Brevet FR2416404A1 — publié le 19790831

La présente invention concerne un cylindre pour hautes pressions dans le corps duquel est disposé un piston mobile axialement et pourvu d'un joint d'étanchéité. Pour de hautes pressions, c'est-à-dire des pressions à partir d'environ 500 bars, on utilise pour former la paroi d'un cylindre de l'acier traité, les charges engendrées en marche sollicitant le matériau presque jusqu'à sa limite élastique. Ces pressions doivent pouvoir être produites en pratique également dans des cylindres de grands diamètres, c'est-à-dire des cylindres ayant un diamètre intérieur supérieur à 200 mm. I1 est particulièrement difficile d'assurer l'étanchéité de tels cylindres de grandes dimensions soumis à des pressions aussi élevées car l'intervalle d'étanchéité entre le piston et le cylindre est augmenté sous l'action de la pression de service par suite de la déformation élastique du matériau. Dans des cylindres soumis à des pressions plus faibles, on utilise de façon satisfaisante un anneau d'appui formé d'une matière plastique fluable, par exemple un polyamide, qui évite les conséquences de l'élargissement de l'intervalle. Pour des pressions élevées, c'est-à-dire à partir d'environ 500 bars, on ne peut plus cependant appliquer cette solution car la matière plastique flue alors dans l'intervalle. D'après la demande de brevet allemand DT-OS 25 15 934, on sait utiliser déjà une structure qui convient pour des cylindres fortement sollicités. Dans ce cas, il est prévu entre le cylindre et le piston une chambre de pression pouvant être reliée à une source de fluide sous pression, le piston comportant un appendice d'étanchéité périphérique orienté axialement en direction de la chambre de pression et qui vient s'appliquer sans jeu ou avec une précontrainte contre la surface latérale périphérique délimitant la chambre. A cet effet, l'appendice d'étanchéité qui est en contact avec la surface latérale comporte un revêtement de matière d'étanchéité, notamment un métal non ferreux ou une matière plastique. L'appendice d'étanchéité périphérique est pourvu d'un élément d'étanchéité séparé qui est constitué par un anneau en matière élastomère.L'élargissement de l'intervalle est alors contrebalancé par des mouvements de compensation des parties formant l'intervalle et le mouvement est produit par les forces de compression s'exerçant en cours de marche dans les rainures de dilatation. Pour la couverture de l'intervalle résiduel (jeu de déplacement), il est nécessaire de prévoir des anneaux d'appui. L'inconvénient de cette construction consiste en ce qu'il est nécessaire de prévoir un volume de construction supplémentaire et que cela se traduit par des frais importants de calcul et de recherche. L'invention a en conséquence pour but d'agencer le joint d'étanchéité entre le piston et le corps de cylindre de façon à éviter la formation d'un intervalle aussi bien sur la paroi de cylindre que sur la surface frontale du piston. Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que le joint d'étanchéité comporte un anneau formé d'une matière dont l'allongement élastique est au moins égal à celui de la matière formant le corps de cylindre et en ce que des forces de compression agissent sur 11 anneau dans la direction axiale et la direction radiale. Conformément à un mode avantageux de réalisation de l'invention, l'anneau est formé d'aluminium. Le problème est résolu selon l'invention par le fait que la fonction des parties d'étanchéité est divisée et en ce que l'anneau empêche complètement la formation d'un intervalle. Les forces de compression engendrées assurent ainsi une application sans formation d'intervalle aussi bien contre la surface frontale (intervalle pour le joint principal 4) que sur la paroi de cylindre (intervalle pour le joint auxiliaire 3).L'application contre la paroi de cylindre est obtenue grace à l'allongement élastique de l'anneau 2 car les forces de compression s'exerçant du cté de la paroi de cylindre sur le décrochement existant entre le joint auxiliaire 3 et le côté frontal de l'anneau 2 sont complètement contrebalancées tandis que les forces de compression s'exerçant du cOté de l'anneau 2 qui est tourné vers le joint principal 4 se propagent jusqu'au cOté frontal. Du fait que le côté frontal de l'anneau 2 n'est pas soumis à une force fluidique, l'efficacité des forces fluidiques en vue d'assurer une application sans formation d'intervalle s'exerce également sur cette surface. On peut ainsi éliminer complètement la formation d'un intervalle de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'utiliser des anneaux d'appui de nature fluable.Un autre avantage important de l'invention consiste en ce que le volume de construction nécessaire pour le joint d'étanchéité est relativement faible et que l'invention est également applicable de façon satisfaisante lorsque les pressions sont assez élevées et lorsque simultanément également le diamètre de piston est grand, ce qui posait auparavant des problèmes spéciaux. L'invention permet par conséquent d'obtenir un perfectionnement qui est d'une importance essentielle en pratique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente en coupe un mode avantageux de réalisation de l'invention. Le corps de cylindre 1 est formé, pour des cylindres à haute pression, généralement d'un acier traité de haute qualité. L'anneau 2 empêchant la formation d'intervalle est pourvu d'un évidement dans lequel est logé le joint auxiliaire 3. On a désigné par 4 le joint principal et par 5 le piston qui coulisse axialement dans le corps de cylindre 1. Le volume à haute pression a été désigné par 6. Pour maintenir les éléments d'étanchéité 2, 3 et 4 en position dans le piston 5, il est prévu un anneau intermédiaire 7 dont la section droite a une forme anguleuse et qui s'appuie contre un segment de piston 8. Du fait de sa fonction, l'anneau 2 pourrait également être appelé un anneau de dilatation car il participe à la dilatation du corps de cylindre vers 1 'extérieur. REVENDICATIONS 1. Cylindre pour hautes pressions, dans le corps duquel est disposé un piston pouvant coulisser axialement et muni d'un joint d'étanchéité, caractérisé par le fait que le joint d'étanchéité comporte un anneau (2) formé d'un matériau dont l'allongement élastique est au moins égal à celui du matériau du corps de cylindre (1) et que des forces de compression agissent sur l'anneau (2) dans une direction axiale et une direction radiale. 2. Cylindre selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'anneau (2) est formé d'aluminium.