FR2731656A1

FR2731656A1 - Telescopic suspension leg for use in vehicle hydro-pneumatic suspension

Info

Publication number: FR2731656A1
Application number: FR9503029A
Authority: FR
Inventors: Denis Richard
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-09-20
Anticipated expiration: 2015-03-16
Also published as: FR2731656B1

Abstract

The telescopic suspension leg is formed with the inner part (12a), carrying the wheel of the vehicle and linked to the structure of the suspension leg by an internal oscillating cross arm (15), which connects to the upper outer part (12b) of the leg. This outer section is held by an elastic mounting (16), rigidly attached to the to the leg. The inner and outer sections slide, one within the other, along an axis, which is roughly vertical, by two guide bearings (21,22). The bearings connect the rod (19) and the tubular body (20), integral with the inner and outer sections, respectively.

Description

L'invention se rapporte à une jambe télescopique pour la suspension hydropneumatique d'un véhicule automobile. The invention relates to a telescopic leg for the hydropneumatic suspension of a motor vehicle.

Elle conceme plus particulièrement une telle jambe reliant une roue du véhicule à la structure de celui-ci en s'articulant d'une part sur un bras inférieur oscillant sensiblement transversal au véhicule et d'autre part dans un palier supérieur - ou articulation élastique - solidaire de la structure. It relates more particularly to such a leg connecting a wheel of the vehicle to the structure thereof by being articulated on the one hand on an oscillating lower arm substantially transverse to the vehicle and on the other hand in an upper bearing - or elastic articulation - integral with the structure.

Les jambes télescopiques de ce type comprennent en général, comme visible à la figure 1, une partie inférieure constituée d'un tube 1 solidaire d'un support de roue tel qu'un pivot 2 relié au bras inférieur 3 par une rotule 4 et une partie supérieure comprenant une tige 5 coulissant dans le tube 1 suivant un axe à peu près vertical et une entretoise tubulaire supérieure 6 constituant une douille interne de l'articulation élastique 7. Un élément élastique formant ressort de suspension est interposé entre les deux parties de la jambe en exerçant sur elles une poussée tendant à les écarter. Dans le cas d'une suspension hydropneumatique, la tige 5 est creuse de manière à conduire du liquide sous pression d'un accumulateur 8 à une chambre inférieure 9 délimitée dans le tube 1 par l'extrémité inférieure de la tige, formant piston 10. Telescopic legs of this type generally include, as shown in Figure 1, a lower part consisting of a tube 1 secured to a wheel support such as a pivot 2 connected to the lower arm 3 by a ball joint 4 and a upper part comprising a rod 5 sliding in the tube 1 along an approximately vertical axis and an upper tubular spacer 6 constituting an internal sleeve of the elastic joint 7. An elastic element forming a suspension spring is interposed between the two parts of the leg by pushing on them tending to spread them apart. In the case of a hydropneumatic suspension, the rod 5 is hollow so as to conduct liquid under pressure from an accumulator 8 to a lower chamber 9 delimited in the tube 1 by the lower end of the rod, forming a piston 10.

Le coulissement des deux parties de la jambe s'effectue au moyen de paliers de guidage formés par le piston 10 et par l'extrémité supérieure 11 du tube. La distance entre ces deux paliers varie lors du coulissement: en détente, c'est à dire quand la roue s'abaisse par rapport à la structure, les deux paliers se rapprochent et par suite le guidage se dégrade. The sliding of the two parts of the leg is carried out by means of guide bearings formed by the piston 10 and by the upper end 11 of the tube. The distance between these two bearings varies during sliding: in rebound, that is to say when the wheel lowers with respect to the structure, the two bearings come closer and consequently the guide degrades.

Par suite des forces appliquées à la jambe, respectivement verticales F1 et F2 par la roue et par la pression hydraulique ou par un ressort de suspension, et sensiblement horizontales F3 et F4 par le bras inférieur et par l'articulation élastique, les paliers de guidage 10 et 11 sont soumis à des efforts transversaux d'autant plus importants que ces paliers sont plus rapprochés et que celui 11 situé le plus haut est plus éloigné de l'articulation 10, d'où résultent des frottements nuisibles au coulissement de la jambe ainsi qu'au pivotement de la partie inférieure s'il s'agit d'une roue directrice, et générateurs d'usure et de jeux de fonctionnement. As a result of the forces applied to the leg, respectively vertical F1 and F2 by the wheel and by hydraulic pressure or by a suspension spring, and substantially horizontal F3 and F4 by the lower arm and by the elastic articulation, the guide bearings 10 and 11 are subjected to transverse forces which are all the more important as these bearings are closer together and as the one 11 located highest is further from the joint 10, from which result friction which is harmful to the sliding of the leg as well than pivoting of the lower part if it is a steerable wheel, and generators of wear and operating clearances.

