonnoir de ventilation 21, de forme correspondante, dont le bord supérieur 21 ' embrasse le joint intérieur 15 et s'élève légèrement au-dessus de celui-ci L'enton- noir de ventilation 21 forme avec la paroi intérieuxedu cylindre 3 un ou plusieurs canaux de ventilation 22 Des canaux de ventilation correspondants sont également formés autour du bord supérieur du cylindre intérieur 3 et ce, notamment, sous la forme de rainures 14 ', 14 " produites dans la bordure de centrage 16 ainsi que dans la membrure voisine du disque 14 s'étendant au-dessus du bordfrontal du cylindre intérieur 3. Sous l'entonnoir de ventilation 22, on a prévu, dans le resserrement 3 ' du cylindre intérieur 3, une bague de guidage 23 pour la tige de piston. Sous cette bague de guidage 23 est disposée une bague d'étanchéité à haute pression 24, par exemple, en polytétrafluoroéthyléne qui est tenue, avec un jeu axial limité, par une bague de support sousjacente 25 fixée au resserre- ment 3 ' du cylindre Au dos de la bague d'étanchéité à haute pression 24, ainsi que dans la bague de guidage 23 s'étendent un ou plusieurs canaux de ventilation très étroits 24 ' et 23 ' L'air de ventilation qui s'élève le long de ces canaux se heurte à une résistance à l'écoulement relativement grande et parvient, en passant dans les canaux de ventilation ménagés entre l'enton- noir 21 et l'extrémité 3 " du cylindre intérieur directement dans les rainures de ventilation 14 ', 14 " du disque 14 et de là,s'échappe par la lèvre d'étan- chéité 17 dans la chambre pneumatique 6 De cette manière est assurée une ventilation efficace de la chambre de travail du cylindre intérieur. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 3 diffère de celui de la figure 2 simplement en ce que la bordure de centrage 16 du disque 14 entoure extérieurement l'extrémité supérieure 3 " du cylindre intérieur, tandis que la lèvre d'étanchéité 17 ', qui ferme le canal de ventilation à la manière d'un clapet, est ici formée directement sur le joint intérieur 15 et s'applique contre la paroi intérieure de l'extrémité 3 " du cylindre intérieur 3 Après avoir dépassé la lèvre d'étanchéité 17, les gaz ventilés arrivent, en traversant ici aussi des rainures de ventilation 14 ' et 14 " formées dans la bordure de centrage 16 et dans la membrure voisine du disque 14, dans la chambre pneuma- tique 6 du cylindre extérieur 2 Dans cet exemple de réalisation sont égale- ment prévus l'entonnoir de ventilation 21 avec la bague de guidage sousjacente 23, le joint à haute pression 24 et la bague de support 25. La caractéristique de la présente invention réside, en premier lieu, dans la construction eztrêmementsimple et peu encombrante de la garniture d'étanchéité de la tige de piston, qui ne comprend qu'un seul composant, notamment le disque 14 entouré d'une matière élastomérique vulcanisée, ce composant remplissant toutes les fonctions essentielles nécessaires d'une garniture d'étanchéité de ce genre, c'est-à-dire, qu'elle constitue un joint intérieur et extérieur efficaces, assure le centrage et la fixation de l'extré- mité supérieure 3 " du cylindre intérieur, réalise une ventilation du cylindre intérieur assurée contre une circulation inverse, réalise un mouillage durable du joint intérieur grâce à la réserve d'huile présente dans la poche supérieure tout en maintenant les gaz de ventilation éloignés du joint intérieur en les faisant passer à distancele long de l'extrémité tubulaire élargie en forme d'entonnoir du cylindre intérieur. REVENDICATIONS 1 Amortisseur hydropneumatique à deux tubes, servant en particulier de jambe d'essieu avant pour véhicules automobiles, comprenant un cylindre intérieur ( 3) contenant un liquide d'amortissement, un cylindre extérieur ( 2) rempli partiellement avec un liquide d'amortissement et avec