Brevet FR2643432A1 — publié le 19900824

264343? RESSCRT A GAZ ET SON UTILISATION EN TANT QUE MOYEN AUXILIAIRE DE LEVAGE POUR CAPOTS DE COFFRES A BAGAGES OU ELEMENTS SIMILAIRES La présente invention se rapporte à un ressort à gaz à système d'amortissement dans les positions extrêmes, compor- tant un carter substantiellement cylindrique, empli partiel- lement de gaz comprimé et partiellement d'huile, carter dans lequel est logée, avec faculté de coulissement coaxial, une tige de piston qui sort, de manière étanche, d'une extrémité dudit carter et à l'extrémité interne de laquelle se trouvent un piston provoquant une fermeture étanche lorsque la tige de piston sort du carter, et une ouverture lorsqu'elle y pénètre, ainsi qu'un canal longitudinal qui s'étend au-delà du piston, relie l'un à l'autre les espaces internes partiels du carter situés de part et d'autre dudit piston, et est relié, au moyen d'un canal d'étranglement, à l'espace interne partiel interca- lé entre le piston et l'extrémité située côté sortie de la tige, et un dispositif étant prévu, à l'extrémité située côté sortie de la tige, en vue d'amortir un mouvement de déploie- ment de la tige de piston vers la fin de son mouvement de dé- ploiement. Dans un ressort à gaz de ce type, connu d'après la deman- de de brevet DE-B-29 05 030, une chambre est ménagée à l'ex- trémité située côté sortie de la tige de piston, chambre dans laquelle le canal d'étranglement plonge lors du déploiement de ladite tige. Le piston proprement dit exerce ce qu'on ap- pelle un "effet de prélèvement" sur l'huile logée dans l'es- pace interne du carter, et il entraîne par conséquent cette huile au cours du déploiement de la tige, devant l'extrémité de celle-ci qui se trouve côté sortie. L'on a ménagé dans ce - cas un canal d'étranglement, par l'intermédiaire duquel l'hui- le afflue dans la chambre en provoquant un amortissement sup- -plémentaire notable. Ensuite, en empruntant le canal d'étran- 264343? glement et l'alésage longitudinal ménagé dans la tige de pis- ton, l'huile pénétre dans l'espace interne partiel du carter qui est opposé à l'extrémité sortie de la tige. Pour que cet amortissement final demeure efficace lors de chaque déploie- ment de la tige de piston, cette tige doit, au préalable, être de nouveau intégralement rétractée dans le carter de telle sorte que l'huile puisse à nouveau pénétrer, en s'opposant à la gravité, dans l'espace interne partiel qui est tourné vers l'extrémité située côté sortie de la tige. L'utilisation de ce ressort à gaz a lieu de façon telle que la tige de piston est toujours déployée vers le haut. L'invention a pour objet de perfectionner un ressort à gaz du type précité, de telle sorte qu'un amortissement final fiable soit obtenu, à l'aide de moyens simples, également lorsque la tige de piston est déployée vers le bas au cours de l'utilisation du ressort.à gaz. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le dispositif d'amortissement du mouvement de déploie- ment de la tige de piston est formé par un fourreau d'étran- glement dans lequel le canal d'étranglement plonge vers la fin du rouvement de déploiement de ladite tige hors du car- ter, un interstice annulaire d'étranglement étant ménagé en- tre ladite tige et ledit fourreau d'étranglement. A la fin de son mouvement de déploiement, l'alésage d'étranglement du canal longitudinal plonge dans le fourreau d'étranglement et provoque un amcrtissement hydraulique supplémentaire. D'après un perfectionnement supplémentaire de l'inven- tion, grâce auquel un amortissement final en plusieurs stades peut être obtenu moyennant une faible complexité supplémen- taire, et sans que le fourreau d'étranglement doive par consé- quent présenter une longueur démesurée: - le fourreau d'étranglement occupe avantageusement une posi- tion fixe dans le