Brevet FR2463880A1 — publié le 19810227

Dispositif à piston et cylindre pour engendrer une haute pression dans un fluide communiquant avec le cylindre. La présente invention concerne un dispositif comprenant un piston qui peut être déplacé axialement dans un cylindre en vue de créer une pression élevée dans un milieu sous pres- sion communiquant avec ce cylindre et soumis à l'action dudit piston. La présente invention est destinée à être utilisée prin- cipalement pour créer une pression élevée dans une petite quantité de fluide sous pression par déplacement du piston dans un cylindre, grâce à quoi la pression appliquée est maintenue pendant un temps plus long sans qu'il soit nécessaire de modifier la position du piston dans le cylindre. Dans les dispositifs de liaison tels que, par exemple, les accouplements blocables actionnés par un fluide comprimé, dans lesquels le fluide comprimé provoque une déformation d'un manchon de blocage, il est essentiel que le fluide comprimé ne puisse pas fuir par-delà le piston, lequel peut avoir un diamètre d'en- viron 6-8 mm. On sait que, dans différents dispositifs de liaison, on dispose des joints ou segments d'étanchéité de types dif- férents entre unpiston et un cylindre. Dans le brevet suédois 137 062, on a décrit par exemple un joint d'étanchéité de piston qui comprend une bague métallique et un manchon élas- tique disposés autour d'un piston. L'utilisation d'un manchon élastique, par exemple en caoutchouc, comme unique joint d'étanchéité élastique aux pressions élevées qui apparaissent dans le fluide comprimé, laisse à penser qu'il existe un risque que la matière du manchon flue vers l'extérieur entre la paroi du cylindre et le piston, car il existe toujours un certain jeu à cet endroit. On évite ces problèmes si on conçoit le piston de la manière représentée, par exemple, dans le brevet suédois no 110 122 qui décrit un piston muni d'une lèvre faisant corps avec le piston, cette lèvre étant soumise à l'action du fluide comprimé, de manière à venir porter de façon étanche contre la paroi du cylindre. Un inconvénient présenté par cette conception est que la lèvre d'étanchéité empêche que la base du piston puisse s'abaisser jusqu'à la base du cylindre. Une certaine quantité de fluide comprimé est donc emprisonnée dans l'espace intérieur de la lèvre d'étanchéité, ce qui fait que la quantité totale du fluide comprimé dans le système est inutilement importante, ceci signifiant que la sensibilité vis-à-vis des variations de température se trouve augmentée. Si la température du fluide comprimé diminue essentiellement après le montage d'un accouplement blocable, il est possible, si le fluide comprimé a un volume trop important, que la pression du fluide s'abaisse dans une mesure telle, par suite de la contraction thermique du fluide, quela force de liaison de l'accouplement diminue. Le but de la présente invention est de procurer un piston qui présente, aux pressions élevées, une très bonne capacité d'étanchéité vis-à-vis d!un cylindre qui l'entoure, ce piston pouvant être fabriqué, même quand ses dimensions sont faibles, d'une manière simple et qui permet de maintenir à une faible valeur la quantité de fluide sous pression dans le système. On obtient ce résultat selon la présente invention grâce au fait que le piston est caractérisé en ce que la surface dudit piston contact avec le fluide comprimé se trouve principalement en avant ou à peu près dans le même plan que le bord extérieur de la lèvre. En déplaçant un piston selon la présente invention axialement dans un cylindre pour fluide sous pression, il est possible d'obtenir une pression de fluide très élevée et essen- tiellement tout le fluide comprimé peut être expulsé du cylindre si le système est dimensionné de manière appropriée. On va décrire la présente invention de façon plus détaillée en se référant aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 estune coupe transversale d'une partie d'un accouplement actionné par un fluide comprimé et comprenant un piston selon un mode de réalisation de la présente invention; et les figures 2 à 7 sont des coupes axiales d'autres modes de réalisation possibles de la présente invention. Sur la figure 1, on a représenté une coupe transversale d'une partie d'un accouplement destiné à être monté sur un arbre 1. L'accouplement comprend un manchon intérieur 2, un manchon extérieur 3 et un espace clos intermédiaire 4 dans lequel un fluide comprimé, par exemple de l'huile, peut être introduit sous pression. Quand ce fluide est à une pression nulle, on peut déplacer le manchon intérieur 2 sur l'arbre 1 et on met sous pression le fluide quand le manchon se trouve dans sa position voulue, grâce à quoi le manchon 2 se trouve pressé contre l'arbre de sorte que l'on obtient un accouplement par frottement pour un transfert d'énergie et de moments. On peut ensuite libérer l'accouplement en cessant d'appliquer la pression au fluide comprimé. On règle la pression grâce au fait que l'espace 4 communique avec un cylindre 5 qui est formé dans le manchon extérieur 3 et dans lequel un piston 6 peut être déplacé. La surface 7 d'extrémité intérieure du piston est en contact avec le fluide comprimé et sa surface d'extré- mité extérieure 8 porte contre la surface d'extrémité d'une vis 9 que l'on peut visser dans un trou fileté qui forme un prolongement du cylindre 5 et au moyen duquel le piston 6 peut être déplacé. La surface de piston 7 qui est en contact avec le fluide comprimé comporte une partie élastique radialement périphérique faisant corps avec la partie principale du piston et se présentant sous la forme d'une lèvre d'étanchéité