Brevet FR2786839A1 — publié le 20000609

La présente invention concerne la fixation d'un piston amortisseur et/ou d'une butée pour un élément de précontrainte d'une soupape d'amortissement sur une tige de piston, en particulier pour des amortisseurs d'oscillations hydrauliques, la tige de piston comportant un tenon de tige de piston de diamètre inférieur qui s'engage dans un perçage central du piston amortisseur, et un anneau de fermeture agissant sous précontrainte axiale sur la face frontale du piston, et/ou un autre anneau de fermeture formant la butée, tandis que la fixation de l'anneau o10 de fermeture sur le tenon de tige de piston s'effectue par enfoncement radial dans un renfoncement périphérique du tenon de tige de piston. On connaît du document DE 35 08 500 C2 une telle fixation d'un piston sur une tige de piston, dans laquelle un piston, pourvu d'un perçage central et de soupapes d'amortissement, est fixé sur un tenon de diamètre réduit de la tige de piston. Pour la fixation du piston amortisseur, on enfonce un anneau de fermeture par son extrémité opposée au piston dans une gorge annulaire du tenon de tige de piston, par une opération de pressage. Dans ce cas, l'anneau de fermeture s'appuie d'une part contre le piston et d'autre part dans la gorge annulaire, de sorte que le piston est serré entre la surface de transition de la tige de piston vers le tenon et l'anneau de fermeture. Pour une telle fixation, on réalise habituellement la gorge dans le tenon de tige de piston par usinage avec enlèvement de matière et la fixation du piston s'effectue sous une précontrainte axiale qui présente une dispersion relativement importante. De plus, ce document montre un anneau de fermeture comportant un collier qui forme la surface d'appui pour un ressort de soupape mais qui ne permet pas de réglage précis de la précontrainte élastique. Un réglage précis de la précontrainte élastique d'un empilement de disques-ressorts coopérant avec des ouvertures de passage dans le piston est décrit dans le document DE 43 15 458 AI, un anneau de fixation agissant sur l'empilement de disques-ressorts par la surface frontale orientée vers le piston. Le tenon de tige de piston est pourvu d'un perçage dans lequel on enfonce un élément écarteur pour fixer l'anneau de fixation, de sorte que l'anneau de fixation est fixé par l'évasement du tenon. Selon un autre mode de réalisation, le tenon de tige de piston est pourvu d'une gorge relativement profonde dans laquelle est enfoncé, pour la fixation, l'anneau de fixation. Tant le perçage dans le tenon de tige de piston que la gorge profonde doivent être réalisés par déformation avec enlèvement de matière. Pour fixer le piston amortisseur y compris les soupapes d'amortissement sur la tige de piston, on utilise souvent une liaison vissée. À cet effet, on agence le filetage sur le tenon de tige de piston et on serre l'écrou avec un couple de rotation prédéterminé et on le bloque ensuite à l'encontre d'un desserrage. De plus, il est connu que le groupe constitué par le piston et les soupapes d'amortissement est fixé par rivetage du tenon de tige de piston sur la tige de piston. A la fin de l'opération de rivetage, le groupe se détend et la soupape d'amortissement peut se desserrer au cas o une contrainte résiduelle n'était pas assurée par un fort élément élastique. Ces types de fixation sont coûteux vis-à-vis de leur réalisation et problématiques lors du montage, car on ne peut pas exclure le risque d'un desserrage du groupe à piston pendant le fonctionnement. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser une fixation parfaite d'un piston amortisseur et/ou d'une butée pour un élément de précontrainte d'une soupape d'amortissement sur une tige de piston, qui est constituée par des composants simples, réalisable avec une précontrainte axiale prédéterminée à des coûts faibles et qui présente un faible encombrement axial. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le tenon de tige de piston présente pour chaque anneau de fermeture plusieurs renfoncements disposés axialement les uns derrière les autres, et qu'une pièce déformable de l'anneau de fermeture est enfoncée, pour la liaison en coopération de formes axiale avec le tenon de tige de piston, vers l'intérieur dans les renfoncements. En particulier, les renfoncements sont prévus sur la totalité de l'extension axiale de la pièce déformable et il n'est donc pas nécessaire qu'ils soient très profonds, de sorte que la pièce déformable peut être réalisée avec une faible extension axiale, ce pourquoi cette fixation exige un faible encombrement axial. En correspondance, les renfoncements disposés sur le tenon de tige de piston peuvent être ménagés de façon périphérique, partiellement périphérique, ou bien de manière à se croiser. L'essentiel, c'est qu'aucun mouvement axial de l'anneau de fermeture ne puisse avoir lieu sur le tenon de tige de piston. En correspondance, on a une grande liberté vis-à-vis de la configuration des renfoncements, ces renfoncements pouvant être réalisés à des coûts très faibles par mise en forme sans enlèvement de matière, par exemple par une opération de galetage. Pour que le piston d'amortissement soit fixé avec une contrainte prédéterminée sur la tige de piston, une force de traction est exercée sur le tenon de tige de piston pendant l'enfoncement radial de la pièce déformable, grâce à quoi on assure la précontrainte désirée du piston une fois que la fixation du piston amortisseur sur la tige de piston a eu lieu. i5 Pour appliquer la force de traction de manière simple sur le tenon de tige de piston, le tenon de tige de piston comporte dans la zone de son extrémité un raccord pour un dispositif exerçant la force de traction. De préférence, ce raccord est formé par une entaille de traction, par un filetage, par un taraudage ou par d'autres éléments connus dans la construction mécanique. Dans le cas de telles réalisations qui présentent en outre une butée agencée sur le tenon de tige de piston et destinée à un ressort de soupape, le raccord pour un élément exerçant la force de traction lors de la fixation du piston est formé par des renfoncements associés au second anneau de fermeture. On obtient une réalisation particulièrement simple, conformément à une caractéristique de l'invention, par le fait que les renfoncements associés au second anneau de fermeture sont formés par des mâchoires de serrage, attaquant le tenon de tige de piston, d'un dispositif exerçant la force de traction. On procède à la fixation des anneaux de fermeture sur le tenon de tige de piston soit par un outil de déformation agissant radialement vers l'intérieur, soit par un outil de déformation conique. La pièce déformable de l'anneau de fermeture est réalisée en correspondance, c'est-à-dire que lors de l'utilisation d'un outil de déformation conique, la pièce déformable est pourvue d'une surface extérieure conique et elle est enfoncée radialement dans les renfoncements par un mouvement axial de l'outil conique. Pour un piston amortisseur dont les soupapes d'amortissement et les ressorts de soupape sont formés par des disques annulaires, il est avantageux que l'anneau de fermeture soit réalisé d'un seul tenant avec la pièce déformable et d'un seul tenant avec un disque d'appui limitant la course de la soupape. Lorsque le second anneau de fermeture est utilisé comme butée pour un ressort de soupape d'une soupape d'amortissement, le second anneau de fermeture est pourvu conformément à l'invention d'une surface d'appui, et l'on peut régler une force de précontrainte précise du ressort de soupape is via une force axiale agissant sur l'anneau de fermeture et l'on peut fixer l'anneau de fermeture dans cette position sur le tenon de tige de piston par déformation de la pièce déformable. Lorsque l'outil de déformation exerce également une force axiale sur l'anneau de fermeture ou lorsqu'une telle force axiale n'est pas à exclure lors de la fixation de l'anneau de fermeture sur le tenon de tige de piston, la surface d'appui de l'anneau de fermeture forme avantageusement une surface de maintien pour un outil qui assure la force de précontrainte précise du ressort de soupape pendant la fixation de l'anneau de fermeture sur le tenon de tige de piston. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant aux exemples de réalisation avantageux illustrés dans les dessins. Les figures montrent: figure 1 un piston amortisseur d'un amortisseur d'oscillations, fixé au moyen d'un anneau de fermeture sur la tige de piston; figure 2 une réalisation avec un anneau de fermeture réalisé d'un seul tenant avec le disque d'appui et avec la pièce déformable; et figure 3 une construction dans laquelle le piston d'amortissement est fixé avec un anneau de fermeture sur le tenon de tige de piston et dans laquelle un second anneau de fermeture forme la butée pour un ressort de soupape. Dans la figure 1, la tige de piston 5 est pourvue d'un tenon de tige de piston 7 de diamètre réduit, grâce à quoi est formée une surface d'appui axiale pour le piston amortisseur 3 équipé de soupapes