Brevet FR2761436A1 — publié le 19981002

L'invention se rapporte à une douille de guidage entre deux composants axialement mobiles l'un par rapport à l'autre, en particulier pour le guidage d'une tige de piston sollicitée par des forces longitudinales et transversales dans la zone d'un joint d'étanchement de tige de piston d'un amortisseur d'oscillations hydropneumatique, la douille de guidage entourant la tige de piston, agencée avec maintien axial dans un guidage de tige de piston et étant constituée en un matériau favorisant le coulissement. Une telle douille de guidage est montrée par exemple dans le document DE 29 05 928 AI1, dans lequel la douille de guidage est agencée à la presse dans le guidage de tige de piston. Une telle liaison à la presse exige un usinage très exact au sein d'une plage de tolérances étroites et par conséquent coûteux du perçage de réception dans le guidage de tige de piston, et une fabrication aussi exacte de la douille de guidage, d'une part pour réaliser une assise à la presse exacte et d'autre part pour que la tige de piston ne coince pas dans le guidage et qu'il n'existe pas une fente trop grande entre la douille de guidage et la tige de piston. Lors d'une fabrication en grande série, de fortes dispersions de cette fente mènent à des dispersions plus grandes de la force d'amortissement, que les fabricants de véhicules n'acceptent pas. Afin de réduire ces dispersions de la force d'amortissement, il est connu d'agencer un anneau d'étanchement supplémentaire axialement mobile entre deux butées, ce qui est coûteux lors de la fabrication et du montage, et qui ne mène que de façon modérée au succès désiré. De plus, on connaît du document DE 195 01 792 AI un piston présentant un anneau de piston, dans lequel l'anneau de piston présente une largeur qui est supérieure à l'extension axiale de la surface enveloppe du piston, de sorte qu'il en résulte un dépassement de l'anneau de piston sur la surface enveloppe. L'anneau de piston est fermement tiré sur le piston, et il ne présente pas de jeu par rapport au piston, ni en direction de mouvement radial ni en direction de mouvement axial. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser une douille de guidage pour un guidage de tige de piston, qui est simple et économique à fabriquer, qui assure un bon étanchement sur la tige de piston sans réduire le confort d'amortissement, et qui exige peu d'espace structurel. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que la douille de guidage est agencée avec jeu radial par rapport au guidage de tige de piston, grâce à quoi se forme une fente variable sous les forces transversales entre le diamètre de réception du guidage de tige de piston et le diamètre extérieur de la douille de guidage. Grâce à ce jeu radial, on réalise une construction économique, car le centrage lâche de la douille de guidage sur la tige de piston permet une tolérance de fabrication nettement plus grossière et donc plus économique que la liaison à la presse habituelle jusqu'à présent. La fente n'existe pas entre la tige de piston et la douille de guidage, mais entre le guidage de tige de piston et la douille de guidage, qui est avantageusement largement fermée vis-à-vis des chambres limitrophes. La pression différentielle régnant entre les chambres s'établit dans la fente, grâce à quoi la douille de guidage est pressée contre la tige de piston, en dépendance de la pression de travail dans l'amortisseur d'oscillations. En correspondance, lors d'une réponse de l'amortisseur d'oscillations, il existe une faible friction sur la tige de piston, qui augmente cependant lorsque la force d'amortissement augmente, de sorte que la proportion de friction en relation avec la force d'amortissement reste toujours faible. Afin d'assurer un fonctionnement parfait de l'amortisseur d'oscillations, la largeur maximum de la fente variable entre le guidage de tige de piston et la douille de guidage est inférieure à la déviation radiale admissible du joint de tige de piston. La douille de guidage est maintenue en direction axiale dans le guidage de tige de piston du fait qu'on agence deux butées qui permettent sensiblement uniquement un mouvement radial de la douille de guidage. Pour minimiser la friction sur la tige de piston, il est avantageux que la douille de guidage soit constituée en un matériau porteur revêtu de PTFE, et on peut utiliser comme matériau porteur des tôles en acier ou d'autres tôles métalliques, des tubes ou des matériaux à plusieurs couches. Il est également possible de réaliser la douille de guidage par des anneaux en matière plastique réalisés avec une ou plusieurs couches et favorisant le coulissement. Conformément à l'invention, on obtient un très bon appui de la douille de guidage contre la tige de piston par le fait que la douille de guidage présente une fente de jointure et qu'elle est réalisée de façon élastique de préférence en direction périphérique, grâce à quoi la douille de guidage est pressée sous une faible force avec étanchement