Brevet FR3040201A1 — publié le 20170224

DISPOSITIF COULISSANT AVEC AMORTISSEMENT DE FIN DE COURSE L'invention a trait à un dispositif coulissant tel qu'un dispositif de suspension de véhicule. Plus particulièrement, l'invention a trait à l'amortissement notamment en fin de course d'un tel dispositif. Le document de brevet FR 3 002 013 Al divulgue un dispositif de suspension de véhicule automobile, plus précisément une jambe de force de suspension hydropneumatique. Cette jambe de force comprend essentiellement un cylindre destiné à être rigidement relié à un moyeu de roue du véhicule, et une tige coulissant dans ce cylindre. La tige est creuse axialement et comprend à une extrémité un piston coulissant de manière étanche dans le cylindre. L'autre extrémité de la tige est fixée à un support fixé à la carrosserie du véhicule. Elle est également hydrauliquement reliée à une sphère comprenant une membrane élastique formant une chambre renfermant de l'azote sous pression. La jambe de force est destinée à être remplie d'huile jusqu'à la membrane de la sphère. Les mouvements de compression de la jambe de force déplacent un certain volume d'huile au travers de la tige jusqu'à la membrane de la sphère, le volume d'azote sous pression assurant la fonction de ressort de la suspension. Un étranglement est prévu dans le passage d'huile entre la tige et la sphère de manière à assurer la fonction d'amortissement de la suspension. Le dispositif de cet enseignement comprend en outre des moyens d'amortissement des mouvements de rapprochement et d'extension du cylindre et de la tige. Ces moyens comprennent des orifices calibrés dans la paroi de la tige et répartis axialement, les orifices et la bague étant configurés pour que le fluide déplacé par le mouvement coulissant du dispositif soit refoulé au travers des orifices, la section de passage desdits orifices étant progressivement réduite lors de leur recouvrement par ladite bague. La réalisation de ces moyens d'amortissement est toutefois coûteuse notamment en raison de la précision requise pour le perçage des orifices à section calibrée. L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins une des déficiences de l'état de la technique sus-mentionné. 3040201 2 Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer des moyens d'amortissement de construction plus simple, économique et fiable. A cette fin, l'invention a pour objet un dispositif coulissant comprenant: un cylindre ; un piston monté coulissant dans le cylindre ; une tige 5 reliée au piston, la tige étant creuse axialement et comprenant une paroi ; au moins un orifice dans la paroi de la tige configuré pour qu'un fluide accueilli dans le cylindre et déplacé par un mouvement coulissant du piston soit refoulé au travers dudit orifice ; des moyens d'amortissement d'un mouvement de coulissement du dispositif, lesdits moyens comprenant une bague coulissant 10 sur la tige et liée en mouvement avec le cylindre. Le dispositif est tel que les moyens d'amortissement comportent en outre une portion de la paroi de la tige disposée entre l'orifice et le piston, et que ladite bague et ladite portion de la paroi de la tige sont conçues de sorte qu'une section de passage de fluide entre la bague et la portion de la paroi de 15 la tige soit progressivement réduite lors du recouvrement de la portion de la paroi de la tige par la bague. Selon une réalisation, une surface extérieure de la portion de la paroi de la tige présente un diamètre extérieur progressivement réduit du piston vers l'orifice. 20 Selon une réalisation, une surface extérieure de la portion de la paroi de la tige présente au moins une rainure axiale telle qu'une profondeur de ladite rainure axiale est progressivement augmentée du piston vers l'orifice. Selon une réalisation, une surface intérieure de la bague présente un diamètre intérieur progressivement réduit d'une première extrémité de la 25 surface intérieure vers une deuxième extrémité de la surface intérieure, la première extrémité de la surface intérieure étant plus proche du piston que la deuxième extrémité de la surface intérieure. Selon une réalisation, une surface intérieure de la bague présente au moins une rainure axiale telle qu'une profondeur de ladite rainure axiale est 30 progressivement réduite d'une première extrémité de la surface intérieure vers une deuxième extrémité de la surface intérieure, la première extrémité de la surface intérieure étant plus proche du piston que la deuxième extrémité de la surface intérieure. 