Brevet FR2895048A1 — publié le 20070622

La presente invention concerne un amortisseur d'impacts pour amortir des efforts resultant d'impacts, en particulier lors d'une collision de vehicules automobiles. Les amortisseurs d'impacts de ce genre sont par exemple connus par le document DE 34 19 165 Al dans lequel sont decrits des amortisseurs d'impacts qui se composent de deux tubes pouvant etre introduits Pun dans ratite, un tube interieur ferme vers 1'exterieur comprenant un compartiment a gaz qui est muni d'une charge de gaz sous haute pression. Dans le tube interieur se trouve egalement un premier compartiment a liquide qui est sepal-6 du compartiment a gaz par un piston de separation. Dans le tube interieur se trouve en outre un element d'etranglement qui a la forme d'un disque muni d'une ouverture d'etranglement qui assure une liaison hydraulique entre le premier compartiment a liquide et un deuxieme compartiment a liquide. Si 1'amortisseur d'impacts doit absorber des efforts resultant d'impacts qui se produisent en particulier lors de la collision d'un vehicule automobile avec un obstacle, le tube interieur penetre dans le tube exterieur. Lors de ce mouvement, le liquide hydraulique se trouvant dans le deuxieme compartiment a liquide est refoule dans le premier compartiment a liquide en passant par 1'ouverture d'etranglement et en meme temps le coussin gazeux se trouvant dans le compartiment a gaz au-dessus du piston de separation est comprime. L'augmentation de volume dans le premier compartiment a liquide a lieu contre la force exercee par le compartiment a gaz formant un ressort a gaz, lequel est ainsi mis en precontrainte de maniere supplementaire. La mise en precontrainte du ressort a gaz qui est provoquee par la penetration du tube interieur dans le tube exterieur provoque le rappel de 1'amortisseur d'impacts dans sa position de depart des que les efforts agissant de 1'exterieur sur le tube interieur cessent. Le processus d'absorption des efforts resultant d'impacts se deroule sans dommages residuels pour 1'amortisseur d'impacts pour des vitesses jusqu'a environ 8 km/h. Dans le cas de vitesses d'impact plus importantes, un piston de deformation assure la neutralisation de 1'energie clans le cas de 1'amortisseur d'impacts qui est expose dans le document susmentionne. La neutralisation de 1'energie a lieu au moyen d'un evasement du tube exterieur dans le sens axial. Du fait de la force d'amortissement agissant en fonction de la vitesse, un tel amortisseur d'impacts qui, dans la construction automobile, est fixe de preference sur des parties porteuses rigides des vehicules, agit pratiquement comme un element rigide. Une limitation de course est prevue pour conserver clans ce cas Faction exercee par les zones d'absorption d'energie d'un vehicule automobile. Les amortisseurs d'impacts de fart anterieur qui remplissent leur fonction selon le mode operatoire decrit ont fondamentalement fait leurs preuves dans 1'etat de la technique. La conception de tels amortisseurs d'impacts requiert toutefois, malgre le nombre clairement determine de pieces, la mise en oeuvre de moyens de fabrication considerables. C'est ici qu'intervient 1'objectif de l'invention qui consiste a proposer un amortisseur d'impacts du type mentionne en introduction qui permet une fabrication economique avec un nombre reduit de pieces. Il s'agit en outre d'obtenir un degre d'absorption d'energie plus eleve. A cet effet, l'invention a pour objet un amortisseur d'impacts pour absorber 1.5 des efforts resultant d'impacts, en particulier lors d'une collision d'un vehicule automobile avec un obstacle, avec un tube interieur qui peut etre introduit de maniere telescopique dans un tube exterieur et qui est ferme a son extremite libre depassant du tube exterieur par une plaque de fond, alors qu'a 1'interieur du tube interieur, en partant de la plaque de fond en direction de 1'axe longitudinal de 1'amortisseur 20 d'impacts, sont disposes un compartiment a gaz rempli de gaz sous pression et un premier compartiment a liquide qui est rempli de fluide, qui est separe du compartiment a gaz par une paroi placee de maniere mobile dans le tube interieur et qui est en liaison par Fintermediaire d'un element d'etranglement