Brevet FR2008084A1 — publié le 19700116

L'invention concerne des dispositifs à piston et à cylindre actionnés par une pression de fluide. Pour empêcher la fuite de liquide d'un dispositif à piston et à cylindre actionné par une pression de fluide ( par exemple 5 hydrauliquement ), on, utilise un dispositif d'étanchéité entre le cylindre et le piston qui peuvent aller et venir relativement. Quand ces dispositifs fonctionnent dans des conditions salissantes, par exemple sur un véhicule de terrassement, des saletés risquent d'être entraînées par la tige de piston au-delà du 10 dispositif d'étanchéité ou d'une surface d'appui et il en résulte une usure du dispositif d'étanchéité ou de la surface d'appui et par conséquent un fonctionnement défectueux» Afin de protéger le dispositif d'étanchéité ou la surface d'appui contre ces dégâts, il est usuel d'employer un anneau frot-15 teur ou racleur interposé entre ledit dispositif ou ladite surface d'appui et l'extérieur du cylindre. Cet anneau frotteur porte con-. tre la surface de la tige de piston et en élimine les saletés de sorte que la tige de piston est propre lorsqu'elle atteint le dispositif d'étanchéité ou la surface d'appui. 20 L'un, des buts de l'invention est de fournir un dispositif perfectionné à piston et à cylindre actionné par une pression de ' fluide. Selon l'invention, on prévoit un dispositif à piston et à cylindre actionné par une pression de fluide, comportant un or-25 gane d'étanchéité ou frotteur annulaire entourant la pièce qui forme le piston, logé dans un évidement de cette pièce ou de celle qui forme le cylindre, chargé par un organe élastique placé dans ledit évidement et qui maintient constamment ledit organe, annulaire en contact étanche ou frottant avec . une surface de l'autire pièce, 30 ledit organe annulaire étant capable de se mouvoir d'un bloc dans 1'évidement, aussi bien en direction axiale qu'en direction radiale, contre l'action de l'organe élastique. L'organe annulaire peut être un anneau d'étanchéité; il peut aussi être un anneau frotteur. 35 L'organe annulaire peut avoir une forme sensiblement en U avec une aile plus longue que l'autre en direction axiale, l'aile 69 14771 2 2008084 la plus longue étant chargée élastiquement de façon à être maintenue constamment en contact avec la pièce qui ne porte pas 1'évidement, et l'aile la plus courte étant chargée élastiquement de façon à être maintenue en contact avec une paroi de retenue de cet évide-5 ment. A l'état libre, l'organe élastique peut avoir une section circulaire. L'organe annulaire peut être en résine d'acétal ou encore en polyamide* tandis que l'organe élastique peut être en caoutchouc 10 La description qui va suivre en regard des dessins anne xés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention: peut être réalisée, les particularités qui ressortant tant du texte que des figures faisant, bien entendu, partie de ladite invention. 15 - La figure 1 est une vue schématique en coupe partielle d'un vérin à double effet selon un premier mode d'exécution de l'in vention; - la figure 2 est une vue agrandie d'un ensemble d'anneau frotteur faisant partie de la construction de la figure 1; 20 - la figure 3 est une vue schématique en coupe partielle d'un vérin à double effet selon un deuxième mode d'exécution de l1invention? - la figure 4 est une vue agrandie d'un ensemble d'anneau frotteur faisant partie de la construction de la figure 3. 25 Sur les figures 1 et 2, un dispositif à piston et à cy lindre actionné par une pression de fluide ( dans le cas présent hydraulique ), constituant un vérin télescopique à double effet 5^» comprend un cylindre 1 qui, tel qu'il est "représenté sur la figure 1, est fermé à son extrémité de droite et dans lequel peut cou-30 lisser en va-et-vient un plongeur comprenant une tige de piston 2 solidaire d'un piston 2a. La tige de piston 2 dépasse vers la gauche de la figure 1 à travers une ouverture de cylindre la, un presse-garniture lh, un coussinet le et un ensemble d'anneau frotteur ■ (décrit en détail ci-après ) pour arriver à l'extérieur du cylin-35 dre. ; Le piston 2a est muni d'un anneau usuel d'étanchéité 2b monté dans une gorge" appropriée' à sa périphérie. 