contre la tige de piston. Afin d'empêcher un rebondissement non voulu de la douille de guidage, la largeur de la fente de jointure de la douille de guidage est délimitée par une fermeture à tiroir. Pour limiter la friction, la douille de guidage est dimensionnée d'un autre côté de telle sorte que la fente de jointure est fermée à partir d'une pression de travail prédéterminée. Conformément à l'invention, un mode de réalisation avantageux de la douille de guidage prévoit que celle-ci présente une fente de jointure qui présente un tracé interrompu en direction périphérique, et que ce tracé est formé par des extrémités de la douille de guidage, qui s'engagent l'une dans l'autre. Dans un autre développement de la douille de guidage, on prévoit que celle-ci présente une surface de roulement réalisée de façon bombée sur la longueur axiale, grâce à quoi on évite de façon sûre une usure plus élevée éventuelle due au fait que la douille vient en contact avec l'arête supérieure ou inférieure. Pour la mise à l'air de la chambre de travail côté tige de piston, on réalise une structure avantageuse par le fait que la douille de guidage est agencée de façon légèrement axialement mobile entre les butées qui forment une gorge annulaire conjointement avec le diamètre de réception du guidage de tige de piston. Pour faciliter la sortie du mélange de gaz et de liquide qui s'est accumulé dans la chambre de travail côté tige de piston sur le guidage, jusque dans la chambre de compensation, la douille de guidage est pourvue sur la surface frontale supérieure de gorges de passage s'étendant radialement, de sorte que cette réalisation agit également comme valve de mise à l'air. De préférence, on obtient de manière simple une telle fonction multiple de la douille de guidage par le fait que les butées formant une gorge annulaire conjointement avec le diamètre de réception sont des surfaces circulaires sur le guidage de tige de piston, et que la douille de guidage est réalisée en forme cylindrique et entourée entre les butées dans la douille de guidage, le guidage de tige de piston étant constitué par deux pièces de guidage divisées sensiblement en direction horizontale, qui s'engagent l'une dans l'autre. Le guidage de tige de piston peut être formé par exemple par deux pièces formées en tôle qui présentent chacune une butée et qui sont reliées l'une à l'autre après avoir introduit la douille de guidage. On obtient un autre mode de réalisation avantageux par le fait que les butées sont formées par des saillies dépassant radialement vers l'extérieur de la douille de guidage, et que la liaison avec le guidage de tige de piston s'effectue au moyen d'une liaison à enclenchement. De cette manière, le montage de la douille de guidage dans le guidage de tige de piston est simple, les saillies pouvant être pourvues de surfaces de jonction. Lorsque l'on prévoit des douilles de guidage présentant des saillies radiales plus grandes, il peut être avantageux que la douille de guidage soit pourvue de languettes élastiques à une extrémité axiale, pour former la liaison à enclenchement. Il est très avantageux que la douille de guidage possède un talon dirigé vers la chambre de travail côté tige de piston, qui forme une lèvre d'étanchement qui est pressée contre la tige de piston sous l'effet de la pression différentielle. Une telle construction convient en particulier pour des douilles de guidage en matière plastique, qui ne doivent pas obligatoirement présenter une fente de jointure. On obtient une autre fonction supplémentaire de la douille de guidage en formant une butée par un prolongement axial de la douille de guidage, tel que ce prolongement présente en outre une surface de clapet annulaire pour un anneau d'étanchement élastique d'un clapet anti- retour. Afin d'éviter, dans certains modes de réalisation d'amortisseurs d'oscillations, un retour du liquide d'amortissement dans la fente entre le guidage de tige de piston et la douille de guidage, on a agencé dans la paroi de la douille de guidage une ou plusieurs ouvertures qui s'étendent radialement. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en ce rapportant à des exemples de réalisation illustrés dans les dessins. Les figures montrent: figure 1 un détail d'un amortisseur d'oscillations à deux tubes, dans la zone du guidage de tige de piston, en coupe longitudinale; figure 2 un mode de réalisation d'une douille de guidage comportant une fermeture à tiroir et une lèvre d'étanchement; figure 3 l'agencement d'une douille de guidage présentant un prolongement axial faisant office de butée et de surface de clapet; figure 4 une douille de guidage comportant une surface de roulement réalisée de façon bombée. On peut supposer comme connus la structure et le mode de fonctionnement d'un amortisseur d'oscillations hydropneumatique; par conséquent, on décrira dans ce qui suit uniquement la structure et le mode de fonctionnement de la douille de guidage, les figures montrant uniquement la zone de la douille de guidage sur un amortisseur