FR2820180A1 - Automobile pneumatic suspension spring comprises closed section flexible element connecting lower base to upper end plate to form sealed chamber, piston in base moved to and fro in chamber by force moving it toward plate - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne un ressort pneumatique, en particulier un ressort à air utilisé dans les suspensions de véhicules automobiles. The present invention relates to an air spring, in particular an air spring used in the suspensions of motor vehicles.
Les ressorts de ce genre sont en général destinés à porter des charges tout en étant aptes à absorber des chocs en fonctionnant comme amortisseurs. Dans les suspensions de véhicule, ils servent également à absorber les vibrations et ainsi à diminuer le bruit. Springs of this kind are generally intended to carry loads while being able to absorb shocks by functioning as shock absorbers. In vehicle suspensions, they also serve to absorb vibrations and thus reduce noise.
L'invention concerne plus précisément les ressorts pneumatiques à piston dans lesquels la force est appliquée par un piston qui est fixé à l'une des extrémités d'un élément flexible sous forme d'un manchon ou d'une membrane reliant une embase inférieure à une plaque d'extrémité supérieure qui dans les suspensions de véhicule est fixée au châssis du véhicule. Ces éléments forment une chambre étanche qui est remplie d'un fluide, généralement de l'air. La pression de l'air peut être réglée afin d'adapter le ressort à des charges différentes. The invention relates more specifically to pneumatic piston springs in which the force is applied by a piston which is fixed to one end of a flexible element in the form of a sleeve or of a membrane connecting a lower base to an upper end plate which in vehicle suspensions is attached to the vehicle chassis. These elements form a sealed chamber which is filled with a fluid, generally air. The air pressure can be adjusted to adapt the spring to different loads.
L'élément flexible présente une certaine élasticité afin de permettre sa déformation en absorbant les chocs. Il est en général constitué par un élastomère comme le caoutchouc ou un matériau similaire. Le corps de cet élément flexible peut être renforcé par du tissu noyé dans le corps. L'élément flexible a globalement la forme d'un manchon. Les extrémités de l'élément élastique sont fixées d'une part contre la plaque d'extrémité supérieure et d'autre part contre le piston. The flexible element has a certain elasticity to allow its deformation by absorbing shocks. It is generally made up of an elastomer such as rubber or a similar material. The body of this flexible element can be reinforced with tissue embedded in the body. The flexible element is generally in the form of a sleeve. The ends of the elastic element are fixed on the one hand against the upper end plate and on the other hand against the piston.
Les extrémités de l'élément flexible sont en général fixées à ces éléments à l'aide d'anneaux estompés ou sertis. The ends of the flexible element are generally fixed to these elements using dimmed or crimped rings.
Le piston peut sous l'effet d'un force exercée sur lui être déplacé dans un mouvement de va-et-vient vers l'intérieur de la chambre étanche en se rapprochant de la plaque d'extrémité supérieure. L'élément flexible forme dans sa partie inférieure un lobe qui lors du mouvement du piston effectue un mouvement de roulement. Ainsi, l'air ou un autre fluide compressible confiné dans la chambre est comprimé et dilaté lors du mouvement en va-et-vient du piston. The piston can, under the effect of a force exerted on it, be moved back and forth towards the inside of the sealed chamber while approaching the upper end plate. The flexible element forms in its lower part a lobe which during the movement of the piston performs a rolling movement. Thus, the air or another compressible fluid confined in the chamber is compressed and expanded during the reciprocating movement of the piston.
Le ressort comporte avantageusement un organe de butée qui peut avoir la forme d'une plaque ou coupelle disposée sur l'extrémité du piston à l'intérieur de la chambre, en regard de la plaque d'extrémité supérieure. La plaque ou coupelle a une forme générale circulaire et comporte un trou central délimité par une jupe s'étendant vers le bas. The spring advantageously comprises a stop member which may have the form of a plate or cup arranged on the end of the piston inside the chamber, opposite the upper end plate. The plate or cup has a generally circular shape and has a central hole delimited by a skirt extending downwards.
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Cet organe de butée est apte à recevoir, lors de la compression du ressort, des organes élastiques fixés sous la plaque d'extrémité supérieure. Afin de bloquer la butée par rapport au piston, la jupe de la butée comporte sur sa face extérieure des nervures coopérant avec des rainures effectuées dans un fourreau disposé autour du piston et constituant un support pour l'organe de butée. This stop member is able to receive, during the compression of the spring, elastic members fixed under the upper end plate. In order to block the stop relative to the piston, the skirt of the stop has on its outer face ribs cooperating with grooves made in a sheath arranged around the piston and constituting a support for the stop member.
