Brevet FR2772867A1 — publié le 19990625

I L'invention se rapporte à un piston séparateur pour un système d'amortissement d'oscillations, notamment pour des amortisseurs d'oscillations hydropneumatiques ou pour des dispositifs de régulation de niveau à auto-pompage, comportant un cylindre rempli partiellement de liquide amortisseur et partiellement de gaz comprimé, et un piston séparateur agencé dans le cylindre, séparant la chambre à gaz comprimé vis-à-vis de la chambre à liquide et assurant un étanchement via un joint, le piston séparateur étant guidé dans le cylindre par l'intermédiaire d'un guidage. On connaît déjà des pistons séparateurs pour des amortisseurs hydropneumatiques (par exemple DE-PS 32 31 135), dans lesquels l'organe séparateur situé entre la chambre a gaz comprimé et la chambre à liquide est réalisé sous forme d'un piston flottant destiné à "calmer" le niveau de liquide pendant le travail d'amortissement. La chambre à gaz comprimé est agencée dans la zone voisine de la chambre de travail inférieure remplie de liquide amortisseur et elle sert sensiblement au soutien de l'étage de compression. En tant qu'élément de séparation, on utilise le piston séparateur. Dans l'étage de traction d'un système amortisseur d'oscillations, la pression augmente dans la chambre de travail supérieure en fonction du courant volumique respectif régnant au niveau de la valve préalablement réglée de l'étage de traction du piston amortisseur, tandis que dans l'étage de compression, la pression dans la chambre de travail supérieure se réduit en correspondance en fonction du courant volumique respectif régnant au niveau de la valve préalablement réglée de l'étage de compression du piston amortisseur. La pression absolue au niveau du piston séparateur du côté de la chambre à gaz tout comme celle du côté de la chambre à liquide sont par contre pratiquement égales. Des amortisseurs d'oscillations présentant ce principe actif sont connus en tant qu'amortisseurs monotubes classiques sous pression de gaz. L'inconvénient de ces amortisseurs monotubes connus sous pression de gaz est que l'on peut utiliser le piston séparateur uniquement pour certaines combinaisons entre les diamètres du piston amortisseur et de la tige de piston. Une telle combinaison de diamètres, connue comme présentant des dimensions suffisantes, présente par exemple la taille de 36 mm de diamètre pour le piston amortisseur en association avec un diamètre de 11 mm pour la tige de piston, par laquelle on atteint une durée de vie / une résistance à l'usure suffisantes sur un large spectre de températures. Dans le cas des combinaisons de diamètres moins favorables, en particulier des diamètres plus grands pour la tige de piston tout en gardant les diamètres utilisés jusqu'à présent pour le piston amortisseur, l'élément d'étanchement mis en place dans le piston séparateur ne peut plus suffisamment étancher le liquide amortisseur par rapport à la chambre à gaz comprimé. En règle générale, on constate une quantité inadmissiblement élevée de liquide amortisseur dans la chambre à gaz, en association avec une modification absolue de la position du piston séparateur en direction du piston amortisseur, ce qui mène à une défaillance totale lorsque les données de référence géométriques de l'amortisseur d'oscillations sont défavorables, par exemple par venue en contact permanente du piston amortisseur sur le piston séparateur avec une petite réserve finale. Ainsi, la durée de vie escomptée de l'amortisseur d'oscillations se réduit considérablement. L'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser un système d'amortissement d'oscillations simple et à faible coût, lequel assure une durée de vie suffisante sur une large bande de températures même lorsque les combinaisons de diamètres sont défavorables. De plus, le comportement de réaction doit être amélioré avec de petites amplitudes d'excitation dans la plage de fréquence propre de la roue. Pour atteindre cet objectif, on prévoit conformément à l'invention que le piston séparateur soit pourvu d'un autre guidage entre le joint et la face frontale orientée vers la chambre à gaz comprimé, une chambre ouverte par rapport à la paroi intérieure du cylindre étant agencée dans la zone entre le joint et l'autre guidage. L'avantage de cette réalisation, c'est que la séparation conséquente entre les fonctions de guidage et d'étanchement est assurée au niveau du piston séparateur. Les fonctions de guidage sont remplies par les guidages, tandis que la fonction d'étanchement revient au joint d'étanchement. Dans ce cas, on peut concevoir le joint de façon spécifique. De plus, il est avantageux que le liquide amortisseur soit collecté dans la chambre ouverte directement au niveau du piston séparateur sur le côté orienté vers la chambre à gaz comprimé. Le liquide amortisseur demeure dans cette chambre ouverte réalisée en io supplément et il est renvoyé en partie dans la chambre à liquide, cet effet de retour résultant du fait qu'il n'y a aucune différence de pression entre la chambre à gaz comprimé et la chambre à liquide, de sorte que le liquide se déplace par l'effet de pompage (écoulement "traîné") au niveau du joint aussi bien jusque dans la chambre nouvellement réalisée qu'en retour jusque dans la chambre à liquide. Selon un développement, on prévoit en tant que chambre une gorge annulaire dans la périphérie extérieure du piston séparateur. Sur le plan technique de la fabrication, la chambre ouverte est facile à ménager dans la paroi extérieure du piston séparateur, la réalisation de la chambre pouvant se faire avec ou sans enlèvement de matière. Une réalisation avantageuse prévoit que l'un au moins des guidages soit réalisé sous forme d'un élément annulaire. Dans ce cas, on peut réaliser le guidage de façon avantageuse au moins en partie en un matériau présentant