carter; - ce fourreau peut être relié au piston au moyen d'une soli- darisation d'entraînement indirecte; - de préférence, le fourreau d'étranglement est relié au piston au nmoyen d'un ressort hélicoTdal et, lorsque ce ressort héli- coïcal est soulagé, le canal d'étranglement débouche-commodé- ment dans l'espace interne partiel entre ledit piston et ledit fourreau; et - ce fourreau délimite judicieusement un canal étrangleur (canal annulaire) avec la face interne de la paroi du carter. L'invention concerne, par ailleurs, l'utilisation d'un ressort à gaz du type susmentionné. Selon d'autres caractéris- tiques de l'invention, conférant des effets particulièrement avantageux et fiables: - dans toutes les positions que le capot du coffre à bagages ou élément similaire a prises par pivotement, la tige de pis- ton est avantageusement dirigée vers le bas par rapport au carter; - lorsque ledit capot ou élément similaire est relevé par pi- votement, l'axe médian longitudinal du ressort à gaz forme, de préférence, un angle inférieur à 65 avec un plan vertical; - lors du pivotement ascendant dudit capot ou élément simi- laire, le centre de gravité de ce dernier franchit avantageu- sement, par pivotement, un plan vertical passant par la char- nière dudit capot; - de préférence, le canal d'étranglement plonge sensiblement dans le fourreau d'étranglement lorsque le centre de gravité du capot, bu élément similaire, franchit le plan vertical par pivotement; et - le carter est commodément empli d'une quantité d'huile telle que l'espace interne partiel, intercalé entre le piston et l'extrémité du carter située côté sortie de la tige, soit au moins pour l'essentiel empli d'huile lorsque le canal d'étran- glement plonge dans le fourreau d'étranglement. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue fragmentaire de la partie posté- rieure d'un véhicule automobile, illustrant l'utilisation d'un ressort à gaz conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un ressort à gaz selon l'invention; et la figure 3 montre, par une coupe longitudinale, une for- me de réalisation modifiée d'un ressor- à gaz d'après l'inven- tion. Un ressort à gaz 1 comporte un carter 2 substantiellement cylindrique à l'une des extrémités duquel, fermée avec étan- chéité aux gaz, est ménagé un oeillet d'articulation 3 fai- sant fonction d'élément de fixation. Une tige 4 de piston, sortant de l'autre extrémité du carter 2, est disposée avec fAcvlté de coulissement concentri- quement à l'axe médian longitudinal 5 dudit carter 2.-Le res- sort à gaz 1 est articulé, par sot oeillet d'articulation 3, dans une articulation 6 faconnée sur le capot d'un véhicule automobile 8, matérialisé par un capot 7 du coffre à bagages. L'extrémité libre de la tige 4 de piston présente elle aussi un oeillet d'articuiaticn 9 servant d'élément de fixa- tion, au moyen duquel elle es- ar:icuiée dans une articulation située dans le coffre à bagages 1i du véhicule 8. Au moyen d'une charnière 12, le cabot 7 du coffre.à bagages est à son tour articulé sur le coffre i'. - Comme le met en évidence 'a figure 1, le capot 7 du cof- fre à bagages est articulé de manière telle que, lorsque le coffre Il est fermé, une face supérieure 13 dudit capot occu- pe sensiblement une position horizontale, comme illustré par des traits mixtes sur la figure 1. Dans ce cas, son centre de gravité 14 se trouve encore au-dessous de la charnière 12. Comme le révèle par ailleurs 'a figure 1, lorsque le capot 7 est ouvert, le centre de gravité i4 se trouve derrière un plan vertical 15 passant par la charnière 12, en considérant à partir de la position fermée dudit capot. Un angle a, entre ce plan vertical 15 et une ligne de liaison 16 passant par le centre de gravité 14 et par la charnière 12, mesure d'en- viron 20: à 30=. Un angle b, entre il'axe 5 du ressort