Brevet FR2661229A1 — publié le 19911025

L'invention se rapporte aux cylindres amortisseurs à gaz utilisés normalement dans l'industrie pour le réglage de différents dispositifs, par exemple pour régler la hauteur d'un siège, le dossier d'un siège, et autres différents objets qui ont à absorber des efforts. On connait par le brevet allemand P 18 12 282.2 un type de cylindre à gaz constitué par un piston logé à l'intérieur d'un cylindre, qui est limité en course par deux fonds extrêmes, dont l'un est appelé le fond côté tige et l'autre le fond côté soupape. Ce cylindre est relié à un autre cylindre extérieur concentrique qui forme une chambre entre les deux cylindres et un gaz est logé dans cette chambre, et de part et d'autre du piston ; on fait passer ce gaz d'une chambre à l'autre à travers les fonds en fonction de la charge extérieure à laquelle l'ensemble est soumis. Ces cylindres à gaz sont habituellement entourés d'une douille et d'un tube colonne, le tube colonne étant fermé à son extrémité libre par une bague dans laquelle se loge l'extrémité de la tige principale. Dans ce type de cylindre, les pièces de butée du piston, appelées le fond côté tige et le fond côté soupape, présentent habituellement des géométries très compliquées et sont généralement réalisées en alliage léger, avec un coût de matière première considérable et un coût additionnel d'usinage certainement élevé. D'un autre côté, la complication de l'usinage de ces pièces a pour conséquence une limitation de leurs formes géométriques, ce qui entraîne une détérioration des caractéristiques techniques et des prestations de ces fonds. De leur côté, les tubes colonnes reçoivent l'extrémité de la tige principale du cylindre par l'intermédiaire d'un ensemble composé d'une bague, d'un roulement et d'une bague d'arrêt qui se fixe à une grande bague extrême plane qui ferme l'extrémité correspondante du tube colonne. Dans certains cas, cette bague, qui est de faible épaisseur, se soude au bord de l'extrémité du tube colonne et, dans d'autres cas, on monte une bague, également plane, de plus forte épaisseur, qu'on fixe dans le tube colonne à l'aide de points emboutis de ce tube, qui servent de portées pour la bague. Dans le premier cas, la soudure a pour conséquence un coût élevé de fabrication pour cette zone de fermeture et, même de cette façon, on n'obtient pas toute la résistance nécessaire. Dans le deuxième cas, et même en dépit de la plus forte épaisseur de la bague, le problème d'un défaut de résistance de cette bague n'est pas davantage résolu. La présente invention a pour objet et la constitution des fonds, côté tige et côté soupape, dont chacun est composé de trois parties emboîtées qui peuvent s'assembler l'une a l'autre. Un autre objet de l'invention réside dans l'adoption d'une bague de fermeture du tube colonne, qui est réalisée en forme de godet, et à laquelle s'adapte l'extrémité du tube colonne, et est fixée en arrière par des points emboutis sur une ligne circulaire. Pour atteindre les buts visés, les fonds côté tige et côté soupape qui limitent la course du piston et reçoivent le tube dans lequel le piston coulisse, sont réalisés en une matière thermoplastique, de préférence injectée dans un même moule et dans la même machine. Le fond côté tige est traversé par la tige principale du cylindre et est composé de trois éléments qu'on assemble après leur fabrication. L'un de ces éléments joue le rôle de butée sur l'intérieur de l'extrémité du tube extérieur du cylindre et est muni, vers l'intérieur, de deux emboîtures, l'une de petit diamètre, qui reçoit un joint racleur qui frotte contre la tige, et une autre, de plus grand diamètre, placée en position extérieure, et dans laquelle s'emboîte l'extrémité du deuxième élément. Ce deuxième élément est aussi emboîté à l'intérieur du tube extérieur et comporte une gorge circulaire sur le côté avant, pour le montage d'un joint torique. I1 est à son tour muni d'une emboîture dirigée vers le haut et dans laquelle se logent un autre joint torique et l'extrémité inférieure en saillie circulaire du premier élément. Le premier élément présente une jupe circulaire qui entre en contact avec l'intérieur du tube du cylindre et reçoit en position frontale l'extrémité du tube intérieur qui forme la chambre dans