des propriétés de friction avantageuses. En tant que matériau présentant des propriétés de friction avantageuses on peut utiliser du Téflon . Afin de s'opposer à une perte de pression entre le guidage et le joint, on prévoit que le joint soit sollicité directement avec le liquide amortisseur. Avantageusement, le piston séparateur présente un évidement via lequel est assurée la sollicitation du joint avec le liquide amortisseur. Un mode de réalisation simple sur le plan tecmhnique de la fabrication est assuré lorsque la cavité qui reste entre le joint et le guidage, orienté vers la chambre à gaz, du piston séparateur est réalisée sous la forme d'une chambre. Des exemples de réalisation préférés de l'invention sont illustrés schématiquement dans les dessins. Les figures montrent: figure 1 un exemple d'un système d'amortissement d'oscillations en coupe; io figure 2 un détail schématique d'un piston séparateur; et figure 3 un mode de réalisation possible d'un piston séparateur montrant la zone X de la figure 1. Le système d'amortissement d'oscillations illustré dans la figure 1 est réalisé comme un amortisseur monotube sous pression de gaz et il est constitué sensiblement par un cylindre de travail 9 dans lequel un piston amortisseur 10 est équipé de valves d'amortissement et subdivise le cylindre de travail en une chambre à liquide supérieure 11 et une chambre à liquide inférieure 2. Le piston amortisseur 10 est relié à une tige de piston 12. Une chambre à gaz comprimé 5 est adjacente à la chambre à liquide inférieure 2, la chambre à gaz comprimé 5 étant étanchée et séparée vis-à-vis de la chambre à liquide 2 via un piston séparateur 1. La figure 2 illustre schématiquement le piston séparateur 1 qui est pourvu dans chaque zone frontale d'un guidage 3 ou d'un autre guidage 7. Entre ces deux guidages 3 et 7 est prévu un joint 4 susceptible d'être sollicité par le liquide amortisseur de la chambre à liquide 2 via un évidement 8. Entre le joint 4 et l'autre guidage 7 se trouve une chambre ouverte 6 dans laquelle le liquide amortisseur sortant hors de la chambre à liquide 2 peut être collecté et renvoyé via le joint 4 jusque dans la chambre à liquide 2. Le guidage 3 et l'autre guidage 7 peuvent être réalisés d'un matériau présentant peu de friction, comme par exemple le Téflon , de sorte qu'ils sont réalisés comme compléments de circulation par rapport au cylindre de travail 9. Grâce à ceci, on peut simultanément réduire la précontrainte du joint 4 (en gardant un degré d'étanchement suffisant sur la durée de vie). Dans ce cas, grâce à l'évidement 8, on prévoit que la pression du système s'applique sans étranglement au joint 4. L'application de la pression du système sans étranglement au joint 4 a pour conséquence d'obtenir un comportement de réaction amélioré du io système d'amortissement d'oscillations et des fréquences d'excitation dans la plage de la fréquence de la roue. La figure 3 illustre un mode de réalisation possible du piston séparateur 1 dans lequel le guidage 3 et l'autre guidage 7 sont reçus en tant qu'éléments annulaires dans le piston séparateur 1. Le joint 4 se trouve dans une chambre et il modifie sa forme de section en fonction de la direction de déplacement du piston séparateur 1 (illustré en tirets), de sorte que le liquide amortisseur est convoyé par l'effet de pompage hors de la chambre à liquide 2 jusque dans la chambre 6, et que ce liquide amortisseur est renvoyé en direction inverse depuis la chambre 6 jusque dans la chambre à liquide 2. Ceci s'explique par le fait qu'une pression égale règne entre la chambre à liquide 2 et la chambre à gaz comprimé 5. Dans ce cas, on peut ménager sans problème la chambre 6 sous forme d'une gorge annulaire dans le piston séparateur 1. Liste des références 1 piston séparateur 2 chambre à liquide 3 guidage 4 joint chambre à gaz comprimé 6 chambre 7 autre guidage 8 évidement 9 cylindre de travail piston amortisseur 11 chambre à liquide supérieure 12 tige de piston Revendications 1. Piston séparateur (1) pour un système d'amortissement d'oscillations, notamment pour des amortisseurs d'oscillations hydropneumatiques ou pour des dispositifs de régulation de niveau à auto-pompage, comportant un cylindre rempli partiellement de liquide amortisseur et partiellement de gaz comprimé et un piston séparateur (1) agencé dans le cylindre, séparant la chambre à gaz comprimé (5) vis-à-vis de la chambre à liquide (2) et assurant un étanchement via un joint (4), le piston séparateur (1) étant guidé dans le cylindre par l'intermédiaire d'un guidage (3), caractérisé en ce que le piston séparateur (1) est pourvu d'un autre guidage (7) entre le joint (4) et la face frontale orientée vers la chambre à gaz comprimé (5), une chambre (6) ouverte par rapport à la paroi intérieure du cylindre étant agencée dans la zone entre le joint (4) et l'autre guidage (7). 2. Piston séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant que chambre (6) une gorge annulaire dans la périphérie extérieure du piston séparateur (1). 3. Piston séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des guidages (3, 7) est réalisé comme un élément annulaire. 4. Piston séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guidage (3, 7) est constitué au moins en partie en un matériau présentant de bonnes propriétés de friction. 5. Piston séparateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant que matériau par exemple du Téflon . 6. Piston séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (4) est directement sollicité par le liquide amortisseur. 7. Piston séparateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sollicitation en pression du joint (4) s'effectue via un évidement (8) dans le piston séparateur (1). 8. Piston séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (6) est agencée directement au voisinage du joint (4).