à gaz 1 et un plan vertical 17 passant par l'articulation 10 lorsque le capot 7 est ouvert, est sensiblement compris entre 50 et 264343? . La figure 1 montre par ailleurs qu'un angle c, entre l'axe 5 et le plan vertical 17, présente une valeur encore plus grande lorsque le capot est fermé; il mesure d'environ 700 à 805. Une douille de guidage 18, guidant coaxialement la tige 4 de piston et prévue à l'extrémité du carter 2 qui est située côté sortie de ladite tige, est retenue vers l'extérieur, dans le sens axial, par l'intermédiaire d'un bord 19 du car- ter 2 rabattu par sertissage. Une garniture d'étanchement 20, appliquée contre cette douille de guidage 18, porte d'une part, de manière étanche, contre la face interne 21 de la pa- roi du carter 2 et d'autre part, de manière étanche, contre la tige 4 de piston, de sorte que le ressort 1 est obturé avec étanchéité aux gaz à son extrémité située côté sortie de la tige de Piston. Une bague de retenue 23, jouxtant la garniture d'étan- chement 20 en direction d'un espace interne 22 du carter 2, est verrouillée axialement par l'entremise d'une empreinte rentrante 25 venue de roulage dans le carter 2, et pénétrant dans une gorge périphérique correspondante 24 de ladite ba- gue 23. Un "piston amortisseur" 26, ménagé à l'extrémité de la tige 4 de piston qui se trouve dans le carter 2, comporte une chambre annulaire 27 ouverte en direction de la face interne 21 de la paroi dudit carter 2, et logeant une bague d'amortis- sement 28 appliquée contre ladite face interne 21 et consis- tant en une matière plastique à haute résistance à l'usure, par exemple en un polytétrafluoréthylène. La chambre annu- laire 27 est délimitée, dans le sens axial, par deux surfaces de délimitation qui s'étendent radialement par rapport à l'axe 5, servent de surfaces de butée 29, 30 et dont l'espa- cement mutuel, dans la direction de l'axe 5, est sensiblement plus grand que l'étendue de la bague d'amortissement 28 dans cette direction, si bien que ladite bague 28 peut coulisser légèrement par rapport au piston 26 -d.ans la direction de l'axe 5 Un espace libre 3i, dans lequel débouche un canal de circulation 32, est ménagé dans la chambre annulaire 27, à l'intérieur de la bague d'amortissement 28 dars le sens ra- dia'. Ledit canal oe circulation 32 débouche, par son autre extrémité, dans un espace interne partiel 22' intercalé entre le piston amortisseur 26 et l'extrémité du ressort à gaz 1 qui est située côté sortie de la tige de piston. Un canal an- nulaire 33, pratiqué entre le piston 26 et la face interne 21 de la paroi du carter 2, fait communiquer l'espace libre 31 avec l'espace interne partiel 22' tourné à l'opposé d'un es- pace interne partiel 22'' lorsque ladite bague 28 ne porte pas de manière étanche contre la surface de butée 29. Un canal longitudinal 34, débouchant dans l'espace inter- ne partiel 22' et façonné-dans la tige 4 de piston dans l'ali- gnement de l'axe 5, est formé par un alésage borgne. Ce canal longitudinal 34 est relié à l'espace interne partiel 22', au voisinage de son fond 35, par l'intermédiaire d'un canal d'étranglement 36 s'étendant perpendiculairement à l'axe 5. La distance 1, entre ce canal d'étranglement 36 et une face 37 du piston 26 située en regard, est comprise entre 10 mm et mm. Un fourreau d'étranglement 38 ménagé sur la.bague de re- tenue 23 délimite, par rapport à la tige 4 de piston, un in- terstice annulaire d'étranglement 39 dont l'étendue radiale e est comprise entre 0,02 mm et 0,1 mm, de préférence-entre 0,04 mm et 0,07 mm. La longueur 1' du fourreau d'étrangle- ment 38 est au moins légérement supérieure à la distance 1, de sorte que le canal d'étranglement 36 se trouve également dans ledit fourreau 38 lorsque la tige 4 de piston est dé- ployée au maximum hors du carter 2, c'est-à-dire lorsque, comme