Brevet FR2701744A1 — publié le 19940826

Description L'invention se rapporte à un ressort à air, comprenant un soufflet déroulant élastique, un réservoir fixé au soufflet déroulant, au moins un élément de fixation entre le soufflet déroulant et le réservoir, un point de raccordement associé à la superstructure du véhicule, une tige de piston d'un amortisseur qui comprend un tube extérieur d'amortisseur lequel représente une surface de déroulement pour le soufflet déroulant, des organes de raccordement prévus respectivement sur la tige de piston et sur le tube extérieur d'amortisseur afin de relier l'unité formée par le ressort à air et par l'amortisseur à l'intérieur du train de roulement d'un véhicule. On connaît du DE-OS 21 03 152 un ressort à air en combinaison avec un amortisseur, dans lequel un soufflet déroulant est relié à l'amortisseur par l'intermédiaire d'un élément de serrage en forme de bande Afin d'assurer le blocage axial et/ou de réduire l'encombrement radial pour l'élément de serrage, le tube extérieur de l'amortisseur est pourvu d'une moulure périphérique entre laquelle l'élément de serrage et le soufflet déroulant sont fixés L'inconvénient de cette solution est en autres que le tube extérieur de l'amortisseur doit être réalisé au cas par cas Le nombre de véhicules équipés d'une suspension à air est cependant comparativement faible, et l'on doit également tenir compte du fait qu'il est souvent nécessaire de prévoir un amortisseur propre pour chaque type de véhicule Par conséquent, la solution du DE-OS 231 03 152 ne se prête pas à la réalisation de petites séries au vu des coûts de fabrication. Le DE-PS 31 16466 décrit un procédé pour le montage d'un soufflet déroulant avec un amortisseur On peut certes avantageusement utiliser un amortisseur de série sans modifier le tube extérieur d'amortisseur, mais le procédé de montage est particulièrement compliqué Ce qui est particulièrement désavantageux sur le plan de la sécurité de fabrication, c'est que la liaison soudée entre le réservoir et la tige de piston doit reprendre une fonction de supportage pour le réservoir et simultanément une fonction d'étanchéité pour le ressort à air De plus, il apparaît encore des problèmes considérables de peinture, puisque l'amortisseur reçoit des produits de protection anti-corrosion uniquement dans la condition de montage final. Ce mode de réalisation et le procédé de montage n'autorisent pas non plus le rééquipement à l'atelier d'un amortisseur déjà existant avec un ressort à air Il ne faut pas non plus sous-estimer les coûts importants de démontage pour la séparation du ressort à air et de l'amortisseur dans le cas de la mise au rebut. L'objectif de la présente invention est de réaliser un ressort à air de coût avantageux pour un amortisseur qui possède un tube extérieur d'amortisseur exempt de moulure, le temps de montage devant être réduit et les inconvénients de l'état de la technique devant être surmontés. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint grâce au fait que le soufflet déroulant comporte une pièce d'obturation qui s'appuie sur une surface d'extrémité, située du côté de la tige de piston, du tube extérieur de l'amortisseur et en ce que le réservoir possède une partie de fermeture qui est en liaison fonctionnelle avec un joint et s'appuie sur une surface d'arrêt axial qui exécute par rapport au tube dextérieur damortisseur un mouvement relatif identique à la superstructure du véhicule, la fixation axiale du ressort à air étant assurée par la pression du système à l'intérieur du ressort à air par l'intermédiaire de la pièce d'obturation et de la partie de fermeture. Grâce à l'exploitation de la pression du système en combinaison avec la partie de fermeture et la pièce d'obturation qui se supportent respectivement, on peut se passer de manière avantageuse d'un élément de serrage en forme de bande entre le tube extérieur de l'amortisseur et le soufflet déroulant Dans un amortisseur qui présente une articulation à 3 2701744 tige ou un organe de raccordement vissé, on peut même procéder à un rééquipement d'un amortisseur conventionnel avec un ressort à air On évite un cordon de soudure qui doit posséder une fonction d'étanchéité par rapport à la pression du système dans le ressort à air, en ce que