d'amortissement, lequel coulisse sur la surface intérieure d'un cylindre 1 et subdivise le volume intérieur du cylindre en deux chambres de travail. Le tenon de tige de piston 7 est pourvu, dans la zone de son extrémité libre, de renfoncements 9 qui sont ménagés en forme annulaire et formés sans enlèvement de matière par une opération de galetage. Pour fixer le piston amortisseur 3, celui-ci est enfilé conjointement avec les parties de la io soupape d'amortissement sur le tenon de tige de piston 7, un disque de butée 29 formant la surface d'appui axiale pour l'anneau de fermeture 11 enfilé sur les renfoncements 9. Une possibilité de fixation du piston amortisseur 3 est illustrée sur le côté droit à l'extrémité inférieure du tenon de tige de piston 7. Dans ce cas, on utilise un raccord pour appliquer une force de traction sur le tenon de tige de piston 7, ce raccord étant réalisé par exemple sous forme d'entaille de traction 19. Dans cette entaille de traction 19 s'engage un dispositif appliquant la force de traction, tandis que sur la surface extérieure conique de la pièce déformable 21 est exercée une force axiale agissant depuis un outil conique en direction du piston amortisseur 3, et une force radiale provoquant la déformation radiale de la pièce déformable 21. L'entaille de traction 19 peut être réalisée de telle sorte que cette partie du tenon de tige de piston est arrachée par l'outil après la déformation de l'anneau de fermeture 11, ce pourquoi une telle fixation du piston amortisseur 3 prend peu d'espace axial. À la fin de l'opération de fixation, un équilibre s'établit entre les contraintes du tenon de tige de piston 7 et du piston amortisseur 3, grâce à quoi on réalise une liaison parfaite, durable et économique du piston amortisseur 3 sur la tige de piston 5. Sur le côté gauche de l'extrémité inférieure du tenon de tige de piston 7 est illustré un autre type de fixation du piston amortisseur 3 de la figure 1. Dans un taraudage du tenon de tige de piston 7 s'engage un dispositif exerçant la force de traction sur le tenon de tige de piston et l'outil conique pour déformer l'anneau de fermeture 11 provoque l'enfoncement de la pièce déformable 21 dans les renfoncements 9 du tenon de tige de piston 7. Grâce à cette construction, on obtient également une réalisation courte et avantageuse de la partie du tenon de tige de piston 7, laquelle dépasse vers le bas sur le piston. La pièce déformable 21 peut également être réalisée cylindrique lorsque l'outil de déformation agit radialement sur la pièce déformable. Le mode de réalisation selon la figure 2 se distingue de celui selon la figure 1 essentiellement par le fait que l'anneau de fermeture 11 est réalisé d'un seul tenant avec la pièce déformable 21 et avec le disque io d'appui 29 et que cette pièce est réalisée par exemple sous forme de pièce poinçonnée et estampée à partir de déchets de poinçonnage. La figure 3 montre une construction dans laquelle le premier anneau de fermeture 11 sert à fixer le piston 3 sur le tenon de tige de piston 7 de la tige de piston 5. Un second anneau de fermeture 13 est pourvu d'une surface d'appui 23 qui forme une butée pour un élément de précontrainte d'une soupape d'amortissement, par exemple pour un ressort de soupape 25. L'anneau de fermeture 11 possède une portion cylindrique sur laquelle une partie de soupape 17 est guidée avec étanchement, tandis que la pièce déformable 21 sert à l'enfoncement dans les renfoncements 9 associés à cette pièce déformable 21 du tenon de tige de piston 7. Lors de la fixation du piston 3 sur la tige de piston 5, un outil s'engage dans les renfoncements 15 associés à l'anneau de fermeture 13 et il exerce une force de traction sur le tenon de tige de piston 7. Simultanément, le piston 3 est pressé axialement contre la surface frontale formée à la transition de la tige de piston 5 vers le tenon de tige de piston 7 et un outil de déformation entraîne un enfoncement radial de la pièce déformable 21 dans les renfoncements 9 du tenon de tige de piston 7, grâce à quoi on établit une liaison non détachable, axialement immobile et précontrainte entre la tige de piston 5 et le piston 3. Un réglage axial de la précontrainte du ressort de soupape 25 qui s'appuie d'une part sur la partie de soupape 17 et d'autre part sur la surface d'appui 23 de l'anneau de fermeture 13 est assuré par le fait que la force de précontrainte désirée du ressort de soupape 25 est exercée sous forme de force axiale sur l'anneau de fermeture 13 et que l'anneau de fermeture 13 est retenu