Brevet FR2730536A1 — publié le 19960814

L'invention concerne un ressort pneumatique à pompage automatique, destiné à un véhicule automobile, et comprenant, un soufflet déroulant, qui forme une chambre de ressort, un support de ressort, qui est constitué d'un cylindre et d'une tige de piston pouvant coulisser axialement dans le cylindre, le soufflet déroulant étant en liaison fonctionnelle avec le cylindre et la tige de piston, l'ensemble comprenant également une chambre primaire comportant au moins un raccordement à la chambre de ressort et au moins un raccordement à une réserve d'air quelconque, une phase de pompage ayant lieu lors d'un mouvement de la tige de piston, par l'intermédiaire de la chambre primaire, en combinaison avec au moins une soupape anti-retour, vers la chambre de ressort. Le document DE-OS 38 26 301 Al divulgue un ressort pneumatique à pompage automatique, dans lequel une chambre de ressort formée par un soufflet déroulant est reliée à une chambre primaire, qui en fonction du mouvement de la tige de piston à 'intérieur du ressort pneumatique, est remplie par l'intermédiaire d'une soupape anti-retour. La chambre primaire est disposée sous un support élastique sur la carrosserie,et est fermée par un autre soufflet élastique. Lors du mouvement de la tige de piston, un élément de caoutchouc du support élastique fléchit en direction axiale, de sorte que la chambre primaire se dilate et se rétrécit ensuite. Pour le fonctionnement,il est indispensable de disposer d'un support de tige de piston extrêmement souple. Il en résulte de grandes élasticités entre la carrosserie ou structure du véhicule et un essieu de véhicule ou la roue du véhicule, lorsque le ressort pneumatique est utilisé en tant que jambe de suspension. Le but de la présente invention consiste à fournir un ressort pneumatique à pompage automatique, dont la chambre primaire est réalisée indépendamment du point de support. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la chambre primaire est disposée à l'intérieur de la chambre de ressort délimitée par le soufflet déroulant et le cylindre, l'une au moins des pièces du ressort pneumatique, qui effectue la phase de pompage, étant formée par la tige de piston. Les pièces individuelles faisant partie du système de support du ressort pneumatique ne participent pas à la phase de pompage, de sorte que le système de support peut être conçu de manière optimale quant à sa fonction effective, sans être obligé de prendre en considération des élasticités particulières. Selon un mode de réalisation avantageux, la chambre primaire est formée par un tube présentant un premier fond, qui est en liaison fonctionnelle avec la tige de piston, et un second fond, qui est en liaison fonctionnelle avec le cylindre, une liaison d'écoulement, qui communique avec la réserve d'air, étant réalisée à l'intérieur de la tige de piston au moins partiellement creuse, et débouchant dans la chambre primaire, la chambre primaire devenant plus petite lors d'un mouvement de rentrée de la tige de piston, et le surplus d'air comprimé s'échappant par l'intermédiaire d'une soupape anti-retour, dans la chambre de ressort. Dans ce cas, le fond agit comme un piston et le tube avec l'autre fond comme une chambre de compression. Le second fond est avantageusement formé par une surface frontale du cylindre, située du côté de la sortie de la tige de piston. Selon une autre mesure permettant un mode de construction simple du ressort pneumatique, en guise de soupape anti- retour entre la chambre primaire et la chambre de ressort, est prévu un anneau susceptible d'être élargi de manière élastique, qui recouvre une ouverture de décharge dans le tube. En variante, la chambre primaire est disposée à l'intérieur d'une tige de piston de configuration creuse, un piston relié au cylindre étant prévu à l'intérieur de la tige de piston creuse, ce piston effectuant, lors d'un mouvement de suspension, un mouvement relatif par rapport à la tige de piston, et déterminant le volume de la chambre primaire. Cette variante est particulièrement économe en place, lorsque la chambre primaire est formée par un prolongement de la liaison d'écoulement à la réserve d'air quelconque. Selon une autre solution avantageuse, la phase de pompage est effectuée par une