Brevet FR2514850A1 — publié le 19830422

La présente invention concerne un dispositif de guidage et d'étanchéité pour des appareils hydrauliques, pneumatiques ou oléo-pneumatiques, tels qu'amortisseurs, jambes a ressort, ensembles cylindre-piston pour jambes à ressort, cylindres pour transmissions hydrauliques ou pneu- matiques ou ressorts à gaz, tous appareils qui comportent une tige solidaire d'un piston coulissant dans un cylindre et dans lesquels, il est prévu pour la tige de piston, à l'extrémité du cylindre traversée par celle-ci, un organe de guidage, une garniture d'étanchéité principale déplaça- ble dans le sens radial et une ggtniture d'entrée. On connaît, par la description qui en est faite dans le modèle d'utilité allemand N 7 708 863, une gar- niture pour tige de piston d'amortisseur qui, au moins au stade de l'assemblage, est guidée de façon & pouvoir se déplacer radialement Pour éviter qu'elle soit refoulée radialement vers l'extérieur, elle est disposée dans un élément annulaire serré, lors de la fermeture de l'amor- tisseur, entre l'organe de guidage et un disque de ferme- ture Pour pouvoir supporter les forces qui entrent en jeu lors de l'assemblage de l'appareil, cet élément annulaire est conformé en bague foulante Il est prévu entre la gar- niture principale et la garniture d'entrée une bague in- termédiaire, qui fournit les faces d'appui pour ces gar- nitures et qui est serrée entre le disque de fermeture et la bague foulante Le serrage de la garniture est assuré par un ressort de compression qui agit sur la garniture principale par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui. Le préassemblage de ce dispositif d'étanchéité doit être effectué très soigneusement, afin que ses éléments se trouvent dans la position prévue lors de l'assemblage de l'appareil Si l'on désire effectuer un réglage en servi- ce, la face en bout de la garniture peut, dans une autre forme d'exécution, être déplacée radialement sur un appui fixe Comme le matériau dont est faite la garniture possè- de l'élasticité du caoutchouc, ceci ne va pas sans dif- ficultés. L'invention a donc pour objet de remédier aux in- conv&nients des dispositifs connus du même type et d'en réaliser un qui, tout en étant facile à monter et d'un fonctionnement sûr, permet un centrage automatique, au moins au stade de l'assemblage de l'appareil. A cet effet, dans le dispositif d'étanchéité selon l'invention, la garniture principale est disposée dans u- ne boite guidée de façon à pouvoir se déplacer radiale- ment et isolée de l'extérieur par des moyens d'étanchéité, et cette boite est, par l'intermédiaire de cette garnitu- re, soumise à l'action d'un ressort qui exerce une force axiale. Le montage de la garniture principale dans une botte facilite considérablement l'assemblage, cette boite étant maintenue appliquée en permanence contre une face d'appui par la force axiale exercée vers l'extérieur par le ressort Lors d'un déplacement radial de la garniture, il ne se produit aucun mouvement relatif entre celle-ci et une face de serrage Comme la partie cylindrique de la botte N 4 a pas à supporter les forces de compression axia- les qui entrent en jeu au moment de l'assemblage de l'ap- pareil, la botte peut avoir une paroi relativement mince. Suivant que le centrage du dispositif d'étanchéité n'est demandé que lors de l'assemblage ou l'est aussi en servi- ce, le collet que présente la boite peut être serré lors du montage ou être engagé dans un évidement qui, non seu- lement a un diamètre supérieur au sien, mais encore lui laisse un certain jeu axial Indépendamment de la configu- ration de ce collet et de cet évidement, le préassemblage du dispositif d'étanchéité de la tige de piston est extrê- mement simple, car la garniture principale peut être pla- cée tout d'abord dans la boite-sans pouvoir glisser hors de celle-ci lorsque l'ensemble est ensuite enfilé sur la tige de piston. Selon une autre caractéristique de l'invention, le fond de la boite offre une face d'appui, d'une part, à la garniture principale et, d'autre part, à la garniture d' 1 4850 entrée Il est en outre parfaitement possible de dimen- sionner le diamètre intérieur du fond de façon qu'il cou- lisse avec un très faible jeu sur la tige de piston, de façon qu'une déviation éventuelle