le montre la figure 2, le piston 26 est appliqué contre ledit fourreau 38 par sa face 37 délimitant l'espace interne partiel 22'. Le fourreau d'étranglement 38 consiste en une matière plastique se prêtant d'une manière particulièrement précise à un moulage par injection, comme par exemple un po- 1 yamide. L'espace interne 22 du carter 2 est empli partiellement d'un gaz comprimé 40, et partiellement d'huile 41. Lorsque, lors de la fermeture du capot 7 du coffre à ba- gages, la tige 4 est rétractée avec le piston 26 dans le car- ter 2 selon une direction de coulissement 42, en provoquant une compression supplémentaire du gaz comprimé 40 renfermé par l'espace interne 22, la bague d'amortissement 28 est alors appliquée contre la surface de butée 30 dudit piston 26. Ainsi, l'espace interne partiel 22'' est er communication libre aveC l'espace interne partiel 22' par l'intermédiaire du canal an- nulaire 33, de l'espace libre 31 et du canal de circulation 32, de sorte que tout d'abord l'huile 41, puis le gaz 40 peu- vent passer de 1 'espace interne partiel 22'' à l'espace in- terne partiel 22' avec un léger étranglement. La mesure dans laquelle un étranglement se produit dépend des sections des zones de circulation mentionnées, qui sont choisies en con- corGance avec les besoins résultant du cas d'application. De l'huile 41 afflue additionnellement dans l'espace interne par- tiel 22' en empruntant le canal longitudinal 34,. le canal d'étranglement 35 et, éventuellement, l'interstice annulaire 39. De ce fait, la fermeture du capot 7 du coffre à bagages s'opère en opposition à la force de compression du ressort à gaz i, augmentant suite à la compression du gaz comprimé 40, plus précisément sous une forme légèrement amortie. En revanche, lorsque le capot 7 du coffre à bagages est ouvert, la tige 4 de piston est déployée hors du carter 2 dans une direction de coulissement 43. La bague d'amortisse- ment 28, appliquée avec une légère pression contre la face interne 21 de la paroi du carter 2, porte alors de manière étanche contre la surface de butée 29 du piston 26, de sorte qu'aucune communication n'est établie entre l'espace libre 31 et le canal annulaire 33. Ils n'assurent, de ce fait, aucune communication entre les espaces internes partiels 22' et 22''. Seule une communication est établie avec le canal d'étrangle- ment 36, par l'intermédiaire du canal longitudinal 34. Au stade initial du mouvement de déploiement, du gaz comprimé 40 est transféré de l'espace interne partiel 22' à l'espace in- terne partiel 22'' par l'entremise du canal longitudinal 34 et du canal d'étranglement 36, c'est-a-dire que l'amortisse- ment n'est pas très accentué. Lorsque, au cours de la poursuite du déploiement de la tige 4 de piston, c'est-à-dire au fur et à mesure de la pro- gression du soulèvement du capot 7 du coffre à bagages, le canal d'étranglement 36 plonge dans l'huile 41, cette huile est poussée dans l'espace interne partiel 22'' par l'intermé- diaire dudit canal et du canal longitudinal 34, d'o résulte, à partir de cet instant, une augmentation de l'amortissement du mouvement de déploiement de la tige 4 de piston. Lorsque le canal d'étranglement 36 plonge dans le fourreau d'étran- glement 38 quand la tige 4 est déployée davantage encore du carter 2, il s'opère, dans l'interstice annulaire 39, un étranglement hydraulique supplémentaire qui augmente au fur et à mesure de la progression du déploiement de ladite tige 4, car la longueur relative de l'interstice annulaire 39 croit lorsque le canal d'étranglement 36 s'enfonce davantage dans le fourreau d'étranglement 38. Le dimensionnement est optima- lement tel que le canal d'étranglement 36 plonge, dans le fourreau d'étranglement 38, au plus tard lorsque le centre de gravité 14 du capot 7 du coffre à bagages est décalé, par pi- votement, au-delà