3040201 3 Selon une réalisation, une surface extérieure de la paroi de la tige présente une gorge collectrice au niveau dudit au moins un orifice dans la paroi de la tige. Selon une réalisation, l'une parmi une surface extérieure de la 5 portion de la paroi de la tige et une surface intérieure de la bague est cylindrique. Selon une réalisation, la portion de la paroi de la tige s'étend sur une longueur axiale supérieure à au moins une fois un diamètre extérieur maximal de la paroi de la tige, et préférentiellement au moins deux fois un diamètre 10 extérieur maximal de la paroi de la tige. Selon une réalisation, le dispositif comprend des moyens de guidage et d'étanchéité entre le cylindre et la tige, la bague étant située axialement entre lesdits moyens et le piston et préférentiellement liée auxdits moyens de guidage et d'étanchéité. 15 Selon une réalisation, le creux de la tige est débouchant à au moins une extrémité de ladite tige, le piston étant préférentiellement situé à une extrémité débouchante de ladite tige. Selon une réalisation, le dispositif est un dispositif de suspension de véhicule, le cylindre étant destiné à être relié au moyeu de la roue et la tige à la 2 0 carrosserie du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : 25 - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif coulissant conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une variante du dispositif coulissant de la figure 1 dans laquelle la surface extérieure de la tige comporte une rainure axiale ; 30 - la figure 3 est une vue en coupe axiale du dispositif de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une variante du dispositif coulissant de la figure 1 dans laquelle la surface intérieure de la bague est mise en forme; 3040201 4 - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une variante du dispositif coulissant de la figure 4 dans laquelle la surface intérieure de la bague comporte une rainure axiale; et - la figure 6 est, similairement à la figure 3, une vue en coupe axiale 5 du dispositif de la figure 5. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 illustre un élément de suspension de véhicule, cet élément étant une jambe de force d'une roue du véhicule. Il s'agit d'un dispositif 10 coulissant 2 comprenant, essentiellement, un cylindre 8, 18 ; une tige 6, creuse axialement, coulissant à l'intérieur du cylindre 8, 18 ainsi qu'un piston 30 monté à une extrémité de la tige 6 et apte à coulisser dans le cylindre 8, 18. Le cylindre 8, 18 est composé de deux enveloppes 8 et 18, une enveloppe 8, extérieure, destinée à servir de fixation au moyeu de roue (non 15 représenté) et l'autre enveloppe 18, intérieure, recevant le piston 30. Le cylindre accueille un fluide qui est par exemple de l'huile. Le cylindre 8, 18 est fermé à son extrémité inférieure. A son extrémité supérieure, il comprend une bague de guidage et d'étanchéité 20 coopérant avec la tige 6. La tige 6 sort du cylindre 8, 18 par ladite bague de guidage et 20 d'étanchéité 20 et s'étend jusqu'à un support 4 auquel elle est fixée rigidement. Le support 4 est destiné à être monté sur la carrosserie du véhicule via une bride de fixation 10 comportant des moyens de compensation 12 tels que des moyens élastiques, aptes à permettre de légère variation d'inclinaison de la tige et du support par rapport à la bride et la carrosserie. La tige 6 peut 25 être reliée hydrauliquement au support 4, ce dernier comportant un passage reliant la tige 6 à une sphère 14. La sphère 14 peut par exemple être pourvue d'une membrane (non visible) délimitant le volume de la sphère en une première chambre (non visible, correspondant essentiellement à la moitié droite de la sphère à la figure 30 1) remplie de gaz tel que de l'azote et une deuxième chambre (non visible, correspondant essentiellement à la moitié gauche de la sphère à la figure 1) en communication avec le passage d'huile du support 4. Des moyens de restriction 16 du passage d'huile sont prévus de manière à assurer une fonction 3040201 5 d'amortissement des mouvements de compression du dispositif. La membrane sous pression d'azote assure la fonction ressort de la suspension. Le piston 30 peut être solidaire de la tige et notamment monté de façon fixe à une extrémité de la tige 