un gaz sous pres- sion, le cylindre extérieur étant relié au cylindre intérieur par l'inter- médiaire d'une valve de fond, une tige de piston ( 9) guidée dans le cylindre intérieur et portant un piston de travail ( 10), et une garniture d'étanchéité ( 13) prévue à l'extrémité supérieure des tubes cylindriques pour le passage de la tige de piston, garniture comportant un disque de fermeture ( 14) portant un joint intérieur ( 15) s'appliquant contre le pourtour de la tige de piston, disque qui s'applique contre le cylindre extérieur et est pourvu d'une bordure de centrage ( 16) s'appliquant contre l'extrémité du cylindre intérieur, une poche annulaire ( 20) située sous le joint intérieur, et un canal de ventila- tion ( 21) raccordé à la poche et conduisant à l'extrémité supérieure du cylin- dre extérieur, caractérisé en ce que le joint intérieur ( 15) est disposé sous la bordure de centrage ( 16) et s'avance dans l'extrémité supérieure ( 3 ") du cylindre intérieur ( 3), laquelle est évasée en forme d'entonnoir et forme la poche annulaire ( 20) le long de laquelle passe le canal de ventilation ( 14 ', 14 ") et contre laquelle s'applique une lèvre d'étanchéité ( 17) fixée au disque ( 14) et fermant ledit canal de ventilation à la manière d'un clapet. 2 Amortisseur selon la reventication 1, caractérisé en ce que le dis- que de fermeture ( 14) présente une section en L et est pourvu d'une couche d'élastomère vulcanisée dans laquelle sont formés le joint intérieur ( 15), la bordure de centrage ( 16) avec une lèvre d'étanchéité opposée espacée ( 17) et un joint extérieur ( 18) s'appliquant contre le pourtour intérieur du cylindre extérieur. 3 Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans la bordure de centrage ( 16), ainsi que dans la membrure du disque de fermeture ( 14) s'étendant audessus du bord frontal voisin du cylindre intérieur ( 3) sont formées une ou plusieurs rainures ( 14 ', 14 ") formant des canaux de ventilation. 4 Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que la bordure de centrage ( 16) s'avance dans l'extrémité ( 3 ") du cylindre intérieur et entoure extérieurement la lèvre d'étanchéité ( 17) de cette dernière. Amortisseur selon l'une quelconque les revendications 3, caractérisé en ce que la bordure de centrage '16 entoure extérieurement l'extrémité ( 3 ") du cylindre intérieur et en ce que la lèvre d'étanchéité ( 17 ') est située sur le joint intérieur ( 15) et s'applique contre le pour- tour intérieur de l'extrémité ( 3 ") du cylindre intérieur. -6 Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, - caractérisé en ce que dans l'extrémité ( 3 ") du cylindre intérieur ( 3) qui est évasée en forme d'entonnoir, est inséré un entonnoir de ventilation ( 21) de forme correspondante, dont le bord supérieur ( 21 ') entoure, à une certaine distance, le joint intérieur ( 15) et qui fcrme avec la paroi intérieure du cylindre intérieur ( 3) un ou plusieurs canaux de ventilation ( 22). 7 Amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord supérieur ( 21 ') de l'entonnoir de ventilation ( 21) s'étend au-dessus du joint intérieur ( 15) et d'un ressort tubulaire ( 19) entourant ce dernier. 8 Amortisseur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le cylindre intérieur ( 3), sous l'entonnoir de ventilation ( 21) une bague de guidage ( 23) pour la tige de piston et sous celle-ci, une bague d'étanchéité à haute pression ( 24) s'appliquant étroitement contre la tige de piston, ces deux bagues, étant pourvues, au dos d'un ou de plusieurs canaux de ventilation étroits ( 23 ', 24 '), s'étendantaxialement. 9 Amortisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité à haute pression ( 24)est tenue, avec un léger jeu axial, par une bague de support ( 25) fixée sous elle dans le cylindre intérieur ( 3).