membrane partiellement élastique, qui entoure la tige de piston, la membrane étant serrée de manière fixe à l'un de ses bords de délimitation, et s'appuyant avec l'autre bord de délimitation sur la pièce à rendre étanche, tout en formant la chambre primaire, en commun avec une paroi, qui fonctionnellement est associée à la pièce qui serre de manière fixe le bord de délimitation, et en raison du mouvement de la pièce sur laquelle s'appuie le bord de délimitation de la membrane, et de la position fixe de l'autre bord de délimitation, la chambre primaire s'agrandit ou se rétrécit suite à un mouvement en parapluie de la membrane, de sorte qu'il s'établit alternativement une pression et une dépression dans la chambre primaire. Le nombre des pièces individuelles, qui sont nécessaires pour la phase de pompage, est ici avantageusement très réduit. En outre, une telle membrane ne constitue pas une pièce trop critique et est très légère. Il s'est avéré particulièrement avantageux que la membrane soit enfermée par le haut et par le bas par une paroi, de sorte que sont formées deux chambres primaires. Indépendamment de la direction du mouvement, il se produit constamment une phase de pompage par l'intermédiaire d'une des chambres primaires, de sorte qu'il n'existe pas de course à vide. En conséquence, il est possible de réduire l'étendue axiale de la chambre primaire, par rapport à l'état de la technique. En vue d'obtenir un mouvement en parapluie précis de la membrane, le plan de la paroi est incliné par rapport à la position neutre de la membrane. Une flexion non définie de la membrane est ainsi exclue. Par ailleurs, la paroi présente un décrochement dont la distance au serrage fixe de la membrane est plus faible que la largeur de la membrane elle- même, de sorte qu'un espace libre est disponible pour le bord de délimitation mobile. Cela permet de lutter en outre à l'encontre d'un pliage de la membrane. En vue d'éviter des défauts d'étanchéité inacceptables, notamment dans la position extrême, au bord de délimitation mobile de la membrane, est formée une surface frontale de forme courbe, qui roule sur la pièce qui se déplace, lors du mouvement en parapluie de la membrane. La surface frontale de forme courbe présente un rayon qui correspond à la largeur de la membrane entre le bord de délimitation serré de manière fixe et le bord de délimitation mobile, dans la zone de la position neutre. Conformément à une particularité avantageuse, les chambres primaires sont réalisées à l'intérieur d'un tube de déroulement emmanché sur le cylindre. Des mesures particulières concernant le cylindre sont inutiles. Le tube de déroulement peut, par exemple, est fabriqué en matière plastique, de sorte que lors de la fabrication, la membrane peut être reliée au tube de déroulement, de la manière la plus simple qui soit. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 - 2 ressort pneumatique à pompage automatique, comportant une liaison d'écoulement dans la tige de piston; Fig. 3 ressort pneumatique comportant une membrane en guise d'élément de pompage. La figure 1 montre un ressort pneumatique 1 pouvant être utilisé dans un véhicule automobile, par exemple, sur un essieu de véhicule ou une cabine de conduite. Les pièces essentielles à citer sont un soufflet déroulant 3 et un support de ressort 5. Le soufflet déroulant 3 forme une chambre de ressort 6, et est en liaison fonctionnelle, d'une part avec un cylindre 7 du support de ressort 5, et d'autre part avec une tige de piston 9 au moins partiellement creuse. Dans cet exemple de réalisation, le soufflet déroulant 3 est serré entre des disques de fixation 11, qui sont montés sur la tige de piston 9. Vers le cylindre est réalisée une liaison par l'intermédiaire d'un tube de déroulement 13, qui permet, en fonction de la position d'enfoncement de la suspension, d'influencer la dureté du ressort, par l'intermédiaire d'un contour de déroulement 15. Un élément de bande de serrage 17 maintient le soufflet déroulant sur le tube de déroulement. L'ensemble du ressort pneumatique est fixé à un véhicule, par l'intermédiaire d'un élément de support 19, qui est également en liaison fonctionnelle avec la tige de piston. Un autre attachement sur le support de ressort, qui n'a pas été représenté pour des raisons de