L'invention vise à réduire ces inconvénients en proposant une jambe télescopique du type susmentionné dont le coulissement s'effectue avec peu de frottements quelle que soit la hauteur de la roue par rapport à la structure. The invention aims to reduce these drawbacks by proposing a telescopic leg of the aforementioned type, the sliding of which is carried out with little friction whatever the height of the wheel relative to the structure.

Elle concerne ainsi une jambe télescopique de véhicule, comprenant une partie inférieure portant une roue du véhicule et reliée à la structure de celui-ci par un bras oscillant inférieur transversal, et une partie supérieure maintenue par une articulation élastique solidaire de la structure, les deux parties coulissant l'une par rapport à l'autre suivant un axe sensiblement vertical au moyen de deux paliers de guidage qui relient une tige et un corps tubulaire respectivement solidaires de l'une et de l'autre des deux parties, et un moyen hydropneumatique exerçant sur celleswi une poussée axiale tendant à les écarter. It thus relates to a telescopic leg of a vehicle, comprising a lower part carrying a wheel of the vehicle and connected to the structure thereof by a transverse lower oscillating arm, and an upper part held by an elastic articulation integral with the structure, both parts sliding relative to each other along a substantially vertical axis by means of two guide bearings which connect a rod and a tubular body respectively integral with one and the other of the two parts, and hydropneumatic means exerting on thosewi an axial thrust tending to separate them.

Selon l'invention, la tige et le corps tubulaire sont respectivement solidaires de la partie inférieure et de la partie supérieure de la jambe, et le palier de guidage situé le plus haut est disposé au droit de l'articulation élastique. According to the invention, the rod and the tubular body are respectively integral with the lower part and the upper part of the leg, and the guide bearing located at the top is arranged in line with the elastic joint.

Suivant quelques caractéristiques intéressantes de l'invention,
Un accumulateur de pression est relié à une chambre supérieure
du corps tubulaire emplie de liquide et délimitée par l'extrémité
supérieure de la tige formant piston.According to some interesting features of the invention,
A pressure accumulator is connected to an upper chamber
tubular body filled with liquid and delimited by the end
upper part of the piston rod.

o le palier de guidage disposé au droit de l'articulation élastique
comporte un joint d'étanchéité logé dans une gorge du palier
inclinée de façon que la pression du liquide contenu dans la
chambre supérieure exerce sur la tige, au droit de ce palier, une
poussée transversale orientée vers l'extérieur du véhicule.o the guide bearing placed in line with the elastic joint
has a seal housed in a groove in the bearing
tilted so that the pressure of the liquid in the
upper chamber exerts on the rod, in line with this bearing, a
transverse thrust directed towards the outside of the vehicle.

o la chambre supérieure contient un tube cylindrique dans lequel
coulisse la tige et dont la partie supérieure est perforée de
manière à réaliser un amortissement croissant du coulissement
de la tige vers le haut. o the upper chamber contains a cylindrical tube in which
slides the rod and the upper part is perforated with
so as to achieve increasing damping of the sliding
from the stem up.

Deux modes de réalisation d'une jambe télescopique selon l'invention sont décrits ci-après, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels:
la figure 1 est une vue frontale simplifiée, en coupe transversale
partielle, d'une jambe télescopique selon l'art antérieur reliant une
roue d'un véhicule à la structure de celuici;
la figure 2 est une vue analogue d'une jambe télescopique selon
l'invention;
la figure 3 est une vue détaillée en coupe transversale et à plus
grande échelle de la partie principale de cette jambe
télescopique, selon un premier mode de réalisation;
la figure 4 est une vue analogue de la partie supérieure d'une
jambe télescopique selon un second mode de réalisation.Two embodiments of a telescopic leg according to the invention are described below, with reference to the accompanying drawings, among which:
Figure 1 is a simplified front view, in cross section
partial, of a telescopic leg according to the prior art connecting a
wheel of a vehicle with its structure;
Figure 2 is a similar view of a telescopic leg according
the invention;
Figure 3 is a detailed view in cross section and more
large scale of the main part of this leg
telescopic, according to a first embodiment;
Figure 4 is a similar view of the upper part of a
telescopic leg according to a second embodiment.

On voit sur la figure 2 une jambe télescopique 12 reliant une roue directrice 13 d'un véhicule à la structure 14 de celui-ci en s'articulant sur elle au moyen d'un bras inférieur oscillant 15 transversal au véhicule et d'une articulation supérieure élastique 16. We see in Figure 2 a telescopic leg 12 connecting a steerable wheel 13 of a vehicle to the structure 14 thereof by being articulated on it by means of an oscillating lower arm 15 transverse to the vehicle and an articulation elastic upper 16.