la partie de fermeture est en coopération fonctionnelle avec un joint. On prévoit de façon avantageuse que la pièce d'obturation soit formée par une coupelle qui est constituée d'une partie de chemise et d'un fond pourvu d'une ouverture, le diamètre de l'ouverture étant supérieur au diamètre de la tige de piston Le fond représente la surface d'appui axial pour la pièce d'obturation sur l'amortisseur et il est alors possible de réaliser le diamètre extérieur du fond de manière si importante qu'il s'appuie contre la moulure/le rabattement du tube extérieur de l'amortisseur et ne charge pas le joint pour la tige de piston situé radialement plus à l'intérieur. On peut relier d'une manière très simple la partie de chemise de la coupelle avec le soufflet déroulant au moyen d'un élément de serrage en forme de bande. En variante, la coupelle peut posséder un col rabattu et qui serre le soufflet déroulant sur la partie de chemise. S'il n'existe radialement qu'un espace de montage faible pour le soufflet déroulant, il est alors particulièrement avantageux que la partie de chemise s'étende radialement depuis la face d'extrémité de l'amortisseur axialement en direction de l'organe de raccordement pour la tige de piston Le diamètre extérieur de la partie de chemise peut ici être maintenu nettement plus faible que le diamètre intérieur du soufflet déroulant, de sorte qu'un contact avec le réservoir ou avec la partie extérieure du soufflet déroulant peut être exclu. Lorsqu'on ne dispose que d'une faible place axialement pour le ressort à air, on prévoit que la partie de chemise s'étende axialement en direction de l'organe de raccordement du côté du tube extérieur de l'amortisseur Le 4 2701744 fond de la coupelle peut alors avantageusement être utilisé en tant que surface de butée pour un dispositif à ressort additionnel. Une variante de réalisation très simple consiste à prévoir que la pièce d'obturation fasse partie du soufflet déroulant L'extrémité du soufflet déroulant possède un diamètre inférieur à celui de l'amortisseur. Additionnellement, on peut prévoir dans la région de l'ouverture du soufflet déroulant une armature en tant qu'insert de renfort, qui améliore la solidité. Pour des faibles séries, et pour le montage a posteriori d'un ressort à air, on établit avantageusement une liaison susceptible d'être à nouveau obturée entre le réservoir et l'élément de fixation du côté de la tige de piston, via une liaison vissée entre l'organe de raccordement et la tige de piston, liaison qui comprend une surface d'appui axial pour la pièce de fermeture En pratique, ceci signifie que l'on ne doit procéder à aucune modification sur un amortisseur monté puisque la surface d'appui axial fait partie de l'organe de raccordement. Pour des séries plus importantes, on utilise pour des raisons de coût une opération de soudure pour la liaison entre l'oeillet et la tige de piston Ce cordon de soudure ne doit alors remplir qu'une fonction de maintien La fonction d'étanchéité est reprise par le joint qui est en relation fonctionnelle avec la partie de fermeture. Pour des très petites séries, il est possible que la partie de fermeture du réservoir soit formée par un corps en forme de disque, et un joint enfermé dans une chambre est agencé entre la tige de piston et le corps en forme de disque. Pour des séries plus importantes, la partie de fermeture est réalisée avantageusement d'une seule pièce avec le réservoir, et un joint enfermé dans une chambre est agencé entre la tige de piston et la partie de fermeture. 2701744 Un ressort à air du type indiqué en introduction peut être très simplement monté en ce que l'on fait partiellement traverser en retournement le soufflet déroulant par une pièce d'obturation Ensuite le réservoir, pourvu d'une partie de fermeture, et le soufflet sont enfilés l'un dans l'autre chacun par leurs extrémités libres, et sont ensuite raccordés au moyen d'un ou plusieurs éléments de serrage en forme de bande L'amortisseur est introduit dans le soufflet déroulant avec sa tige de piston au moins partiellement sortie, jusqu'à ce que la pièce d'obturation du soufflet déroulant vienne en contact contre la face d'extrémité de l'amortisseur. Enfin, la partie de fermeture du réservoir est enfilée sur la tige de piston de lamortisseur