FR2480382A1

FR2480382A1 - HYDROPNEUMATIC DAMPER FOR VEHICLES

Info

Publication number: FR2480382A1
Application number: FR8107495A
Authority: FR
Inventors: Jean Hardt
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Rio Tinto Switzerland AG
Priority date: 1980-04-14
Filing date: 1981-04-14
Publication date: 1981-10-16
Also published as: GB2073846A; BE888414A; DE3020840A1; IT1136877B; IT8120858A0; BR8102208A; NL8101601A

Abstract

DANS LES AMORTISSEURS COMPRENANT UN CYLINDRE DIVISE EN DEUX CHAMBRES DE TRAVAIL PAR UN PISTON SEPARATEUR, IL SE MANIFESTE SUR LA SURFACE INTERNE 56 DU CYLINDRE AINSI QUE SUR LE PISTON SEPARATEUR 20, EN RAISON DE LA CONFIGURATION DU PISTON SEPARATEUR, DES PHENOMENES D'USURE QUI SONT TRES PREJUDICIABLES AU FONCTIONNEMENT DE L'AMORTISSEUR 10 PAR UN PASSAGE INDESIRABLE, D'UN MILIEU, GAZEUX OU LIQUIDE, D'UNE CHAMBRE DE TRAVAIL DU CYLINDRE A L'AUTRE CHAMBRE DE TRAVAIL. POUR REDUIRE LES PHENOMENES D'USURE PRECITES ET AMELIORER LE MODE DE FONCTIONNEMENT, ON A PREVU SUR LE PISTON SEPARATEUR 20 UN DISPOSITIF PRESENTANT LA FORME D'UNE SECURITE 46 QUI EMPECHE LE PISTON SEPARATEUR 20 D'ENTRER EN CONTACT AVEC LA SURFACE INTERNE 56 DU CYLINDRE 12.IN SHOCK ABSORBERS CONSISTING OF A CYLINDER DIVIDED INTO TWO WORKING CHAMBERS BY A SEPARATING PISTON, WEAR ON THE INTERNAL SURFACE 56 OF THE CYLINDER AS WELL AS ON THE SEPARATOR PISTON 20, DUE TO THE CONFIGURATION OF THE SEPARATOR PISTON, WEAR PHENOMENA ARE VERY PREJUDICABLE TO THE OPERATION OF THE SHOCK ABSORBER 10 BY AN UNDESIRABLE PASSAGE, OF A GAS OR LIQUID MEDIUM, FROM ONE CYLINDER WORKING CHAMBER TO THE OTHER WORKING CHAMBER. TO REDUCE THE ABOVE WEAR PHENOMENA AND IMPROVE THE MODE OF OPERATION, A DEVICE HAS BEEN PROVIDED ON THE SEPARATOR PISTON 20 IN THE FORM OF A SAFETY 46 WHICH PREVENTS THE SEPARATOR PISTON 20 FROM COMING IN CONTACT WITH THE INTERNAL SURFACE 56 OF THE CYLINDER 12.

Description

L'invention se rapporte à un amortisseur comprenant un cylindreThe invention relates to a shock absorber comprising a cylinder

dans lequel est disposé un piston séparateur pouvant se déplacer li- in which is disposed a separating piston which can move freely

brement en mouvement alternatif et qui divise le cylindre en deux reciprocating motion which divides the cylinder in two

chambres de travail, plus précisément en une chambre destinée à con- chambers, more precisely into a chamber intended to con-

tenir un milieu gazeux et une autre chambre destinée à contenir un hold a gaseous medium and another chamber intended to contain a

milieu liquide, le piston séparateur agencé dans le cylindre pré- liquid medium, the separating piston arranged in the cylinder

sentant au moins une gorge annulaire destinée à recevoir une ou plu- sensing at least one annular groove for receiving one or more

sieurs bagues d'étanchéité et/ou de guidage en matière plastique. Sealing rings and / or plastic guides.

