Brevet FR2820180A1 — publié le 20020802

La présente invention concerne un ressort pneumatique, en particulier un ressort à air utilisé dans les suspensions de véhicules automobiles. Les ressorts de ce genre sont en général destinés à porter des charges tout en étant aptes à absorber des chocs en fonctionnant comme amortisseurs. Dans les suspensions de véhicule, ils servent également à absorber les vibrations et ainsi à diminuer le bruit. L'invention concerne plus précisément les ressorts pneumatiques à piston dans lesquels la force est appliquée par un piston qui est fixé à l'une des extrémités d'un élément flexible sous forme d'un manchon ou d'une membrane reliant une embase inférieure à une plaque d'extrémité supérieure qui dans les suspensions de véhicule est fixée au châssis du véhicule. Ces éléments forment une chambre étanche qui est remplie d'un fluide, généralement de l'air. La pression de l'air peut être réglée afin d'adapter le ressort à des charges différentes. L'élément flexible présente une certaine élasticité afin de permettre sa déformation en absorbant les chocs. Il est en général constitué par un élastomère comme le caoutchouc ou un matériau similaire. Le corps de cet élément flexible peut être renforcé par du tissu noyé dans le corps. L'élément flexible a globalement la forme d'un manchon. Les extrémités de l'élément élastique sont fixées d'une part contre la plaque d'extrémité supérieure et d'autre part contre le piston. Les extrémités de l'élément flexible sont en général fixées à ces éléments à l'aide d'anneaux estompés ou sertis. Le piston peut sous l'effet d'un force exercée sur lui être déplacé dans un mouvement de va-et-vient vers l'intérieur de la chambre étanche en se rapprochant de la plaque d'extrémité supérieure. L'élément flexible forme dans sa partie inférieure un lobe qui lors du mouvement du piston effectue un mouvement de roulement. Ainsi, l'air ou un autre fluide compressible confiné dans la chambre est comprimé et dilaté lors du mouvement en va-et-vient du piston. Le ressort comporte avantageusement un organe de butée qui peut avoir la forme d'une plaque ou coupelle disposée sur l'extrémité du piston à l'intérieur de la chambre, en regard de la plaque d'extrémité supérieure. La plaque ou coupelle a une forme générale circulaire et comporte un trou central délimité par une jupe s'étendant vers le bas. Cet organe de butée est apte à recevoir, lors de la compression du ressort, des organes élastiques fixés sous la plaque d'extrémité supérieure. Afin de bloquer la butée par rapport au piston, la jupe de la butée comporte sur sa face extérieure des nervures coopérant avec des rainures effectuées dans un fourreau disposé autour du piston et constituant un support pour l'organe de butée. Le but de l'invention est de simplifier l'assemblage d'une telle structure de ressort pneumatique comprenant une butée et une fixation par un anneau de sertissage. Cela permet de réduire les frais de fabrication du ressort et de réduire en même temps le poids de l'ensemble. En plus, il est grâce à l'invention possible de supprimer les nervures et rainures constituant des moyens de blocage de la butée et par conséquent, on évite l'usinage correspondant sur la pièce formant butée. L'objet de l'invention est un ressort pneumatique comportant un élément flexible à section fermée reliant une embase inférieure à une plaque d'extrémité supérieure de manière à définir une chambre étanche apte à supporter une charge, ledit élément flexible étant fixé à ladite plaque d'extrémité supérieure et à ladite embase inférieure par des organes de fixation respectifs, ladite embase inférieure comprenant un ensemble formant piston pouvant être déplacé dans un mouvement de va-et-vient dans ladite chambre sous l'effet d'une force le sollicitant vers ladite plaque d'extrémité supérieure, ledit ensemble formant piston portant un organe de butée disposé en regard de ladite plaque d'extrémité supérieure et apte à servir de butée à des organes élastiques fixés sous ladite plaque d'extrémité supérieure, caractérisé par le fait que ledit organe de butée et ledit organe de fixation de l'élément flexible sur ladite embase sont effectués en une seule pièce. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - ledit organe de fixation de l'élément flexible sur ladite embase comporte un anneau déformable pour le serrage de l'élément flexible contre l'ensemble formant piston ; - ledit anneau de serrage s'étend vers le bas à partir dudit organe de butée ; - ledit anneau de serrage est soudé sur l'organe de butée ; - ledit anneau de serrage est venu de matière avec l'organe de butée ; - ledit anneau de serrage et ledit organe de butée sont obtenus par déformation plastique ; - ledit élément flexible est fixé contre l'ensemble formant piston en passant en dessous d'un rebord inférieur dudit anneau de serrage ; - l'ensemble formant piston présente une épaisseur réduite en regard de l'anneau de serrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de deux modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel l'anneau de sertissage est soudé sous la coupelle formant organe de butée ; - la figure 2 est une coupe longitudinale schématique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel l'anneau de sertissage est venu de matière avec la coupelle formant organe de butée. Les figures 1 et 2 montrent un ressort à air destiné à être utilisé dans la suspension d'un véhicule automobile. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette application puisque les ressorts pneumatiques trouvent bien d'autres applications, en particulier dans l'industrie. De ce fait, l'entourage technique et le fonctionnement du ressort ne seront pas décrits en détail puisque d'une part, ils ne se rapportent pas directement à l'invention, et d'autre part, ils sont bien connus dans ce domaine technique. Dans les figures, les éléments identiques ou équivalents porteront les mêmes signes de référence. La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un ressort pneumatique 1 selon l'invention. Ce ressort comporte un ensemble formant piston 2 comportant un cylindre 3 à l'intérieur duquel une tige 4 est montée coulissante. La tige 4 est fixée à une plaque d'extrémité supérieure 5 du ressort. La tige 4 y est fixée par l'intermédiaire de moyens constituant en même temps un amortisseur et qui comportent une rondelle d'extrémité 6, une douille 7 enfilée sur l'extrémité de la tige 4, et des moyens élastiques sous forme de bagues en caoutchouc 8,9 disposées autour de la douille 7 et entourées par des pièces métalliques faisant partie de cette plaque d'extrémité supérieure 5, mais qui ne seront pas décrites plus en détail puisqu'elles ne se rapportent pas à l'invention. Un écrou 10 est vissé sur l'extrémité filetée de la tige de piston 4, contre le disque d'extrémité 6. L'ensemble formant piston 2 comporte en outre un fourreau 11 entourant le cylindre 3 et déplaçable avec celui-ci. Ce fourreau peut être en matière plastique et il s'étend au-delà de l'extrémité du cylindre 3 de manière à former un anneau 12 sur lequel repose une coupelle 13 constituant une butée. La coupelle est pourvue d'un trou central délimité par une jupe 14 s'étendant vers le bas à l'intérieur de l'extrémité formant anneau 12 du fourreau 11. La coupelle 13 forme avec cette extrémité en anneau 12 du fourreau 11 une embase inférieure 15 dans laquelle la butée formée par la coupelle est destinée à recevoir et à servir de butée à des organes élastiques circulaires 16 fixés sous la plaque d'extrémité supérieure. Dans l'exemple illustré sur les figures, un organe élastique complémentaire 17 est disposé autour de la tige 4 du cylindre 3. Il est en caoutchouc et présente la forme d'un manchon qui s'étend du corps du cylindre 3 jusqu'à proximité d'une coupelle 18 fixée sur l'extrémité inférieure de la douille 7 et présentant un trou central 19 à travers lequel s'étend la tige 4. Cette coupelle sert de butée à l'organe élastique 17. Le ressort pneumatique comporte de manière classique en soi un élément flexible à section fermée 20. Cet élément flexible a la forme d'un manchon ou d'une membrane reliant l'embase inférieure 15 à la plaque d'extrémité supérieure 5. L'élément flexible est fixé à la plaque d'extrémité supérieure 5 et à l'embase inférieure 15 à l'aide d'organes de fixation respectifs permettant sa fixation à ces éléments par sertissage. Ainsi, l'élément flexible 20 est fixé de manière étanche à la plaque d'extrémité supérieure 5 à l'aide d'un organe de fixation constitué par un premier anneau déformable constituant un anneau de sertissage classique 21. L'élément flexible 20 est serti par cet anneau contre la périphérie de la partie inférieure de la plaque d'extrémité supérieure 5. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, un deuxième anneau déformable constituant un anneau de sertissage 22 est soudé sur la face inférieure de la coupelle 13 formant butée afin de fixer de manière étanche l'élément flexible 20 contre le fourreau 11 de l'ensemble formant piston 2. Ainsi, le deuxième anneau de sertissage 22 s'étend vers le bas à partir de cette surface. Comme illustré sur la figure 1, l'élément flexible 20 est serré contre l'ensemble formant piston 2 en passant en dessous du rebord inférieur de l'anneau de sertissage 22. Avantageusement, l'anneau 12 du fourreau 11 de l'ensemble formant piston 2 présente une épaisseur réduite en regard de l'anneau de sertissage 22. Grâce à l'invention qui propose un organe de butée 13 et un organe de fixation 22 en une seule pièce, l'assemblage du ressort pneumatique est sensiblement facilité. Plus précisément, l'anneau de sertissage 22 est automatiquement placé dans une position exacte pour le sertissage et il n'est plus nécessaire de dérouler l'élément flexible 20 vers le bas pour monter la coupelle formant butée 13 du fait que ce sousensemble est constitué par une seule pièce. De plus, la coupelle formant butée est bloquée en rotation dès que le sertissage est effectué et on n'a plus besoin de cannelures sur la face extérieure de la jupe 14 de la coupelle 13. Le prix de revient du ressort pneumatique selon l'invention est ainsi réduit et le poids de l'ensemble diminue également par rapport à un ensemble classique avec un organe de butée et un anneau de sertissage en deux pièces. La figure 2 montre un autre mode de réalisation du ressort pneumatique selon l'invention qui ne diffère de celui déjà décrit en référence à la figure 1 que par la réalisation de l'ensemble organe de butée-organe de fixation. Pour cette raison, les autres éléments ne seront pas décrits de nouveau. L'ensemble organe de butée-organe de fixation constitué par la coupelle 13 et l'anneau de sertissage 22 est obtenu par déformation plastique d'une ébauche tubulaire unique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits, mais peut être appliquée à des ressorts pneumatiques de tous genres dans d'autres domaines d'application que celle d'un ressort pneumatique utilisé dans la suspension d'un véhicule automobile. Le ressort pneumatique peut par ailleurs être associé à un ressort hélicoïdal placé autour du ressort pneumatique. Selon d'autres variantes, le ressort pneumatique est dépourvu de tige de piston sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ressort pneumatique comportant un élément flexible à section fermée (20) reliant une embase inférieure (15) à une plaque d'extrémité supérieure (5) de manière à définir une chambre étanche apte à supporter une charge, ledit élément flexible (20) étant fixé à ladite plaque d'extrémité supérieure (5) et à ladite embase inférieure (15) par des organes de fixation respectifs (21,22), ladite embase inférieure (15) comprenant un ensemble formant piston (2) pouvant être déplacé dans un mouvement de va-et-vient dans ladite chambre sous l'effet d'une force le sollicitant vers ladite plaque d'extrémité supérieure (5), ledit ensemble formant piston (2) portant un organe de butée (13) disposé en regard de ladite plaque d'extrémité supérieure (5) et apte à servir de butée à des organes élastiques (16) fixés sous ladite plaque d'extrémité supérieure (5), caractérisé par le fait que ledit organe de butée (13) et ledit organe de fixation (22) de l'élément flexible (20) sur ladite embase sont effectués en une seule pièce. 2. Ressort pneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe de fixation (22) de l'élément flexible (20) sur ladite embase (15) comporte un anneau déformable (22) pour le serrage (22) de l'élément flexible (20) contre l'ensemble formant piston (2). 3. Ressort pneumatique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit anneau de serrage (22) s'étend vers le bas à partir dudit organe de butée (13). 4. Ressort pneumatique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit anneau de serrage (22) est soudé sur l'organe de butée (13). 5. Ressort pneumatique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit anneau de serrage (22) est venu de matière avec l'organe de butée (13). 6. Ressort pneumatique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit anneau de serrage (22) et ledit organe de butée (13) sont obtenus par déformation plastique. 7. Ressort pneumatique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que ledit élément flexible (20) est fixé contre l'ensemble formant piston (2) en passant en dessous d'un rebord inférieur dudit anneau de serrage (22). 8. Ressort pneumatique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé par le fait que l'ensemble formant piston (2) présente une épaisseur réduite en regard de l'anneau de serrage (22).