6, par exemple une extrémité débouchante 5 de la tige 6. Le piston 30 sépare un espace intérieur du cylindre 8, 18 en une chambre inférieure 36 terminée par l'extrémité inférieure du cylindre 8, 18, et une chambre supérieure 38 terminée par la bague de guidage et d'étanchéité 20. La chambre supérieure 38 est une chambre de compression lors d'un mouvement d'extension du dispositif, c'est-à-dire de sortie de la tige 6 du 10 cylindre 8, 18. Un tel mouvement d'extension correspond par exemple à un mouvement de détente associé à une descente de la roue par rapport à la carrosserie. Lors d'un tel mouvement, le volume de la chambre supérieure 38 diminue du fait d'un rapprochement axial du piston 30 avec la bague de guidage et d'étanchéité 20, tandis que le volume de la chambre inférieure 36 15 est augmenté. La tige 6 est creuse sur une majeure partie de sa longueur, depuis une extrémité débouchante située dans le cylindre 8, 18 jusqu'à proximité d'une autre extrémité de la tige 6, opposée, par exemple en communication avec le passage d'huile du support 4. La tige 6 comporte ainsi une paroi de tige 2 0 sensiblement tubulaire. Le creux de la tige 6 est débouchant à son extrémité située dans le cylindre 8, 18, de manière à permettre le passage d'huile entre la chambre inférieure 36 et la sphère 14, la chambre inférieure étant une chambre de compression lors d'un mouvement de rapprochement de la tige et du cylindre, 25 c'est-à-dire lors d'un mouvement dit d'attaque correspondant à une montée de la roue par rapport à la carrosserie. L'extrémité débouchante de la tige est par exemple située à proximité du piston 30. La tige 6 comprend par ailleurs au moins un orifice 26 pratiqué dans la paroi de la tige de manière à mettre en communication la chambre 30 supérieure 38 du cylindre 8, 18 avec la creux de la tige. L'orifice 26 dans la paroi de la tige 6 est disposé de sorte à ce que le fluide accueilli dans le cylindre puisse être refoulé au travers de l'orifice 26 pour circuler entre la chambre inférieure 36, la chambre supérieure 38 et, le cas 3040201 6 échéant, la sphère 14, lorsque la tige 6 et le piston 30 coulissent dans le cylindre 8, 18. Le dispositif coulissant 2 comporte par ailleurs des moyens d'amortissement d'un mouvement de coulissement du dispositif qui 5 comprennent premièrement une bague 22 logée dans le cylindre 8, 18 et entourant par exemple la tige 6. La bague 22 est montée coulissante par rapport à la tige 6 et est par exemple montée solidaire de la bague de guidage et d'étanchéité 20. Lorsque la tige 6 coulisse hors du cylindre au-delà d'une certaine 10 course, la bague 22 recouvre l'orifice 26 limitant ainsi le passage du fluide à travers l'orifice 26 et assurant par là même un amortissement en fin de course d'extension. Les moyens d'amortissement comportent par ailleurs une portion 5 de la paroi de la tige 6 disposée entre l'orifice 26 et le piston 30. 15 Ladite portion 5 de la paroi de la tige 6 s'étend sur une certaine longueur axiale qui correspond notamment à une longueur de course morte du dispositif coulissant. Ladite longueur axiale est notamment supérieure à au moins une fois un diamètre extérieur maximal de la paroi de la tige 6, préférentiellement 20 au moins deux fois un diamètre extérieur maximal de la paroi de la tige 6. La bague 22 et la portion 5 de la paroi de la tige 6 sont conçues de sorte qu'une section de passage de fluide entre la bague 22 et la portion 5 de la paroi de la tige 6 soit progressivement réduite lors du recouvrement de la portion 5 de la paroi de la tige 6 par la bague 22. 25 A cette fin, selon un premier mode de réalisation illustré sur la figure 1, une surface extérieure 6a de la portion 5 de la paroi de la tige 6 peut présenter un diamètre extérieur progressivement réduit depuis le piston 30 jusqu'à l'orifice 26. La surface extérieure 6a de la portion 5 de la paroi de la tige 6 peut ainsi être de forme sensiblement conique, avec une extrémité de large 30 diamètre à proximité du piston 30 et une extrémité de petit diamètre à proximité de l'orifice 26. La surface intérieure de la bague 22 peut, quant à elle, être sensiblement cylindrique, ou bien encore conformée telle que cela est décrit 3040201 7 plus loin en référence au second mode de réalisation de l'invention. De cette manière, la section de passage de fluide entre la bague 22 et la portion 5 de la paroi de la tige 6 est progressivement réduite lorsque la portion 5 de la paroi de la tige 6 est recouverte par la bague 22. 