Brevet FR2669392A1 — publié le 19920522

La présente invention se rapporte principalement à un piston et à son procédé de réalisation. Un piston comporte habituellement un corps de piston métallique séparant deux fluides à deux pressions différentes, des garnitures assurant l'étanchéité entre le piston et le cylindre et le guidage du piston dans le cylindre. Il est connu de réaliser des pistons pour amortisseurs comportant une gorge usinée Dans la gorge, est placée une bande, typiquement en PTFE (polytétrafluoréthylène), jouant le rôle de garniture. La bande comporte deux extrémités se rejoignant mais non solidarisées Le maintien en place de la garniture dans la gorge du corps de piston n'est assuré que lorsque le piston a été mis en place dans un cylindre Ainsi, il est extrêmement difficile d'automatiser le processus de fabrication d'amortisseurs comportant ce type de piston. Il est également connu de réaliser des bagues fermées montées en extension sur le piston Cette solution complique le montage rendant difficile une automatisation du processus de montage De plus, cette solution présente des inconvénients liés aux bruits provenant de jeux de fonctionnement. Il est connu d'autre part d'effectuer l'accrochage par encliquetage d'une extrémité de garniture sur le corps d'un piston à revêtir La garniture est ensuite solidarisée avec le corps de piston par thermoformage Dans ce cas, il est possible d'automatiser le montage des pistons, mais par contre l'étanchéité entre le piston et le cylindre ne peut être assurée correctement que pour un seul sens de déplacement du piston. Dans tous les cas connus, il est nécessaire d'usiner tout d'abord le corps de piston, puis la garniture L'usinage du corps du piston est d'un coûlt de revient élevé De plus, les imprécisions des usinages se cumulent Ainsi par exemple il peut se former un jeu entre la garniture et la gorge D'autre part, une dilatation des éléments de piston de type connu compromet l'étanchéité, le guidage et la solidarisation des diverses pièces du piston. Le piston selon la présente invention permet d'éviter les inconvénients des pistons de types connus. L'invention a principalement pour objet un piston comportant un corps de piston et une garniture, caractérisé par le fait que la garniture est formée par surmoulage sur le corps de piston L'invention a aussi pour objet un procédé de réalisation de piston, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes consistant à -2- réaliser un corps de piston, et surmouler une garniture sur ledit corps piston. Le corps de piston peut être réalisé par tout procédé approprié par exemple par estampage, fonderie, moulage, et en particulier par frittage d'éléments métalliques dans un moule. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un premier exemple de piston de type connu; la figure 2 est une vue en coupe d'un second exemple de piston de type connu; la figure 3 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation du piston selon la présente invention. Sur la figure 1, on peut voir un piston de type connu comportant un corps de piston 1 métallique comprenant une gorge 3 dans laquelle est placée une bande rectangulaire 2 formant garniture La garniture 2 est maintenue en place dans la gorge 3 par les parois internes du cylindre (non représenté sur la figure). Sur la figure 2 a, on peut voir un piston de type connu en cours de réalisation Sur le corps de piston 1 on a accroché une extrémité d'une rondelle de faible épaisseur formant la garniture 2 La garniture 2 est appliquée sur le corps de piston 1 par thermoformage Des vues partielles de ce piston sont représentées sur les figures 2 b et 2 c Sur la figure 2 b le piston monte selon la flèche 5 par rapport à la paroi du cylindre 4 Dans ce cas, la garniture n'assure pas une étanchéité parfaite entre le corps de piston 1 et un cylindre 4 Cette étanchéité est réalisée dans le cas o le piston descend selon la flèche 6, comme illustré sur la figure 2 c. Un exemple avantageux de piston selon la présente invention est illustré sur la figure 3 Ce piston comporte une garniture 12 formée par surmoulage sur le corps de piston métallique 11 Le surmoulage de la garniture 12 de forme sensiblement cylindrique, sans discontinuité, permet le maintien en place de la garniture 12 sur le corps de piston 11, même en l'absence de cylindre Ainsi, il est facile de réaliser