de cette dernière pro- voque, par l'intermédiaire du bord intérieur du fond, un déplacement de la boite dans le sens radial La face cy- lindrique du bord intérieur du fond peut par ailleurs ê- tre revêtue d'un matériau ayant de bonnes propriétés de glissement Pour le centrage de la garniture d'entrée, le fond de la botte peut être muni d'un prolongement annu- laire, dont la longueur axiale est inférieure à l'épais- seur, mesurée dans le même sens, de la bride de la garni- ture d'entrée. Pour que, dans le sens axial, la tension initiale de la garniture principale soit uniforme sur toute sa pé- riphérie, il est prévu en outre, selon une autre caracté- ristique de l'invention, une douille qui entoure au moins en partie la boite et présente, à une de ses extrémités, une bride annulaire pour l'appui d'un ressort hélicoïdal et, à son autre extrémité, une face d'appui, par laquelle elle agit sur la garniture principale Cette douille per- met d'utiliser un ressort hélicoïdal de compression d'une longueur relativement grande dans le sens axial et d'obte- nir ainsi une distribution uniforme de la pression sur la périphérie. On peut aussi, dans une variante de réalisation de l'invention, utiliser un ressort hélicoidal tronconique ou une rondelle élastique tronconique, qui peut être une rondelle Belleville ou avantageusement un diaphragme-res- sort muni de languettes radiales. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositifs Fig 1 est une vue en coupe axiale partielle d'un dispositif de guidage et d'étanchéité selon l'invention, monté sur la tige de piston d'un amortisseur à double tu- be; Fig 2 est une vue à une plus grande échelle d'une partie du dispositif de fig 1; Fig 3 est une vue similaire à celle de fig 2, mais représentant une forme d'exécution différente, dans laquelle le fond de la botte prend appui contre un disque associé à la garniture d'entrée; Fig 4 est une vue similaire à celle de fig 2 et 3, mais représentant une forme d'exécution encore diffé- rente, dans laquelle la tension initiale est exercée sur la garniture principale et sur la boite par un diaphragme- ressort. L'extrémité représentée aux figures l et 2 d'un a- mortisseur à double tube est traversée par une tige de piston 1, qui pénètre dans un cylindre 2 et porte à l'in- térieur de celui-ci un piston amortisseur non représenté. Un organe de guidage 4 pour la tige de piston sert aussi à maintenir le cylindre 2 dans une position concentrique à l'intérieur d'un tube 3 formant récipient L'étanchéité à la sortie de la tige de piston 1, qui exécute un mouve- ment alternatif axial relativement au cylindre 2, est as- surée par une garniture principale 2, constituée par deux bagues 6, une rondelle intermédiaire 7 et une rondelle d' appui 8 et contenue dans une boite 12 Cette dernière pos- sède un fond 13 et un collet 14, par lequel elle s'embo - te dans un évidement 22 de l'organe de guidage 4 Pour em- pêcher que les bagues 6 collent aux rondelles 7 et 8, il est prévu des rondelles intercalaires il faites d'un maté- riau ayant de bonnes propriétés de glissement Il est pré- vu en outre une garniture d'entrée 10, pour le centrage de laquelle la boite 12 est munie d'un prolongement annu- laire 15, dont la longueur axiale est inférieure à l'é- paisseur, mesurée dans le même sens, de la bride 16 de la garniture d'entrée Le prolongement 15 et la bride 16 sont engagés tous deux dans un évidement axial 27 du dis- que de fermeture 5 de l'amortisseur La boite 12 est en- tourée concentriquement d'une douille 17, qui présente une face d'appui 19,par laquelle elle agit sur la rondelle 8, et possède une bride annulaire 18, pour l'appui d'un res- sort hélicoïdal 20 travaillant en compression. Le mode de fonctionnement des amortisseurs à dou- ble tube étant suffisamment connu, la description qui suit ne concerne que l'action du dispositif de guidage et d'é- tanch&it 6 La botte 12 représentée aux figures 1 et 2 per- met dans une large mesure un préassemblage de la garniture principale 29, car les bagues 6, la rondelle intermédiaire 7, la rondelle d'appui 8 et les rondelles intercalaires Il peuvent être commodément assemblées A l'intérieur de la boite La bague supérieure prend appui contre le fond 13. D'autre part, le prolongement annulaire 15 permet d'ajou- ter à