Brevet FR2653511A1 — publié le 19910426

La présente invention se rapporte à un ressort à gaz de hautes performances notamment à un ressort à gaz à étanchéité renforcée. On utilise fréquemment, dans l'industrie, les ressorts à gaz et en particulier les ressorts à azote pour des travaux répétitifs d'extraction de pièces avec rappels en position initiale. Ces ressorts soumis à un usage intensif en mi- lieu industriel doivent présenter une robustesse et une fiabilité importantes. Lors de l'usage industriel intensif des res- sorts classiques à pression d'azote, deux difficultés importantes sont apparues simultanément, toutes deux liées au maintien de l'étanchéité. D'une part, on observait, après un grand nom- bre de cycles de fonctionnement, un transvasement de l'azote dans la chambre de lubrification et, d'autre part, des fuites multiples caractéristiques du liquide de lubrification qui se manifestaient à l'extérieur du ressort. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un ressort à gaz de hau- tes performances et à étanchéité renforcée, caractérisé en ce que les bagues de guidage contiennent chacune un joint d'étanchéité à lèvres, différents l'un par rapport à l'autre en taille et en matière, et en ce que la chambre de lubrification principale est doublée par une chambre annulaire annexe concentrique à la première et en communication fluidique avec elle, chambre prévue entre la bague inférieure et le corps du ressort, et en ce que pour les deux joints du type à lèvres, celles-ci sont dirigées vers la chambre de compression, le joint inférieur étant soumis à la pression de la chambre de compression par un passage provenant de la chambre de compression et débouchant dans son espace inter-lèvres, et le joint supérieur étant soumis à la pression de la chambre de lubrification. Comme déjà mentionné, la double étanchéité se- lon l'invention permet de garantir un long usage en to- tale efficacité bien au-delà du seuil critique actuel de risque de mauvais fonctionnement ou de fuite. De plus, au-delà des performances techniques, l'ensemble d'étanchéité selon l'invention met en oeuvre des composants simples, ce qui permet d'envisager un prix de revient tout à fait compétitif. Par ailleurs, la course du piston reste tou- jours identique. La constitution du ressort à gaz selon l'in- vention permet d'atteindre des performances et une fia- bilité exceptionnelles. Ainsi, la présence de deux chambres annulaires de lubrification permet de diminuer suffisamment l'é- chauffement pour viser un usage permanent intensif. Par ailleurs, la sensible augmentation de l'é- tanchéité provient de la communication entre la chambre d'azote sous pression et les lèvres d'étanchéité du joint inférieur intérieur et de la présence d'un deuxième joint intérieur, placé à la sortie de la chambre annulaire principale de lubrification. Deux joints extérieurs aux bagues de guidage améliorent encore l'étanchéité au liquide de lubrifica- tion. Les caractéristiques techniques et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution de l'invention en référence à la figure unique qui est une vue en coupe longitudinale du ressort à gaz selon l'invention. Le ressort à gaz selon l'invention se compose d'un corps 1 de forme générale cylindrique, délimitant à sa demi-partie inférieure une chambre 2 remplie d'azote sous pression. La partie supérieure comprend une tige 3 terminée par une tête 4, et un ensemble de guidage 5 -3- constitué de deux bagues de guidage en bronze, dont une bague inférieure 6 et une bague supérieure 7. La tête 4 fait office de butée pour limiter les mouvements de rappel de la tige en position sortie. La bague inférieure 6, de plus grande lon- gueur, est ouverte vers le haut, selon un passage annu- laire 8 immédiatement autour de la tige 3 et délimite, en partie supérieure, une chambre principale de lubrifi- cation 9 dite chambre réservoir concentrique à la tige 3. Cette bague est conformée extérieurement selon un retrait annulaire 10 formant, entre la paroi du corps cylindrique 1 et la bague inférieure 6, une chambre annulaire annexe 11 de lubrification, concentrique à la chambre principale 9 et en communication avec elle. La chambre annulaire annexe 11 est en communication fluidi- que par plusieurs passages radiaux tels que 12 avec la chambre principale 9. Cette chambre annexe 11 est fermée par la surface latérale cylindrique en regard du corps 1 du ressort qui forme sa paroi latérale extérieure. Cette chambre annulaire annexe 11 constitue une chambre supplémentaire de faible épaisseur, en com- munication avec la chambre principale et fermée latéra- lement par la surface latérale cylindrique du corps 1, favorise la dissipation thermique de la chaleur prove- nant de la surchauffe de l'huile de lubrification.cons- tatée en service intensif. La bague inférieure 6 présente, en partie bas- se autour de la tige 3, un évidement annulaire 13 pour le logement d'un premier joint d'étanchéité 14, par exemple à lèvres et du type antiextrusion. Le joint est disposé de façon que ses lèvres soient dirigées vers la chambre de compression 2. Selon une caractéristique originale de l'in- vention, la bague inférieure 6 présente