Le but de l'invention est de simplifier l'assemblage d'une telle structure de ressort pneumatique comprenant une butée et une fixation par un anneau de sertissage. Cela permet de réduire les frais de fabrication du ressort et de réduire en même temps le poids de l'ensemble. En plus, il est grâce à l'invention possible de supprimer les nervures et rainures constituant des moyens de blocage de la butée et par conséquent, on évite l'usinage correspondant sur la pièce formant butée. The object of the invention is to simplify the assembly of such a pneumatic spring structure comprising a stop and a fixing by a crimping ring. This reduces the manufacturing costs of the spring and at the same time reduces the weight of the assembly. In addition, it is thanks to the invention possible to eliminate the ribs and grooves constituting means for blocking the stop and consequently, the corresponding machining is avoided on the part forming a stop.
L'objet de l'invention est un ressort pneumatique comportant un élément flexible à section fermée reliant une embase inférieure à une plaque d'extrémité supérieure de manière à définir une chambre étanche apte à supporter une charge, ledit élément flexible étant fixé à ladite plaque d'extrémité supérieure et à ladite embase inférieure par des organes de fixation respectifs, ladite embase inférieure comprenant un ensemble formant piston pouvant être déplacé dans un mouvement de va-et-vient dans ladite chambre sous l'effet d'une force le sollicitant vers ladite plaque d'extrémité supérieure, ledit ensemble formant piston portant un organe de butée disposé en regard de ladite plaque d'extrémité supérieure et apte à servir de butée à des organes élastiques fixés sous ladite plaque d'extrémité supérieure, caractérisé par le fait que ledit organe de butée et ledit organe de fixation de l'élément flexible sur ladite embase sont effectués en une seule pièce. The object of the invention is a pneumatic spring comprising a flexible element with closed section connecting a lower base to an upper end plate so as to define a sealed chamber capable of supporting a load, said flexible element being fixed to said plate upper end and to said lower base by respective fixing members, said lower base comprising a piston assembly which can be moved back and forth in said chamber under the effect of a force urging it towards said upper end plate, said piston assembly carrying a stop member disposed opposite said upper end plate and capable of serving as a stop for elastic members fixed under said upper end plate, characterized in that said stop member and said flexible element fixing member on said base are made in one e single piece.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - ledit organe de fixation de l'élément flexible sur ladite embase comporte un anneau déformable pour le serrage de l'élément flexible contre l'ensemble formant piston ; - ledit anneau de serrage s'étend vers le bas à partir dudit organe de butée ; - ledit anneau de serrage est soudé sur l'organe de butée ; - ledit anneau de serrage est venu de matière avec l'organe de butée ; According to other characteristics of the invention: - said member for fixing the flexible element to said base comprises a deformable ring for clamping the flexible element against the piston assembly; - Said clamping ring extends downwards from said stop member; - Said clamping ring is welded to the stop member; - Said clamping ring came integrally with the stop member;
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- ledit anneau de serrage et ledit organe de butée sont obtenus par déformation plastique ; - ledit élément flexible est fixé contre l'ensemble formant piston en passant en dessous d'un rebord inférieur dudit anneau de serrage ; - l'ensemble formant piston présente une épaisseur réduite en regard de l'anneau de serrage. - Said clamping ring and said stop member are obtained by plastic deformation; - Said flexible element is fixed against the piston assembly passing under a lower edge of said clamping ring; - The piston assembly has a reduced thickness opposite the clamping ring.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre de deux modes de réalisation non limitatifs de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel l'anneau de sertissage est soudé sous la coupelle formant organe de butée ; - la figure 2 est une coupe longitudinale schématique d'un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel l'anneau de sertissage est venu de matière avec la coupelle formant organe de butée. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows of two nonlimiting embodiments of the invention, with reference to the appended figures in which: - Figure 1 is a schematic longitudinal section of a first embodiment of the invention in which the crimping ring is welded under the cup forming a stop member; - Figure 2 is a schematic longitudinal section of a second embodiment of the invention in which the crimping ring came integrally with the cup forming a stop member.
Les figures 1 et 2 montrent un ressort à air destiné à être utilisé dans la suspension d'un véhicule automobile. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette application puisque les ressorts pneumatiques trouvent bien d'autres applications, en particulier dans l'industrie. Figures 1 and 2 show an air spring for use in the suspension of a motor vehicle. However, the invention is not limited to this application since the air springs find many other applications, in particular in industry.
De ce fait, l'entourage technique et le fonctionnement du ressort ne seront pas décrits en détail puisque d'une part, ils ne se rapportent pas directement à l'invention, et d'autre part, ils sont bien connus dans ce domaine technique. Therefore, the technical environment and the operation of the spring will not be described in detail since on the one hand, they do not relate directly to the invention, and on the other hand, they are well known in this technical field .
