Brevet FR2820478A1 — publié le 20020809

L'invention concerne une butée hydraulique de traction pour des amortisseurs de vibrations, jambes de suspension ou unités similaires à piston et cylindre, chaque unité possédant une chambre de travail qui est rem- plie par un liquide et qui est délimitée axialement par un guide de tige de piston et par le piston et radialement par le cylindre et une tige de piston portant le piston, et est associée en partie également à la butée de traction, tandis que pour effectuer une modification de l'amortissement de traction en fonction de la course de déplacement, sur la tige de piston il est prévu une bague de butée qui coopère avec une bague d'amortissement fendue, qui applique un serrage extérieurement. D'après DE 39 07 531 C2 on connaît une telle butée hydraulique de traction pour des amortisseurs de vibrations. A cet effet, une bague d'amortissement fendue et réalisant un serrage extérieurement est disposée de manière à être mobile radialement dans une gorge annulaire d'un corps de butée semblable à un piston. La bague d'amor- tissement coopère, en permettant une modification de la section transversale, avec des ouvertures de passage qui s'étendent au-delà de la gorge annulaire, par l'intermédiaire d'une partie de forme légèrement conique, qui se raccorde axialement à la surface de circulation cylindrique et se rétrécit en direction du guide de la tige de piston. La bague d'amortissement est en permanence, c'est-à-dire lors de chaque déplacement relatif de la tige de piston par rapport au cylindre, en contact avec la surface extérieure de circulation et par conséquent produit une résistance de frottement, qui s'oppose à une utilisation précise de l'action d'amortissement. En outre en raison du contact permanent entre la bague d'amortisse- ment et la surface de circulation, il existe le risque d'un arrachement, par frottement, de particules, qui peuvent avoir un effet perturbant le fonctionnement, sur les dispositifs d'amortissement. On connaît en outre des butées de traction pour des unités hydrauliques à piston et cylindre, dans les- quelles un corps de piston de forme annulaire, fixé sur la tige de piston, pénètre, à partir d'une course prédéterminée de déploiement, dans un cylindre d'amortisse- ment, qui est associé à l'amortissement de traction et dont le diamètre est inférieur à celui du cylindre. Pour que soit garantie une action parfaite d'amortissement de trac- tion également lors de l'action de forces transversales agissant sur l'unité, c'est-à-dire dans le cas d'une tige de piston repoussée d'un côté contre le guide de la tige de piston et cintrée, les composants, qui coopèrent à l'amor- tissement de traction, doivent être fabriqués d'une manière très précise, c'est-à-dire avec des tolérances extrêmement serrées, ce qui a pour effet que la fabrication de ces pièces est très coûteuse. Le problème de la présente invention est de créer une butée hydraulique de traction, dont le trajet axial d'amortissement peut être prédéterminé sans problème, qui est active uniquement dans la zone de butée et dont l'action d'amortissement et l'allure dee la force d'amor- tissement peuvent être réglées sans problème sur des valeurs requises. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'une butée hydraulique de traction du type indiqué plus haut grâce au fait que la bague d'amortisse- ment fendue, qui applique un serrage extérieurement, est disposée de manière à coopérer, à partir d'une position prédéterminée de la bague de butée, avec une gorge récep- trice formée dans la surface de glissement solidaire du cylindre, et une surface conique. La course axiale désirée d'amortissement et le début de l'activation de la butée de traction sont établis au moyen d'une position axiale correspondante de la gorge réceptrice dans la chambre de travail. La gorge réceptrice permet que la bague d'amortissement soit active uniquement dans la partie d'extrémité associée à l'amortissement de traction. La section transversale de passage et par conséquent l'allure de la force d'amortissement sont adaptables aux valeurs désirées par l'intermédiaire de l'étendue axiale de la surface conique et/ou de la modification de la section transversale de la fente de la bague d'amortissement. D'autres canaux de by-pass, qui sont connus dans le cas d'amortisseurs de vibrations