laquelle circule le piston. Par ailleurs, cette pièce est munie d'une rainure extérieure qui fait communiquer la chambre du piston avec la chambre formée entre les deux tubes principaux du cylindre. Chacun de ces trois éléments du fond côté tige peut être muni d'autres gorges intérieures et/ou extérieures dans lesquelles peuvent se placer les joints qui sont nécessaires pour assurer l'étanchéité de l'ensemble, tant sur le tube extérieur que sur le tube intérieur, et que sur la tige du cylindre. Ces possibilités seront mieux comprises en se reportant aux dessins annexés qu'on décrira plus complètement dans la suite. Le fond côté soupape est à son tour composé de trois éléments qui sont traversés axialement par la tige de soupape, laquelle est équipée d'une bague à son extrémité inférieure. Le premier élément d'appui du fond côté soupape reçoit la bague dans une emboîture inférieure et le diamètre de son perçage axial, qui donne passage à la tige de soupape, est légèrement plus grand que le diamètre de ladite tige. Sa surface extérieure présente une jupe circulaire inférieure qui s'emboîte dans le volume intérieur de la chambre du piston et, au-dessus de cette chambre, s'élève une saillie tronconique. La jupe reçoit à son tour un joint torique disposé au-dessus. Le deuxième composant est muni d'une cavité occupée partiellement par la saillie tronconique de l'élément précédent, d'une feuillure inférieure circulaire dans laquelle s'embatte l'extrémité supérieure du tube intérieur, et d'une saillie frontale supérieure, qui sert à l'assembler au troisième élément. En même temps, ce deuxième élément est muni d'une rainure extérieure qui fait communiquer l'espace entre les tubes avec sa cavité intérieure tronconique et avec le perçage axial du premier élément. Le troisième élément se place entre ledit deuxième élément et le tube de butée supérieur du cylindre. Sur ce troisième élément, est placée une bague sur laquelle s'appuie l'avant du tube de butée, et qui est assujettie sur une saille frontale supérieure de ce troisième élément. La surface extérieure du troisième élément est placée contre la paroi du tube intérieur, avec interposition d'un joint torique qui se place dans une feuillure circulaire. Son extrémité inférieure reçoit une partie du deuxième élément et, à cet endroit on a prévu une petite emboîture intérieure destinée à recevoir un joint torique qui entoure la tige de soupape. De son côté, le tube colonne qui reçoit le cylindre, est muni d'un bord circulaire roulé à l'intérieur duquel est logée un godet qui s'ajuste par son bord à l'intérieur du bord du tube colonne. Lorsque le godet a été mis en place, on procède à réaliser des points emboutis, par exemple trois ou quatre, selon une ligne circulaire, dans lesquels repose l'extrémité intérieure dudit godet, ce godet étant arrêté entre lesdits points et l'extrémité du tube colonne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'un cylindre à gaz connu la figure 2 représente un cylindre à gaz qui comprend les fonds selon l'invention ; la figure 3 représente les éléments du fond côté soupape selon l'invention ; la figure 4 représente les éléments du fond côté tige selon l'invention ; la figure 5 est une vue en élévation en coupe du tube colonne et de sa liaison avec la tige du cylindre la figure 6 est une coupe du godet de fermeture du tube colonne. Sur la figure 1, on peut voir un cylindre à gaz classique constitué par les tubes extérieur 1 et extérieur 2, entre lesquels est formée la chambre 3 qui renferme un gaz. L'intérieur du tube 2 renferme le piston 5 et la tige 6 qui fait saillie vers le bas. Les déplacements du piston 5 sous l'action de la tige 6 ont pour conséquence que le gaz de la chambre intérieure 4 passe, soit par la rainure A du fond côté soupape 9 vers la chambre 3, soit par le conduit B du fond côté tige 8, vers la même chambre 3, en déterminant un amortissement adéquat dans chacun des deux sens. Ainsi qu'on peut le voir, le fond côté soupape 9 ou fond supérieur, reçoit le tube de butée 10 et est traversé par la tige de soupape 7, dont on peut commander la position à partir du haut. Cette tige 7 constitue l'élément qui peut décrire un mouvement qui permet le passage du gaz de la chambre 4, par dessus le piston 5, vers la rainure A et vers