Les amortisseurs qui sont fréquemment utilisés sur les véhicu- Shock absorbers which are frequently used on vehicles

les sont fixés, d'une part, dans la région proche de l'ace de roue et, d'autre part, au châssis du véhicule. Etant donné que la majeure partie de la masse d'un amortisseur se trouve sur la partie de cet they are fixed, on the one hand, in the region close to the wheel ace and, on the other hand, to the chassis of the vehicle. Since most of the mass of a shock absorber is on the part of this

amortisseur qui est fixée à l'axe de roue, la réduction de cas mas- damper which is attached to the wheel axle, the reduction of the mas-

ses non suspendues sur les véhicules revêt une importance considéra- unsprung vehicles is of considerable importance.

ble, d'autant plus que, par exzemple dans le cas des véhicules auto- particularly as, for example, in the case of

mobiles, une diminution des masses non suspendues n'entraîne pas seu- mobile, a decrease in unsprung masses does not only lead to

lement une diminution de la consommation de combustible mais égale- decrease in fuel consumption but also

ment un meilleur confort de suspension. better suspension comfort.

Compte tenu de ces besoins, il y a donc un intérêt particuliè- In view of these needs, there is therefore a particular interest

rement grand à utiliser des amortisseurs relativement légers et ca- large enough to use relatively light and

pables de rester entièrement efficaces pendant une longue durée. to remain fully effective for a long time.

Toutefois, jusqu'à présent, l'utilisation d'amortisseurs com- However, until now, the use of shock absorbers

prenant un cylindre en aluminium se heurtait à des procédés de fa- taking an aluminum cylinder was confronted with

brication de ces cylindres qui étaient coûteux pour la production en série parce que, normalement, ces cylindres doivent être munis d'une couche séparatrice ou de glissement pour empêcher la formation de rayures sur la paroi du cylindre et, éventuellement, dans la cas de these cylinders which were expensive for series production because, normally, these cylinders must be provided with a separating or sliding layer to prevent the formation of scratches on the wall of the cylinder and, possibly, in the case of

l'utilisation de pistons séparateurs métalliques, pour éviter le sou- the use of metal separator pistons, to avoid the

dage de la paroi sur le piston par frottement. the wall on the piston by friction.

Pour des raisons d'économie de poids et de place, on utilise des pistons séparateurs qui sont relativement courts comparativement For reasons of economy of weight and space, separator pistons are used which are relatively short compared

à leur diamètre. Il est également connu d'utiliser des bagues d'étan- to their diameter. It is also known to use rings of

chéité et/ou des segments racleurs. and / or scraper segments.

Après des études approfondies des causes qui déterminent l'usu- After thorough studies of the causes that determine the usu-

re des internes des cylindres, on a constaté que les pistons sépara- internal cylinders, it has been found that the separate pistons

teurs guidés dans les cylindres et qui peuvent se déplacer alterna- guided in the cylinders and which can move alternately

tivement dains les deux sens tendent à s'incliner et, de cette façon, à frotter:ur la paroi du cylindre avec un contact métal sur métal In both cases, the two directions tend to tilt and, in this way, to rub on the wall of the cylinder with a metal-on-metal contact.

qui provoque une uú,re.which causes a uú, re.

Dans mun cylinire en alliage d'aluminium, un contact métal sur métal entre le piston séparateur et la paroi du cylindre qui résul- In an aluminum alloy cylinder, a metal to metal contact between the separator piston and the cylinder wall which results in

te d'une inclinaison du piston provoque, par affinité, des domma- tance of the piston causes, by affinity, damage to

ges qui affectent principalement la surface de la paroi du cylindre et, par voie de consequence, les bagues d'étanchéité du piston. La raison qui entraîne l'inclinaison, génératrice d'usure, du piston which mainly affect the surface of the cylinder wall and, consequently, the piston sealing rings. The reason which causes the inclination, generatrix of wear, of the piston

séparateur, est essentiellement à rechercher dans le mode de cons- separator, is essentially to be found in the mode of con-

truction de ce piston. De l'usure, il résulte une détérioration du truction of this piston. Wear results in a deterioration of the

fonctionnement par passage du gaz d'une chambre à l'autre. operation by passage of gas from one chamber to another.

L'invention a pour but de créer un amortisseur qui possède une grande longévité et avec lequel les inconvénients qui affectent les amortisseurs du Senre précité connus dans la technique antérieure The object of the invention is to create a shock absorber which has a long life and with which the disadvantages which affect the shock absorbers of the aforementioned Senre known in the prior art

soient supprimés.be deleted.

