Brevet FR2356056A1 — publié le 19780120

La prése.l invention --oncerne un ressort à gaz comprimé. On connait déjà de tels ressorts qui sont utilisés de plus en plus, dsns de nombreuses ipplications, à la place de ressorts mécaniques. Ces ressorts comportent généralement un corps tubulaire formant fourreau à l'intérieur duquel est monté à coulissement un piston solidaire d'une tige faisant saillie à l'extérieur du irurreaut à l'une de ses extrémités. Le corps est rempli de gaz sous pression et le piston est agencé de manière à établir une communication entre les deux chambres qu'il délimite dans le corps, afin que, par suite de la différence des surfaces actives sur lesquelles agit le gaz sous pression des deux chambres, ce dernier tende à repousser la tige vers l'extérieur et à la faire sortir totalement du corps. Les ressorts à gaz comprimé connus à ce jour ont des pistons assurant l'étanchéité sur leur diamètre extérieur à l'intérieur du tube, soit par leur diamètre ajusté à celui de l'intérieur du tube, soit par des segmentes, soit par des joints caoutchouc. Des réglages de détente et compression s'obtiennent par des alésages traversant le piston, qui peuvent titre obstrués p3 r des rondelles métalliques ou joints caoutchouc mobiles sur une gorge du piston. Ces ressorts à gaz comprimé présentent plusieurs inconvénients - frottement sur la paroi intérieure du tube diminuat?le rendement - apparition fréquente de broutage si l'axe surlequel s'exerce l'effort n'est pas confondu avec l'axe du corps tubulaire - quand l'équilibreur est dans une position d'équilibre sous une charge, le segment ou l'anneau mobile situé dans la gorge sur le moindre contact se déplace et rompt l'équilibre, ce qui provoque le déplacement de la tige et de la charge supportée. L'invention a pour objet un ressort à gaz comprimé comportant un corps tubulaire fermé à ses deux extrémités par deux flasques frontaux, contenant un gaz sous pression et dans lequel est logé un piston coulissant solidaire, d'un coté, d'une tige axiale sortant du corps à travers l'un des flasques frontaux caractérisé en ce que le piston, en matière plastique, présente une surface latérale lisse écartée d'un jeu transversal par rapport à la surface interne du corps. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention le piston est éventuellement percé de part en part, dans le sens longitudinal, d'au moins un conduit. Dans ce cas le ou les orifices des conduits qui sont situés du côté de la tige, sont avantageusement obturés par un clapet appliqué élastiquement sur ces orifices. Le clapet est constitué de préférence par une rondelle en feuillard élastique, donnant ainsi une grande souplesse de réglage La présente invention, d'une part, remédie aux inconvéniez des fabrications existantes et, d'autre part, donne un rendement nettement plus élevé, constituant une importante économie et un encombrement moindre. En fonction d'une charge donnée, les composants de l'appareil sont de dimensions et poids nettement inférieurs. La souplesse de réglage s'acquiert en équilibrant le jeu extérieur au piston et le passage par le clapet. Du fait de la prévision d'un jeu important entre le piston et le tube, de l'ordre de 0,4 à 0,5 rnm, le frottement est fortement diminué et il se réduit à celui du passage de la tige dans le joint d'étanchéité monté à la sortie de cette tige. Cette forte diminution du frottement contribue également à augmenter le rendement et la longévite du ressort à gaz, ainsi qu'à diminuer l'effort exigé pour compriner le ressort. L"invention permet également de diminer notablement le prix de revient car à rendement egal on peut réduire sensiblement les dimensions des pièces utilisées. