Brevet FR2596481A1 — publié le 19871002

- 1 L'invention concerne les appareils du type télescopique dans lesquels un piston, porté par une tige, coulisse à l'intérieur d'un cylindre, ce cylindre et la tige étant fixés respectivement à deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre. Des appareils de ce genre sont les amortisseurs télescopiques et les ressorts pneumatiques. Dans les diverses applications de ces appareils, ils peuvent être conduits à supporter des efforts alternés 10 très élevés. Les amortisseurs, en particulier, cumulent souvent leur rôle propre avec celui d'une jambe de force dans les suspensions d'automobiles. On a donc été amené à renforcer la tige du piston et, pour ne pas trop augmenter son poids, on a proposé de la constituer par un tube dont le diamètre peut 9tre important sans poids excessif. Mais se pose alors le problème de la fixation du piston à une extrémité du tube et de celle de l'embout à l'autre extrémité faisant saillie hors du cylindre. Comme le piston doit être percé 20 de canaux pour le passage du fluide, la fixation du piston doit se faire sur une partie du diamètre nettement plus petit que le tube constituant la tige. On a déjà proposé de résoudre ce problème en pratiquant, à chaque extrémité du tube, un retreint qui 25 peut ensuite être fileté pour recevoir, par vissage, le piston et l'embout. Du côté du piston, ce retreint doit être assez important pour laisser la place aux canaux ménagés dans le piston. Cette façon de procéder présente divers inconvénients. Tout d'abord, elle nécessite une machine puissante et coûteuse pour imposer au métal du tube le travail nécessaire. De plus, elle impose le choix d'un métal malléable alors que d'autres qualités devraient être recherchées avant tout, comme la résistance mécanique et l'aptitude à un polissage aussi parfait que possible (possibilité de retenir un revêtement de chrome) pour I XI - 2 assurer un fonctionnement efficace du joint d'étanchéité dans lequel la tige doit coulisser à-sa sortie du cylindre. La présente invention a pour oSbjet une autre solution du problème qui est à la fois moins coLteuse et plus satisfaisante pour la liberté duchoix îes matériaux. Conformément à l'invention dans l!extrémité 'du tube est emmanché un embout se terminant par une partie cylindrique d'un diamètre plus petit que ceLui du tube et 10 sur lequel on pourra pratiquer le filetage '.de&tiné à visser le piston, ledit embout comportant sur sa partie intérieure au tube une gorge destinée-à recevoir des saillies pratiquées sur le tube par estampage ou repoussage. Une disposition semblable peut Ctre adoptée à l'extrémité du tube opposée au piston et dont l'embout peut comporter un oeil de fixation ou bien etre fixé directement sur la carrosserie ou le'-châssis d'un véhicule par serrage d'un écrou vissé sur l'appendice terminal 20 fileté dudit embout. De préférence, l'embout comporte un épaulement intermédiaire destiné à' former butée-pour l'extrémité du tube lors de l'emmanchement de l'embout-. De préférence, encore, les saillies pratiquées 25 sur le tube sont désaxées par rapport au 4lan radial médian de'la gorge, le Sens du désaxement-étant tel que le métal repoussé, s'appuyant sur un flanc seulement de la gorge, appuie avec force le tube contre l'épaulement. On réalise ainsi une sorte de précontrainte telle que les 30 efforts d'arrachement exercés sur l'embout soient supportés au moins en partie par l'épaulement. En cas de fixation de la tige tubulaire par serrage d'un écrou vissé sur l'appendice terminal fileté de l'embout, l'épaulement dont le diamètre est plus grand que 35 celui dudit appendice sert de butée de serrage, de sorte que les efforts de serrage sont supportés par cet épaulement et ne sont, par conséquent, pas transmis à l'assemblage de l'embout et du tube. -3 Il y a avantage à réaliser l'opération de repoussage du métal du tube de manière que les saillies réparties radialement autour de l'axe du tube soient exécutées simultanément. