Brevet FR2731760A1 — publié le 19960920

L'invention se rapporte à une jambe de force à ressort pneumatique, comprenant un organe télescopique - de préférence réalisé en amortisseur de choc - qui comporte un cylindre dans lequel un piston est coulissant, ainsi qu'une chambre à air de volume variable, qui est combinée avec l'organe télescopique, qui est enfermée dans un premier élément d'enveloppe relié au piston de manière à pouvoir effectuer des mouvements oscillants, dans un second élément d'enveloppe monté sur le cylindre ainsi que dans un soufflet disposé entre les éléments d'enveloppe et qui entoure sensiblement concentriquement l'organe télescopique - au moins sur une partie axiale -, l'un des éléments d'enveloppe ayant un diamètre inférieur à celui de l'autre et pouvant effectuer un mouvement rentrant axial dans celui-ci lors des courses d'affaissement. De telles jambes de force à ressort pneumatique sont décrites par exemple dans DE 34 45 984 Ai. L'élément d'enveloppe relié au piston ou à la tige de ce dernier de manière à pouvoir effectuer des mouvements d'oscillation est en général assujetti. dans le cas de ressorts de véhicule, au châssis ou à la carrosserie de ce dernier, de sorte que des mouvements d'oscillations plus ou moins importants peuvent se produire entre cet élément d'enveloppe et l'organe télescopique lors de courses d'affaissement lorsque l'organe télescopique monté entre le châssis ou la carrosserie et l'essieu ou la roue exécute des mouvements oscillants par rapport au châssis ou à la carrosserie au cours des courses de la suspension. Dans ces jambes de force, l'élément d'enveloppe côté cylindre est assujetti à ce dernier, de sorte qu'il se produit des mouvements radiaux importants entre les éléments d'enveloppe lors de mouvements d'oscillation de l'organe télescopique par rapport à la carrosserie ou au châssis du véhicule. Il faut donc que les soufflets autorisent une grande mobilité des éléments d'enveloppe en direction radiale. ?1) 2731760 DE 40 10 982 A1 décrit une jambe de force dans laquelle l'axe de symétrie de la chambre à air est incliné sur l'axe de symétrie de l'amortisseur télescopique de chocs et plus particulièrement de manière que les deux éléments d'enveloppe du ressort pneumatique reliés par un soufflet exécutant des mouvements de roulement soient sensiblement coaxiaux. L'élément inférieur d'enveloppe monté sur le cylindre de l'amortisseur télescopique de chocs qui est disposé au bas est relié à ce cylindre avec interposition d'un système à élasticité transversale de manière qu'il puisse céder latéralement, c'est à dire que l'élément inférieur d'enveloppe de la suspension pneumatique peut se déplacer perpendiculairement à l'axe de l'amortisseur télescopique de chocs afin de permettre de conserver au moins approximativement cette disposition coaxiale même lors des courses de la suspension. L'invention a pour objet d'améliorer la construction de jambes de force à ressort pneumatique du type tel que spécifié en préambule de manière que les soufflets subissent des charges notablement diminuées en direction radiale. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention par le fait que l'extrémité de l'élément d'enveloppe côté cylindre qui est située à l'opposé du soufflet est montée sur le cylindre de l'organe télescopique de manière qu'elle puisse exécuter des mouvements d'oscillation. L'invention repose sur le principe général suivant lequel il est possible de diminuer la contrainte radiale du soufflet ou l'angle de coudage apparaissant éventuellement entre les éléments d'enveloppe de la chambre à air en autorisant une certaine mobilité de coudage entre le cylindre et l'élément d'enveloppe situé sur le côté de celui-ci, l'élément d'enveloppe côté cylindre étant toujours ramené à une position médiane par le soufflet raidi par la pression pneumatique régnant dans la chambre à air et les déviations indésirables de cet élément d'enveloppe pouvant être exclues. 