cet ensemble la garniture d'entrée 10, qui s'appuie aussi sur le fond 1 _ Pour l'assemblage final du disposi- tif, on introduit tout d'abord le ressort hélicoïdal 20 dans l'espace délimité intérieurement par l'organe de gui- dage 4, puis on monte la douille 17 à l'intérieur du res- sort, na bride 18 reposant sur l'extrémité supérieure de celui-ci On enfile alors la botte 12 munie de la garnitu- re principale 2 et de la garniture d'entrée 10 sur la tige de piston 1, Jusqu'à ce que la face inférieure de la ron- delle d'appui 8 vienne reposer sur la face d'appui 19 de la douille 17 Pour fermer l'amortisseur, on monte le dis- que 5 et, en enfonçant celui-ci, on comprime le ressort 20 et on amène le collet 14 de la boite 12 dans l'évidement 22 de l'organe de guidage 4 Le collet 14 occupe l'évide- ment 22 avec un certain jeu radial, de sorte qu'en fer- mant l'amortisseur on peut centrer exactement le disposi- tif de guidage et d'étanchéité Dans la forme d'exécution représentée, lorsqu'on enfonce le disque 5 et qu'on le soude ensuite au tube récipient 2, le collet 14 de la boi- te 12 est serré dans l'évidement 22 Au cours de cette mê- me opération, la bride 16 de la garniture d'entrée 10 est comprimée axialement, de sorte qu'elle constitue le joint immobile qui isole de l'extérieur l'intérieur de l'amor- tisseur La force du ressort 20 est transmise par l'inter- médiaire de la douille 17 et de sa face 2 à la rondelle d'appui 8 de la garniture principale 92 la comprimant ainsi dans le sens axial. La forme d'exécution représentée à la figure 3 ne diffère de celle qui vient d'être décrite en référence aux figures 1 et 2 que par le fait que lors du préassemblage, le disque 5 est assemblé avec la garniture d'entrée 10. Cette opération est effectuée en plaçant tout d'abord la bride 16 de la garniture 10 dans l'évidement 27 du disque 5, puis en exécutant quelques points de soudure 25 pour solidariser le disque avec une rondelle 23 associée à la garniture 10 La-garniture principale 2 montée dans la boite 12 correspond à celle décrite en référence aux fi- gures 1 et 2 Dans cette forme d'exécution, l'évidement 22 laisse au collet 14 de la boite un jeu radial et aussi un Jeu axial, de sorte qu'une fois l'appareil assemblés la botte 12 peut accompagner la tige de piston dans ses déviations radiales de faible amplitude La face plane constituée par le fond 13 et le collet 14 de la botte glisse alors sur la face en regard située sur la rondelle 23 Ce glissement radial est rendu possible par le fait que le collet 14 n'est pas serré entre le disque 5 et 1 ' organe de guidage 4 à cause du jeu axial 24 Le ressort et la douille 17 exercent une force axiale sur la gar- niture principale 9 et, de là, sur la boite 12, dont le fond 13 et le collet 14 sont appliqués en permanence con- tre la rondelle 23 de la garniture d'entrée 10. La forme d'exécution représentée à la figure 4 dif- fère essentiellement de celle décrite en référence aux fig. 1 et 2 en ce que la rondelle d'appui 8 est sollicitée di- rectement par un diaphragme-ressort conique 21, dont le bord extérieur prend appui contre l'organe de guidage 4 et dont le bord intérieur porte des languettes 26, dont l'extrémité libre repose sur la rondelle 8 Ce ressort 21 comprime axialement la garniture principale 9 La boite 12 ne peut se déplacer radialement après que l'appareil a été assemblé. 14850 REVENDICATIONS - 1. Dispositif de guidage et d'étanchéité pour la tige de piston ( 1) déplaçable dans le corps ( 3) d'un ap- pareil hydraulique, pneumatique ou oléo-pneumatiquet par exemple un amortisseur, une jambe à ressort, un ensemble cylindre-piston pour jambe à ressort, un cylindre pour transmissions hydrauliques ou pneumatiques ou un ressort à gaz, comprenant un organe de guidage ( 4) de la tige de piston, solidaire du corps, un couvercle ( 5), qui entoure la tige de piston, est solidaire du corps et est situé sur le côté extérieur de l'organe de guidage dans la direction de la tige de piston, une garniture principale ( 9) pour la tige de piston, entourée par un élément annulaire ( 12) et déplaçable radialement relativement à l'organe de guidage, une garniture d'entrée( 10) pour la tige de piston, située sur le côté extérieur de la gerniture principale dans la direction de la tige de piston et un