et qui servent à modifier la force d'amortissement en des emplacements déterminés du piston d'amortissement, peuvent également être utilisés pour modifier la section transversale de passage dans le cas de l'amortissement hydraulique de traction. On crée un frottement aussi faible que possible de la bague d'amortissement sur la surface de glissement solidaire du cylindre lorsque la surface conique est dis- posée entre la surface de glissement et le fond de la gorge réceptrice et que la bague d'amortissement possède une surface oblique adaptée à la surface conique. L'entraînement de la bague d'amortissement lors de l'amor- tissement de traction, qui se produit, s'en trouve facilité et l'usure par frottement pour la bague d'amortissement et la surface de glissement est réduite. Dans une autre forme de réalisation de l'inven- tion, la surface de glissement et la gorge réceptrice pour la bague d'amortissement associée à l'amortissement de traction sont disposées dans une douille reliée au cylindre. Par exemple cette douille est enfoncée dans le cylindre de telle sorte que pour une taille hors tout d'un amortisseur de vibrations, une adaptation à des valeurs d'amortissement requises pour l'amortissement de traction est possible uniquement par remplacement de la douille. Pour exclure des sections transversales indési- rables d'amortissement pour l'amortissement de traction, une rondelle d'étanchéité est disposée avantageusement entre la bague de butée et la bague d'amortissement, cette rondelle d'étanchéité étant retenue en position de façon simple au moyen d'une douille de butée agissant frontale- ment sur la rondelle d'étanchéité. La bague de butée sert en outre d'élément d'entraînement pour la bague d'amortis- sement lorsque la tige de piston pénètre dans le cylindre. A cet effet il est prévu une surface d'entraînement et au moins une ouverture de passage dans la douille de butée, afin que lors de l'introduction de la tige de piston dans le cylindre, le déplacement de sortie hors de la chambre de travail associée à l'amortissement de traction s'effectue d'une manière non amortie. Pour la réception de la bague d'amortissement dans la gorge réceptrice, la surface d'entraînement située sur la douille de butée est conçue de telle sorte que la liaison avec la tige de piston est supprimée sous l'effet de la détente de la bague d'amortis- sement. L'invention permet de créer une très grande liberté dans le choix de la section transversale de pas- sage, lorsque la douille elle-même possède une section transversale de passage qui dépend de la course de dépla- cement. Cette section transversale de passage, qui dépend de la course de déplacement, est créée par exemple à l'aide d'au moins une découpe, qui se rétrécit dans la direction longitudinale et est formée dans la douille. De même la section transversale de passage peut être formée par plusieurs perçages radiaux, qui sont disposés les uns derrière les autres dans la direction axiale dans la douille et débouchent dans un canal de passage, qui est situé entre la paroi intérieure du cylindre et la douille et est constitué de préférence par une rainure longitudinale située du côté du cylindre. Dans le cas o un amortissement du bruit de fonctionnement de la butée hydraulique de traction est requis, une rondelle d'amortissement est disposée entre la bague de butée et la rondelle d'étanchéité. Pour améliorer les conditions de pression dans la chambre de travail par- tielle, qui est associée à la butée hydraulique de trac- tion, on peut augmenter de façon simple la quantité d'huile contenue dans la chambre de travail partielle, lorsque le cylindre est élargi dans la zone de la butée de traction et loge ensuite une douille adaptée de façon correspondante. De même cette disposition peut être utilisée pour réduire le bruit d'utilisation. Une combinaison de la butée hydraulique de trac- tion avec une butée de traction mécanique connue en soi est possible sans aucun problème et peut par exemple être obtenue par le fait que la butée mécanique de traction est disposée de manière à agir entre le guide de la tige de piston et la douille de butée. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, une butée hydraulique de traction pour un amortisseur de vibrations ou une jambe de suspension, lorsque la butée de traction est active; - la figure 2 représente la butée de traction de la figure 1, dans laquelle la tige de piston pénètre dans le cylindre; - la figure 3 représente une douille pour la butée de traction, qui possède une section transversale de passage constituée par des perçages radiaux; - la figure 4 représente une douille pour la butée de traction, dans laquelle une découpe rétrécie dans la direction axiale forme la section transversale de pas- sage; et - la figure 5 représente, selon une vue en coupe longitudinale, une forme de réalisation de la butée hydraulique de traction comportant une douille disposée sur l'extrémité élargie du cylindre. Etant donné que la construction et le fonction- nement des unités à piston et cylindre usuelles dans le commerce sont connus de façon suffisante dans le monde spécialisé, sur les figures on n'a représenté que les composants, visibles au niveau de la butée de traction, de ces unités. On part du fait qu'on utilise comme unité un amortisseur de vibrations pour des véhicules, qui est équipé d'une butée hydraulique de traction selon l'invention, conformément aux formes de réalisation représentées sur les figures. Par conséquent la description qui va suivre concerne essentiellement l'agencement et le fonctionnement des formes de réalisation pour des butées hydrauliques de traction conformes à l'invention. La partie, représentée sur la figure 1, d'un amortisseur de vibrations représente un cylindre 1, dans lequel pénètre une tige de piston 3, qui est mobile axia- lement au moyen d'un guide 5 de la tige de piston et est étanchéifiée vis-à-vis de l'extérieur. Un piston d'amortis- sement non représenté, qui est relié à la tige de piston 3, est équipé de dispositifs d'amortissement qui coopèrent dans l'espace de travail 7 rempli par un liquide d'amortis- sement. Cet espace de travail 7 possède une chambre de tra- vail partielle 9, qui est associée à une butée hydraulique de traction. Cette butée hydraulique de traction comporte une bague de butée 11, qui est fixée dans une gorge de la tige de piston 3 et sur la surface frontale de laquelle est disposée une rondelle d'étanchéité 19, qui d'autre part est chargée par une douille de butée 21, qui est fixée sur la tige de piston 3 au moyen d'une gorge et d'une bague insérée formée d'un fil. La douille de butée 21 possède au moins une ouverture d'entrée 23 qui s'étend sur toute la longueur axiale de la douille, et une surface d'entraîne- ment 25 pour une bague d'amortissement 13 qui est fendue et peut être logée dans une gorge réceptrice 15 en réalisant un serrage extérieurement du point de vue radial. Cette gorge réceptrice 15 est formée dans une douille 27 fixée dans le cylindre 1 et qui possède une surface de glissement 29 et une surface conique 17 qui s'étend entre le fond de la gorge réceptrice et la surface de glissement 29. On va décrire ci-après le fonctionnement de la butée hydraulique de traction représentée sur la figure 1, conformément à la direction de déplacement de la tige de piston indiquée par la flèche dessinée. La butée hydrau- lique de traction agit dans la phase terminale de déploiement de la tige de piston 3 hors du cylindre. La moitié de droite de la figure 1 correspond à la phase lors de laquelle la butée hydraulique de traction est activée. Ici la rondelle d'étanchéité 19, qui prend appui sur la bague de butée 11 s'applique contre la face frontale de la bague d'amortissement 13 située dans la gorge réceptrice 15, la chambre de travail partielle 9 étant séparée de la chambre de travail 7. Lors de la poursuite du déploiement de la tige de piston 3, la rondelle d'étanchéité 19 s'applique d'une manière étanche contre la surface frontale de la bague d'amortissement 13 et entraîne cette dernière. La bague d'amortissement 13 glisse hors de la gorge réceptrice 15 et s'étend radialement vers l'intérieur jusqu'à coopérer avec la surface de glissement 29, par sa surface adaptée à la surface conique 17. Comme section transversale de passage variable en fonction de la course de déplacement, on peut prévoir la section transversale formée par la fente de la bague d'amortissement 13 et/ou un passage présent dans la douille 27. De telles sections transversales modifiables en fonction de la course de déplacement sont connues par exemple dans les amortisseurs de vibrations en tant que système de contournement d'amor- $ tissement du