3 2731760 Le mode d'exécution selon l'invention permet avantageusement d'utiliser aussi des soufflets de caoutchouc dits à une seule couche, dans lesquels une unique couche de fils orientés dans la direction de la longueur est prévue. Les soufflets de ce type nécessitent une surface intérieure de roulement conformée en cylindre extérieur ainsi qu'une surface extérieure de roulement conformée sensiblement en surface cylindrique intérieure distante radialement de la précédente, c'est à dire que les éléments d'enveloppe de la chambre à air doivent se chevaucher axialement par des parties cylindriques correspondantes, de façon que le soufflet puisse être logé dans l'espace annulaire compris entre ces parties cylindriques. La disposition selon l'invention comprenant une enveloppe côté cylindre qui peut effectuer des mouvements d'oscillation permet aussi d'éviter fiablement une collision des surfaces cylindriques de roulement, même avec des distances radiales avantageusement faibles entre ces éléments cylindriques, lorsque l'organe télescopique peut exécuter de grands mouvements d'oscillation par rapport à l'élément d'enveloppe côté piston. Un mode d'exécution de ce type peut aussi en principe être avantageux pour des soufflets à deux couches. Indépendamment du type de soufflet, l'invention convient donc particulièrement bien pour des modes d'exécution à guidage extérieur du soufflet considéré. Il est par ailleurs avantageux que la liberté d'oscillation de l'élément d'enveloppe côté cylindre puisse s'obtenir par des moyens très simples. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le cylindre de l'organe télescopique peut comporter un collet en forme de bride sur lequel l'élément d'enveloppe côté cylindre peut prendre appui avec interposition d'une pièce annulaire en élastomère pour pouvoir exécuter des mouvements d'oscillation. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le collet en forme de bride peut être conformé 4's 2731760 en secteur annulaire d'une surface sphérique et l'élément d'enveloppe côté cylindre peut comprendre une surface sensiblement complémentaire en forme de secteur annulaire de sphère, de façon que l'anneau en élastomère soit disposé entre une surface extérieure sphérique et une surface intérieure sphérique et qu'il ne soit sollicité sensiblement qu'au cisaillement lors des mouvements d'oscillation de l'élément d'enveloppe côté cylindre. L'invention va être décrite plus en détail à l'aide d'exemples avantageux de réalisation et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'une jambe de force à ressort pneumatique et la représente plus particulièrement à une position à laquelle tous les éléments d'enveloppe de la chambre à air sontcoaxiaux à l'axe de symétrie de l'organe télescopique, la figure 2 représente le détail II de la figure 1, la figure 3 représente la jambe de force à une position différente de celle de la figure 1 et à laquelle les axes de symétrie de l'organe télescopique et de l'élément d'enveloppe côté cylindre sont inclinés sur l'axe de symétrie de l'élément d'enveloppe côté piston, la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'anneau en élastomère servant au montage de l'élément d'enveloppe côté cylindre pour lui permettre d'exécuter des mouvements d'oscillation et la figure 5 est une coupe axiale, semblable à celle de la figure 1, d'une variante de réalisation dans laquelle l'élément d'enveloppe du ressort pneumatique a une moindre liberté d'oscillation sur le cylindre de l'amortisseur de chocs. La jambe de force à ressort pneumatique que représente la figure 1 comprend une chambre à air dont le volume est variable, qui est enfermée dans un premier élément d'enveloppe 1 monté sur une carrosserie ou un 2731760 châssis non représenté de véhicule, dans un soufflet 2 effectuant des mouvements de roulement, ainsi que dans un second élément d'enveloppe 3 qui. de son côté, est monté de manière à pouvoir exécuter des mouvements d'oscillation sur le cylindre d'un amortisseur télescopique de chocs 4 dont la tige de piston est montée oscillante sur un fond de l'enveloppe 1 ou sur le châssis ou la carrosserie du véhicule non représenté, tandis que l'extrémité inférieure du cylindre de l'amortisseur de chocs 4 est