69 14771 3 2008084 Un; évidement ou logement 3 à extrémité ouverte est pré-wu dans la portion terminale de gauche du coussinet le qui entoure la tige de piston 2. Un épaulement 4 formé sur un chapeau terminal fileté 4a est disposé à l'entrée du logement et un organe annulaire 5 ou anneau frotteur 5 est prévu dans le logement. Cet anneau frotteur comprend une base 6 et deux ailes 7 et 8 partant de cette base. Ces ailes divergent l'une de l'autre dans la direction: générale de l'axe du cylindre. L'ensemble comprend aussi un organe élastique 9 en forme d'anneau torique* disposé entre le logement 3 et 10 l'anneau 5. La longueur axiale entre l'extrémité de l'aile 8 et la base de l'anneau 5 est supérieure à la longueur axiale entre l'extrémité de l'aile 7 et la base de l'anneau. Etant donné que dans ce mode d'exécution l'anneau 5 doit 15 jouer le rôle d'un anneau frotteur, il peut être fait en matière plastique dure* par exemple en une résine d'acétal ou en polyamide, et l'organe élastique 9 est avantageusement en caoutchouc. En service, les dimensions de l'anneau 5 et du logement 3 sont telles que l'organe élastique 9 sollicite l'anneau 5 à s'é-20 carter de l'extrémité fermée du logement de sorte qu'il y a un espacement entre l'extrémité de l'anneau et l'extrémité fermée ou base du logement et que l'aile 7 est appuyée contre 1'épaulement 4, tandis que l'extrémité extérieure de l'aile 8 porte contre la tige de piston 2. On obtient ainsi effectivement une action d'essuyage 25 sur la tige de piston afin d'empêcher l'adhérence de corps étrangers à la surface extérieure de cette tige. Si les corps étrangers sont par exemple de la boue gelée, le choc initial contre l'anneau frotteur est absorbé par l'organe élastique 9. En. outre, les dimensions et la disposition des divers éléments sont telles que l'an-30 neau 5 peut "flotter" dans son logement; non seulement il compense ainsi tout défaut de concentricité entre la tige de piston et le cylindre mais il permet aussi le maintien du contact entre la tige de piston et l'anneau s'il se produit une inclinaison de la tige de piston. 35 Mon seulement l'organe élastique 9 sollicite l'anneau mais il assure aussi l'étanchéité à l'arrière de l'anneau. 69 14771 4 2008084 En variante, au lieu de jouer le rôle d'anneau frotteur, l'organe annulaire peut jouer le rôle d'anneau d'étanchéité et en pareil cas il est fait de toute matière convenant à cet effet. L'anneau exerce alors, une action d'étanchéité. 5 Que l'anneau exerce une action d'essuyage ou une action d'étanchéité, la force de frottement ou d'étanchéité est dirigée suivant une ligne passant par le bord frottant ou d'étanchéité de l'anneau et se dirigeant vers le centre de la section de l'organe élastique. Ainsi, les charges de choc et les forces d'impact ap-10 pliquées à ce bord sont transmises ' à l'organe élastique et absorbées par celui-ci. Sur les figures 3 et 4 des dessins annexés, un dispositif à piston et à cylindre à fonctionnement hydraulique selon le deuxième mode d'exécution présente la forme d'un, vérin télescopi-15 que à double effet S^ qui, comme on le voit sur.la figure 3, comprend une tige de piston 10, un cylindre 11 et un piston 12 d'urre seule pièce avec la tige de piston et pouvant aller et venir avec celle-ci dans le cylindre. La portion terminale de droite du cylindre 11 est fermée 20 et la tige de piston 10 dépasse à 1*'extérieur du vérin à travers un élément perforé lia qui est fixé de la façon représentée relativement au cylindre 11 et qui comporte des anneaux d ' étantchëité 11b et 11c. La tige de piston: 10 est munie dé deux évidemerrts ou 25 logements 13 formés par le piston 12 et de deux épaulements: 14 solidaires de la tige de piston.. Deux ensembles d'étanchéité 15/ 19 sont disposés dos à dos dans le logement. L'ensemble d'étanchéité 15/19 situé à la droite du piston- 12 sur la figure 3 est représenté en détail à plus grande é-30 chelle sur la figure 4. Le logement 13 porte un organe annulaire ou anneau d'étanchéité 15 comportant une base 16 et deux ailes 17 et 1B partant de cette base. Les deux ailes divergent l'une par rapport à l'autre dans la direction générale de l'axe du cylindre. Un organe élastique 19,. en forme d'anneau torique, est disposé en-35 tre l'anneau 15 et le logement 13. En service, les dimensions de l'anneau et du logement 69 14771 5 2008084 soirfc telles que l'organe élastique 19 sollicite l'anneau 15 à s'écarter d'une extrémité du logement de sorte qu'il y a un espacement entre l'extrémité de l'anneau et cette extrémité du logèment et que l'aile 17 est appuyée contre 1*épaulement'14 tandis que l'extrémité 5 extérieure de l'aile 18 porte contre le cylindre 11 de manière à assumer une fonction d'étanchéité. Comme dans le mode d'exécution décrit plus haut en regard des figures 1 et 2, les dimensions et la disposition des divers é-léments dans ce mode d'exécution sont telles que les deux anneaux 10 15 puissent "flotter" dans leurs logements respectifs 13.