l'automatisation du processus de fabrication du piston selon la présente invention, et de montage du piston dans le cylindre. Avantageusement, le corps de piston Il a une forme permettant le démoulage Dans l'exemple avantageux illustré sur la figure 3, le corps de piston Il comporte une portée cylindrique 13 placée symétriquement par -3- rapport au plan médian de corps du piston 11 La garniture 12 comporte des épaulements 14 assurant son maintien en place sur le corps du piston 11. Il est bien entendu que d'autres formes de corps de piston 11 et de garniture 12 ne sortent pas du cadre de la présente invention Par exemple, le corps de piston peut présenter des gorges, ou des stries, par exemple cylindriques ou hélicoïdales, sans sortir du cadre de la présente invention Pour un démoulage de ces réalisations il peut s'avérer nécessaire d'utiliser un moule dont l'ouverture permettra la libération du corps du piston 11. Dans un exemple avantageux le corps 11 du piston est réalisé en métal fritté à hautre pression, par exemple à 800 bars. Avantageusement, la garniture 12 est réalisée en matériau plastique, de préférence en une résine fluorée, comme par exemple le PTFE. Avantageusement, la résine fluorée est chargée par exemple avec des fibres de verre courtes et/ou du graphite ou du carbone Avantageusement, la charge de la résine fluorée est sensiblement égale à 20 % en poids. Avantageusement, le PTFE est directement fritté autour du corps de piston 11 A cet effet, le PTFE est comprimée à haute pression, par exemple entre 300 et 350 bars, puis fritté par exemple à 370 C. Pour obtenir une excellente précision il peut s'avérer avantageux d'usiner le piston muni de sa garniture selon la présente invention, par exemple avec une précision de -2/I 00 ème de mm. L'usinage consiste par exemple en une opération de tournage L'usinage du piston selon la présente invention est beaucoup plus facile et beaucoup plus efficace que l'usinage des pistons de types connus En effet, il suffit d'usiner la garniture 12, surmoulée sur le corps de piston 11 On évite l'usinage d'un corps de piston Il en métal fritté d'un coût de revient élevé, pour obtenir la précision désirée En effet, on a obtenu une pièce monobloc de garniture 12 recouvrant le corps de piston 11 sur toute son épaisseur Ainsi, on évite le cumul de tolérances d'usinage De plus, l'usinage du PTFE est bien moins coûteux que celui du métal fritté. La tenue en température du piston selon la présente invention est bien supérieure à celle des pistons de types connus La dilatation à haute température, par exemple à 150 'C, ne fait qu'améliorer l'adhérence de la garniture 12 au corps de piston 11 Dans le cas de pistons de types connus, l'élévation de température compromettait l'étanchéité du piston. La présente invention s'applique principalement à la réalisation de pistons pour amortisseurs, notamment de voitures, de camions, ou de motocyclettes, de vérins hydrauliques ou de compresseurs de gaz. -4- REVENDICATIONS 1 Piston comportant un corps de piston et une garniture, caractérisé par le fait que la garniture ( 12) est formée par surmoulage sur le corps de piston ( 11). 2 Piston selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps de piston ( 11) a une forme démoulable. 3 Piston selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la garniture ( 12) est réalisée en résine fluorée, notamment en PTFE. 4 Piston selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la garniture ( 12) est réalisée en PTFE chargé. Piston selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la charge comporte des fibres de verre courtes. 6 Piston selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que la charge comporte du carbone ou du graphite. 7 Procédé de réalisation de piston, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes consistant à réaliser un corps de piston ( 11), et surmouler une garniture ( 12) sur ledit corps de piston ( 11). 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'étape de surmoulage consiste en une compression et un frittage d'une résine fluorée, notamment de PTFE autour du corps de piston ( 11). 9 Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une étape consistant à usiner la surface externe de la garniture ( 12). Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que le corps de piston ( 11) est réalisé par frittage d'éléments métallique dans un moule.