piston dans la position médiane, et sont agencées habituellement sous la forme de gorges ou rainures longitudinales dans le cylindre. Par conséquent la section transversale de passage, qui dépend de la course de déplacement, peut être constituée par plusieurs rainures longitudinales réalisées avec différentes longueurs, dans la douille 27 de sorte que l'action d'amortissement augmente avec le mouvement de déploiement de la tige de piston 3 et, à la fin de l'action de la butée hydraulique de traction, on obtient une sorte de blocage hydraulique. La fin ou presque la fin de l'action de la butée hydraulique de traction est indiquée sur le côté gauche de la figure 1, à l'endroit o on voit que la bague d'amortis- sement 13 présente un faible jeu axial par rapport à la surface d'entraînement 25 de la douille de butée 21, et par conséquent est guidée, après sa sortie hors de la gorge réceptrice 15, dans l'évidement formé par la douille de butée 21 et la rondelle d'étanchéité 19, avec un jeu axial et éventuellement également avec un jeu radial. La figure 2 représente la butée hydraulique de traction conforme à la figure 1 lors de l'introduction de la tige de piston 3 dans le cylindre 1. La flèche indique l'inversion de déplacement de la tige de piston 3 après l'action effectuée, conformément à la représentation indiquée sur la partie gauche de la figure. La bague d'amortissement 13 s'applique contre la surface d'entraîne- ment 25, et l'ouverture de passage 23 est libérée en raison de la mobilité axiale de la bague d'amortissement 13 sur la douille de butée 21 et par conséquent le déplacement de retour de la bague d'amortissement 13 sur la surface de glissement 29 de la douille 27, peut s'effectuer sans amor- tissement hydraulique. Le côté droit de la figure 2 représente la fin de ce déplacement de retour de la bague d'amortissement 13. Pendant cette phase, la bague d'amortissement 13 glisse, sous l'effet de sa contrainte propre, sur la surface conique 13 pour pénétrer dans la gorge réceptrice 15 et il se produit de ce fait un accroissement tel de son diamètre intérieur que la bague est dégagée de la surface d'entraî- nement 25 de la douille de butée 21. La poursuite du déplacement d'introduction de la tige de piston 3 s'effectue sans entraînement de la bague de butée 13. Par conséquent dans la gamme de fonctionnement normal de l'amortisseur de vibrations, la bague d'amortissement 13 est dans la position de repos et n'a aucun effet. Sur la figure 3, on a représenté une douille 27 possédant une section transversale de passage. Cette section transversale de passage 33 est formée par plusieurs perçages axiaux qui sont disposés axialement les uns der- rière les autres et qui débouchent dans une rainure longi- tudinale formée extérieurement dans la douille 27. De cette manière, une section de passage 33, qui dépend de la position de la bague d'amortissement est créée entre la chambre de travail partielle et la chambre de travail. La figure 4 représente une autre section trans- versale de passage 33, variable en fonction du trajet de déplacement, dans la douille 27. Cette section transversale de passage 33 est formée par une découpe, qui est aménagée dans la douille 27 et possède sa largeur maximale dans la zone de la gorge réceptrice 15 et dont la largeur diminue dans la direction axiale. L'extrémité de la découpe peut être choisie de manière que lorsque la bague d'amortisse- ment atteint cette position, il se produit au moyen de la butée hydraulique de traction, un blocage quasiment hydraulique de la tige de piston qui se déploie. Dans la forme de réalisation, représentée sur la figure 5, la butée hydraulique de traction, il existe ne différence par rapport à la forme de réalisation des figures 1 et 2, une différence consistant en ce que le cylindre 1 est élargi dans la zone de la butée de traction et reçoit une douille 27 adaptée de façon correspondante. Avantageusement le diamètre intérieur de la douille 27 correspond au diamètre intérieur de la voie cylindrique de coulissement dans le cylindre 1, ce qui permet d'utiliser le guide 5 de la tige de piston de série sans modification. L'agrandissement ainsi créé de la chambre de travail par- tielle 9 et le remplissage d'huile plus important corres- pondant fournissent une amélioration des conditions de pression pour la butée hydraulique de