avec un deuxieme compartiment a liquide rempli de fluide qui, en direction de 1'axe longitudinal, vient 25 a la suite du premier compartiment a liquide et qui est ferme vers 1'extremite libre du tube exterieur de maniere etanche au liquide au moyen d'un piston fixe dans le tube exterieur, caracterise en ce que 1'element d'etranglement est une partie constituante integrale du piston et en ce que le deuxieme compartiment a liquide est dispose annulairement entre la paroi interieure du tube exterieur et la paroi exterieure du 30 piston dans une zone partielle de 1'extension longitudinale du piston. L'element d'etranglement peut titre coup comme ouverture en forme de fente a 1'extremite du piston dirigee vers le tube interieur, entre la paroi interieure du tube interieur et la paroi exterieure du piston. L'ouverture en forme de fente peut alors titre configuree comme fente 5 annulaire s'etendant sur le pourtour. L'ouverture en forme de fente peut titre configuree comme fente en rainure qui a une section sensiblement rectangulaire et qui est pratiquee en tant qu'evidement dans une zone partielle du pourtour exterieur de 1'extremite du piston dirigee vers le tube interieur. 10 Plusieurs ouvertures en forme de fentes peuvent alors titre disposees de maniere symetrique sur le pourtour exterieur du piston. La section de 1'ouverture en forme de fente peut se reduire lors de 1'introduction du tube interieur dans le tube exterieur. A son extremite dirigee vers le tube interieur, le piston peut alors titre 15 configure comme cone tronque. La section de la fente en rainure formant 1'ouverture en forme de fente peut diminuer en direction de 1'axe longitudinal du piston par une reduction de la profondeur de la rainure de 1'evidement. Le tube exterieur peut comprendre a son extremite libre opposee au tube 20 interieur un epaulement qui depasse vers le cote interieur et sur lequel s'appuie 1'extremite libre correspondante du piston. L'epaulement peut titre configure comme reduction conique de la section interieure du tube exterieur. L'extremite libre correspondante du piston peut alors titre adaptee a la 25 reduction de la section interieure du tube exterieur. Le piston peut titre realise en un materiau synthetique dont la temperature de fusion predeterminee est situee dans une plage superieure a 150 C. La paroi entre le compartiment a gaz et le premier compartiment a liquide peut titre realisee en un materiau synthetique dont la temperature de fusion 30 predeterminee est situee dans une plage superieure a 150 C. Entre le piston et la paroi interieure du tube exterieur peut titre dispose un element d'etancheite circulaire. Grace a cette conception d'un nouveau genre, on realise d'une part un type de conception particulierement compact de 1'amortisseur d'impacts, alors qu'en meme temps it nest plus necessaire de fabriquer et de monter 1'element d'etranglement en tant qu'element sepal-6 tel qu'il est connu dans 1'etat de la technique, car ses fonctions sont, du fait de la conception speciale du piston, assurees par cet element meme. Conformement a un premier agencement avantageux, 1'element d'etranglement se trouvant sur le piston peut titre concu comme ouverture en forme de fente a 1'extremite du piston dirigee vers le tube interieur, entre la paroi interieure du tube interieur et la paroi exterieure du piston, 1'ouverture en forme de fente pouvant dune part titre configuree comme fente annulaire s'etendant sur le pourtour et d'autre part comme une ou plusieurs fente(s) en rainure(s) ayant sensiblement une section de forme rectangulaire et les fentes en rainures etant placees en tant qu'evidements dans une zone partielle du pourtour exterieur de 1'extremite du piston dirigee vers le tube exterieur. C'est en particulier la conception de 1'element d'etranglement comme fente annulaire s'etendant sur le pourtour qui s'est averee comme etant favorable dans la pratique, car celle-ci peut, en liaison avec un autre agencement opportun du piston selon lequel le piston est realise en materiau synthetique de preference par un procede de moulage par injection, titre produite lors d'une seule etape de fabrication et sans qu'un ajustement unterieur soit necessaire. Une autre configuration complementaire