- Dans les deux modes d'exécution décrits ci-dessus, les organes élastiques sont sous la forme d'anneaux toriques, mais dans d'autres modes d'exécution ils pourraient par exemple Êtare faits d'une matière élastoimère ayant une section autre que torique. 15 On comprend que l'invention procure, un anneau frotteur et/ou un anneau d'étanchéité destiné à un dispositif.à piston et à cylindre actionné hydrauliquement., .cet anneau -étant associé au logement, sollicité élastiquement et capahle de se mouvoir (. cte "flotter" ) dans le logement pour s'adapter au mouvement du piston 20 dans une direction autre que la direction axiale du dispositif. L'invention n'est aucunement limitée aux vérins télesco-piques à double effet; dans d'autres modes d'exécution, elle peut s'appliquer avantageusement à des vérins à simple "effet. *•- ■ L'invention n'est aucunement limitée, non plus, à son ap-25 plication aux vérins ou dispositifs similaires du type hydraulique; dans d'autres modes d'exécution elle supplique avantageusement à des vérins ou dispositifs similaires du type actionné par pression de fluide gazeux, par.exemple aux vérins actionnés pneumatiquement. En outre, 1'invention n'est aucunement limitée aux dispo-30 sitions d'anneau -frotteur et d'étanchéité décrites en regard des dessins; dans d'autres modes d'exécution, on peut prévoir avantageusement d'autres dispositions; par exemple, on peut modifier la construction de 1 Br figure 3 en donnant à l'anneau d'étanchéité IIêi une structure semblable à celle .qui est indiquée dans l'ensemblfe de la 35 figure 2; on peut aussi, paFr exemple,? modifier la ' construction-de la figure 1 en.donnant à l'anneau d'éjfc anche ité 2b une structure 69 14771 s 2008084 semblable à celle qui est indiquée sur la figure 3, Enfin, l'invention n'est aucunement limitée à un anneau comprenant une base et deux ailes; dans d'autres modes d'exécution on pourrait prévoir des anneaux d'une autre section appropriée 5 fournissant les caractéristiques désirées d'étanchéité et/ou d'essuyage; par exemple l'anneau peut être dépourvu d'ailes mais avoir une forme telle qu'une portion marginale repose dans le logement, une face de cette portion étant en contact avec l'organe élastique et une autre portion marginale portant contre le piston, la ti-10 ge de piston, le cylindre ou un coussinet prévu dans le cylindre, selon le cas. 69 14771 7 © 2008084 REVENDICATIONS 1 - Dispositif à piston et à cylindre actionné par une pression de fluide comportant un organe d'étanchéité ou frotteur annulaire entourant la pièce qui forme le piston, logé dans un évi-5 dement de la pièce qui forme le piston ou de celle qui forme le cylindre, chargé par un organe élastique placé dans ledit évidement et qui maintient ledit organe annulaire en contact étarrche ou frottant avec une surface de l'autre pièce, ledit organe annulaire é-tant capable de se mouvoir d'un bloc dans 1'évidement, aussi bien 10 enr direction axiale qu'en direction radiale, contre l'action de l'organe élastique. 2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'organe annulaire est un anneau d'étanchéité. la revendication 3 - Dispositif selon/l, dans lequel l'organe annulaire est 15 un anneau frotteur. 4 - Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe annulaire a une forme sensiblement en U avec une aile plus longue que l'autre en direction axiale, l'aile la plus longue étant chargée élastiquement de façon à 20 être maintenue constamment en contact avec la pièce qui ne porte la. plus pas l'évidement, et 1'ail^courte étant chargée élastiquement de ' façon à être maintenue en contact avec une paroi de retenue de cet évidement. 5 - Dispositif selon une quelconque des revendications 25 précédentes, dans lequel l'organe élastique présente à l'état libre une section circulaire. 6 - Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe annulaire est en résine d'acétal. 7 - Dispositif selon une quelconque des revendications 30 1 à 5, dans lequel l'organe annulaire est en polyamide. B - Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe élastique est en caoutchouc. i i |