Brevet FR2465931A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne un agencement de piston pour un vérin pneumatique ou hydraulique, compre- nant une tige de piston, un corps de piston en matière plastique, qui est fixé sur une zone de retenue prévue sur la tige de piston et remplit une fonction de support et d'étanchéité, et un joint de piston, qui est monté sur le corps et présente deux lèvres annulaires orientées en sens inverse l'une de l'autre. Dans les pistons connus de ce type, les éléments 1o qui viennent d'être énumérés sont, soit tous séparés les uns des autres et doivent être assemblés un par un, ce qui nécessite des moyens de retenue appropriés et des opéra- tions particulières, soit en une seule pièce, le piston é- tant rigide et ne formant qu'un avec la tige de piston. Dans les deux cas, la fabrication et le montage du piston sont d'un coût inutilement élevé pour les usages envisagés. Dans d'autres agencements connus, le montage est relative- ment compliqué et surtout des mesures supplémentaires sou- vent fort coûteuses doivent être prises si l'on désire é- viter chocs et heurts dans les positions extrêmes du pis- ton. L'invention a donc pour objet de réaliser un agence- ment de piston du type précité conformé de façon que sa fa- brication soit particulièrement bon marché et son assem- blage extrêmement simple et qu'il remplisse non seulement une fonction de support et d'étanchéité, mais aussi celle d'un tampon amortisseur dans les positions extrêmes de sa course. A cet effet, dans l'agencement de piston selon 1' invention, les lèvres annulaires ont, pour l'essentiel, une forme tronconique et s'élargissant vers l'extérieur sous une tension initiale élastique, le corps de piston compor- te un tronc de forme générale cylindrique, dont les faces en bout dépassent, dans le sens axial, des extrémités li- bres des lèvres annulaires et forment des faces tampons pour l'impact du piston dans les positions extrêmes de sa course, et un espace annulaire est ménagé entre ce tronc et chacune des lèvres. L'ensemble peut être agencé avantageusement de fa- çon que le corps de piston comporte un tronc de forme gé- nérale cylindrique dont les faces en bout dépassent, dans le sens axial, des extrémités libres des lèvres annulaires et forment des faces tampons pour l'impact du piston dans les positions extrêmes de sa course, que le dit corps com- porte pour les dites faces en bout formant tampon deux bagues d'appui en matière plastique entre lesquelles est prévu un jeu déterminé et qu'un espace annulaire soit mé- nagé entre le tronc et chacune des lèvres. Le corps de piston en matière plastique selon l'in- vention a une construction simple; il peut être fabriqué à bas prix et remplit simultanément plusieurs fonctions. D' une part, il sert d'élément de support, comme le corps de piston rigide connu, mais il remplit aussi en même temps les fonctions de joint d'étanchéité et de tampon qui absor- be les forces d'impact aux deux extrémités de la course, de sorte qu'on obtient un bon effet d'amortissement dans avoir à prendre de mesures supplémentaires. Le montage est également d'une extrême simplicité. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de cet agencement de piston: Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une première forme d'exécution d'un piston selon l'invention; Fig. 2 est une vue similaire représentant une secon- de forme d'exécution. La forme d'exécution représentée à la figure 1 est recommandée principalement pour les vérins pneumatiques ou hydrauliques de petites dimensions. La tige de piston 1 présente à son extrémité o doit être fixé le corps de pis- ton une zone de retenue désignée par la référence généra- le 2. Cette zone comprend une partie cylindrique 3, de plus petit diamètre que la plus grande partie de la tige, une partie tronconique 4, qui se rétrécit vers l'extérieur, une autre partie cylindrique 5, de diamètre inférieur à celui de la partie 2, et une tête de retenue 6, dont le diamètre est à peu près égal à celui de la première partie cylindrique 3. Le corps de piston 7, fait d'une seule pièce moulée par injection, par exemple en polyuréthane ou en caoutchouc synthétique connu sous le nom de Perbunan (copolymère de butadiène et d'acrylonitrile), est traversé axialement par une lumière 8, qui est complémentaire de la zone de