du plan vertical 15. A partir de cet ins- tant, le ressort à gaz 1 est soulagé du fait que le poids du capot 7 ne lui est plus imposé, mais que, en revanche, des forces de traction sont appliquées audit ressort à partir de cet instant. Par conséquent, il doit s'opérer un amortisse- ment particulièrement intense du mouvement de déploiement de la tige 4 de piston. Il découle, des explications qui pré-cèdent, que l'espace interne 22 doit renfermer au moins une quantité d'huile telle que l'espace interne partiel 22' soit intégralement empli d'huile 41 lors de la pénétration du canal d'étranglement 36 dans le fourreau d'étranglement 38, afin d'assurer que cet amortissement final ait lieu de manière purement hydraulique. 9- Les explications ci-avant démontrent que le fourreau d'étran- glement 38 peut s'étendre jusqu'à la face interne 21 de la paroi du carter 2. Ainsi, il peut aussi être réalisé d'une épaisseur de paroi nettement supérieure à ce qui est illus- -tré sur la figure 2. L'exemple de réalisation selon la figure 3 concorde dans une large mesure avec celui de la figure 2, l'utilisation ayant lieu en conformité avec l'illustration de la figure 1. De ce fait, toutes les pièces identiques sont désignées par les mêmes indices de référence, et toutes les parties struc- turellement similaires et fonctionnellement identiques sont repérées par les memes références numériques affectées du signe "prime", sans n'appeler aucune nouvelle description. Dans ce cas, un fourreau d'étranglement 38' est non pas relié rigidement à la bague de retenue 23, mais réalisé sous la forme d'un piston additionnel. Il est relié à un piston amortisseur 26' par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal 44 fixé, d'une part, à un appendice 45 du piston 26' délimi- tant une face 37' et, d'autre part, à l'extrémité du fourreau 38' qui lui fait face. Ainsi, une solidarisation d'entraîne- ment indirecte est réalisée entre le piston 26' et le fourreau 38'. Un canal annulaire étrangleur 46 est ménagé entre le fourreau 38' et la face interne 21 de la paroi du carter 2. Lorsque ie ressort hélicoïdal 44 est soulagé, c'est-à-dire lorsque le fourreau 38' n'est pas appliqué contre la bague de retenue 23, le canal d'étranglement 36 débouche librement dans l'espace interne partiel 22' entre la face 37' et une extrémité 47 dudit fourreau 38', tournée vers ledit canal. Lorsque la tige 4 de piston est déployée, le fourreau d'étranglement 38' plonge tout d'abord dans l'huile 41, ce qui provoque un premier étranglement dans le canal annulaire 46. Dans l'enchainement, le fourreau 38' vient se placer sur la bague de retenue 23 de telle sorte que, lorsque le déploie- ment de ladite tige 4 se poursuit, le ressort 44 soit comprimé sous l'action d'une force antagoniste engendrant un amortisse- ment. Des faces 48, 49 du fourre.au 38' et de la bague de re- tenue 23, tournées l'une vers l'autre, doivent alors être op- timalement en contact mutuel d'une manière substantiellement étanche aux liquides. Aussitôt après, le canal d'étrangle- ment 36 plonge dans l'interstice annulaire d'étranglement 39 du fourreau 38', ce qui engendre les mêmes forces d'amortis- sement que celles exposées ci-avant. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représentée, sans sortir de son cadre. 