Brevet FR2729727A1 — publié le 19960726

L'invention concerne un piston comportant un joint d'étanchéité de piston sous la forme d'un segment de piston serré sur le piston, et destiné à un ensemble piston-cylindre, le segment de piston recouvrant une surface périphérique du piston et assurant une étanchéité à l'encontre du cylindre. Un tel piston est divulgué, par exemple, par le document de brevet US-3 212 411. Ce piston présente une surface périphérique de piston profilée, qui est recouverte par le joint d'étanchéité de piston. Le profil forme une liaison par complémentarité de forme, avec le segment de piston. Lors de la fabrication du profil, il est nécessaire de mettre en oeuvre un outil, radialement à partir de l'extérieur, de sorte qu'un piston en métal fritté ou un piston en tôle, doivent être soumis à un usinage supplémentaire. Justement dans le cas d'un piston réalisé à partir d'une ébauche en tôle, qui est d'une configuration particulièrement plate, il manque en partie la surface périphérique d'enveloppe nécessaire à la réalisation d'une partie profilée.suffisante. Le but de la présente invention consiste à réaliser un piston comportant un segment de piston, permettant une fabrication simple selon un procédé de frittage ou de formage de tôle, sans usinage additionnel ultérieur. En outre, la mise en oeuvre doit être possible dans le cas de pistons très plats. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que le segment de piston présente une largeur, qui est plus grande que la surface périphérique d'enveloppe, de sorte que l'on est en présence d'une saillie du segment de piston par rapport au piston, qui est déformée en une extrémité élastique en ressort s'appuyant, côté frontal, sur le piston. Les extrémités élastiques en ressort présentent l'avantage de permettre la compensation de tolérances relativement grandes sur le segment de piston et relativement à la largeur de la surface périphérique d'enveloppe du piston. En outre, grâce à l'appui du segment de piston, côté frontal, il est possible d'éviter une encoche radiale ou une partie profilée du piston, dans la zone de la surface périphérique d'enveloppe. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la surface périphérique d'enveloppe du piston est agencée à l'intérieur de la largeur du segment de piston, de sorte que sont réalisées deux saillies, dont les extrémités élastiques en ressort s'appuient chacune de façon opposée sur le piston. Cela permet de monter le segment de piston, sans risque d'inversion par rapport au piston. Selon une configuration avantageuse, l'extrémité élastique en ressort est d'une configuration en forme d'arc de cercle. Il en résulte un genre de ressort annulaire, qui maintient axialement le segment de piston, mais qui réalise également une précontrainte de la partie recouvrant la surface périphérique d'enveloppe du piston. Dans ce cas, il s'est avéré avantageux que l'extrémité élastique en ressort en forme d'arc de cercle s'étende sur un angle d'au moins, et de préférence de plus de 270'. Cela permet d'empêcher de manière fiable, une ouverture de l'extrémité élastique en ressort. D'éventuelles bavures de découpage à la matrice sur le piston, sont évitées et entourées par les rayons dans la zone de l'appui. La partie de portée du segment de piston est constituée de la surface périphérique d'enveloppe et du double rayon de roulage des extrémités élastiques en ressort en forme d'arc de cercle. Selon une variante de mode de réalisation, l'extrémité élastique en ressort est réalisée sous forme de coupelle. Dans ce cas, l'avancée en saillie de l'extrémité élastique en ressort est orientée dans la direction de la partie du segment de piston recouvrant la surface périphérique d'enveloppe. La partie de portée correspond à la largeur de la surface périphérique d'enveloppe sur le piston, ainsi que de deux fois la longueur de l'avancée en saillie de l'extrémité élastique en ressort. On empêche entre autres, à nouveau, une ouverture de l'extrémité élastique en ressort. A cet effet, sert notamment un décrochement du piston, sur lequel s'appuie l'extrémité élastique en ressort. Avantageusement, l'extrémité élastique en ressort s'appuie axialement sur une surface d'appui du décrochement, qui est réalisée parallèlement à la surface frontale de l'extrémité élastique en ressort. Des pointes de contraintes de compression dans le segment de piston sont minimisées par la surface d'appui maximale. Selon un autre mode de réalisation avantageux, l'extrémité élastique en ressort est déformée plusieurs fois en réalisant des raccordements en forme d'arc de cercle. Dans ce cas, il s'avère intéressant que l'extrémité élastique en ressort soit pliée en un empilement. On empêche de manière fiable, un retrait du segment de piston, du piston. En variante, l'extrémité élastique en ressort s'appuie par un côté extérieur, par l'intermédiaire d'un raccordement en forme d'arc de cercle, et s'étend, dans sa zone d'extrémité, toujours davantage radialement vers l'extérieur. En ce qui concerne la fabrication, il est avantageux de réaliser