dans cette position lors de l'enfoncement radial de la pièce déformable 27 dans les renfoncements 15. Les renfoncements 9 et 15 associés aux anneaux de fermeture 11 et 13 sont réalisés par une seule opération de travail dans l'exemple de réalisation montré dans la figure 3, par exemple par une opération de galetage. Il est également possible de réaliser seulement les renfoncements 9 avant la fixation du piston 3 sur la tige de piston 5 et de ménager les renfoncements 15 par des mâchoires de serrage qui font partie de l'outil de traction qui attaque le tenon de tige de piston 7. L'essentiel, c'est la réalisation des renfoncements 9 et 15 de telle sorte qu'un détachement axial des anneaux de fixation après leur fixation soit impossible. En correspondance, ces renfoncements peuvent être prévus non seulement sous forme périphérique mais également de manière à se croiser. Revendications 1. Fixation d'un piston amortisseur (3) et/ou d'une butée pour un élément de précontrainte d'une soupape d'amortissement sur une tige de piston (5), en particulier pour des amortisseurs d'oscillations hydrauliques, la tige de piston (5) comportant un tenon de tige de piston (7) de diamètre réduit qui s'engage dans un perçage central du piston amortisseur (3), et un anneau de fermeture (11) agissant sous précontrainte axiale sur la face frontale du piston (3), et/ou un autre anneau de fermeture (13) formant la 1o butée, tandis que la fixation de l'anneau de fermeture (11, 13) sur le tenon de tige de piston (7) s'effectue par enfoncement radial dans un renfoncement périphérique (9, 15) du tenon de tige de piston (7), caractérisée en ce que le tenon de tige de piston (7) présente pour chaque anneau de fermeture (11, 13) plusieurs renfoncements (9, 15) disposés axialement les uns derrière les autres, et en ce qu'une pièce déformable (21, 27) de l'anneau de fermeture (11, 13) est enfoncée, pour la liaison en coopération de formes axiale avec le tenon de tige de piston (7), vers l'intérieur dans les renfoncements (9, 15). 2. Fixation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les renfoncements (9, 15) disposés sur le tenon de tige de piston (7) sont ménagés de façon périphérique, partiellement périphérique, ou bien de manière à se croiser. 3. Fixation selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les renfoncements (9, 15) sur le tenon de tige de piston (7) sont réalisés par mise en forme sans enlèvement de matière. 4. Fixation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que pendant l'enfoncement radial de la pièce déformable (21) est exercée une force de traction agissant sur le tenon de tige de piston (7). 5. Fixation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le tenon de tige de piston (7) comporte dans la zone de son extrémité un raccord pour un dispositif exerçant la force de traction. 6. Fixation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le raccord est formé par une entaille de traction (19), par un filetage, par un taraudage ou similaire. 7. Fixation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le raccord est formé par des renfoncements (15) associés au second anneau de fermeture (13). 8. Fixation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les io renfoncements (15) associés au second anneau de fermeture (13) sont formés par des mâchoires de serrage, attaquant le tenon de tige de piston (7), d'un dispositif exerçant la force de traction. 9. Fixation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pièce déformable (21, 27) comprend une surface extérieure conique et est enfoncée dans les renfoncements (9, 15) par un mouvement axial d'un outil réalisé en forme conique correspondante. 10. Fixation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'anneau de fermeture (11) est réalisé d'un seul tenant avec la pièce déformable (21) et d'un seul tenant avec un disque d'appui (29). 11. Fixation selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second anneau de fermeture (13) comprend une surface d'appui (23) pour un ressort de soupape (25) d'une soupape d'amortissement, et en ce qu'une force de précontrainte précise du ressort de soupape (25) est réglable via une force axiale agissant sur l'anneau de fermeture (13). 12. Fixation selon la revendication 11, caractérisée en ce que la surface d'appui (23) de l'anneau de fermeture (13) forme une surface de maintien pour un outil qui assure la force de précontrainte précise du ressort de soupape (25) pendant la fixation de l'anneau de fermeture (13) sur le tenon de tige de piston (7).