1i -R E V E N D I C AT I ONS- 1. Ressort à gaz à système d'amortissement dans les po- sitions extrêmes, comportant un carter (2) substantiellement cylindrique, empli partiellement de gaz comprimé (40) et par- tiellement d'huile (41), carter dans lequel est logée, avec faculté de coulissement coaxial, une tige (4) de piston qui sort, de manière étanche, d'une extrémité dudit carter (2) et à l'extrémité interne de laquelle se trouvent un piston (26 26') provoquant une fermeture étanche lorsque la tige (4) de piston sort du carter (2), et une ouverture lorsqu'elle y pé- nètre, ainsi qu'un canal longitudinal (34) qui s'étend au-delà du piston (26; 26'), relie l'un à l'autre les espaces inter- nes partiels (22', 22'') du carter (2) situés de part et d'au- tre dudit piston (26; 26'), et est relié, au moyen d'un ca- nal d'étranglement (36), à l'espace interne partiel (22') in- tercalé entre le piston (26; 26') et l'extrémité située côté sortie de la tige, et un dispositif étant prévu, à l'ex- trémité située coté sortie de la tige, en vue d'amortir un mouvement de déploiement de la tige (4) de piston vers la fin de son mouvement de déploiement, ressort caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement du mouvement de déploie- ment de la tige (4) de piston est formé par un fourreau d'étranglement (38; 38') dans lequel le canal d'étranglement (36) plonge vers la fin du mouvement de déploiement de ladite tige (4) hors du carter (2), un interstice annulaire d'étran- glement (39) étant ménagé entre ladite tige (4) et ledit fourreau d'étranglement (38; 38'). 2. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fourreau d'étranglement (38) occupe une position fixe dans le carter (2). 3. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fourreau d'étranglement (38') est relié au piston (26') au moyen d'une solidarisation d'entrainement in- directe. 4. Ressort à gaz selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le fourreau d'étranglement (38') est relié au piston (26') au moyen d'un ressort hélicoïdal (44); et par le fait que, lorsque le ressort hélicoïdal (44) est soulagé, le canal d'étranglement (36) débouche dans l'espace interne partiel (22') entre ledit piston (26') et ledit fourreau d'étranglement (38'). 5. Ressort à gaz selon la revendication 3 ou 4, caracté- risé par le fait que le fourreau d'étranglement (38') délimite un canal étrangleur (canal annulaire 46) avec la face interne (21) de la paroi du carter (2). 6. Utilisation d'un ressort à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, en tant que moyen auxiliaire de le- vage d'un capot (7) de coffre à bagages ou élément similaire, relié à un véhicule automobile (8) avec faculté de pivotement ascendant autour d'une charnière (12), utilisation caractéri- sée par le fait que, dans toutes les positions que le capot (7) du coffre à bagages ou élément similaire a prises par pi- votement, la tige (4i de piston est dirigée vers le bas par rapport au carter (2). 7. Utilisation d'un ressort à gaz, selon la revendica- tion 6, caractérisée par le fait que, lorsque le capot (7) du coffre à bagages ou élément similaire est relevé par pivo- tement, l'axe médian longitudinal (5) du ressort à gaz forme un angle (b) inférieur à 655 avec un plan vertical (17). * 8. Utilisation d'un ressort à gaz, selon la revendica- tion 6 ou 7, caractérisée par le fait que, lors du pivotement ascendant du capot (7) du coffre à bagages ou élément simi- laire, le centre de gravité (14) de ce dernier-franchit, par pivotement, un plan vertical (15) passant par la charnière (12) dudit capot (7). 9. Utilisation d'un ressort à gaz, selon la revendica- tion 8, caractérisée par le fait que le canal d'étranglement (36) plonge sensiblement dans le fourreau d'étranglement (38; 38') lorsque le centre de gravité (14) du capot (7) du coffre à bagages, ou élément similaire, franchit le plan vertical (15) par pivotement. 10. Utilisation d'un ressort à gaz, selon l'une quelcon- que des revendications 6 à 9, caractérisée par le fait que le carter (2) est empli d'une quantité d'huile (41) telle que l'espace interne partiel (22'), intercalé entre le piston (26; 26') et l'extrémité du carter (2) située côté sortie de la tige, soit au moins pour l'essentiel empli d'huile (41) lorsque le canal d'étranglement (36) plonge dans le fourreau d'étranglement (38; 38').