Pour le montage, on a besoin d'aucun outil spécial De la même manière, le ressort à air peut être pré-monté indépendamment de l'amortisseur. Selon le type d'amortisseur, on fixe sur la tige de piston un organe de raccordement qui comprend des surfaces d'arrêt pour la partie de fermeture du réservoir En tant que méthode de fixation on peut utiliser, outre le vissage qui est particulièrement approprié précisément pour le montage, également des procédés de soudure, en particulier pour des séries plus importantes Dans des cas plus rares, les surfaces d'arrêt peuvent être également prévues sur un disque situé à distance contre la tige de piston, ou encore directement dans l'emplacement de raccordement de la superstructure du véhicule. L'invention sera décrite plus en détail en se rapportant à la description suivante des figures. Les figures montrent: fig 1 un ressort à air en tant que composant séparé, fig 2 un ressort à air après le montage avec un amortisseur, figs 3 a-3 g des variantes de parties de fermetures différentes, figs 4 a-4 c des variantes de différentes pièces d'obturation. Le ressort à air 1 illustré à la fig 1 comprend essentiellement un réservoir 3 et un soufflet déroulant élastique 5 Le réservoir 3 et le soufflet 6 2701744 déroulant 5 sont enfilés l'un dans l'autre sur une courte section 7, et raccordés de manière étanche à l'air au moyen d'un élément de serrage 9 en forme de bande A une extrémité du réservoir 3 opposée à la section 7, est montée une partie de fermeture 11, de manière étanche à l'air, qui est pourvue d'un évidement central 13 L'extrémité libre du soufflet déroulant est retournée sur une courte longueur, de sorte qu'il en résulte un pli 15. A l'extrémité, le soufflet déroulant reçoit une pièce d'obturation 17 réalisée sous la forme d'une coupelle 19 La coupelle 19 est constituée par une partie de chemise 21 et un fond 23 qui présente une ouverture 25 La partie de chemise 21 est également raccordée au soufflet déroulant au moyen d'un élément de serrage 26 en forme de bande L'évidement 13 et l'ouverture 25 ont des diamètres choisis de telle manière qu'ils peuvent être traversés par une tige de piston d'un amortisseur. Pour l'alimentation en air comprimé du ressort à air, un manchon de raccordement 27 est monté sur le réservoir 3. Le ressort à air 1, ou enveloppe de ressort à air, peut être produit, jusqu'au stade montré à la fig 1, de manière totalement indépendante d'un amortisseur. A la fig 2, on a montré un amortisseur 29 entièrement monté La représentation de l'amortisseur 29 se limite à la vue extérieure, avec un tube extérieur 31 d'amortisseur qui est pourvu à l'extrémité d'un organe de raccordement 33 destiné à la liaison à un porte-roue. Lors du montage de l'amortisseur 29 avec le ressort à air 1, on introduit l'amortisseur 29 dans le ressort à air 1, la tige de piston 35 partiellement sortie en avant, à travers l'ouverture 25 de la pièce d'obturation 17, jusqu'à ce que le fond 23 de la coupelle 19 vienne en contact sur un rabattement périphérique 37 du tube extérieur 31 de l'amortisseur sur un guidage 39 pour la tige de piston Ensuite la partie de fermeture 11 est enfilée par son évidement central 13 sur la tige de piston 35 Lors de cette opération, le soufflet déroulant s'applique sur le tube extérieur de l'amortisseur, lequel représente ainsi une surface de roulement pour le soufflet déroulant La 7 2701744 partie de fermeture 11 est étanchée vis-à-vis de la tige de piston 31 Dans la dernière opération de montage, on visse un organe de raccordement 41 par l'intermédiaire d'une liaison vissée 43 avec la tige de piston 35. L'organe de raccordement 41 présente une surface d'arrêt axial 45, de sorte que le ressort à air 1 est fixé axialement via la surface d'extrémité 47, qui est formée par le rabattement 37, et via la surface d'arrêt 45, en utilisant la pression du système qui règne à l'intérieur du ressort à air. La surface d'arrêt 45 ne doit pas directement faire partie de l'organe de raccordement 41, mais elle peut également être distante dans le sens axial L'étanchéité du ressort à air vis-à-vis de l'atmosphère dans la région du soufflet déroulant 5 est assurée par le contact du soufflet déroulant 5 sur la surface de roulement de l'amortisseur, et l'on utilise à nouveau la pression