un piston dans lequel l'extrémité élastique en ressort s'appuie par son côté intérieur, par l'intermédiaire d'un raccordement en forme d'arc de cercle, et s'étend, dans sa zone d'extrémité, en direction de l'axe central du piston. Dans le cas d'une extrémité élastique en ressort, qui s'appuie sur le piston, une force de précontrainte peut être exercée, par l'intermédiaire de l'appui, sur le segment de piston. Pour augmenter l'effet de la force de precontrainte, l'extrémité élastique en ressort est constituée de plusieurs secteurs élastiques en ressort individuels. En variante, le segment de piston peut également s'appuyer sur un côté supérieur et/ou un côté inférieur du piston, de sorte que l'on supprime l'estampage ou le démoulage ou formage du décrochement. Pour renforcer l'effet de ressort, le segment de piston est constitué d'une couche d'étanchéité et d'une couche de support élastique. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail, avec ses avantages, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une représentation d'ensemble d'un ensemble piston-cylindre; Fig. 2 piston comprenant un segment de piston et des extrémités élastiques en ressort en forme d'arc de cercle; Fig. 3 segment de piston dont les extrémités élastiques en ressort se présentent sous forme de coupelle; Fig. 4, 5 d'autres exemples de réalisation du segment de piston. La figure 1 montre, à titre d'exemple, un ensemble piston-cylindre 1, sous la forme d'un amortisseur à un seul tube. Le concept de l'invention peut, quant à son principe, également être mis en oeuvre pour d'autres applications. L'ensemble piston-cylindre 1 est essentiellement constitué d'un cylindre 3 dans lequel est agencé de manière axialement mobile, un piston 5 sur une tige de piston 7. sur le côté de sortie de la tige de piston 7, un guidage de tige de piston 9 ferme une chambre de travail 11, qui est remplie de fluide d'amortissement, et qui est séparée, par un piston de séparation 13, d'une chambre de gaz 15 qui comprend à son extrémité, un fond 17 à anneau de fixation 19. Lors d'un mouvement de la tige de piston, du fluide d'amortissement est refoulé au travers de soupapes d'amortissement 21 dans le piston 5. Un segment de piston 23, qui recouvre une surface périphérique d'enveloppe 25 du piston 5, empêche un écoulement de fuite latéral autour du piston. La figure 2 se limite au piston 5 comportant le segment de piston 23. Dans cette variante, le piston 5 est fabriqué à partir d'une ébauche de tôle, par formage. Les parts de volume qui sont en saillie sur le côté supérieur a sont formées par des parties de volume identique sur le côté inférieur 5b. En conséquence, il n'est pas nécessaire d'effectuer d'opérations d'usinage par enlèvement de copeaux. Le segment de piston 23 possède, à l'état initial, une largeur qui est supérieure à la largeur de la surface périphérique d'enveloppe 25 du piston 5. Il en résulte des saillies 27, qui, selon cette variante, présentent une forme d'arc de cercle. L'association du segment de piston 23 à la surface périphérique d'enveloppe 25 s'effectue de manière symétrique, de sorte qu'il en résulte deux saillies, à savoir deux extrémités élastiques en ressort 29. Dans ce cas, les extrémités élastiques en ressort 29 s'étendent sur un angle de plus de 270'. Le segment de piston 23 peut être réalisé avec un joint d'une forme quelconque, de sorte qu'il ne nécessite pas d'outils spéciaux pour le montage. L'appui du segment de piston 23 s'effectue par l'intermédiaire des extrémités élastiques en ressort 29, sur le côté supérieur et le côté inférieur a/5b du piston 5. Dans le cas de la variante selon la figure 3, les saillies ou extrémités élastiques en ressort 29 présentent une configuration en forme de coupelle. Dans ce cas, l'avancée en saillie de l'extrémité élastique en ressort 29 est orientée dans la direction de la partie du segment de piston 23 recouvrant la surface périphérique d'enveloppe 25. Dans le cas de cette figure, le segment de piston 23 est constitué d'une couche d'étanchéité 23a et d'une couche de support élastique 23b. Ce mode de réalisation peut tout à fait être appliqué dans le cas de la figure 2. L'extrémité élastique en ressort a tendance à s'ouvrir, mais un décrochement 31 sur lequel s'appuie l'extrémité élastique en ressort 29, empêche un tel mouvement d'ouverture. La surface d'appui 31a du décrochement 31 s'étend parallèlement à la surface frontale 29a de l'extrémité élastique de ressort 29, pour éviter la transmission de contraintes de cisaillement au segment de piston 23. Le décrochement décrit peut être réalisé sans problème, par frittage, ou par des techniques de formage, de sorte qu'il est inutile d'effectuer des opérations d'usinage supplémentaires. La figure 4 se limite à la représentation d'un piston 5, tel qu'il est déjà utilisé dans des ensembles piston-cylindre qui doivent absorber des forces de guidage latérales significatives, de sorte que le piston lui-même est sollicité plus fortement. En vue de pouvoir satisfaire à ces exigences particulières, on utilise un segment de piston 