avantageuse de 1'objet de l'invention prevoit que la section de 1'ouverture en forme de fente se reduise lors de l'introduction du tube interieur dans le tube exterieur. Au fur eta mesure de la penetration du tube interieur dans le tube exterieur pour absorber des efforts resultant d'impacts, la reduction conduit a un raidissement constant de 1'amortisseur d'impacts, de sorte qu'une augmentation du degre d'absorption d'energie est obtenue. La modification de l'ouverture en forme de fente, et ainsi de la section d'etranglement, peut alors, selon 1'agencement de 1'ouverture en forme de fente en tant que fente annulaire ou en tant que fente en rainure, titre effectuee de maniere differente. Dans le cas ou l'ouverture en forme de fente est configuree comme fente annulaire s'etendant sur le pourtour, le piston est configure comme un cone tronque a son extremite dirigee vers le tube interieur, la difference entre le diametre le plus petit et le diametre le plus grand du cone tronque a son extremite superieure ou a son extremite inferieure servant de mesure pour la modification de la section de la fente annulaire. Dans les cas ou l'ouverture en forme de fente est configuree comme fente en 5 rainure ayant une section sensiblement rectangulaire, alors que plusieurs ouvertures en forme de fente peuvent etre reparties de maniere symetrique sur le pourtour exterieur du piston, la modification de la section d'etranglement peut etre realisee par le fait que la profondeur de la ou des rainure(s) pratiquee(s) dans le piston se reduit en direction de 1'axe longitudinal du piston depuis la pointe du piston jusqu'au pied de celui-ci. En outre, un developpement avantageux de 1'amortisseur d'impacts selon 1'invention prevoit que le tube exterieur comprenne a son extremite libre opposee au tube interieur un epaulement qui depasse vers le cote interieur et sur lequel s'appuie 1'extremite libre correspondante du piston. L'epaulement peut alors etre configure comme reduction conique de la section interieure du tube exterieur, l'extremite libre correspondante du piston etant adaptee a la reduction de la section ou a la conicite de la section interieure du tube exterieur. La conception qui a ad indiquee permet d'une maniere simple le raidissement de 1'amortisseur d'impacts pour les cas ou la course de deplacement du tube interieur a 1'interieur du tube exterieur, lequel sert a 1'absorption des efforts resultant d'impacts, est arrive a sa limite. Dans ce cas, une transmission directe du reste des efforts resultant d'impacts a lieu depuis le tube interieur jusque sur le piston et de la, par 1'intermediaire de 1'epaulement configure de maniere correspondante, directement sur le tube exterieur et sur les parties de la carrosserie sur lesquelles le tube exterieur est fixe par adherence ou par complementarite de forme. La realisation du piston en materiau synthetique selon un procede de moulage par injection qui est expliquee plus haut presente en outre 1'avantage que, par la selection d'un materiau synthetique approprie dont la temperature de fusion predeterminee est situee dans une plage superieure a 150 C, le piston correspondant permet, en cas d'incendie d'un vehicule et du fait du developpement de chaleur, qu'apres la fusion le liquide hydraulique sous pression s'echappe, de sorte qu'une explosion de 1'amortisseur d'impacts est exclue de maniere fiable. En outre, la paroi disposee entre le compartiment a gaz et le premier compartiment a liquide peut egalement etre realisee en un materiau synthetique dont la temperature de fusion predeterminee est situee dans une plage superieure a 150 C. Grace a cette configuration, le coussin a gaz qui est aussi sous pression peut en cas d'incendie egalement s'echapper lors de la fusion de la paroi, du fait des temperatures plus elevees produites par l'incendie, de sorte qu'une explosion de 1'amortisseur d'impacts par suite de la pression de gaz est egalement exclue. Ci-dessous, deux exemples de realisation de 1'objet de l'invention sont expliques plus en detail sur la base des dessins annexes, les exemples de realisation se differenciant prioritairement par la realisation comme fente annulaire ou comme fente en rainure de 1'element d'etranglement configure en tant