retenue 2 de la tige de piston. On enfonce celle-ci avec une légère pression dans la lumière 8, o elle reste encliquetée. Le corps 7 se trouve ainsi serré à l'extrémité de la tige de piston et la paroi qui définit la lumière 8 s'applique de façon étanche sur la zone 2. Le corps de piston 7 remplit siriiultanement la fonc- tion de support des corps de piston rigides connus et la fonction d'étanchéité des joints de piston connus. Il est à cet effet muni de deux lèvres annulaires tronconiques 9, 10, qui s'élargissent en direction des deux faces en bout du corps. Des espaces annulaires 11, 12 ménagés respective- ment entre les lèvres 9, 10 et le tronc sensiblement cylin- drique a du corps de piston conservent aux lèvres une é- lasticité permanente. Les faces en bout 14, 15 du corps_' dépassent, dans le sens axial, des extrémités libres des lèvres. Elles servent de tampon élastique pour l'impact du piston dans les positions extrêmes de sa course. La forme d'exécution représentée à la figure 2 est destinée principalement aux pistons de grandes dimensions, dans lesquelles la fabrication du corps de piston en une seule pièce représentée à la figure 1 pose des problèmes d'outillage. Les éléments de cette forme d'exécution qui correspondent à des éléments de celle représentée à la figure 1 sont désignés à la fig. 2 par les mêmes référen- ces augmentées de 100. Ici aussi, la tige de piston 101 est munie à son extrémité d'une zone de retenue 102, qui est constituée 2465931. dans ce cas par une partie cylindrique 103, de plus petit diamètre que le reste de la tige et par une tête-106, dont le diamètre est sensiblement égal à celui de la tige en dehors de la partie 103. Le corps de piston 107 fait entièrement de matière plastique et serré sur la zone de retenue 102 de la tige de piston 101 est, dans cette forme d'exécution, composé de trois éléments assemblés de façon séparable. Les deux lèvres d'étanchéité annulaires tronconi- ques 109, 110, qui s'élargissent en direction des faces en bout du corps de piston 107, forment avec une nervure de fixation 120 qui s'étend radialement vers l'intérieur un premier élément. La nervure 120, dont la face cylindri- que tournée vers la tige -se trouve à une certaine distance de la face périphérique de la zone de retenue 102, présen- te un élargissement annulaire profilé en queue d'aronde 121. Cet élément est de préférence en Perbunan. Les deux autres éléments du corps de piston 107 sont deux bagues d'appui 113a et 113b, qui jouent pour 1' essentiel le rôle du tronc 13 dans la forme d'exécution représentée à la figure 1. Ces deux bagues d'appui 113a, 113b, faites de préférence de polyuréthane, présentent sur leurs faces en bout respectives tournées l'une vers l'autre des évidements 122a, 122b, dont chacun est complé- mentaire d'une moitié correspondante du profil de la nervu- re 120 et de son élargissement 121. Il reste entre les deux bagues d'appui 113a, 113b et les deux lèvres 109, 110 deux espaces annulaires 111 et 112, qui assurent l'élasticité des lèvres. Les faces en bout extérieures 114, 115 des bagues 113a, 113b dépassent dans le sens radial des extré- mités libres des lèvres 109, 110 et forment des tampons élastiques pour l'impact du piston dans les positions ex- trêmes de sa course. Dans ce cas aussi, le corps de piston a donc un tronc sensiblement cylindrique, dont les faces en bout dé- passent, dans le sens axial, des extrémités libres des lè- vres annulaires et forment des faces tampons pour l'impact du piston dans les positions extrêmes de sa course aller et retour, mais il possède en outre pour les faces en bout qui servent de faces tampons deux bagues d'appui 113a, 113b de matière plastique, entre lesquelles il est prévu un jeu déterminé, qui n'est pas représenté à la figure 2. Comme le montre cette figure, lorsque l'ensemble de piston est monté sur la tige de piston 101, le jeu qui existe entre les deux bagues d'appui 113a, 113b permet, en les rapprochant l'une de l'autre de serrer entre elles la nervure de fixation 120, dont l'élargissement 121 im- mobilise les lèvres 109, 110 dans le sens radial. Les deux formes d'exécution qui viennent d'être dé- crites ont en commun l'avantage de pouvoir être fabriquées et montées à bon marché. 2465931-- - REVENDICATIONS - 1.