la chambre 3. Sur cette figure 1, on peut voir crue les deux fonds, côté soupape 9 et côté tige 8 sont constitués par des corps monoblocs, normalement en alliage léger et d'une géométrie compliquée, de sorte qu'ils constituent des pièces d'un coût très élevé, ainsi qu' il sera facile de le comprendre pour l'homme de l'art. Sur la figure 2, on peut voir la modification de forme apportée par l'invention et qui consiste à diviser les pièces monoblocs précitées en ensembles de pièces, plus précisément, en un ensemble de trois pièces pour chaque pièce monobloc. Sur les deux autres figures 3 et 4, on peut vérifier que la fabrication de chacun des éléments indiqués dans ces figures ne comporte pas de graves problèmes d'usinage, puisqu'il s'agit d'unités simples et de géométries simples. Si, en supplément, on réalise ces pièces en une matière thermoplastique, de sorte que chaque groupe de trois pièces peut être réalisé en une seule opération par injection dans un même moule, le coût de chacune est fortement réduit. Dans le cas de la figure 2, on peut voir que, de cette façon, le fond côté tige peut comprendre un joint racleur 42 qui frotte contre la tige 6, en remplacement d'un simple joint torique. De même, on peut adopter d'autres modifications de forme pour les éléments afin de modifier la situation de ces joints dans les pièces de la figure I ou d'autres pièces, différentes. Sur ce détail, on montrera également que, dans le montage, qui est problématique dans le cas classique parce qu'il est nécessaire de mettre des joints d'étanchéité en place dans certaines positions qui sont d'un accès difficile, ce qui accroît encore le coût du cylindre fini. Dans le cas des éléments décrits sur les figures 2, 3 et 4, la mise en place des joints et autres éléments est simple et le montage des éléments s'effectue par emmanchement à force lorsque les différents joints ont été disposés dans les endroits voulus. Pour le fond côté tige, figures 2 et 4, l'élément 12 s'ajuste à l'extrémité du tube 1, la tige 67 traverse la cavité 25 ; dans l'emboîture 18, on loge le joint racleur 42 et, dans l'emboîture 19, on fixe à force la saillie 21 de l'élément 13. Ce dernier présente la feuillure circulaire 20 pour recevoir un joint tandis que, dans son emboîture, 22, il reçoit un autre joint, ainsi que la saillie 23 de l'élément 14. Les deux éléments 13 et 14 sont percés axialement de la meme façon que l'élément 12 pour recevoir la tige 6. L'élément 14 présente une collerette 24 sur laquelle s'appuie le tube 2. Le fond côté soupape, figures 2 et 3, est constitué par l'élément 15, muni de l'épaulement annulaire 26 destiné à recevoir un joint, de la cavité inférieure 29 destinée à recevoir la bague de la tige de soupape 7 et de la saillie tronconique 30, servant à l'assembler à l'élément 16. La cavité axiale 27 destinée au passage de la tige 7 est surdimensionnée par rapport au diamètre de cette tige 7. L'élément 16 reçoit partiellement en 31 la saillie tronconique 30 et il est muni d'une rainure latérale 32 qui fait communiquer l'extérieur avec le logement 31. Vers le haut, on trouve un épaulement qui est emmanché à force dans l'emboiture 35 de l'élément 17, lequel porte un joint sur sa face extérieure 33. L'extrémité supérieure 34 reçoit le joint 43, sur lequel repose le tube de butée 11. Sur la figure 5, on peut voir que le cylindre 1 est entouré par la douille 37 et que cette dernière est entourée par le tube colonne 37. L'extrémité du tube colonne est munie d'un bord 41 qui entoure le bord du godet 38 et ce dernier est maintenu en position par les emboutis 40. Le godet 38 reçoit dans son perçage central l'extrémité de la tige 6, qui y est montée au moyen de roulements, de joints et d'une bague d'arrêt. La forme exacte du godet 38 est représentée sur la figure 6, sur laquelle on voit le bord 39 sur lequel s'appuie le bord 41 du tube colonne 37. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Cylindre à gaz, du type qui présente un tube extérieur (1) et un tube intérieur (2) concentriques, séparés par une chambre (3), avec un piston (5) qui coulisse dans le tube intérieur, et deux butées extrêmes pour ce piston, qui sont munis de passages de gaz allant de la chambre extérieure à la chambre intérieure caractérisé en ce que le fond côté soupape, qui est traversé en position centrale par la tige de soupape (7), est divisée en trois pièces assemblées et cylindriques, dont une (7) reçoit le tube de butée (10), qui entoure le poussoir en s'appuyant par sa surface extérieure contre la paroi du tube extérieur (1), une autre (16) située audessous de la première, qui est munie d'une rainure radiale, est appuyée contre la paroi du tube extérieur (1), et reçoit dans sa face inférieure le tube intérieur (2), et une troisième (15) dont l'extérieur s'appuie contre la paroi du tube intérieur (2), tandis que le fond côté tige est de même constitué de trois autres pièces traversées par la tige principale (6), dont une (14) qui reçoit l'autre extrémité du tube intérieur (2) et est munie d'une rainure radiale (24) servant à faire communiquer les deux chambres, et qui s'appuie contre les parois des deux tubes, intérieur (1) et extérieur (2), une autre ou deuxième pièce (13), appuyée contre la paroi du tube extérieur (1), et une troisième (12) appuyée contre le tube extérieur (1) et contre la fermeture de ce tube. 2. Cylindre à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pièce (17) du fond côté soupape présente une saillie supérieure frontale (34) qui reçoit une bague (43) sur laquelle s'appuie le tube de butée supérieur (11), une feuillure circulaire (33) prévue dans son extrémité inférieure pour recevoir un joint torique, et une emboîture centrale échelonnée (28), également dans son extrémité inférieure, et dans le petit gradin de laquelle se trouve un joint torique, tandis que, dans son grand gradin, se place une saillie de la deuxième pièce (16). 3. Cylindre à gaz selon les revendication 1 et 2, caractérisé en ce que la deuxième pièce (16) du fond côté soupape est munie d'une saillie supérieure qui re çoit le gradin intérieur de la première pièce (17), en ce que la rainure radiale (32) dont celle-ci est munie fait communiquer l'extérieur avec la surface intérieure inférieure de cette pièce, qui présente à cet endroit un logement tronconique (31) destiné à recevoir la troisième pièce (15) et une feuillure inférieure extérieure destinée à recevoir le tube intérieur (2) du cylindre. 4. Cylindre à gaz selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la troisième pièce (15) du fond côté soupape est munie vers le haut d'une saillie tronconique (30) dans la partie extérieure de laquelle sont pratiqués deux gradins échelonnés, l'un dans lequel s'appuie la deuxième pièce (16) et l'autre prévu pour le positionnement d'un joint torique, cependant que le perçage intérieur (27) est échelonné, et comprend une partie cylindrique supérieure de diamètre supérieur au diamètre de la tige (7) de soupape, et une partie tronconique (29) contre laquelle s'appuie la bague inférieure de la tige (7) de la soupape. 5. Cylindre à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première pièce (14) du fond côté tige présente, vers le bas, une saillie (23) de plus petit diamètre qui est cylindrique, ladite saillie (23) étant emboîtée dans une emboîture supérieure (22) de la deuxième pièce (13), en même temps qu'un joint, cette deuxième pièce (13) présentant une feuillure circulaire extérieure inférieure destinée à recevoir un autre joint torique. 6. Cylindre à gaz selon 1' une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que la troisième pièce (12) du fond côté tige est munie de deux cavités échelonnées à sa partie supérieure, une (19) de grand diamètre qui reçoit la feuillure circulaire inférieure (20) de la deuxième pièce (13), cependant que celle de petit diamètre (18) renferme un joint racleur (42) qui frotte sur la tige principale (6) du cylindre. 7. Cylindre à gaz selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux fonds, côté tige et côté soupape, sont réalisés en une matière plastique et injectés dans un même moule en une seule opération. 8. Cylindre à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un tube colonne (37) qui entoure une douille (36) qui entoure elle-même l'extérieur du cylindre, la tige (6) du cylindre étant solidaire de l'extrémité dudit tube colonne, cependant que l'extrémité du tube colonne est fermée par une pièce (38) en forme de godet, dont l'extérieur est partiellement entouré latéralement et par son avant extérieur, par le tube colonne.