que partie constituante integrale du piston. Les figures montrent : Figure 1 un amortisseur d'impacts en coupe longitudinale ; Figure 2 une coupe transversale de 1'amortisseur d'impacts de la figure 1 le long de la ligne B-B de la figure 1, 1'element d'etranglement etant configure comme fente annulaire et Figure 3 une coupe transversale de 1'amortisseur d'impacts de la figure 1 le long de la ligne B-B, 1'element d'etranglement etant forme par quatre fentes en rainures reparties sur le pourtour du piston. L'amortisseur d'impacts represents en coupe longitudinale sur la figure 1 se compose pour 1'essentiel d'un tube interieur 1 qui peut etre introduit de maniere telescopique dans un tube exterieur 2. A son extremite libre depassant du tube exterieur 2, le tube interieur est obture par une plaque de fond 3. A 1'interieur du tube interieur 1, en direction de 1'axe longitudinal 4 de 1'amortisseur d'impacts et en partant de la plaque de fond 3, se trouve en premier lieu un compartiment a gaz 5 rempli de gaz sous pression. Le compartiment a gaz 5 est separe sur son cote oppose a la plaque de fond 3 d'un premier compartiment a liquide 7 rempli de fluide par une paroi 6 pouvant etre deplacee dans le tube interieur 1. La paroi 6 est munie d'un joint d'etancheite 8, de sorte qu'elle est etanche par rapport a la paroi interieure du tube interieur 1. Le premier compartiment a liquide 7 est limite dans son extension d'une part par la paroi 6 et, a son extremite opposee a la paroi 6, par un piston 9 qui est de son cote dispose de maniere fixe a 1'interieur du tube exterieur 2, le piston 9 etant configure de telle facon qu'il comprenne une zone inferieure 10 qui correspond a la section interieure du tube exterieur 2 et dans laquelle est dispose en outre un element d'etancheite 11 configure en joint annulaire s'etendant sur son pourtour. La zone inferieure 10 du piston 9 est suivie en direction du tube interieur d'une zone superieure 12 dont la section est reduite par rapport a la zone inferieure 10. La section reduite de la zone superieure 12 forme une fente annulaire entre le cote exterieur du piston 9 et le cote interieur du tube exterieur 2 qui, en tant que deuxieme compartiment a liquide 13, est egalement remplie de fluide, de preference d'un fluide hydraulique. L'extremite superieure libre de la zone superieure 12 du piston 9 est configuree de telle fawn qu'entre celle-ci et le tube interieur 1 pouvant titre introduit dans le tube exterieur se forme une ouverture en forme de fente 14. Cette ouverture en forme de fente 14 agit comme ouverture d'etranglement et permet un passage du fluide se trouvant dans le deuxieme compartiment a liquide 13 dans le premier compartiment a liquide 7 pour le cas oil le tube interieur 1 penetre dans le tube exterieur 2 du fait d'efforts resultant d'impacts agissant sur ce tube interieur 1. Comme on peut le voir sur la figure 1 en liaison avec les figures 2 et 3, l'ouverture en forme de fente 14 peut d'une part, conformement a la figure 2, titre configuree comme fente annulaire s'etendant sur le pourtour. En variante it est possible de realiser l'ouverture en forme de fente 14 comme fente en rainure 15, de sorte que, comme le montre nettement la figure 3, quatre fentes a rainure 15 sont disposees de maniere symetrique sur le pourtour exterieur de la zone superieure 12 du piston 9. Dans les deux exemples de realisation des figures 2 et 3, la taille de 1'ouverture en forme de fente 14 se reduit en fonction de la profondeur d'introduction du tube interieur 1 dans le tube exterieur 2 dans le cas de la necessite d'absorber des efforts resultant d'impacts. La reduction de la section d'etranglement est realisee d'une part au niveau de la conception par le fait que la zone superieure 12 du piston 9 est, dans le cas de la configuration de l'ouverture en forme de fente 14 en tant que 8 fente annulaire, configuree sous la forme d'un cone tronque, alors qu'au contraire, dans une conception de 1'ouverture en forme de fente 14 comme fente(s) en rainure(s), la profondeur des quatre fentes en rainures 15 pratiquees sur le pourtour exterieur du piston 9 se reduit de maniere continue depuis 1'extremite libre superieure du piston 9 dirigee vers la paroi 6 jusqu'a 1'extremite