clarté, agit, par exemple, sur le cylindre. Il s'avère intéressant que le cylindre fasse partie intégrante d'un amortisseur. Le ressort pneumatique à pompage automatique s'alimente, par l'intermédiaire d'une liaison d'écoulement 23, en air de l'atmosphère, la liaison d'écoulement étant réalisée en pratique, par une ouverture borgne à l'intérieur de la tige de piston 9. A l'extrémité intérieure de la liaison d'écoulement, est disposée une soupape anti-retour 25, qui ouvre dans la direction d'entrée de l'écoulement. A la soupape anti- retour se raccordent des ouvertures radiales 27, faisant communiquer la liaison d'écoulement avec une chambre primaire 29. La chambre primaire 29 est formée par un tube 31, qui, à l'extrémité, possède un premier fond 33 associé fonctionnellement à la tige de piston 9. Un second fond 35, qui est formé par une surface frontale du cylindre 7, située du côté de la sortie de la tige de piston, ferme le tube 31, la chambre primaire 29 étant fermée au moyen d'un joint d'étanchéité 37, par rapport à la chambre de ressort 6. Dans cet exemple de réalisation, le premier fond est réalisé d'un seul tenant avec le tube, de sorte que lors du mouvement de la tige de piston, le tube avec son fond, se déplace en direction du second fond, le volume de la chambre primaire se réduisant à cette occasion. Au moins une ouverture de décharge 39, qui est fermée de manière étanche par un anneau élastique 41 sur le tube, forme une autre soupape anti-retour 43, qui ouvre également dans la direction d'un écoulement d'entrée dans la chambre de ressort 6. Dans le cas d'un mouvement de la tige de piston dans la direction de sortie, le volume de la chambre primaire s'agrandit, suite à l'augmentation correspondante de la distance entre le premier et le second fond. Il s'établit par rapport à l'atmosphère, une dépression, qui conduit à une ouverture de la soupape anti-retour 25 dans la liaison d'écoulement 23. L'air de l'atmosphère s'écoule à cette occasion dans la chambre primaire 29. Lors d'un mouvement de rentrée, qui suit, la distance entre le premier fond et le second fond se raccourcit, ce qui engendre une compression de la réserve d'air dans la chambre primaire. Il s'établit une pression, qui ouvre la soupape anti-retour 43 dans le tube 31, de sorte que le niveau de pression dans la chambre de ressort s'accroit. La dureté du ressort pneumatique augmente de manière correspondante, suite à quoi la tige de piston effectue un mouvement de sortie, jusqu'à ce que l'on ait atteint un nouveau niveau de charge adapté à la charge. A cette occasion, le soufflet déroulant 3 effectue un mouvement de roulement sur le tube de déroulement 13, qui lui fait ouvrir ou fermer une ouverture de décharge 45. Si pour des raisons que l'on peut envisager, la charge sur le ressort pneumatique diminue, la tige de piston, à courte échéance, sort davantage. Dans ce cas, le soufflet déroulant se soulève de l'ouverture de décharge 45 et de l'air comprimé s'échappe de la chambre de ressort, jusqu'à ce qu'une nouvelle position de charge soit prise, et que le soufflet déroulant ferme à nouveau l'ouverture de décharge. En ce qui concerne la figure 2, seule sera décrite la différence par rapport à la figure 1. Celle- ci réside dans le mode de construction de la chambre primaire 29. Cette chambre primaire est pratiquement réalisée par la liaison d'écoulement 23 elle-même, à l'intérieur de la tige de piston 9 creuse sur toute sa longueur. Sur le fond du cylindre non représenté, est fixé un piston 47, qui effectue constamment un mouvement relatif par rapport à la tige de piston 9, et qui glisse à l'intérieur de la liaison d'écoulement 23 et de la chambre primaire 29. Le piston est rendu étanche par rapport à la paroi de la liaison d'écoulement, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 49. On utilise à nouveau une soupape anti-retour 25 ouvrant dans la direction d'entrée de l'écoulement dans la chambre primaire. De manière différente à la figure 1, l'anneau élastique 41 en guise de soupape anti-retour 43, est disposé directement à la sortie des ouvertures radiales 27 de la tige de piston 9. Grâce au mouvement relatif entre le piston et la tige de piston, il se produit continuellement un mouvement d'aspiration et de compression, suite à quoi la dureté