La jambe comprend d'une part une partie inférieure 12a comportant un support de roue usuel dit pivot 17 s'articulant par une rotule 18 sur le bras 15 et une tige sensiblement verticale 19, et d'autre part une partie supérieure 12b constituée d'un corps tubulaire 20 propre à coulisser sur la tige 19 grâce à deux paliers de guidage 21 et 22 situés respectivement à l'extrémité inférieure et à mi-hauteur du corps 20, dont l'extrémité supérieure porte un accumulateur hydropneumatique 8 communiquant avec une chambre supérieure 20a emplie de liquide et délimitée dans le corps 20 par le palier 22 et par l'extrémité supérieure 19a de la tige 19. The leg comprises on the one hand a lower part 12a comprising a usual wheel support called pivot 17 articulated by a ball joint 18 on the arm 15 and a substantially vertical rod 19, and on the other hand an upper part 12b consisting of a tubular body 20 capable of sliding on the rod 19 by virtue of two guide bearings 21 and 22 situated respectively at the lower end and halfway up the body 20, the upper end of which carries a hydropneumatic accumulator 8 communicating with a chamber upper part 20a filled with liquid and delimited in the body 20 by the bearing 22 and by the upper end 19a of the rod 19.

Comme visible à la figure 3, le corps tubulaire 20 est fixé par sertissage à la partie interne de l'articulation 16, et la tige 19 est fixée au pivot 17, par un écrou 23, avec interposition d'un embout 24 solidaire d'un tube 25 entourant partiellement la tige et le corps tubulaire 20 et maintenant à sa partie supérieure l'extrémité inférieure 27a d'un soufflet d'étanchéité 27 et une plaque annulaire d'appui 26 pour une butée élastique 28 dite d'attaque c'est-à dire limitant la montée de la roue par rapport à la structure. As can be seen in FIG. 3, the tubular body 20 is fixed by crimping to the internal part of the articulation 16, and the rod 19 is fixed to the pivot 17, by a nut 23, with the interposition of a nozzle 24 integral with a tube 25 partially surrounding the rod and the tubular body 20 and now at its upper part the lower end 27a of a sealing bellows 27 and an annular support plate 26 for an elastic abutment 28 called attack c ' that is to say limiting the rise of the wheel relative to the structure.

Les extrémités supérieures de cette butée et de ce soufflet sont maintenues par des moyens usuels sur le corps 20 et sur l'articulation supérieure 16 composée d'un anneau partiellement sphérique 29 en matière élastique adhérisé à une armature intérieure 30 recevant une pièce annulaire 31 d'appui de la butée 28 et à une armature extérieure 32 fixée à la structure 14. The upper ends of this stop and of this bellows are held by usual means on the body 20 and on the upper articulation 16 composed of a partially spherical ring 29 of elastic material adhered to an internal frame 30 receiving an annular part 31 d support of the stop 28 and an external frame 32 fixed to the structure 14.

Le palier de guidage inférieur 21, muni d'un joint d'étanchéité 33, porte une butée annulaire 34 de détente propre à coopérer avec une bague 35 solidaire de la tige 19 pour limiter l'abaissement de la roue par rapport à la structure. The lower guide bearing 21, provided with a seal 33, carries an annular abutment 34 of relaxation capable of cooperating with a ring 35 secured to the rod 19 to limit the lowering of the wheel relative to the structure.

Le palier de guidage supérieur 22 est maintenu par sertissage dans le corps tubulaire 20 et il comporte une gorge 36 contenant un joint annulaire 37 et inclinée de manière que la pression du liquide emplissant la chambre 20a et atteignant ce joint exerce sur la tige au droit de ce palier une poussée transversale orientée vers l'extérieur du véhicule comme la force F4 de réaction du palier 16 et compensant sensiblement la poussée opposée due à la force verticale F1 exercée par la roue sur la partie inférieure 1 2a de la jambe, dans un plan écarté de la rotule 18 vers l'extérieur du véhicule. The upper guide bearing 22 is held by crimping in the tubular body 20 and it has a groove 36 containing an annular seal 37 and inclined so that the pressure of the liquid filling the chamber 20a and reaching this seal exerts on the rod to the right of this bearing a transverse thrust oriented towards the outside of the vehicle as the reaction force F4 of the bearing 16 and substantially compensating for the opposite thrust due to the vertical force F1 exerted by the wheel on the lower part 1 2a of the leg, in a plane away from the ball joint 18 towards the outside of the vehicle.