de la zone superieure 12 qui est voisine de la zone inferieure 10. La reduction de l'ouverture en forme de fente 14 agissant comme element d'etranglement a pour effet une augmentation du rendement de 1'absorption d'energie suite a un raidissement de 1'amortisseur d'impacts par le fait que, selon la taille de 1'ouverture en forme de fente 14, moins de liquide peut s'ecouler du compartiment a liquide inferieur 13 jusque dans le compartiment a liquide superieur 7. Pour le mode de fonctionnement de 1'amortisseur d'impacts it convient de differencier en general deux situations de fonctionnement distinctes. Lors de 1'absorption d'efforts resultant d'impacts, en particulier lors de la collision d'un vehicule automobile avec un obstacle, la vitesse du vehicule etant inferieure a 8 km/h, le transfert de liquide hydraulique du deuxieme compartiment a liquide 13 vers le premier compartiment a liquide 7 a en meme temps pour effet la compression du volume de gaz se trouvant dans le compartiment a gaz 5, en fonction de quoi ce volume de gaz fournit des efforts de rappel supplementaires. Ces efforts de rappel ont pour effet une nouvelle expansion automatique du coussin a gaz dans le compartiment a gaz dans le cas oil d'autres efforts de compression n'agissent pas depuis 1'exterieur sur le tube interieur 1. Si, en tant que consequence d'une vitesse plus elevee superieure a 8 km/h et des efforts resultant d'impacts plus eleves qui en resultet, la course de deplacement du tube interieur 1 a 1'interieur du tube exterieur 2 est arrivee a sa limite, le bord inferieur du tube interieur 1 rentre en contact d'appui direct avec la zone inferieure 10 du piston 9. Dans ce cas, les efforts resultant d'impacts qui persistent sont transmis par le tube interieur 1 par 1'intermediaire de la surface d'appui entre le tube interieur 1 et le piston 9 directement sur le tube exterieur 2. Pour cela, le tube exterieur 2 est muni a une extremite inferieure opposee au tube interieur 1 d'un epaulement 16 qui est en depassement vers le cote interieur du tube exterieur 2 et qui est concu dans le present exemple de realisation comme reduction conique de la section interieure. La zone inferieure 10 du piston 9 est adaptee de maniere correspondante a 1'epaulement 16 du tube exterieur 2, de sorte qu'un transfert fiable sur le tube exterieur 2 et ensuite sur des elements de carrosserie du vehicule automobile des efforts appliques sur le piston 9 par 1'intermediaire du tube interieur 1 est garanti. I1 convient finalement de mentionner encore qu'aussi bien le piston 9 que la paroi 6 peuvent titre fabriques en materiau synthetique dont la temperature de fusion predeterminee peut titre situee dans une plage superieure a 150 C. Cette mesure particuliere sert, dans le cas d'un incendie, a eviter une explosion de 1'amortisseur d'impacts qui peut titre due essentiellement a 1'augmentation de la pression dans le compartiment interieur car, lors de la fusion du piston 9 ou de la paroi 6, aussi bien le liquide amortisseur que le coussin de gaz peuvent s'echapper vers 1'exterieur par une ouverture 17 existant a 1'extremite libre du tube exterieur 2. I1 convient de mentionner de maniere complementaire qu'entre le tube interieur 1 et le tube exterieur 2 est dispose en outre un joint circulaire 18 servant a assurer 1'etancheite. Une desolidarisation du tube interieur 1 et du tube exterieur 2 apres 1'assemblage des composants est enalement evitee par un sertissage 19 pratique a 1'extremite superieure libre du tube exterieur 2 qui est dirigee vers le tube interieur 1. I1 va de soi que les caracteristiques de 1'invention mentionnees precedemment ne sont pas seulement utilisables dans la combinaison respectivement indiquee mais elles peuvent aussi titre utilisees dans d'autres combinaisons ou individuellement, et ceci sans quitter le cadre de 1'invention. REVENDICATIONS 1. Amortisseur d'impacts pour absorber des efforts resultant d'impacts, en particulier lors d'une collision d'un vehicule automobile avec un obstacle, avec un tube interieur (1) qui peut etre introduit de maniere telescopique dans un tube exterieur (2) et qui est ferme A. son extremite libre depassant du tube exterieur (2) par une plaque de fond (3), alors qu'a 1'interieur