Suivant l'invention, ce problème est résolu par le montage d'une According to the invention, this problem is solved by mounting a

sécurité qui s'oppose à l'entrée en contact entre le piston sépara- which prevents the contact between the separate piston

teuâ, et la paroi du cylindre.teuâ, and the wall of the cylinder.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention serntt Other features and advantages of the invention serntt

mieux compris à la lecture de la desciption qui va suivre d'un exem- better understood by reading the following description of an example

ple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 est une vue partielle et en coupe du cylindre de pression de l'amortisseur, sur laquelle l'amortisseur se trouve à l'état chargé; la figure 2 est une rue partielle et en coupe du cylindre de pression de l'amortisseur, sur laquelle l'amortisseur se trouve à l'état déchargé; embodiment and with reference to the accompanying drawings, in which, Figure 1 is a partial sectional view of the pressure cylinder of the damper, on which the damper is in the loaded state; Figure 2 is a partial sectional street of the pressure cylinder of the damper, on which the damper is in the unloaded state;

la figare 3 montre un exemple de réalisation d'un piston sépa- Fig. 3 shows an embodiment of a separate piston

rateur dans un état brut de fabrication la figure 4 montre un piston séparateur suivant le premier in a rough state of manufacture FIG. 4 shows a separator piston according to the first

exemple de réalisation, mais à l'état définitivement terminé. example embodiment, but in the final state.

Suivant les figures 1 et 2, l'amortisseur 10 comprend un cy- According to FIGS. 1 and 2, the damper 10 comprises a

lindre 12 relié d'une façon non représentée à l'axe de roue d'un vé- linder 12 connected in a manner not shown to the wheel axle of a vehicle

hicule et une tige de piston 14 reliée au châssis de ce véhicule. and a piston rod 14 connected to the chassis of this vehicle.

A la tige de piston 14 est relié d'une façon connue un pis- At the piston rod 14 is connected in a known manner a piston

ton 16 qui est muni de clapets de fermeture ou de laminage, non re- 16 which is equipped with closing or rolling valves,

présentés, qui travaillent dans un sens ou dans les deux sens. Entre le fond 18 du cylindre 12 et le piston travaillant 16 est prévu un piston séparateur 20 qui peut se déplacer librement dans les deux sens à l'intérieur du cylindre 12 et qui divise le cylindre 12 en deux chambres de travail 22 et 24, plus précisément, en une chambre presented, working in one direction or both ways. Between the bottom 18 of the cylinder 12 and the working piston 16 is provided a separating piston 20 which can move freely in both directions inside the cylinder 12 and which divides the cylinder 12 into two working chambers 22 and 24, more precisely, in a room

22 destinée à contenir un milieu gazeux et une autre chambre 24 des- 22 to contain a gaseous medium and another chamber 24

tinée à contenir un milieu liquide. designed to contain a liquid medium.

Suivant l'exemple de réalisation d'un piston séparateur 20 According to the embodiment of a separator piston 20

qui est représenté sur les figures 3 et 4, on a tout d'abord fabri- which is shown in FIGS. 3 and 4, first of all,

qué, comme on l'a représenté sur la figure 3, une ébauche 26, cnns- that, as shown in Figure 3, a draft 26, which

titué par une pièce extrudée, fondue sous pression ou frittée, de manière à permettre de se dispenser de l'usinage par enlèveoe nt de copeaux qui, autrement, est habituelle pour la fabrication de tels formed by an extrusion, melted under pressure or sintered, so as to dispense with machining by removing chips that otherwise is customary for the manufacture of such

pistons.pistons.

L'ébauche 26 présente sur sa périphérie extérieure une sail- The blank 26 has on its outer periphery a projection

lie annulaire 28 présentant des surfaces 32 et 34 qui s'étendent per- annular ring 28 having surfaces 32 and 34 that extend

pendiculairement à l'axe longitudinal 30 de l'ébauche, ainsi que deux évidements 36 et 38 en forme de cuvette, situés respectivement aux deux extrémités, qui sont séparés l'un de l'autre par une cloison perpendicularly to the longitudinal axis 30 of the blank, and two recesses 36 and 38 in the form of a bowl, respectively located at both ends, which are separated from each other by a partition

et limités à la périphérie par des parois annulaires 42 et 44 res- and limited at the periphery by annular walls 42 and 44 res-

pectivement. Dans une autre phase du travail de la fabrication du piston séparateur 20, on emmanche ure bague 48 ou 50 en matière plastique sur la paroi annulaire correspondante 42 ou 44, suffisamment loin pour que la bague s'appuie contre la surface correspondante 32 ou 34 de la saillie 28 de l'ébauche 26. Après avoir emmanché les deux tively. In another phase of the work of the manufacture of the separator piston 20, a ring 48 or 50 of plastic material is placed on the corresponding annular wall 42 or 44, sufficiently far away for the ring to bear against the corresponding surface 32 or 34 of the projection 28 of the draft 26. After having fitted the two