La tige 19 comporte deux trous axiaux borgnes d'allègement, supérieur 38, et inférieur 39, ce dernier communiquant par un trou radial 40 avec une chambre annulaire inférieure 41 située, dans le corps 20, entre les deux paliers 21 et 22, de manière à évacuer les éventuelles fuites de liquide du palier 22 vers un circuit de récupération 42 aboutissant par un raccord 43 à l'extrémité inférieure de la tige. The rod 19 has two axial lightening blind holes, upper 38 and lower 39, the latter communicating through a radial hole 40 with a lower annular chamber 41 located, in the body 20, between the two bearings 21 and 22, so evacuating any leakage of liquid from the bearing 22 to a recovery circuit 42 terminating in a connector 43 at the lower end of the rod.

Selon la variante de la figure 4, le palier de guidage supérieur 22 est prolongé vers le haut par un tube cylindrique 44 qui est contenu dans la chambre 20a et dans lequel coulisse la tige 19. Le fond supérieur de ce tube est obturé par un disque 45 percé de trous 46 débouchant sur un clapet flexible inférieur 47 autorisant seulement l'introduction de liquide dans le tube, et ses parois sont perforées de trous 48 dimensionnés et disposés de manière à freiner l'écoulement de liquide hors du tube, lorsque la tige 19 s'élève, d'autant plus fortement que celle-ci est plus proche de sa position de fin de course supérieure 19h, ce qui procure un amortissement croissant du coulissement de la tige vers le haut. According to the variant of FIG. 4, the upper guide bearing 22 is extended upwards by a cylindrical tube 44 which is contained in the chamber 20a and in which the rod 19 slides. The upper bottom of this tube is closed by a disc 45 pierced with holes 46 opening onto a lower flexible valve 47 allowing only the introduction of liquid into the tube, and its walls are perforated with holes 48 sized and arranged so as to slow the flow of liquid out of the tube, when the rod 19 rises, all the more strongly as the latter is closer to its upper end position 19h, which provides increasing damping of the sliding of the rod upwards.

Grâce à la disposition du palier 22 au niveau de l'articulation élastique 16, la force transversale F4 appliquée à la partie inférieure 1 2a de la jambe par la structure par suite des efforts F1, F2, et F3 qui lui sont appliqués respectivement par la roue 13, par la pression hydraulique dans la chambre 20a et par le bras 15, ne génère aucune force transversale au droit du palier inférieur 21. De plus, cette force F4 s'appliquant à la tige par l'intermédiaire du palier 22 avec un appui hydraulique dû à l'inclinaison appropriée du joint d'étanchéité 37, le coulissement et la rotation de la tige dans les deux paliers s'effectuent avec un minimum de frottement. Il s'ensuit une optimisation de la fiabilité de la jambe télescopique, ainsi que de son fonctionnement vis-à-vis des débattements de suspension et des pivotements de la roue qu'elle porte. Thanks to the arrangement of the bearing 22 at the level of the elastic articulation 16, the transverse force F4 applied to the lower part 1 2a of the leg by the structure as a result of the forces F1, F2, and F3 which are applied to it respectively by the wheel 13, by the hydraulic pressure in the chamber 20a and by the arm 15, does not generate any transverse force to the right of the lower bearing 21. In addition, this force F4 applying to the rod via the bearing 22 with a hydraulic support due to the appropriate inclination of the seal 37, the sliding and the rotation of the rod in the two bearings are effected with a minimum of friction. It follows an optimization of the reliability of the telescopic leg, as well as its operation with respect to suspension travel and pivoting of the wheel which it carries.

Claims

1. Telescopic leg of a vehicle, comprising a lower part (12a) carrying a vehicle wheel and connected to the structure thereof by a transverse lower oscillating arm (15), and an upper part (12b) held by an elastic articulation (16) integral of the structure, the two parts sliding relative to each other along a substantially vertical axis by means of two guide bearings (21,22) which connect a rod (19) and a tubular body (20) respectively integral of one and the other of the two parts (12a, 12b), and a hydropneumatic means (8 ;; 20a) exerting on them an axial thrust tending to separate them,

characterized in that the rod (19) and the tubular body (20) are respectively integral with the lower part (12a) and the upper part (12b) of the leg, and the guide bearing (22) located higher is arranged in line with the elastic joint (16).

2. Telescopic leg according to claim 1,

characterized in that a pressure accumulator (8) is connected to an upper chamber (20a) of the tubular body filled with liquid and delimited by the upper end (19a) of the piston rod.

3. Telescopic leg according to claim 2,

characterized in that the guide bearing (22) disposed in line with the elastic articulation (16) comprises a seal (37) housed in a groove (36) of the bearing inclined so that the pressure of the liquid contained in the upper chamber (20a) exerts on the rod (19), in line with this bearing, a transverse thrust oriented towards the outside of the vehicle.

4 telescopic leg according to one of claims 2 and 3,

characterized in that the upper chamber (20a) contains a cylindrical tube (44) in which the rod slides (19) and the upper part of which is perforated so as to achieve increasing damping of the sliding of the rod upwards.