5 Dans une variante de réalisation, illustrée sur les figures 2 et 3, éventuellement combinable avec la variante précédente, la surface extérieure 6a de la portion 5 de la paroi de la tige 6 présente au moins une rainure axiale 7 s'étendant entre l'orifice 26 et le piston 30. La profondeur de ladite rainure axiale 7 est progressivement augmentée depuis le piston 30 jusqu'à l'orifice 26. 10 Ici également, la section de passage de fluide entre la bague 22 et la portion 5 de la paroi de la tige 6 est ainsi progressivement réduite lorsque la portion 5 de la paroi de la tige 6 est recouverte par la bague 22. La figure 4 illustre un second mode de réalisation de l'invention correspondant à une inversion de structure entre la portion 5 de la paroi de la 15 tige 6 et la bague 22. Ce second mode de réalisation peut notamment être combiné avec le premier mode de réalisation décrit ci-avant. Dans ce deuxième mode de réalisation, la surface intérieure 22a de la bague 22 présente un diamètre intérieur progressivement réduit depuis une première extrémité 22b de la surface intérieure 22a jusqu'à une deuxième 20 extrémité 22c de la surface intérieure. La première extrémité 22b de la surface intérieure est avantageusement plus proche du piston 30 que la deuxième extrémité 22c de la surface intérieure 22a. La surface intérieure 22a de la bague 22 peut ainsi être de forme sensiblement conique, avec une extrémité de large diamètre à proximité du 25 piston 30 et une extrémité de petit diamètre à proximité de l'orifice 26. Dans ce cas, la surface extérieure 6a de la portion 5 de la paroi de la tige 6 peut, quant à elle, être sensiblement cylindrique, ou conformée telle que cela a été décrit ci-avant concernant le premier mode de réalisation. Dans une variante de réalisation, illustrée sur les figures 5 et 6, 30 éventuellement combinable avec la variante précédente, la surface intérieure 22a de la bague 22 présente au moins une rainure axiale 9 s'étendant entre la première extrémité 22b et la deuxième extrémité 22c de la surface intérieure 22a de la bague 22. 3040201 8 Ladite rainure axiale 9 peut notamment être telle que sa profondeur est progressivement réduite depuis la première extrémité 22b de la surface intérieure 22a, proche du piston 30, jusqu'à la deuxième extrémité 22c de la surface intérieure 22a, plus éloignée du piston 30. 5 Dans certains mode de réalisation de l'invention notamment illustrés figures 2 et 5, la surface extérieure 6a de la paroi de la tige 6 peut présenter une gorge collectrice 23 au niveau de l'orifice 26. Une telle gorge collectrice 23 est notamment avantageuse lorsque la paroi de la tige 6 et/ou la bague 22 présente(nt) des rainures axiales 7, 9, de manière à garantir une bonne 10 alimentation de l'orifice 26. Dans tous les modes de réalisation, la bague 22 peut par ailleurs présenter une portion cylindrique de surface intérieure destinée à assurer le guidage relatif entre la bague 22 et la tige 6. Une telle portion cylindrique peut par exemple s'étendre à partir de la deuxième extrémité 22c de la surface 15 intérieure 22a détaillée ci-avant. De même, dans tous les modes de réalisation, la tige 6 peut présenter une portion cylindrique de surface extérieure disposée de sorte à assurer le guidage relatif entre la bague 22 et la tige 6. Différentes configurations et formes pour la surface extérieure 6a de 20 la portion 5 de la paroi de la tige 6 et la surface intérieure 22a de la bague 22 sont envisageables, en fonction de la progressivité d'amortissement voulu. Par exemple des formes de cône ou de fond de rainures droits, courbés ou en escalier. Différents nombres de rainures peuvent également être envisagés. Le choix des nombres de rainures et/ou des formes peut être optimisé par calcul 25 pour répondre à un aspect de standardisation d'outillage d'une part, et au respect de la section débitante voulue d'autre part. Une telle mise en forme de la bague 22 et/ou de la tige 6 est une opération particulièrement simple et peu couteuse. Par ailleurs, la section de passage de fluide entre la bague 22 et la tige 6 peut ainsi être contrôlée 30 précisément en agissant sur la forme géométrique desdites bague 22 et tige 6. Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, le piston 30 peut comporter des passages axiaux 40 répartis de manière circonférentielle entre la tige 6 et la paroi 18 du cylindre 8, 18. Une bague d'obturation 34 peut être 3040201 9 disposée en face des passages 40 du piston 30 de manière à être libre de coulisser le long de la tige 6 entre le piston 30 et une bague butée 32. Cette dernière peut être rigidement liée à la tige 6 et autorise un passage d'huile entre la tige et la paroi 18 du cylindre 8, 18 ; plus particulièrement entre sa 5 surface extérieure et la paroi 18. Un ressort de pression peut également être prévu entre les bague d'obturation 34 et la bague butée 32, de manière à faciliter la fermeture des passages 40 du piston 30. REVENDICATIONS1. Dispositif coulissant (2) comprenant : - un cylindre (8, 18) ; - un piston (30) monté coulissant dans le cylindre (8, 18) ; - une tige (6) reliée au piston (30), la tige étant creuse axialement et comprenant une paroi ; - au moins un orifice (26) dans la paroi de la tige (6) configuré pour qu'un fluide accueilli dans le cylindre et déplacé par un mouvement coulissant du piston soit refoulé au travers dudit orifice ; - des moyens d'amortissement d'un mouvement de coulissement du dispositif, lesdits moyens comprenant une bague (22) coulissant sur la tige (6) et liée en mouvement avec le cylindre (8, 18), caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comportent en outre une portion (5) de la paroi de la tige (6) disposée entre l'orifice (26) et le piston (30), et en ce que ladite bague (22) et ladite portion de la paroi de la tige (6) sont conçues de sorte qu'une section de passage de fluide entre la bague (22) et la portion de la paroi de la tige (6) soit progressivement réduite lors du recouvrement de la portion de la paroi de la tige (6) par la bague (22). 2. Dispositif coulissant (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une surface extérieure (6a) de la portion (5) de la paroi de la tige (6) présente un diamètre extérieur progressivement réduit du piston (30) vers l'orifice (26). 3. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une surface extérieure (6a) de la portion (5) de la paroi de la tige (6) présente au moins une rainure axiale (7) telle qu'une profondeur de ladite rainure axiale est progressivement augmentée du piston (30) vers l'orifice (26). 4. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une surface intérieure (22a) de la bague (22) présente un diamètre intérieur progressivement réduit d'une première extrémité (22b) de la surface intérieure vers une deuxième extrémité (22c) de la surface intérieure, la 3040201 11 première extrémité de la surface intérieure étant plus proche du piston (30) que la deuxième extrémité de la surface intérieure. 5. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une surface intérieure (22a) de la bague (22) présente au 5 moins une rainure axiale (9) telle qu'une profondeur de ladite rainure axiale (9) est progressivement réduite d'une première extrémité (22b) de la surface intérieure vers une deuxième extrémité (22c) de la surface intérieure, la première extrémité de la surface intérieure étant plus proche du piston (30) que la deuxième extrémité de la surface intérieure. 10 6. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une surface extérieure (6a) de la paroi de la tige (6) présente une gorge collectrice (23) au niveau dudit au moins un orifice (26) dans la paroi de la tige (6). 7. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 6, 15 caractérisé en ce que l'une parmi une surface extérieure (6a) de la portion de la paroi de la tige (6) et une surface intérieure (22a) de la bague (22) est cylindrique. 8. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage et d'étanchéité (20) 2 0 entre le cylindre (8, 18) et la tige (6), la bague (22) étant située axialement entre lesdits moyens (20) et le piston (30) et préférentiellement liée auxdits moyens de guidage et d'étanchéité (20). 9. Dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le creux de la tige (6) est débouchant à au moins une 25 extrémité de ladite tige, le piston (30) étant préférentiellement situé à une extrémité débouchante de ladite tige. 10. Véhicule automobile comprenant un dispositif coulissant (2) selon l'une des revendications 1 à 9, le cylindre (8, 18) étant relié à un moyeu d'une roue du véhicule automobile et la tige (6) étant reliée à un châssis du 3 0 véhicule automobile.