bagues 48 et 50 qui forment la sécurité 46, on procède à la fixa- rings 48 and 50 which form the security 46, the procedure is followed

tion de ces bagues sur le piston par un procédé approprié, connu en soi, de déformations des parois annulaires 42 et 44, par exemple, un procédé d'épanouissement, de compression ou de refoulement, sous these rings on the piston by a suitable method, known per se, of deformations of the annular walls 42 and 44, for example, a process of expansion, compression or repression, under

l'effet duquel il ce forme aux deux extrémités extérieures du pis- the effect of which it forms at the two outer ends of the piston.

ton séparateur 20 des gorges annulaires 52 et 54 respectivement. your separator 20 annular grooves 52 and 54 respectively.

le diamètre extérieur du piston séparateur 20 et le diamètre the outer diameter of the separator piston 20 and the diameter

intérieur du cylindre 12 d'une part, la profondeur des gorges annu- inside the cylinder 12 on the one hand, the depth of the annular grooves

laires 52 et 54 et la hauteur de section des bagues de matière plas- lairs 52 and 54 and the section height of the rings of plastic material.

tiques 48 et 50, d'autre part, sont calculés de manière que, à l'état monté du piston séparateur 20 dans le cylindra 12, seules les deux bagues de matière plastique 48 et 50 soient en contact sur toute leur surface avec la surface interne 56 du cylindre 12 tandis que, au contraire, la surface circonférencielle 58 du piston séparateur 48 and 50, on the other hand, are calculated so that, in the mounted state of the separator piston 20 in the cylinder 12, only the two plastic rings 48 and 50 are in contact over their entire surface with the surface. internal 56 of the cylinder 12 while, on the contrary, the circumferential surface 58 of the separator piston

â0 reste toujours à une distance prédéterminée de la surface inter- always remains at a predetermined distance from the surface

ne 56 du cylindre dans toute les positions de service. No. 56 of the cylinder in all service positions.

Les deux bagues 48 et 50 peuvent être d'une configuration Both rings 48 and 50 may be of one configuration

telle que l'une de cos bagues exerce une fonction de guidage et l'au- such that one of the bushings has a guiding function and the

tre une fonction d'étanchéité. Toutefois, on peut également utiliser deux bagues d'étanchéité qui servent en même temps au guidage du be a sealing function. However, it is also possible to use two sealing rings which serve at the same time to guide the

piston séparateur.separator piston.

Pour l'étanchéité, on utilise de préférence une bague torique For sealing, a ring is preferably used

tandis que la bague 48 qui sert pour le guidage du piston est divi- while the ring 48 which serves for guiding the piston is divided

zée par une fente et présente avantageusement une section rectangu- zoned by a slot and advantageously has a rectangular section

laire ou carré. Comme matière pour les bagues d'étanchéité ou de gui- laire or square. As a material for sealing rings or guiding rings

-dage, on utilise de préférence le polytérafluoroéthylène. polytérafluoroethylene is preferably used.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation d'un The invention is not limited to the embodiment of a

piston séparateur qui est représenté sur les figures 2 et 3. Par exem- separator piston which is shown in FIGS. 2 and 3.

ple, il est également possible de fabriquer un piston séparateur com- ple, it is also possible to manufacture a com-

portant une seule gorge annulaire, de la façon décrite plus haut, si bearing a single annular groove, as described above, if

cela est souhaitable.this is desirable.

Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées Of course, various modifications may be made

par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit unique- by those skilled in the art to the device which has just been described

ment à titre d'exemple non limitatif sans pour cela sortir du cadre as a non-restrictive example without departing from

de l'invention.of the invention.