une communica- tion axiale 15 par un passage du type conduit 16 entre la chambre 2 de pression d'azote et ledit joint d'étan- chéité 14. -4- Cette communication axiale 15, sous la forme d'un perçage, débouche au droit de l'espace inter-lèvres 17 du premier joint d'étanchéité 14. Cette pression supplémentaire sur les lèvres du joint 14 augmente le contact d'étanchéité avec la tige 3 et améliore ainsi considérablement l'étanchéité. La bague supérieure 7 présente à sa base un évidement annulaire coaxial 18 servant de logement à un joint supérieur d'étanchéité 19 également à lèvres et du type anti-extrusion. Comme pour le premier joint, la fa- ce inférieure est pourvue de lèvres et celles-ci sont dirigées vers la chambre de compression, pratiquement en regard du passage annulaire 8 de la chambre principale de lubrification qui débouche ainsi dans l'espace inter-lèvres du joint supérieur 19. Selon une autre caractéristique nouvelle de l'invention, les joints d'étanchéité 14 et 19 sont de dimensions et de matières différentes. Le joint supé- rieur 19 est réalisé par exemple en polyuréthane alors que le premier joint d'étanchéité 14 est en caoutchouc d'acrylnitrilbuthadiène plus souple que le polyuréthane. L'emploi d'une matière rigide en haut et d'une matière plus souple pour le joint inférieur et les dif- férences de dimensions introduisent une disparité amé- liorant sensiblement la résistance à l'échauffement et, d'une façon générale, la fiabilité du ressort à gaz selon l'invention. Un joint terminal supérieur 20, du type joint racleur, logé dans un évidement supérieur de la bague supérieure, complète l'étanchéité de joints toriques inférieur 21 et supérieur 22 logés respectivement dans des rainures appropriées prévues dans les surfaces laté- rales extérieures des bagues inférieure et supérieure, et assure de part et d'autre l'étanchéité de la chambre annulaire annexe 11 et celle de la chambre 2 par rapport au corps 1 dans sa partie supérieure. La bague supérieure est immobilisée par - rapport au corps par un jonc 23. Le corps 1 se termine vers le bas, par une base 24 comprenant un orifice latéral de gonflage 25 dans lequel est monté un corps de valve 26 recevant la valve 27. Une rainure périphérique 28 est pratiquée dans la base du corps 1 pour fixer le ressort sur un outil par exemple à l'aide de deux demi-brides. L'invention a été décrite ci-dessus en détail. Il est bien entendu cependant que diverses modifications simples, adjonctions, variantes directes, substitutions par des moyens équivalents entrent dans le cadre de la présente protection. -6- REVENDICATIONS 1. Ressort à gaz de hautes performances notamment ressort à gaz comprenant un corps cylindrique (1), une chambre de compression (2) remplie de gaz sous pression et une tige (3) guidée par des bagues de guida- ge inférieure (6) et supérieure (7) et lubrifiée à par- tir d'une chambre de lubrification (9), caractérisé en ce que les bagues de guidage renferment chacune un joint d'étanchéité à lèvres, différents l'un de l'autre, et en ce que la chambre de lubrification (9) est une chambre principale qui est doublée par une chambre annulaire annexe concentrique (11) en communication fluidique avec la chambre principale, prévue entre la bague inférieure (6) et le corps (1) du ressort, le ressort comprenant deux joints à lèvres inférieur (14) et supérieur (19) prévu chacun respectivement dans chaque bague de guidage dont les lèvres sont dirigées vers la chambre de com- pression (2), le joint inférieur (14) étant soumis à la pression de la chambre de compression (2) et le joint supérieur (19) étant soumis également à une pression. 2. Ressort à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint inférieur (14) est soumis à la pression de la chambre de compression (2) par un passage axial (15) provenant de la chambre de compression débouchant dans son espace inter-lèvres. 3. Ressort à gaz selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre de lubrification principale (9) débouche par un évidement (8) en couronne annulaire dans l'espace interlèvres du joint supérieur (19). 4. Ressort à gaz selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'étanchéité de la chambre annulaire annexe (11) est assurée par deux joints tori- ques disposés de part et d'autre de la chambre sur cha- cune des bagues de guidage. 5. Ressort à gaz selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre annexe (11) est délimitée latéralement par la partie supérieure de la bague inférieure d'une part, et par la paroi latérale intérieure en regard du corps du ressort, d'autre part. 6. Ressort à gaz selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que les joints d'étan- chéité à lèvres sont différents en taille et en matière. 7. Ressort à gaz selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que le joint supérieur est réalisé en polyuréthane. 8 Ressort à gaz selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que le joint inférieur (14) est réalisé en caoutchouc plus souple que le polyuréthane dont est constitué le joint supérieur. 9. Ressort à gaz selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les bagues de guidage sont en bron- ze.