annulaire qui, sous l'influence de)a pression du fluide, est pressée de manière à porter de façon étanche contre la paroi du cylindre. La capacité d'étanchéité se trouve de ce fait amé- liorée à une pression accrue. La surface 7 qui est en contact avec le fluide comprimé se trouve principalement en avant du bord extérieur de la lèvre 10 ou sensiblement dans le même plan que ce bord extérieur. La lèvre n'empêche donc pas le piston de venir jusqu'à la base du cylindre 5, grâce à quoi, dans la pratique, il n'y a pas de fluide comprimé dans le cylindre 5 quand on monte l'accouplement. Il suffit donc d'une très faible quantité de fluide comprimé pour faire fonctionner l'accouplement, cette quantité correspondant principalement au volume de l'espace 4 dont on peut faire en sorte qu'il soit très faible si l'espace compris entre les manchons 2 et 3 est éliminé quand le fluide se trouve à une pression nulle. Le coefficient de frottement à l'endroit o la vis 9 est en contact avec la surface 8 est de préférence faible, de sorte que lorsque l'on fait tourner la vis, le manchon 6 effectue uniquement un mouvement linéaire pendant son dépla- cement dans le cylindre. On peut donc presser la lèvre 10 de façon relativement forte contre la paroi du cylindre pendant le déplacement du piston. Une rainure axiale 11 est taillée dans la paroi du cylindre 5 à une certaine distance radia- lement à l'extérieur de l'espace 4. L'air restant qui peut finalement être emprisonné dans le système peut être évacué par l'intermédiaire de cette rainure quand on pousse le piston 6 dans le cylindre 5. On peut réaliser la lèvre d'étanchéité de telle sorte qu'une zone se trouvant immédiatement radialement à l'intérieur de la lèvre soit formée par une rainure annulaire 12 qui a été taillée dans la partie principale du piston. Pour que le piston présente une surface d'extrémité plane, on peut remplir la rainure d'une matière déformable 13 qui, de préférence, possède un coefficient de dilation thermique inférieur à celui du fluide comprimé et qui est en contact avec ce fluide. La lèvre est donc soumise indirectement, par l'intermédiaire de la matière 13, à la pression du fluide comprimé et comme cette matière 13, dont le coefficient de dilatation thermique est plus faible, remplace une certaine quantité de fluide comprimé, la dépendance du dispositif vis-à-vis de la température se trouve réduite. Selon un mode de réalisation de la présente invention,la totalité de la zone comprise à l'intérieur de la lèvre d'étan- chéité peut se présenter sous la forme d'un évidement que l'on remplit d'une matière déformable correspondant à la matière 13, comme on peut le voir par exemple sur la figure 3. Il peut être plus facile, par exemple, quand les dimensions du piston sont faibles, d'usiner un tel évidement que de former une rainure annulaire. Sur la figure 4, on a représenté un mode de réalisation que l'on peut décrire comme étant une combinaison des modes de réalisation selon les figures 2 et 3. Sur les figures 5, 6 et 7, on a représenté différents modes de réalisation d'un piston dans lequel une matière déformable élastiquement s'étend axialement en avant du bord extérieur de la lèvre d'étanchéité en vue de porter contre la paroi du cylindre qui l'entoure. On obtient de la sorte une meilleure capacité d'étanchéité aux pressions relativement faibles et, aux pressions élevées, la matière déformable ne peut pas fluer à travers l'espace compris entre le piston et le cylindre car la lèvre d'étanchéité est refoulée radialement vers l'extérieur. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à piston et cylindre pour engendrer une haute pression dans un fluide, ce dispositif comprenant un piston (6) qui peut être déplacé axialement dans un cylindre pour engendrer une haute pression dans un fluide comprimé qui est en communication avec le cylindre et qui est soumis à l'action du piston, la surface (7) du piston, qui est en contact avec le fluide comprimé, étant munie d'une partie élastique radialement périphérique faisant corps avec la partie principale du piston et se présentant sous la forme d'une lèvre d'étanchéité annulaire (10) qui, sous l'influence de la pression du fluide comprimé, est pressée contre la paroi du cylindre de manière à être en contact d'étanchéité avec cette paroi, caractérisé par le fait que la surface (7) du piston, qui est en contact avec le fluide comprimé, se trouve princi- palement en avant du bord extérieur de la lèvre (10> ou à peu près dans le même plan que ce bord. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une zone se trouvant immédiatement radialement à l'intérieur de la lèvre d'étanchéité sur le piston (6) est formée par une rainure annulaire (12) ménagée dans la partie principale du piston. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la rainure est remplie d'une matière déformable (13). 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que principalement la totalité de la zone du piston se trouvant radialement à l'intérieur du bord extérieur de la lèvre d'étanchéité est constituée par une matière déformable. 5. Dispositif suivant les revendications 3 ou 4, carac- térisé par le fait que la matière déformable est élastique et s'étend axialement en avant du bord extérieur de la lèvre d'étanchéité en vue de porter contre la paroi du cylindre. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que la matière déformable présente un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui du fluide comprimé. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen (11) destiné à évacuer vers l'atmosphère le fluide comprimé quand il est mis sous pression.