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs diverses formes d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en coupe axiale partielle d'un ressort à gaz comprimé selon l'invention - la figure 2 est un diagramme donnant la variation de l'effort en fonction de la course. - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe axiale de variantes d'exécution. Le ressort à gaz comprimé selon l'invention comporte essentiellement un corps tubulaire 1 fermé, à l'une de ses extrémités, par un flasque transversal 2 et, à son autre extrémité par un ensemble 3 de pièces transversales assurant l'étancbéité. Le corps 1 est rempli de gaz sous pression. Dans ce corps est logé un piston 4 en matière plastique lequel est solidaire d'une tige 5 sortant du corps 1 à travers l'ensemble d'étanchéité 3. Le piston 4 est monté sur une partie extrOme 5a de petit diamètre prolongeant la tige 5 proprement dite et il est maintenu contre un circlips 6 logé dans une gorge prévue dans cette partie Sa de petit diamètre. Le piston 4 est percé de part en part, dans le sens longitudinal, de conduits 7 dont les orifices situés du côté de la tige 5 sont obturés par une rondelle de feuillard 8 formant clapet. Cette rondelle 8 est repoussée contre le piston 4, pour obturer les orifices des conduits 7, par un ressort 9 prenant appui sur un épaulement 5b de la tige 5. Dans la variante d'exécution représentés sur la fig. 3 le ressort 9 est supprimé et la rondelle 8 présente d'elle-même une élasticité suffisante, dans sa zone marginale au droit des orifices des conduits 7, pour assurer normalement l'obturation de ces conduits. La rondelle 8 est alors bloquée dans sa partie centrale contre l'épaulement 5b sous l'action du piston 4 lui-meme serré sur l'épaulement au moyen d'un écrou 14 vissé,avec interposition d'une rondelle 15, sur l'extrémité filetée 5c de la partie extrême 5a de la tige 5. La tige 5 sort du corps tubulaire 1 en passant à travers un premier flasque annulaire 10 contenant un joint à lèvre en caoutchouc 11 et à travers un second flasque annulaire 12 contenant un feutre gras 13 ou une bague autolubrifiante. En se référant à la fig. I, on voit que le diamètre du piston 4 est nettement inférieur au diamètre interne du corps tubulaire 1 si bien qu'un jeu a, de l'ordre de 0,4 à 0,5 mm, est ménagé transversalement entre eux. De ce fait, le frottement du piston 4 sur l'intérieur corps tubulaire 1 est supprimé. Le seul frottement intervenant dans le fonctionnement du ressort à gaz est celui du au passage de la tige à travers le joint en caoutchouc 11 et le feutre gras 13. Les flasques annulaires 10 et 12 sont de préférence réalisés en matière plastique ce qui favorise les mouvements transversaux de la tige 5 et contribue à éviter le broutage. Du fait de la différence des surfaces actives de part et d'autre du piston,4, le gaz sous pression contenu dans le corps 1 tend à faire sortir complètement la tige 5. Lors du mouvement de rentrée, le clapet 8 cède, se déforme et ouvre le passage à travers les conduits ménagés dans le piston 4. Par contre, lors du mouvement de sortie de la tige, le clapet 8 maintient les conduits 7 fermés. De ce fait, le mouvement de sortie de la tige 5 est amorti ou freiné par rapport au mouvement de rentrée qui s'effectue plus facilement. Dans le cas où le ressort est utilisé comme équilibreur de charge constante, il demeure en place, en soutenant la- charge, sans bouger meme en cas de choc, ce qui n'est pas le cas des ressorts utilisant un joint d'étanchéité mobile placé dans la surface latérale du piston. Le diagramme de la fig. 2 fait ressortir la diminution du frottement obtenu avec le ressort à gaz suivant l'invention La courbe en traits interrompus donne la variation de l'effort en fonction de la course, dans le cas d'un ressort à gas connu comportant un joint d'étanchéité latéral frottant sur le corps tubulaire, tandis que la courbe en traits pleins correspond à un ressort à gaz selon l'invention. La différence des efforts dans les sens aller et retour, indiquée par les distances A et B dans le sens des ordonnées sur les deux courbes, correspond à l'importance du forttement. On voit que dans le cas du ressort à gaz selon l'invention, la perte due au frottement A est nettement inférieure à celle due au frottement B dans le cas d'un ressort comportant un joint d'étanchéité frottant sur la surface interne du corps tubulaire. Du fait de la réduction notable du frottement, le ressort à gaz comprimé selon l'invention peut donc & re réalisé sous un volume moindre et d'une manière plus économique, pour une puissance recherchée égale. A titre d'exemple, on peut indiquer que l'on a obtenu des performances similaires en utilisant un ressort à gaz comprimé suivant l'invention