d'élasticité du volume d'air emprisonné à l'intérieur de la chambre de ressort effectue une adaptation du niveau du ressort, en fonction de la charge. Le tampon de butée 51 des figures 1 et 2 est à considérer en tant qu'option. Dans le cas de la variante selon la figure 3, l'organe de pompage est constitué par une membrane 53, qui à son bord de délimitation extérieur 55 est serré de manière fixe sur le tube de déroulement 13 associé fonctionnellement au cylindre 7, et qui, à son bord de délimitation intérieur 57, s'appuie sur la tige de piston 9, la membrane entourant la tige de piston. Lors d'un mouvement de la tige de piston, la membrane est entraînée de manière synchrone, jusqu'à ce qu'elle atteigne une paroi 59 du tube de déroulement, la paroi formant en commun avec la membrane, la chambre primaire 29, et effectuant un mouvement en parapluie. La chambre primaire 29 est à nouveau reliée à l'atmosphère au moyen d'une liaison d'écoulement 23, par l'intermédiaire d'une soupape anti-retour 25 s'ouvrant dans la direction de l'entrée de l'écoulement, et à la chambre de ressort 6 par l'intermédiaire d'une soupape anti-retour 43 s'ouvrant dans la direction de sortie de l'écoulement. Le plan de la paroi 59 du tube de déroulement est en position inclinée par rapport à la position neutre de la membrane, de sorte que la membrane est guidée de manière définie dans sa position finale. Dans le cadre de cela, la paroi est plus courte que la largeur de la membrane, de sorte que l'on dispose d'un espace libre pour le bord de délimitation intérieur 57 de la membrane. Le bord de délimitation intérieur est d'une configuration renforcée, de sorte que la surface frontale 63 peut être d'une forme courbe. Lors du mouvement d'entraînement de la membrane par la tige de piston, la surface frontale roule sur la tige de piston, ce qui évite pratiquement tout frottement, tout en assurant un effet d'étanchéité. Pour augmenter l'efficacité, une paroi 59 est prévue aussi bien au- dessus qu'en-dessous de la membrane, de sorte que l'on réalise deux chambres primaires 29, qui exercent leur effet de compression de manière opposée, les deux chambres primaires disposant de leurs propres soupapes anti-retour 25, 43. Lors d'un mouvement de rentrée de la tige de piston 9, le volume de la chambre primaire inférieure est réduit, de sorte que la soupape antiretour 43 correspondante s'ouvre vers la chambre de ressort 6. Simultanément le volume de la chambre primaire supérieure augmente grâce au fait que la soupape anti- retour 25 pour l'entrée s'ouvre. Lors du mouvement de sortie, le volume de la chambre primaire supérieure diminue et le volume de la chambre primaire inférieure augmente de manière correspondante. Les soupapes s'ouvrent et se ferment en fonction des conditions de pression dans la chambre primaire. Grâce à cette disposition des chambres primaires, il ne se produit pas de courses à vide, de sorte que malgré des chambres primaires individuelles relativement petites, on obtient un rendement de pompage relativement grand. La fonction de décharge du ressort pneumatique est identique à celle des modes de réalisation des figures 1 et 2. La membrane peut naturellement également être fixée à la tige de piston, mais la disposition présente offre toutefois des avantages tant sur le plan du mode de construction que du mode de fabrication. Tous les ressorts pneumatiques à pompage automatique peuvent également être combinés à une soupape d'amortissement réglable, située à l'extérieur ou à l'intérieur, comme cela est décrit de manière détaillée dans le document DE 41 05 771. REVENDICATIONS. 1. Ressort pneumatique à pompage automatique, destiné à un véhicule automobile, et comprenant, un soufflet déroulant, qui forme une chambre de ressort, un support de ressort, qui est constitué d'un cylindre et d'une tige de piston pouvant coulisser axialement dans le cylindre, le soufflet déroulant étant en liaison fonctionnelle avec le cylindre et la tige de piston, l'ensemble comprenant également une chambre primaire comportant au moins un raccordement à la chambre de ressort et au moins un raccordement à une réserve d'air quelconque, une phase de pompage ayant lieu lors d'un mouvement de la tige de piston, par l'intermédiaire de la chambre primaire, en combinaison avec au moins une soupape anti-retour, vers la chambre de ressort, caractérisé en ce que la chambre primaire (29) est disposée à l'intérieur de la chambre de ressort (6) délimitée par le soufflet déroulant (3) et le cylindre (7), l'une au moins des pièces du ressort pneumatique, qui effectue la phase de pompage, étant formée par la tige de piston (9). 2. Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre primaire (29) est formée par un tube (31) présentant un premier fond (33), qui est en liaison fonctionnelle avec la tige de piston (9), et un second fond (35) qui est en liaison fonctionnelle avec le cylindre (7), une liaison d'écoulement (23), qui communique avec la réserve d'air, étant réalisée à l'intérieur de la tige de piston au moins partiellement creuse, et débouchant dans la chambre primaire, la chambre primaire devenant plus petite lors d'un mouvement de rentrée de la tige de piston, et le surplus d'air comprimé s'échappant par l'intermédiaire d'une soupape anti-retour (43), dans la chambre de ressort. 3. Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second fond est formé par une surface frontale du cylindre (7), située du côté de la sortie de la tige de piston. 4. Ressort pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en guise de soupape anti-retour entre la chambre primaire et la chambre de ressort, est prévu un anneau (41) susceptible d'être élargi de manière élastique, et qui recouvre une ouverture de décharge (39) dans le tube (31). 5. Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre primaire (29) est disposée à l'intérieur d'une tige de piston (9) de configuration creuse, un piston (47) relié au cylindre étant prévu à l'intérieur de la tige de piston creuse, ce piston effectuant, lors d'un mouvement de suspension, un mouvement relatif par rapport à la tige de piston, et déterminant le volume de la chambre primaire. 6. Ressort pneumatique selon la revendication , caractérisé en ce que la chambre primaire (29) est formée par un prolongement de la liaison d'écoulement (23) à la réserve d'air quelconque. 7. Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase de pompage est effectuée par une membrane (53) partiellement élastique, qui entoure la tige de piston (9), la membrane étant serrée de manière fixe, à l'un de ses bords de délimitation (55), et s'appuyant avec l'autre bord de délimitation (57) sur la pièce à rendre étanche, tout en formant la chambre primaire, en commun avec une paroi (59), qui fonctionnellement est associée à la pièce qui serre de manière fixe le bord de délimitation, et en ce qu'en raison du mouvement de la pièce sur laquelle s'appuie le bord de délimitation (55) de la membrane, et de la position fixe de l'autre bord de délimitation, la chambre primaire s'agrandit ou se rétrécit suite à un mouvement en parapluie de la membrane, de sorte qu'il s'établit alternativement une pression et une dépression dans la chambre primaire. 8. Ressort pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la membrane est enfermée par le haut et par le bas par une paroi (59), de sorte que sont formées deux chambres primaires (29). 9. Ressort pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le plan de la paroi (59) est incliné par rapport à la position neutre de la membrane (53). 10. Ressort pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi présente un décrochement dont la distance au serrage fixe de la membrane est plus faible que la largeur de la membrane elle-même, de sorte qu'un espace libre (61) est disponible pour le bord de délimitation mobile (57). 11. Ressort pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au bord de délimitation mobile (57) de la membrane, est formée une surface frontale (63) de forme courbe, qui roule sur la pièce qui se déplace, lors du mouvement en parapluie de la membrane. 12. Ressort pneumatique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la surface frontale de forme courbe présente un rayon qui correspond à la largeur de la membrane entre le bord de délimitation serré de manière fixe et le bord de délimitation mobile, dans la zone de la position neutre.5 13. Ressort pneumatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les chambres primaires (29) sont réalisées à l'intérieur d'un tube de déroulement (13) emmanché sur le cylindre.