Dans les figures, les éléments identiques ou équivalents porteront les mêmes signes de référence. In the figures, identical or equivalent elements will bear the same reference signs.
La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un ressort pneumatique 1 selon l'invention. Ce ressort comporte un ensemble formant piston 2 comportant un cylindre 3 à l'intérieur duquel une tige 4 est montée coulissante. La tige 4 est fixée à une plaque d'extrémité supérieure 5 du ressort. Figure 1 shows a first embodiment of a pneumatic spring 1 according to the invention. This spring comprises a piston assembly 2 comprising a cylinder 3 inside which a rod 4 is slidably mounted. The rod 4 is fixed to an upper end plate 5 of the spring.
La tige 4 y est fixée par l'intermédiaire de moyens constituant en même temps un amortisseur et qui comportent une rondelle d'extrémité 6, une douille 7 enfilée sur l'extrémité de la tige 4, et des moyens élastiques sous forme de bagues en caoutchouc 8,9 disposées The rod 4 is fixed to it by means constituting at the same time a damper and which comprise an end washer 6, a sleeve 7 threaded on the end of the rod 4, and elastic means in the form of rings in 8.9 rubber arranged
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autour de la douille 7 et entourées par des pièces métalliques faisant partie de cette plaque d'extrémité supérieure 5, mais qui ne seront pas décrites plus en détail puisqu'elles ne se rapportent pas à l'invention. Un écrou 10 est vissé sur l'extrémité filetée de la tige de piston 4, contre le disque d'extrémité 6. around the sleeve 7 and surrounded by metal parts forming part of this upper end plate 5, but which will not be described in more detail since they do not relate to the invention. A nut 10 is screwed onto the threaded end of the piston rod 4, against the end disc 6.
L'ensemble formant piston 2 comporte en outre un fourreau 11 entourant le cylindre 3 et déplaçable avec celui-ci. Ce fourreau peut être en matière plastique et il s'étend au-delà de l'extrémité du cylindre 3 de manière à former un anneau 12 sur lequel repose une coupelle 13 constituant une butée. La coupelle est pourvue d'un trou central délimité par une jupe 14 s'étendant vers le bas à l'intérieur de l'extrémité formant anneau 12 du fourreau 11. The piston assembly 2 further comprises a sheath 11 surrounding the cylinder 3 and movable therewith. This sheath can be made of plastic and it extends beyond the end of the cylinder 3 so as to form a ring 12 on which rests a cup 13 constituting a stop. The cup is provided with a central hole delimited by a skirt 14 extending downwards inside the ring-forming end 12 of the sleeve 11.
La coupelle 13 forme avec cette extrémité en anneau 12 du fourreau 11 une embase inférieure 15 dans laquelle la butée formée par la coupelle est destinée à recevoir et à servir de butée à des organes élastiques circulaires 16 fixés sous la plaque d'extrémité supérieure. The cup 13 forms with this ring end 12 of the sleeve 11 a lower base 15 in which the stop formed by the cup is intended to receive and serve as a stop for circular elastic members 16 fixed under the upper end plate.
Dans l'exemple illustré sur les figures, un organe élastique complémentaire 17 est disposé autour de la tige 4 du cylindre 3. Il est en caoutchouc et présente la forme d'un manchon qui s'étend du corps du cylindre 3 jusqu'à proximité d'une coupelle 18 fixée sur l'extrémité inférieure de la douille 7 et présentant un trou central 19 à travers lequel s'étend la tige 4. Cette coupelle sert de butée à l'organe élastique 17. In the example illustrated in the figures, a complementary elastic member 17 is disposed around the rod 4 of the cylinder 3. It is made of rubber and has the shape of a sleeve which extends from the body of the cylinder 3 to the vicinity a cup 18 fixed on the lower end of the sleeve 7 and having a central hole 19 through which the rod 4 extends. This cup serves as a stop for the elastic member 17.
Le ressort pneumatique comporte de manière classique en soi un élément flexible à section fermée 20. Cet élément flexible a la forme d'un manchon ou d'une membrane reliant l'embase inférieure 15 à la plaque d'extrémité supérieure 5. L'élément flexible est fixé à la plaque d'extrémité supérieure 5 et à l'embase inférieure 15 à l'aide d'organes de fixation respectifs permettant sa fixation à ces éléments par sertissage. The air spring conventionally comprises in itself a flexible element with a closed section 20. This flexible element has the form of a sleeve or of a membrane connecting the lower base 15 to the upper end plate 5. The element flexible is fixed to the upper end plate 5 and to the lower base 15 using respective fixing members allowing its fixing to these elements by crimping.