d'un diamètre de 18mm et un ressort à gaz suivant la technique connue d'un diamètre de 22mm. Toutefois, alors que le ressort à gaz connu exige un effort d'environ 10 daN pour sa rétraction, le ressort suivant-l'invention n' exige qu'un effort de 6 daN environ, d'ou une plus grande facilité de mise en oeuvre lorsqu'un tel ressort est utilisé pour provoquer l'ouverture d'un hayon de véhicule automobile. Dans ce cas, la fermeture du hayon exige un effort notablement inférieur à celui entraîné par un ressort à gaz connu. Suivant une caractéristique complémentaire du ressort à gaz suivant l'invention, on utilise avantageusement une tige 5 brunie (et non chromée) qui offre l'avantage d'etre autolubrifiante et économique. Suivant une variante d'exécution, représentée sur la fig.4, le piston 4 peut titre traversé par deux séries de conduits longitudinaux 7a et 7b répartis sur deux cylindres coaxiaux. Dans ce cas le piston 4 porte, sur sa face frontale proche de l'extrémité de la tige 5, un clapet élastique 16 de petit diamètre bloqué, dans sa partie centrale, par l'écrou 14 et obturant, d'un cOté, les orifices des conduits 7a répartis sur le cylindre interne et, sur sa face frontale opposée, un clapet annulaire 17, de plus grand diamètre que le clapet 16 et obturant les orifices des conduits 7b répartis sur le cylindre interne. Le clapet 17 est constitué par une rondelle étoilée présentant des ouvertures 18 au droit des orifices des conduits internes 7a. De ce fait, lors de la course du piston vers le haut, le gaz passe à travers les conduits internes 7a et, lors de sa course dans l'autre sens, il passe à travers les conduits externes 7b. Dans tous les exemples d'exécution de l'invention qui ont été décrits ci-dessus le piston 4 est percé de conduits longitudinaux obturés, d'un côté au moins, par un clapet. Toutefois cette caractéristique n'est pas indispensable et des essais ont montré que l'on obtenait des résultats satisfaisants avec un simple piston en matière plastique perce d'un seul condui longitudinal, sans clapet, ou meme entièrement plein, c'est-à-dir non percé de conduits longitudinaux, à condition qu'un jeu suffisant soit ménagé entre ce piston et la surface interne du cylindre. I1 va de soi que cette dernière réalisation est beaucou plus économique du fait que le piston n'a pas à titre percé et qu'il ne porte pas de clapet. REVENDICATIONS 1. Ressort à gaz comprimé comportant un corps tubulaire fermé à ses deux extrémités par deux flasques frontaux, contenant un gaz sous pression et dans lequel est logé un piston solidaire, d'un côté, d'une tige axiale sortant du corps à travers l'un des flasques frontaux, caractérisé en ce que le piston 4, en matière plastique, présente une surface latérale lisse écartée d'un jeu transversal a par rapport à la surface interne du corps, 2. Ressort suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le piston 4 est percé de part en part, dans le sens longitudinal, d'au moins un conduit 7. 3. Ressort suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le ou les orifices du ou des conduits 7 qui sont situés du côté de la tige, sont obturés par un clapet 8 appliqué élastiquement sur ces orifices. 4. Ressort suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le clapet est constitué par une rondelle de feuillard. 5. Ressort suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la rondelle de feuillard élastique 8 est bloquée contre l'épaulement 5b de la tige 5 et est maintenue par le piston 4 lui-mtme serré par un écrou 14 vissé sur l'extrémité filetée 5c de la tige 5. 6. Ressort suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le piston 4 est percé de deux ensembles de conduits longitudinaux 7a, 7b répartis sur deux cylindres coaxiaux et il porte, sur sa face frontale proche de l'extrémité de la tige 5, un clapet élastique 16 de petit diamètre bloqué dans sa partie centrale et obturant, d'un côté, les orifices des conduits 7a répartis sur le cylindre interne, et, sur sa face frontale opposée, un clapet annulaire 17, de plus grand diamètre que le clapet 16, obturant les orifices des conduits 7b répartis sur le cylindre externe et présentant des ouvertures 18 au droit des orifices des conduits internes 7a.