reliée à un essieu du véhicule ou à des éléments de guidage de l'essieu (non représenté). Les éléments d'enveloppe 1 et 3 se chevauchent en direction axiale par des parties sensiblement cylindriques qui forment des surfaces intérieure et extérieure de roulement du soufflet 2 disposé entre ces parties cylindriques. Lors d'une course d'affaissement, l'élément 3 se déplace vers le haut par rapport à l'élément 1 de l'enveloppe, dans la représentation de la figure 1, le soufflet 2 se déroulant dans une mesure correspondante sur la surface cylindrique intérieure de l'élément 1 d'enveloppe et s'enroulant sur la surface cylindrique extérieure de l'élément d'enveloppe 3. L'inverse se produit lors d'une course vers l'extérieur. Un collet en forme de bride, disposé sur le cylindre de l'amortisseur de chocs 4 pour supporter l'élément d'enveloppe 3 sur celui-ci de manière à lui permettre d'exécuter des mouvements d'oscillation, a la forme d'un secteur annulaire de sphère, le côté extérieur de la sphère étant tourné vers cet élément d'enveloppe 3. Ce collet 6 supporte un anneau 5 en élastomère sur lequel l'élément d'enveloppe 3 repose par un rebord qui a également la forme d'un secteur annulaire de sphère, le côté intérieur de la sphère étant tourné vers le collet 6. En conséquence, l'anneau 5 est disposé entre deux surfaces sphériques concentriques. Le bord de l'élément d'enveloppe 3 qui repose sur l'anneau 5 ayant un diamètre intérieur qui est supérieur au diamètre extérieur du cylindre de l'amortisseur télescopique de chocs 4, cet élément 6 2731760 d'enveloppe 3 peut exécuter des mouvements d'oscillation par rapport à ce dernier, comme le montre la figure 3 à titre d'exemple. Ces mouvements d'oscillation se produisent lorsque l'extrémité inférieure de l'amortisseur de chocs 4 est déplacée latéralement de façon que l'axe de symétrie de ce dernier inscrive un angle avec l'axe de symétrie de l'élément d'enveloppe 1. Dans ce cas, l'axe de symétrie de l'élément d'enveloppe 3 inscrit un angle a avec l'axe de symétrie de l'amortisseur de chocs 4. De plus, le soufflet 2, qui est plus ou moins raidi par la pression régnant dans la chambre à air, tend à ramener l'extrémité supérieure de l'élément d'enveloppe 3 à une position centrale par rapport à l'élément d'enveloppe 1. Lors de ces mouvements d'oscillation, l'anneau 5 en élastomère n'est sensiblement sollicité qu'au cisaillement. La seule force de serrage avec laquelle l'élément d'enveloppe 3 est repoussé vers le bas par la pression pneumatique de la chambre à air garantit l'étanchéité de cette dernière sur l'anneau 5. La grandeur de cette force de serrage est déterminée d'une part par la différence des sections des éléments 1 et 3 de l'enveloppe dans la zone du soufflet 2 et d'autre part par la différence des sections des extrémités supérieure et inférieure de l'élément d'enveloppe 3. Une étanchéité particulièrement bonne peut être garantie lorsque l'anneau 5 présente la section que montre la figure 4 et en particulier qu'il enserre l'extrémité inférieure de l'enveloppe 3 sur le côté intérieur par une lèvre 5' et/ou qu'il comporte des nervures fines 5". A la différence de la représentation des figures 1 à 4, le collet du cylindre de l'amortisseur de chocs 4 et le rebord de l'élément d'enveloppe 3 reposant sur l'anneau en élastomère 5 peuvent aussi être coniques, le choix de la pente de la conicité ainsi que de la dureté (Shore) de l'élastomère permettant d'obtenir en pratique toute raideur de la suspension de l'élément d'enveloppe 3 par rapport au cylindre de l'amortisseur de choc 4 à la manière d'un joint universel. Le mode de réalisation de la figure 5 diffère essentiellement de celui qui vient d'être décrit par le collet 6 qui est disposé sur le cylindre de l'amortisseur télescopique de chocs 4 et qui est réalisé sous forme d'un disque annulaire plan et par l'anneau 5 en élastomère qui d'une part comprend une partie épaisse en forme de disque annulaire disposée entre ce collet 6 et un collet analogue de l'élément d'enveloppe 3 et dont d'autre part une partie cylindrique emplit un espace annulaire