ressort ( 20; 21) com- primé entre la garniture principale ( 9) et l'organe de gui- dage, qui sollicite la garniture principale en direction du couvercle% caractérisé en ce que l'élément annulaire qui entoure la garniture principale ( 9) est conformé en boite ( 12) étanche en direction du couvercle ( 5), munie d'une face interne de butée ( 13) tournée axialement vers la garniture principale ( 9) et servant à l'appui de celle- ci, boite qui est sollicitée par le ressort ( 20; 21) en direction du couvercle ( 5 >, par l'intermédiaire de la gar- niture principale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la boite ( 12) possède un fond ( 13) qui forme la face de butée sur son côté tourné vers le cou- vercle ( 5) et un collet ( 14), qui saille radialement vers l'extérieur dans la zone du fond et pénètre avec un jeu radial dans un évidement axial ( 22) de plus grand diamè- tre que le sien, formé dans l'organe de guidage ( 4). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que le jeu radial entre la tige de piston ( 1) et le fond ( 13) est inférieur à celui entre le collet ( 14) et le fond de l'évidement ( 22) de l'organe de guidage. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que le fond ( 13) de la botte ( 12) présente des faces d'appui tournées dans la direction axiale, d'une part pour la garniture principale ( 9) et, d'autre part, pour la garniture d'entrée ( 10) et en ce que, par l'inter- m 6 diaire de cette dernière, il assure l'étanchéité de la botte en direction du couvercle ( 5). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que la botte ( 12) pénètre dans une douille ( 17), dont le bord axialement le plus A l'intérieur contourne le bord correspondant de la boite et pénètre dans celle-ci, o il présente une face d'appui ( 19), qui exerce une pression sur la garniture principale ( 9), tandis que son bord axialement le plus à l'extérieur pr 6 sente une bride ( 18), qui s'étend radialement vers 1 ' extérieur et sert d'appui pour un ressort de compression hélicoïdal ( 20) qui entoure la botte ( 12). 6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce qu'une rondelle d'appui annulaire ( 8) est in- terposée entre la garniture principale ( 9) et la face d' appui ( 19) de la douille ( 17). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le ressort est un ressort hélicoïdal conique de compression qui entoure la tige de piston ou une rondelle élastique tronconique ( 21), qui entoure la tige de piston, dont la petite base exerce une pression axiale sur la garniture principale ( 9), et dont la grande base prend appui contre l'organe de guidage. 8 Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la rondelle d'appui ( 8) est interposée en- tre le ressort et la garniture principale ( 9). 9. Dispositif selon la revendication 7 ou la re- vendication 8, caractérisé en ce que la rondelle élasti- que tronconique ( 21) présente des languettes radiales ( 26) qui s'étendent vers l'intérieur. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 A 9, caractérisé on ce que la garniture princi- pale ( 9) comprend deux joints annulaires ( 6), qui s'ap- puient radialement contre la boite ( 12) et une rondelle d'appui intermédiaire ( 7) entre les deux joints annulaires. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations I A 10, caractérisé en ce que la boite ( 12) présen- se sur son fond ( 13) un prolongement annulaireo( 15), qui entoure, en la centrant, la garniture principale ( 10) et dont l'étendue, dans la direction axiale, est inférieure A celle d'une bride ( 16) formée sur la garniture d'entrée ( 10) et engagée dans le dit prolongement. 12. Dispositif selon la revendication 11, caracté- risé en ce que le prolongement annulaire ( 15) pénètre dans un évidement axial ( 27) du couvercle ( 5). 13 Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 A 10, caractérisé en ce que le couvercle ( 5) présente un évidement axial ( 27) tourné vers la boîte ( 12) et dans lequel s'engage une bride annulaire J 16) de la garniture d'entrée ( 10) et en ce qu'une rondelle annulai- re est interposée entre le couvercle ( 5) et la boite 1 . Dispositif selon la revendication 13, caracté- risé en ce que la rondelle annulaire ( 23) est fixée au couvercle ( 5) et forme avec lui un ensemble apte à être manipulé A part.