- Agencement de piston pour un vérin pneumatique ou hydraulique, comprenant une tige de piston, un corps de piston en matière plastique, qui est fixé sur une zone de retenue prévue sur la tige de piston et remplit une fonc- tion de support et d'étanchéité, et un joint de piston, qui est monté sur le dit corps et présente deux lèvres an- nulaires orientées en sens inverse l'une de l'autre, ca- ractérisé en ce que les lèvres annulaires (9,10; 109,110) ont, pour l'essentiel, une forme tronconique et s'élargis- sent vers l'extérieur sous une tension initiale élastique, en ce que le corps de piston (7; 107) comporte un tronc (13; 113a,113b) de forme générale cylindrique, dont les fa- ces en bout (14,15; 114,115) dépassent, dans le sens axial, des extrémités libres des lèvres annulaires et forment des faces tampons pour l'impact du piston dans les positions extrêmes de sa course alternative, et en ce qu'un espace annulaire(11,12; 111,112) est ménagé entre le tronc et cha- cune des lèvres. 2.- Agencement de piston pour un vérin pneumatique ou hydraulique, comprenant une tige de piston, un corps de piston en matière plastique, qui est fixé sur la tige de piston et un joint de piston, qui est monté sur le dit corps et présente deux lèvres annulaires orientées en sens inverse l'une de l'autre, qui ont, pour l'essentiel, une forme tronconique et s'élargissent vers l'extérieur sous une tension initiale suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que le corps de piston (107) comporte un tronc (113a,113b) de forme générale cylindrique, dont les faces en bout (114,115) dépassent, dans le sens axial, des extré- mités libres des lèvres annulaires (109,110) et forment des faces tampons pour l'impact du piston dans les posi- tions extrêmes de sa course alternative, en ce que le dit corps comporte pour les dites faces en bout formant tampon deux bagues d'appui (113a, 113b) en matière plastique, entre lesquelles est prévu un jeu déterminé, et en ce qu'un es- pace annulaire (111,112) est ménagé entre le tronc et cha- cune des lèvres. 3.- Agencement de piston selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de piston (7) forme avec les lèvres d'étanchéité une seule pièce de matière plastique, par exemple de polyuréthane ou de caoutchouc synthétique connu sous l'appellation de Perbunan (copolymère de butadiène et d'acrylonitrile). 4.- Agencement de piston selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de piston (107) est formé de trois éléments: deux bagues dl appui (113a,113b) qui présentent les faces en bout formant tampon (114,115) et un élément serré entre les dites ba- gues, qui est en matière plastique et présente les lèvres annulaires et une nervure radiale, les bagues d'appui, qui sont aussi en matière plastique, présentant sur leurs faces en bout respectives -tournées l'une vers l'autre des évidements (122a, 122b) qui, pris ensemble, sont complé- mentaires de la nervure de fixation (120). 5.- Agencement de piston selon la revendication 4, caractérisé en ce que la nervure de fixation (120) pré- sente sur sa face de révolution tournée vers la tige de piston (101) un élargissement (121) dont le profil est en queue d'aronde. 6.- Agencement de piston selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que les bagues d'appui (113a,113b) sont en polyuréthane. 7.- Agencement de piston selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les lèvres annulaires (109,110) et la nervure de fixation (120) for- ment une seule pièce en Perbunan. 8.- Agencement de piston selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la zone de retenue (102) de la tige de piston (101) comporte une par- tie cylindrique (103) de plus petit diamètre que le reste de la tige et une tête extérieure (106), dont le diamètre correspond à celui de la tige en dehors de la zone de re- tenue. 2465931. 9.- Agencement de piston selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la zone de re- tenue (2) de la tige de piston (1) comporte, de l'inté- rieur vers l'extérieur: une première partie cylindrique (3) de plus petit diamètre que la tige en dehors de la dite zone (2), une partie conique (4), qui rétrécit vers l'ex- térieur et relie la première partie cylindrique à une seconde partie cylindrique (5) de diamètre encore plus petit, et une tête extérieure (6), dont le diamètre est sensiblement égal à celui de la première partie cylindri- que (3).