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue schématique d'une tige de piston d'amortisseur avec son piston. La figure 2 montre, à plus grande échelle en coupe, l'un des embouts emmanché dans une extrémité du tube. La figure 3 est une vue en élévation correspondante. La figure 4 est une coupe transversale selon IV-IV. La figure 5 concerne le cas de la fixation de la 20 tige sur la carrosserie ou le châssis d'un véhicule par serrage d'un écrou. La figure 6 montre en coupe schématique un mode de réalisation d'un dispositif permettant d'exécuter simultanément les saillies repoussées. Comme on le voit sur la figure 1, la tige 1, constituée par un tube d'acier, porte à l'une de ses extrémités le piston 2 et à l'extrémité opposée une pièce 3 qui peut être munie d'un oeil 3a destiné à la fixation de la tige sur l'une des parties en mouvement relatif, par 30 exemple 7-la carrosserie d'un véhicule s'il s'agit d'un amortisseur télescopique, tandis que le cylindre (représenté en partie sur la figure 5) dans lequel coulisse le piston 2, peut porter un oeii similaire ou tout autre organe approprié pour sa fixation à l'autre partie, par 35 exemple le train de roulement duvn véhicule. 15 2O -4 A chaque extrémité du tube 1 est emmanché un embout 4. Cet embout comporte une partie cylindrique 5 extérieure au tube, et une partie 6 pénétrant dans le tube 1. La partie 5 dont le diamètre peut 9tre choisi à volonté, est destinée à recevoir le piston et à etre filetée à cet effet. La partie 6 a un diamètre égal au diamètre intérieur du tube. Les deux parties 5 et 6 sont séparées l'une de Vautre par une partie intermédiaire 7 de plus grand diamètre qui forme du c8té du tube un épaulement 8 sur lequel le tube peut venir s'appuyer. La partie 6 comprend une gorge circulaire 9 dont l'utilité va 9tre expliquée. Quand l'embout a été emmanché dans le tube 1 comme le représente la figure 2, on repousse la paroi du tube en regard de la gorge 9, en plusieurs points répartis autour de l'axe du tube, de manière que le métal vienne former dans la gorge un certain nombre de saillies ou de plots 10 qui vont maintenir assemblés le tube et l'embout. Pendant cette opération, il est avantageux de maintenir une certaine pression axiale du tube sur l'embout, de manière que l'extrémité du tube soit fortement appliquée contre l'épaulement 8. De plus, l'axe de l'effort de repoussage est désaxé d'une certaine valeur f par rapport au plan radial de symétrie de la gorge 9, le sens du sésaxement étant tel que les saillies du métal repoussé viennent s'appuyer sur celui des flancs de la gorge qui est à l'opposé de l'épaulement 8, lesdites saillies ne s'appuyant pas par contre sur l'autre flanc, comme on le voit sur la figure 2, la gorge ayant à cet effet une largeur suffisante. Il résulte de cette disposition que le repoussage du métal a pour effet d'accroître la pression du tube contre l'épaulement 8 en créant ainsi une sorte de précontrainte qui s'oppose à la séparation des parties. La partie encastrée de l'embout entre l'épaulement et le flanc de la gorge 9 opposé à cet épaulement a une précontrainte de traction. De ce fait, les efforts d'arrachement de l'embout, seront supportés, au moins en partie, - 5 par l'épaulement, ce qui permet d'obtenir un assemblage résistant et fiable. On évite ainsi: - des risques de jeu en utilisation lorsque la tige est sollicitée alternativement, et - des risques de corrosion sous contrainte due au mouvement relatif de l'embout et de la tige (vibrations) . Dans la variante que représente schématiquement la figure 5, l'extrémité de la tige tubulaire 1, opposée 10 au piston, extrémité qui fait saillie à travers l'un des fonds du cylindre la de l'amortisseur, est fixée par un écrou lb sur une partie lc du châssis ou de la carrosserie d'un véhicule avec interposition, s'il y a lieu, d'un silent- bloc. L'écrou lb se visse sur l'appendice fileté 5 15 de l'embout 4 assemblé comme il a été dit ci-dessus à la tige tubulaire 1. Comme cet appendice a un diamètre plus petit que celui de la tige, il forme aussi de son côté un épaulement 8a qui s'appuie sur la pièce lc et encaisse par conséquent l'effort de serrage de l'écrou. Cet effort 20 n'est donc pas transmis à l'assemblage entre la tige tubulaire 1 et l'embout 4. L'épaulement 8a comporte avantageusement un chanfrein 8b assurant un bon centrage. Il y a avantage à ce que les diverses saillies repoussées