Ainsi, l'élément flexible 20 est fixé de manière étanche à la plaque d'extrémité supérieure 5 à l'aide d'un organe de fixation constitué par un premier anneau déformable constituant un anneau de sertissage classique 21. L'élément flexible 20 est serti par cet anneau contre la périphérie de la partie inférieure de la plaque d'extrémité supérieure 5. Thus, the flexible element 20 is tightly fixed to the upper end plate 5 by means of a fixing member constituted by a first deformable ring constituting a conventional crimping ring 21. The flexible element 20 is crimped by this ring against the periphery of the lower part of the upper end plate 5.
Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, un deuxième anneau déformable constituant un anneau de sertissage 22 est soudé sur la face inférieure de la coupelle 13 formant butée afin de fixer de According to the embodiment illustrated in Figure 1, a second deformable ring constituting a crimping ring 22 is welded to the underside of the cup 13 forming a stopper in order to fix
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manière étanche l'élément flexible 20 contre le fourreau 11 de l'ensemble formant piston 2. Ainsi, le deuxième anneau de sertissage 22 s'étend vers le bas à partir de cette surface. sealingly the flexible element 20 against the sheath 11 of the piston assembly 2. Thus, the second crimping ring 22 extends downward from this surface.
Comme illustré sur la figure 1, l'élément flexible 20 est serré contre l'ensemble formant piston 2 en passant en dessous du rebord inférieur de l'anneau de sertissage 22. Avantageusement, l'anneau 12 du fourreau 11 de l'ensemble formant piston 2 présente une épaisseur réduite en regard de l'anneau de sertissage 22. As illustrated in FIG. 1, the flexible element 20 is clamped against the piston assembly 2 by passing below the lower edge of the crimping ring 22. Advantageously, the ring 12 of the sleeve 11 of the assembly forming piston 2 has a reduced thickness opposite the crimping ring 22.
Grâce à l'invention qui propose un organe de butée 13 et un organe de fixation 22 en une seule pièce, l'assemblage du ressort pneumatique est sensiblement facilité. Plus précisément, l'anneau de sertissage 22 est automatiquement placé dans une position exacte pour le sertissage et il n'est plus nécessaire de dérouler l'élément flexible 20 vers le bas pour monter la coupelle formant butée 13 du fait que ce sousensemble est constitué par une seule pièce. De plus, la coupelle formant butée est bloquée en rotation dès que le sertissage est effectué et on n'a plus besoin de cannelures sur la face extérieure de la jupe 14 de la coupelle 13. Thanks to the invention which provides a stop member 13 and a fixing member 22 in one piece, the assembly of the air spring is substantially facilitated. More specifically, the crimping ring 22 is automatically placed in an exact position for crimping and it is no longer necessary to unwind the flexible element 20 downwards to mount the cup forming a stop 13 because this subassembly is constituted by one piece. In addition, the cup forming a stop is locked in rotation as soon as the crimping is carried out and there is no longer any need for grooves on the external face of the skirt 14 of the cup 13.
Le prix de revient du ressort pneumatique selon l'invention est ainsi réduit et le poids de l'ensemble diminue également par rapport à un ensemble classique avec un organe de butée et un anneau de sertissage en deux pièces. The cost price of the air spring according to the invention is thus reduced and the weight of the assembly also decreases compared with a conventional assembly with a stop member and a two-piece crimping ring.
La figure 2 montre un autre mode de réalisation du ressort pneumatique selon l'invention qui ne diffère de celui déjà décrit en référence à la figure 1 que par la réalisation de l'ensemble organe de butée-organe de fixation. Pour cette raison, les autres éléments ne seront pas décrits de nouveau. FIG. 2 shows another embodiment of the pneumatic spring according to the invention which differs from that already described with reference to FIG. 1 only by the production of the stop member-fixing member assembly. For this reason, the other elements will not be described again.
L'ensemble organe de butée-organe de fixation constitué par la coupelle 13 et l'anneau de sertissage 22 est obtenu par déformation plastique d'une ébauche tubulaire unique. The assembly stop member-fixing member constituted by the cup 13 and the crimping ring 22 is obtained by plastic deformation of a single tubular blank.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits, mais peut être appliquée à des ressorts pneumatiques de tous genres dans d'autres domaines d'application que celle d'un ressort pneumatique utilisé dans la suspension d'un véhicule automobile. Le ressort pneumatique peut par ailleurs être associé à un ressort hélicoïdal placé autour du ressort pneumatique. Selon d'autres variantes, le ressort Of course, the invention is not limited to the examples illustrated and described, but can be applied to pneumatic springs of all kinds in other fields of application than that of an air spring used in the suspension of a motor vehicle. The air spring can also be associated with a helical spring placed around the air spring. According to other variants, the spring
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pneumatique est dépourvu de tige de piston sans pour autant sortir du cadre de l'invention. pneumatic is devoid of piston rod without departing from the scope of the invention.
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