compris entre la circonférence extérieure du cylindre de l'amortisseur de chocs 4 et l'extrémité inférieure cylindrique de l'élément d'enveloppe 3. Il en résulte un montage relativement résistant aux mouvements d'oscillation, étanche et simple. La jambe de force à ressort de la figure 5 comprend un soufflet classique 2 en deux couches qui est disposé sur l'élément d'enveloppe 1 sans guidage radial extérieur. Pour cette raison, l'élément d'enveloppe 3 doit être disposé de manière relativement rigide sur le cylindre de l'amortisseur de chocs 4. Dans tous les exemples de réalisation, le choix de la dureté ainsi que celui des dimensions de l'anneau 5 ou aussi la forme des éléments reposant sur ce dernier, en particulier une conformation modifiée de ces éléments qui diffère de celle d'une sphère et se rapproche de celle d'un cône, permettent de régler la mobilité de l'élément 3 d'enveloppe par rapport au cylindre de l'amortisseur télescopique de chocs. REVENDTCATTONS 1. Jambe de force à ressort pneumatique. comprenant un organe télescopique - réalisé de préférence en amortisseur de chocs - formé d'un cylindre et d'un piston coulissant dans ce dernier, ainsi qu'une chambre à air dont le volume est variable, qui est combinée avec cet organe télescopique. qui est enfermée dans un premier élément d'enveloppe relié au piston de manière à pouvoir exécuter des mouvements d'oscillation. dans un second élément d'enveloppe monté sur le cylindre et dans un soufflet disposé entre les éléments d'enveloppe et qui entoure sensiblement concentriquement au moins une partie axiale de l'organe télescopique. l'un des éléments d'enveloppe ayant un diamètre inférieur à celui de l'autre et effectuant un mouvement rentrant axial dans cet autre élément d'enveloppe lors de courses d'affaissement. caractérisé en ce que l'extrémité de l'élément d'enveloppe (3) côté cylindre qui est située à l'opposé du soufflet est disposée sur le cylindre de l'organe télescopique (4) de o manière à pouvoir exécuter des mouvements d'oscillation. 2. Jambe de force à ressort pneumatique selon la revendication 1. caractérisée en ce qu'une zone annulaire d'un collet (6) en forme de bride disoosé sur l'enveloppe du cylindre de l'organe télescopique (4) est reliée par une pièce annulaire (5) en élastomère à l'élément d'enveloppe (3) côté cylindre de manière à pouvoir exécuter des mouvements d'oscillation. 3. Jambe de force à ressort pneumatique selon la revendication 1. caractérisée en ce qu'une partie annulaire d'une surface extérieure sphérique du collet (6) est tournée vers la pièce annulaire (5) et l'élément d'enveloppe (3) côté cylindre repose sur cette pièce annulaire (5) par un rebord annulaire qui forme un secteur d'une surface intérieure sphérique concentrique à la surface sphérique du collet (6). 4. Jambe de force à ressort pneumatique selon la revendication 2. caractérisée en ce qu'une surface 9 2731760 extérieure conique du collet (6) est tournée vers la pièce annulaire (5) et l'élément d'enveloppe (3) côté cylindre repose par un rebord conique sur la pièce annulaire (5). 5. Jambe de force à ressort pneumatique selon la revendication 1. caractérisée en ce que la pièce annulaire (5) en élastomère est disposée entre deux surfaces planes de collets situés d'une part sur le cylindre de l'organe télescopique (4) et d'autre part sur l'élément d'enveloppe (3) côté cylindre et/ou dans un espace annulaire séparant la surface extérieure du cylindre de l'organe télescopique (4) et une surface cylindrique de la circonférence intérieure de l'élément d'enveloppe (3) côté cylindre. 6. Jambe de force à ressort pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les éléments d'enveloppe (1, 3) se chevauchent axialement par des parties cylindriques et le soufflet (2) exécutant des mouvements de roulement et disposé dans l'espace annulaire compris entre les parties cylindriques prend appui de manière à pouvoir exécuter ces mouvements de roulement sur le côté extérieur de la partie cylindrique radialement intérieure ainsi que sur le côté intérieur de la partie cylindrique radialement extérieure.