du système, qui agit sur la surface de contact, de sorte que le soufflet déroulant 5 est pratiquement auto- étanche Il est avantageux que le soufflet déroulant 5 exerce un léger serrage vis-à-vis du tube extérieur 31 d'amortisseur. Dans les figs 3 a à 3 g, on illustré diverses variantes d'une partie de fermeture 11, dont l'utilisation est déterminée principalement par le nombre des ressorts à air à produire Pour des séries très importantes, on choisira une version qui correspond à la fig 3 a, dans laquelle le réservoir 3 forme dans la région d'extrémité la pièce de fermeture, par des opérations de déformation, de sorte que le réservoir et la pièce de fermeture forment une seule pièce Une moulure 48 enferme un joint 49 vis-à-vis de la tige de piston 35 Afin d'améliorer la solidité, un disque de support 51 est agencé entre la partie de fermeture 11 et la surface d'arrêt de l'organe de raccordement 41. La fig 3 b correspond très largement à la fig 3 a Le confinement du joint 49 est assuré dans ce cas entre le disque de support 51 et la partie de fermeture 11 En variante, comme montré à la fig 3 c, on peut modifier la version de la fig 3 b en ce sens que le joint 49 peut également être monté dans une gorge de la tige de piston 35 Le disque de support 51 peut également être utilisé afin de confiner le joint 49, et de former simultanément la partie de fermeture 11, ensemble avec l'extrémité du réservoir 3 La fig 3 d montre une réalisation de ce type. Les versions 3 e à 3 g sont particulièrement appropriées pour des ressorts à air en très petites séries Dans ces variantes, les surfaces de fermeture 11 sont formées par un corps séparé en forme de disque, qui est soudé sur le réservoir Les besoins de déformation nécessaire pour le corps en forme de disque se réduisent constamment jusqu'à la fig 3 g, dans laquelle on utilise un disque plat. A côté de la pièce d'obturation 17 illustrée et décrite aux figs 1 et 2, la fig 4 a montre une pièce d'obturation 17 avec la même structure de base. En variante, un col 53 est retourné sur un élément de serrage en forme de bande entre la partie de chemise 21 et le soufflet déroulant 5, et ce col serre l'extrémité 55 du soufflet déroulant contre la partie de chemise 21. La liaison entre la pièce d'obturation 17 et le soufflet déroulant n'a pas besoin de pouvoir être refermée, de sorte que ce type de liaison peut être utilisé. La structure de base de la pièce d'obturation 17 de la fig 4 b correspond largement à celle des figs 1 et 2 En variante, la coupelle 19 est agencée de manière que l'étendue axiale de la partie de chemise 21 soit en direction de l'organe de raccordement non représenté 33, de sorte que le fond 23 vient en contact du côté intérieur contre la surface d'extrémité 47 du tube extérieur 31 de l'amortisseur Le côté extérieur du fond peut être utilisé en tant que surface de butée, à titre d'exemple pour un ressort additionnel qui n'est pas non plus représenté Le soufflet déroulant 5 est assuré doublement par rapport à la coupelle 19 Par comparaison à une coupelle sans moulure, la charge admissible maximale sur la pièce d'obturation est augmentée puisque le soufflet déroulant 5 est assuré axialement au moyen d'une moulure et additionnellement au moyen de l'élément de serrage 26 en forme de bande. On obtient une pièce d'obturation 17 particulièrement simple lorsqu'elle fait partie du soufflet déroulant 5 L'ouverture de l'extrémité 53 du soufflet 9 2701744 déroulant est plus petite que de diamètre de l'amortisseur, afim que l'extrémité 53 du soufflet déroulant puisse s'appuyer sur la surface d'extrémité 47 du tube extérieur 31 de l'amortisseur Afin d'augmenter la solidité, on peut insérer à l'intérieur de l'extrémité du soufflet déroulant une armature 59. 