RE V E N D I CA T I ON SRE V E N D I CA T I ON S

1. Amortisseur comprenant un cylindre dans lequel est dis- 1. Shock absorber comprising a cylinder in which is dis-

posé un piston séparateur pouvant se d6placer librement en mouve- a separating piston which can move freely in motion.

ment alternatif et qui divise le cylindre en deux chambres de tra- alternatively, which divides the cylinder into two chambers of

vail, plus précisément en une chambre destinée A contenir un mi- vail, more precisely in a chamber intended to contain a half

lieu gazeux et une autre chambre destinée A contenir un milieu li- quide, le piston séparateur agencé dans le cylindre présentant au moins une gorge annulaire destinée à recevoir une, ou plusieurs a gaseous locus and another chamber for containing a liquid medium, the separator piston arranged in the cylinder having at least one annular groove for receiving one or more

bagues d'étanchéité et/ou de guidage en matière plastique, carac- sealing and / or guiding rings of plastic material,

térisé par le montage d'une sécurité (46) qui empêche le piston sé- secured by the mounting of a safety device (46) which prevents the piston

parateur (20) d'entrer en contact avec la paroi (56) du cylindre (12). 2. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sécurité (46) servant à empêcher le piston séparateur the spacer (20) to contact the wall (56) of the cylinder (12). Shock absorber according to Claim 1, characterized in that the safety device (46) serves to prevent the separating piston

(20) d'entrer en contact avec la paroi (56) du cylindre est eons- (20) to come into contact with the wall (56) of the cylinder is eons-

tituée par des gorges armnnulaires 52, 54) prévues respectivement aux governed by internal grooves 52, 54) respectively provided for in

extérmités extérieures du piston séparateur et dans chacune desquel- outside of the separator piston and in each of which

les est logée une bague d'étanchéité ou de guidage (48, 50). is housed a sealing ring or guide (48, 50).

3o Amortisseur suivant l'une quelconque des revendications Shock absorber according to one of the claims

1 et 2, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité ou de guidage (48, 50) qui forme la partie constitutive de la sécurité (46) est 1 and 2, characterized in that the sealing or guiding ring (48, 50) which forms the constituent part of the safety device (46) is

composée de la matière appelée polytètrafluoroéthylène. composed of the material called polytetrafluoroethylene.

4. Amortisseur suivant la revendication 3, caractérisé en Shock absorber according to Claim 3, characterized in

ce que la bague d'étanchéité (48) possède une section ronde. the sealing ring (48) has a round section.

5. Amortisseur suivant la revendication 3, caractérisé en Shock absorber according to Claim 3, characterized in that

ce que la bague de guidage (50) possède une section carréeou réec- the guide ring (50) has a square section or

tangulaire. 6. Amortisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un piston séparateur (20) fabriqué par un procédé tangulaire. Shock absorber according to Claim 1, characterized in that a separating piston (20) produced by a method is used.

en trois phases, les phases du procédé comprenant: (a) la fabrica- in three phases, the phases of the process comprising: (a) the manufacture

tion d'une ébauche (26); (b) la pose de bague5d'étanchéité ou de guidage (48 et 50) sur l'ébauche; et (c) la formation d'une ou a blank (26); (b) installing a sealing or guiding ring (48 and 50) on the blank; and (c) the formation of one or

plusieurs gorges annulaires (54 et/ou 56) sur le piston (20). several annular grooves (54 and / or 56) on the piston (20).

7. Amortisseur suivant la revendication 6, caractérisé en Shock absorber according to Claim 6, characterized in that

que l'ébauche (26) a été fabriquézsous la forme d'une pièce extru- that the blank (26) has been manufactured in the form of an extrusion

dée.being supplied.

8. Amortisseur suivsnt la revendication 6, caractérisé en ce que l'ébauche (26) a 6té fabriqua sous la forme 8. Shock absorber according to claim 6, characterized in that the blank (26) has been manufactured in the form

fonderie sous pression.die casting.

9. Amortisseur suivant la revendication 6, ce que l'ébauche (26) a 6t4 fabrique& sous la forme tée. d'une pièce de caractérisé en d'une pièce frit_ 10. JAmortissnur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'ébauche (26) présente sur sa p6riphérie extérieure une 9. Shock absorber according to claim 6, wherein the blank (26) has been manufactured in the form of tee. characterized in that the blank (26) has on its outer periphery a

saillie annulaire (28) présentant des surfaces (32 et 34) qui s'éten- annular projection (28) having surfaces (32 and 34) extending

dent perpendiculairement à l'axe longitudinal (30) de l'ébauche ain- perpendicular to the longitudinal axis (30) of the blank and

si que, à ses deux extrémités, deux évidements (36, 38) en forme de cuvette, qui sont séparés l'un de l'autre par une cloison (40) et sont limités à la périphérie par des parois annulaires (42 et 44 respectivement). if at its two ends there are two cup-shaped recesses (36, 38) which are separated from one another by a partition (40) and are peripherally bounded by annular walls (42 and 44). respectively).