d'oscillations à deux tubes. De telles douilles de guidage conviennent cependant également pour d'autres cas d'application, par exemple pour le guidage d'une tige de piston d'une pompe ou pour d'autres composants présentant une section transversale circulaire. Le détail illustré par moitié à la figure 1 d'un amortisseur d'oscillations à deux tubes présente une tige de piston 1 qui est étanchée vers l'extérieur au moyen d'un joint de tige de piston 2. Un cylindre 3 s'engage dans un talon d'un guidage de tige de piston 4 constitué par une partie inférieure 13 et par une partie supérieure 14, et il est centré dans le récipient 5 à l'aide du guidage de tige de piston 4. Entre une butée supérieure 7 et une butée inférieure 8 est prévue une douille de guidage cylindrique 6 qui s'appuie contre la tige de piston 1, les butées 7 et 8 étant formées par le guidage de tige de piston 4, et la douille de guidage 6 étant introduite avant d'assembler les deux parties du guidage de tige de piston. Un jeu radial existe entre le diamètre de réception 9 du guidage de tige de piston 4 et le diamètre extérieur de la douille de guidage 6, et ce jeu forme une fente 11 qui est variable en largeur sous la force transversale agissant sur la tige de piston 1. La largeur maximale de la fente 11 est réalisée inférieure à la déviation radiale admissible du joint de tige de piston 2, pour assurer un étanchement parfait vers l'extérieur de la tige de piston 1 même lorsque les forces transversales sont importantes. Pour assurer un bon appui de la douille de guidage 6 sur la tige de piston 1, celle-ci présente une fente de jointure 12 et elle est réalisée de façon élastique de préférence en direction périphérique. Un clapet anti-retour 15 empêche une pénétration de gaz hors de la chambre de compensation 18 via le guidage de tige de piston ou via la douille de guidage 6 jusque dans la chambre de travail 17 côté tige de piston lors de la course sous pression de la tige de piston 1. Pour la mise à l'air de la chambre de travail 17 côté tige de piston, la douille de guidage 6 est agencée avec un faible jeu axial entre les butées 7 et 8, et elle est pourvue sur la surface frontale supérieure d'une ou de plusieurs gorges radiales, grâce à quoi la douille de guidage forme conjointement avec la butée 7 une valve de mise à l'air. Dans le mode de réalisation selon la figure 2, une douille de guidage 6 est pourvue d'une fermeture à tiroir 16, pour empêcher un rebondissement non voulu de la douille de guidage 6 et pour délimiter la largeur de la fente de jointure 12. La butée supérieure 7 est formée par une surface 7, disposée de façon libre vers le haut et s'étendant perpendiculairement à l'axe de la tige de piston, d'un guidage de tige de piston 4 d'une seule pièce, sur lequel repose une contre-surface correspondante d'une saillie supérieure 19 dépassant radialement vers l'extérieur de la douille de guidage 6. En correspondance, la butée inférieure 8 est également formée par l'appui d'une surface de la saillie inférieure radiale 20 de la douille de guidage 6. Une fente variable 1 1 existe également dans cette douille de guidage 6, mais cette fente est délimitée axialement par les saillies 19 et 20. La liaison de la douille de guidage 6 avec le guidage de tige de piston 4 s'effectue de préférence par une liaison à enclenchement, et lors de l'enfoncement de la douille de guidage 6 dans le guidage de tige de piston 4, la saillie 19 ou 20 s'enclenche dans la surface de butée correspondante. Lors du montage d'une douille de guidage présentant des saillies radiales plus grandes, il est avantageux de pourvoir de languettes élastiques une extrémité axiale de la douille de guidage pour former la liaison à enclenchement. La douille de guidage 6 possède en outre un talon annulaire dirigé vers la chambre de travail 17 côté tige de piston, qui forme une lèvre d'étanchement 21, pressée contre la tige de piston 1 sous l'effet de la pression dans la chambre de travail 17. Une douille de guidage 6 réalisée de cette manière est constituée de préférence par un anneau refermé en matière plastique comportant une surface de roulement favorisant le coulissement. La figure 3 montre une douille de guidage 6 qui est pourvue d'un prolongement axial 22 qui repose sur la surface de butée supérieure 7 et qui forme en outre la surface de clapet annulaire pour la lèvre d'étanchement - présentant l'élasticité du caoutchouc - du clapet anti- retour 15. Pour empêcher un retour possible du liquide d'amortissement dans la fente variable 11, la douille de guidage 6 est pourvue de préférence dans sa zone médiane d'une ouverture ou de plusieurs ouvertures s'étendant radialement. Une fente de jointure 12 interrompue en direction périphérique est formée par des extrémités 23 et 24 de la douille de guidage 6, qui s'engagent l'une dans l'autre. Dans le mode de réalisation montré à la figure 4, la douille de guidage 6 présente une surface de roulement 26 réalisée de façon bombée sur la longueur axiale, pour éviter de façon