2701744 Revendications 1 Ressort à air, comprenant un soufflet déroulant élastique, un réservoir fixé au soufflet déroulant, au moins un élément de fixation entre le soufflet déroulant et le réservoir, un point de raccordement associé à la superstructure du véhicule, une tige de piston d'un amortisseur qui comprend un tube extérieur d'amortisseur lequel représente une surface de déroulement pour le soufflet déroulant, des organes de raccordement prévus respectivement sur la tige de piston et sur le tube extérieur d'amortisseur afin de relier l'unité formée par le ressort à air et par lamortisseur à l'intérieur du train de roulement d'un véhicule, caractérisé en ce que le soufflet déroulant ( 5) comporte une pièce d'obturation ( 17) qui s'appuie sur une surface d'extrémité ( 47), située du côté de la tige de piston, du tube extérieur ( 31) de l'amortisseur et en ce que le réservoir ( 3) possède une partie de fermeture ( 11) qui est en liaison fonctionnelle avec un joint ( 49) et s'appuie sur une surface d'arrêt axial qui exécute par rapport au tube dextérieur d'amortisseur ( 31) un mouvement relatif identique à la superstructure du véhicule, la fixation axiale du ressort à air ( 1) étant assurée par la pression du système à l'intérieur du ressort à air ( 1) par l'intermédiaire de la pièce d'obturation ( 17) et de la partie de fermeture ( 11). 2 Ressort à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'obturation ( 17) est formée par une coupelle ( 19) constituée par une partie de chemise ( 21) et par un fond ( 23) pourvue d'une ouverture ( 25), le diamètre de l'ouverture ( 25) étant supérieur au diamètre de la tige de piston. 3 Ressort à air selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de chemise ( 21) de la coupelle ( 19) est reliée au soufflet déroulant ( 5) par l'intermédiaire d'un élément de serrage ( 26) en forme de bande. 4 Ressort à air selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupelle ( 19) possède un col rabattu ( 53) qui serre le soufflet déroulant ( 5) sur la partie de chemise ( 21). Ressort à air selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la partie de chemise ( 21) s'étend depuis la surface d'extrémité ( 47) de l'amortisseur ( 29) axialement en direction de l'organe de raccordement ( 41) de la tige de piston. 6 Ressort à air selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la partie de chemise ( 21) s'étend axialement en direction de l'organe de raccordement ( 33) du côté du tube extérieur de l'amortisseur. 7 Ressort à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'obturation ( 17) fait partie du soufflet déroulant ( 5), du fait que le soufflet déroulant ( 5) a un diamètre inférieur à celui de l'amortisseur ( 29). 8 Ressort à air selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une liaison susceptible d'être à nouveau obturée est établie entre le réservoir ( 3) et l'élément de fixation du côté de la tige de piston, via une liaison vissée ( 43) entre l'organe de raccordement ( 41) et la tige de piston ( 35), liaison qui inclut une surface d'appui axiale ( 45) pour la partie de fermeture ( 11). 9 Ressort à air selon les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la partie de fermeture ( 11) du réservoir ( 3) est fermée par un corps ( 51) en forme de disque, un joint ( 49) enfermé dans une chambre étant agencé entre la tige de piston ( 35) et le corps ( 51) en forme de disque. Ressort à air selon les revendications 1 et 8, caractérisé en ce que la partie de fermeture ( 11) est réalisée d'une seule pièce avec le réservoir ( 3), un joint ( 49) enfermé dans une chambre étant agencé entre la tige de piston ( 35) et la partie de fermeture ( 11). 11 Procédé de montage d'un ressort à air selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que le soufflet déroulant ( 5) est partiellement traversé en retournement par une pièce d'obturation ( 17), en ce que le réservoir ( 3), pourvu d'une partie de fermeture ( 11), et le soufflet déroulant ( 5) sont enfilés l'un dans l'autre chacun par leurs il extrémités libres, et sont ensuite raccordés au moyen d'un ou plusieurs éléments de serrage ( 9) en forme de bande, en ce que l'amortisseur ( 29) est introduit dans le soufflet déroulant ( 5) avec sa tige de piston ( 35) au moins partiellement sortie, jusqu'à ce que la pièce d'obturation ( 17) du soufflet déroulant ( 5) vienne en contact contre la face d'extrémité ( 47) de l'amortisseur ( 29), et en ce que la partie de fermeture ( 11) du réservoir ( 3) est enfilée sur la tige de piston ( 35) de l'amortisseur ( 29). 12 Procédé de montage d'un ressort à air selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un organe de raccordement ( 41) est fixé sur la tige de piston ( 35), ledit organe présentant des surfaces d'arrêt ( 45) pour la partie de fermeture ( 11) du réservoir ( 3).