soient exécutées en même temps. On peut pour cela se servir du dispositif que représente schématiquement la figure 6. Les tiges de repoussage 12 mobiles dans des guides radiaux 13 d'un bati 14 sont actionnées par des poussoirs 15. Ces poussoirs comportent des rampes 16 coopérant avec des galets 17 pouvant tourner autour d'axes 18 portés par une couronne 19. On peut faire tourner celleci autour de l'axe du système, de sorte que les galets 17, en montant sur les rampes 16, respoussent les poussoirs 15 et les tiges 12 vers le centre. Les tiges 12 exercent donc, toutes en même temps, une pression radiale sur la paroi extérieure du tube 1, pour repousser le métal. 15 20 -6 L'un des avantages de l'invention est de dissocier pour le choix du métal la fonction attache et la fonction coulissement (coulissement de la tige dans le point d'étanchéité que comportent généralement les appareils télescopiques). Pour la fonction attache, on peut choisir un embout en acier spécial si nécessaire ou dans un acier facilement matri able à froid, la seule considération du choix étant-. dictée par la fonction fixation qu'il aura à remplir, par exemple l'acier 16 NC5/20 MB5 traité ou non. D'un autre côté, le matériau du tube sera choisi uniquement en fonction des caractéristiques de coulissement que l'on veut obtenir (faible friction, résistance aux efforts latéraux, notamment dans le cas d'une suspension Mac Pherson, capacité de prendre la trempe, etc...). Plusieurs variantes de réalisation sont possibles: Par exemple, bien que l'on ait indiqué ci-dessus le r8le important que joue l'épaulement 8, pour avoir la résistance maximale de l'assemblage, on pourrait concevoir de supprimer cet épaulement dans des réalisation simplifiées. Dans ce cas, naturellement, le métal du tube sera repoussé dans la gorge 9 de manière à venir s'appuyer, sans jeu, contre les deux flancs de la gorge. Cette suppression de l'épaulement pourrait se faire d'ailleurs seulement sur l'un des embouts, par exemple sur celui devant recevoir le piston. Dans d'autres variantes, deux ou plusieurs gorges pourraient 9tre prévues sur la partie de l'embout emmanchée dans le tube, avec repoussage du métal dans chacune des gorges. Bien qu'on ait représenté sur le dessin des plots repoussés de forme circulaire, les plots pourraient avoir une autre forme, carrée par exemple. -7 REVENDICATIONS 1. Tige tubulaire de piston d'amortisseur, ressort pneumatique ou appareil télescopique similaire, caractérisée en ce que pour la fixation du piston à une extrémité du tube (1) constituant la tige et également pour la fixation de la tige sur un organe extérieur, un embout (5) comportant la partie de fixation (5) et muni d'une gorge (9) est emmanché dans le tube de manière que la gorge se trouve à l'intérieur de celui-ci, le 10 tube et l'embout étant solidarisés par repoussage du métal du tube dans la gorge. 2. Tige de piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embout comporte un épaulement (8) formant butée pour l'extrémité du tube. 3. Tige de piston selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'embout se termine à l'extérieur du tube par un appendice fileté (5) de plus petit diamètre, de manière à ménager un épaulement (8a) qui encaisse les efforts de serrage de l'écrou 20 pour la fixation de la tige sur un organe extérieur (figure 5). 4. Tige de piston selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les parties (10) du métal du tube qui sont repoussées s'appliquent contre le flanc 25 de la gorge qui est opposé à l'épaulement de manière à mettre le tube en pression contre cet épaulement, la gorge étant assez large pour que les parties repoussées ne s'appuient pas contre l'autre flanc. 5. Tige de piston selon l'une des revendications 30 précédentes, caractérisée en ce que les parties repoussées ont la forme de plots circulaires répartis sur la circonférence du tube. 6. Tige de piston selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tube et l'embout 35 sont en métaux différents, le Déta) du tube étant choisi en fonction des caractéristiques de coulisseimeent qu'on veut obtenir, et le métal de il'embout étant choisi en fonction du rôle de fixation que Ct embout devra remplir.