sûre un contact non voulu de la douille de guidage sur l'arête supérieure ou sur l'arête inférieure, et ainsi une usure plus élevée liée à ce fait. Dans ce mode de réalisation de la douille de guidage 6, la fente de jointure 12 est formée avec une interruption double. A cet effet, l'extrémité en engagement 23 est agencée au milieu entre les deux extrémités 24. Revendications 1. Douille de guidage (6) entre deux composants axialement mobiles l'un par rapport à l'autre, en particulier pour le guidage d'une tige de piston sollicitée par des forces longitudinales et transversales dans la zone d'un joint d'étanchement de tige de piston (2) d'un amortisseur d'oscillations hydropneumatique, la douille de guidage (6) entourant la tige de piston, étant agencée avec maintien axial dans un guidage de tige de piston (4), et étant constituée en un matériau favorisant le coulissement, caractérisée en ce que la douille de guidage (6) est agencée avec jeu radial dans le guidage de tige de piston (4), grâce à quoi une fente (1 1) variable sous les forces transversales est formée entre le diamètre de réception (9) du guidage de tige de piston (4) et le diamètre extérieur (10) de la douille de guidage (6). 2. Douille de guidage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la largeur maximale de la fente variable (1 1) est inférieure à la déviation radiale admissible du joint de tige de piston (2). 3. Douille de guidage selon l'une et l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que celle-ci est agencée de manière à coopérer avec deux butées (7, 8) qui agissent en direction axiale et qui s'étendent perpendiculairement ou approximativement perpendiculairement à l'axe du guidage de tige de piston (4). 4. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la douille de guidage (6) est constituée en matériaux porteurs revetus de PTFE, comme des tôles en acier ou d'autres tôles métalliques ou de la matière plastique. 5. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la douille de guidage (6) présente une fente de jointure (12) et en ce qu'elle est réalisée de façon élastique de préférence en direction périphérique. 6. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la largeur de la fente de jointure (12) de la douille de guidage (6) est délimitée par une fermeture à tiroir (16). 7. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que pour limiter la friction, la douille de guidage (6) est dimensionnée de telle sorte que la fente de jointure (12) est fermée à partir d'une pression maximale prédéterminée dans la chambre de travail (17) côté tige de piston. 8. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la fente de jointure (12) présente un tracé interrompu en direction périphérique, qui est formé de préférence par des extrémités (23, 24) de la douille de guidage (6), qui s'engagent l'une dans l'autre. 9. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la douille de guidage (6) présente une surface de roulement (26) réalisée de façon bombée sur la longueur axiale. 10. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la douille de guidage (6) est agencée de façon légèrement mobile en direction axiale entre les butées (7, 8) qui, conjointement avec le diamètre de réception (9) du guidage de tige de piston (4), forment une gorge annulaire. 1 1. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées (7, 8) qui forment une gorge annulaire conjointement avec le diamètre de réception (9) sont des surfaces circulaires sur le guidage de tige de piston (4), tandis que le guidage de tige de piston (4) est constitué par exemple par deux parties de guidage (13, 14) qui s'engagent l'une dans l'autre et qui sont divisées sensiblement horizontalement. 12. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les butées (7, 8) sont formées par des saillies (19, 20) dépassant radialement vers l'extérieur de la douille de guidage (6), et en ce que la douille de guidage (6) forme une liaison à enclenchement avec le guidage de tige de piston (4). 13. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que pour former la liaison à enclenchement, la douille de guidage (6) est pourvue de languettes élastiques à une extrémité axiale. 14. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la douille de guidage (6) présente un talon annulaire dirigé vers la chambre de travail (17) côté tige de piston, qui forme une lèvre d'étanchement (21) qui est pressée contre la tige de piston (1) sous l'effet de la pression dans la chambre de travail (17). 15. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une butée (7) est formée par un prolongement axial (22) de la douille de guidage (6), et en ce que le prolongement (22) présente aussi bien la butée (7) qu'une surface de clapet annulaire pour un anneau d'étanchement élastique d'un clapet anti-retour (15). 16. Douille de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il prévu des ouvertures radiales (25) dans la paroi de la douille de guidage (6), de préférence au milieu de la douille de guidage (6).