traction. On obtient un amortissement du bruit de fonctionnement de la butée hydraulique de traction à l'aide d'une rondelle d'amortis- sement 31, qui est disposée entre la bague de butée 11 et la rondelle d'étanchéité 19. Par ailleurs l'agencement et le fonctionnement de cette butée de traction correspondent à la forme de réalisation des figures 1 et 2, de même que les chiffres de référence utilisés. L'essentiel de l'invention réside dans la coopé- ration entre la bague d'amortissement 13 comportant la gorge réceptrice 15 et le logement, qui est relié de façon fixe à la tige de piston 3 et peut être constitué par exemple uniquement par la bague de butée 11 et la douille de butée 21, mais comporte également avantageusement une rondelle d'étanchéité 19 et éventuellement également une rondelle annulaire d'amortissement 31. Une combinaison de cette butée de traction hydraulique est possible sans pro- blème avec une butée mécanique de traction. Par exemple la butée mécanique de traction peut être formée par un tampon élastique, qui agit entre le guide 5 de la tige de piston et la douille de butée 21. REVENDICATIONS 1. Butée hydraulique de traction pour amortisseurs de vibrations, jambes de suspension ou unités similaires à piston et cylindre, chaque unité possédant une chambre de travail qui est remplie par un liquide et qui est délimitée axialement par un guide de tige de piston et par le piston et radialement par le cylindre et une tige de piston portant le piston, et est associée en partie également à la butée de traction, tandis que pour effectuer une modification de l'amortissement de traction en fonction de la course de déplacement, sur la tige de piston il est prévu une bague de butée qui coopère avec une bague d'amortissement fendue, qui applique un serrage extérieurement, caractérisée en ce que la bague d'amortissement fendue (13), qui applique un serrage extérieurement, est disposée de manière à coopérer, à partir d'une position prédéterminée de la bague de butée (11), avec une gorge réceptrice (15) formée dans la surface de glissement (29) solidaire du cylindre, et une surface conique (17) 2. Butée hydraulique de traction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface conique (17) est disposée de manière à s'étendre entre la surface de glissement (29) et le fond de la gorge réceptrice (15), et que la bague d'amortissement (13) possède une surface oblique adaptée à la surface conique (17). 3. Butée hydraulique de traction selon les revendications 1 et 2 prises dans leur ensemble, caractérisée en ce que la surface de glissement (29) et la gorge réceptrice (15) sont formées dans une douille (27) reliée au cylindre (1). 4. Butée hydraulique de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'une rondelle d'étanchéité (19) est disposée entre la bague de butée (11) et la bague d'amortissement (13). 5. Butée hydraulique de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une douille de butée (21), qui agit frontalement sur la rondelle d'étanchéité (19), est fixée sur la tige de piston (3) et cette douille de butée (21) possède au moins une ouverture de passage (23) et une surface d'entraînement (25), qui, lors de la coopération de la bague d'amortisse- ment (13) avec la surface de glissement (29), permet un déplacement axial limité de la bague d'amortissement (13), mais, lorsque la gorge réceptrice (15) est atteinte, libère la bague d'amortissement (13). 6. Butée hydraulique de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la douille (27) possède une section transversale de passage (33) variable en fonction de la course de déplacement et qui est formée par exemple par au moins une découpe de largeur variable formée dans la douille (27) ou par plusieurs perçages radiaux, qui sont disposés les uns derrière les autres dans la direction axiale de la douille (27) et débouchent dans un canal de passage entre la paroi intérieure du cylindre (1) et la douille (27). 7. Butée hydraulique de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une rondelle annulaire d'amortissement (31) est disposée entre la bague de butée (11) et la rondelle d'étanchéité (19). 8. Butée hydraulique de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une butée mécanique supplémentaire de traction est dis- posée entre le guide (5) de la tige de piston et la douille de butée (21).