du tube interieur (1), en partant de la plaque de fond (3) en direction de l'axe longitudinal (4) de 1'amortisseur d'impacts, sont disposes un compartiment a gaz (5) rempli de gaz sous pression et un premier compartiment a liquide (7) qui est rempli de fluide, qui est sepal-6 du compartiment a gaz (5) par une paroi (6) placee de maniere mobile dans le tube interieur (1) et qui est en liaison par 1'intermediaire d'un element d'etranglement avec un deuxieme compartiment a liquide (13) rempli de fluide qui, en direction de 1'axe longitudinal (4), vient a la suite du premier compartiment a liquide (7) et qui est ferme vers 1'extremite libre du tube exterieur (2) de maniere etanche au liquide au moyen d'un piston (9) fixe dans le tube exterieur (2), caracterise en ce que 1'element d'etranglement est une partie constituante integrale du piston (9) et en ce que le deuxieme compartiment a liquide (13) est dispose annulairement entre la paroi interieure (6) du tube exterieur (2) et la paroi exterieure du piston (9) dans une zone partielle de 1'extension longitudinale du piston (9). 2. Amortisseur d'impacts selon la revendication 1, caracterise en ce que 1'element d'etranglement est concu comme ouverture en forme de fente (14) a 1'extremite du piston (9) dirigee vers le tube interieur (1), entre la paroi interieure du tube interieur (1) et la paroi exterieure du piston (9). 3. Amortisseur d'impacts selon la revendication 2, caracterise en ce que l'ouverture en forme de fente (14) est configuree comme fente annulaire s'etendant sur le pourtour. 30 4. Amortisseur d'impacts selon la revendication 2, caracterise en ce que l'ouverture en forme de fente (14) est configuree comme fente en rainure (15) qui a une section25sensiblement rectangulaire et qui est pratiquee en tant qu'evidement dans une zone partielle du pourtour exterieur de 1'extremite du piston (9) dirigee vers le tube interieur (1). 5. Amortisseur d'impacts selon la revendication 4, caracterise en ce que plusieurs ouvertures en forme de fentes (14) sont disposees de maniere symetrique sur le pourtour exterieur du piston (9). 6. Amortisseur d'impacts selon rune quelconque des revendications 2 a 5, caracterise 10 en ce que la section de 1'ouverture en forme de fente (14) se reduit lors de 1'introduction du tube interieur (1) dans le tube exterieur (2). 7. Amortisseur d'impacts selon la revendication 6, caracterise en ce quid son extremite dirigee vers le tube interieur (1), le piston (9) est configure comme cone 15 tronque. 8. Amortisseur d'impacts selon la revendication 6, caracterise en ce que la section de la fente en rainure (15) formant 1'ouverture en forme de fente (14) diminue en direction de 1'axe longitudinal (4) du piston (9) par une reduction de la profondeur de 20 la rainure de 1'evidement. 9. Amortisseur d'impacts selon Tune quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce que le tube exterieur (2) comprend a son extremite libre opposee au tube interieur (1) un epaulement (16) qui depasse vers le cote interieur et sur lequel 25 s'appuie 1'extremite libre correspondante du piston (9). 10. Amortisseur d'impacts selon la revendication 9, caracterise en ce que 1'epaulement (16) est configure comme reduction conique de la section interieure du tube exterieur (2). 30 11. Amortisseur d'impacts selon la revendication 10, caracterise en ce que 1'extremite libre correspondante du piston (9) est adaptee a la reduction de la section interieure du tube exterieur (2). 12. Amortisseur d'impacts selon rune quelconque des revendications 1 a 11, caracterise en ce que le piston (9) est realise en un materiau synthetique dont la temperature de fusion predeterminee est situee dans une plage superieure a 150 C. 13. Amortisseur d'impacts selon rune quelconque des revendications 1 a 12, caracterise en ce que la paroi (6) entre le compartiment a gaz (5) et le premier compartiment a liquide (7) est realisee en un materiau synthetique dont la temperature de fusion predeterminee est situee dans une plage superieure a 150 C. 14. Amortisseur d'impacts selon rune quelconque des revendications 1 a 13, caracterise en ce qu'entre le piston (9) et la paroi interieure du tube exterieur (2) est dispose un element d'etancheite circulaire (11).