23 entraînant une combinaison des avantages des modes de réalisation selon les figures 2 et 3. Le piston 5, fabriqué par frittage dans ce mode de réalisation, sans nécessiter de rainures radiales pour le segment de piston, possède des surfaces d'appui 31a, sur lesquelles s'appuie un raccordement en forme d'arc de cercle 33 de l'extrémité élastique en ressort 29. L'ensemble de l'extrémité élastique en ressort est pliée en un empilement, de sorte qu'il en résulte une longueur de portée qui est constituée par la surface périphérique d'enveloppe 25 du piston 5, augmentée du double rayon d'arc de cercle des raccordements 33, ainsi que de la double longueur des plis jusqu'au centre des raccordements 33 dans la partie du segment de piston dirigée vers le cylindre. Sur la figure 5, l'extrémité élastique en ressort 29 à été formée par des raccordements en forme d'arc de cercle 33, comme cela a déjà été représenté sur la figure 4, l'extrémité élastique en ressort 29 venant s'appuyer radialement sur le piston. L'extrémité élastique en ressort s'appuie, par son côté intérieur, sur le piston. Notamment dans le cas de segments de piston qui sont constitués d'une couche d'étanchéité 23a et d'une couche de support élastique 23b, il est possible de ne pas solliciter la couche d'étanchéité plus sensible, en raison de l'appui par l'intermédiaire de la couche de support. L'extrémité élastique en ressort 29 est constituée de secteurs élastiques en ressort individuels 29a, de sorte qu'il est possible, grâce à l'appui sur le piston, d'obtenir une précontraintre radiale du segment de piston par rapport au cylindre. Globalement, le segment de piston, grâce aux secteurs élastiques en ressort individuels 29a, reste, en se référant à la direction de mouvement radiale, plus élastique et moins affecté par les tolérances. REVENDICATIONS. 1. Piston comportant un segment de piston serré sur le piston, et destiné à un ensemble piston-cylindre, le segment de piston recouvrant une surface périphérique d'enveloppe du piston et assurant une étanchéité à l'encontre du cylindre, caractérisé en ce que le segment de piston (23) présente une largeur, qui est plus grande que la surface périphérique d'enveloppe (25), de sorte que l'on est en présence d'une saillie (27) du segment de piston par rapport au piston (5), qui est déformée en une extrémité élastique en ressort (29) s'appuyant, côté frontal, sur le piston. 2. Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface périphérique d'enveloppe (25) du piston (5) est agencée à l'intérieur de la largeur du segment de piston (23), de sorte que sont réalisées deux saillies (27), dont les extrémités élastiques en ressort (29) s'appuient chacune de façon opposée sur le piston (5). 3. Piston selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) est d'une configuration en forme d'arc de cercle. 4. Piston selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) en forme d'arc de cercle, s'étend sur un angle de plus de 270'. 5. Piston selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) est réalisée sous forme de coupelle. 6. Piston selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'avancée en saillie de l'extrémité élastique en ressort (29) est orientée dans la direction de la partie du segment de piston (23) recouvrant la surface périphérique d'enveloppe (25). 7. Piston selon les revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) s'appuie sur un décrochement (31) du piston. 8. Piston selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) s'appuie axialement sur une surface d'appui (31a) du décrochement (31), qui est réalisée parallèlement à la surface frontale (29a) de l'extrémité élastique en ressort (29). 9. Piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) est déformée plusieurs fois en réalisant des raccordements en forme d'arc de cercle (33). 10. Piston selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) est pliée en un empilement. 11. Piston selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) s'appuie par un côté extérieur, par l'intermédiaire d'un raccordement (33) en forme d'arc de cercle, et s'étend, dans sa zone d'extrémité, toujours davantage radialement vers l'extérieur. 12. Piston selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) s'appuie par son côté intérieur, par l'intermédiaire d'un raccordement (33) en forme d'arc de cercle, et s'étend, l1 dans sa zone d'extrémité, en direction de l'axe central du piston. 13. Piston selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort s'appuie sur le piston. 14. Piston selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'extrémité élastique en ressort (29) est constituée de plusieurs secteurs élastiques en ressort individuels. 15. Piston selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le segment de piston (23) s'appuie sur un côté supérieur et/ou un côté inférieur (5a,/5b) du piston (5). 16. Piston selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que le segment de piston (23) est constitué d'une couche d'étanchéité (23a) et d'une couche de support élastique (23b).