Brevet FR2779194A1 — publié le 19991203

-1- 2779194 La présente invention se rapporte à un dispositif à fluide compressible, du type comportant une chambre de compression destinée à être remplie par un fluide compressible et un piston mobile pour comprimer le fluide qui s'y trouve. Le fluide qui est comprimé par le piston exerce sur ce dernier une force de rappel et lorsque le fluide utilisé est un gaz, un tel dispositif est encore appelé ressort à gaz. Dans les ressorts à gaz connus, le piston coulisse dans un alésage réalisé dans une pièce de guidage encore appelée cartouche, rapportée dans le corps du ressort. Cette pièce de guidage comporte deux éléments d'étanchéité successifs qui définissent entre eux et avec la tige du piston un espace annulaire de lubrification, initialement rempli par un lubrifiant et qui se charge au cours de l'utilisation du ressort avec le gaz de la chambre de compression, de sorte qu'après une certaine durée de fonctionnement, la pression qui règne dans cet espace annulaire de lubrification est voisine de celle de la chambre de compression. Pour éviter qu'en cas de démontage du ressort le retour brutal à la pression atmosphérique du mélange de gaz et de lubrifiant contenu dans l'espace annulaire de lubrification ne s'accompagne d'une déflagration et ne blesse l'opérateur chargé du démontage, un conduit de purge est réalisé dans la pièce de guidage. Ce conduit de purge débouche à une extrémité dans l'espace annulaire de lubrification et à l'autre extrémité à la périphérie de la pièce de guidage, entre deux joints d'étanchéité toriques. Un évidement axial est réalisé dans la pièce de guidage pour permettre au joint torique adjacent à la chambre de compression de se déformer et de cesser d'être étanche lorsque la pression régnant dans le conduit de purge est supérieure à celle de la chambre de compression, ce qui est le cas lorsque cette dernière est vidée pour le démontage du ressort. De cette manière, on s'assure que lorsque la chambre de compression est vide, l'espace annulaire de lubrification est purgé et l'on supprime ainsi tout risque pour l'opérateur lors du démontage du ressort. La présente invention a pour objet de perfectionner encore les dispositifs à fluide compressible tels que les ressorts à gaz, du - 2 - 2779194 type comportant un corps creux ouvert à une extrémité, définissant une chambre de compression, une tige de piston mobile dans une pièce de guidage introduite dans l'ouverture dudit corps, deux éléments d'étanchéité successifs définissant entre eux, avec la tige de piston et la pièce de guidage un espace annulaire de lubrification, et un conduit de purge débouchant d'une part à l'extérieur de la pièce de guidage et d'autre part dans l'espace annulaire de lubrification. De façon caractéristique, le dispositif à fluide compressible selon l'invention comporte un organe d'obturation maintenu durant le fonctionnement du dispositif dans une position et/ou une configuration dans laquelle il obture le conduit de purge, et la pièce de guidage et le corps du dispositif sont conformés en outre de telle sorte que lors du démontage du dispositif, l'organe d'obturation puisse changer de position et/ou de configuration et prendre une position et/ou une configuration dans laquelle il permet la purge de l'espace annulaire de lubrification. Dans une réalisation particulière, l'organe d'obturation est constitué par une bille en un matériau élastiquement déformable. Toujours dans une réalisation particulière, cette bille est placée dans un logement situé à la périphérie de la pièce de guidage et dans le fond duquel est réalisé un perçage radial débouchant sur la surface radialement intérieure de la pièce de guidage, entre les deux éléments d'étanchéité successifs s'appliquant entre la tige du piston et la pièce de guidage. Toujours dans une réalisation particulière, le corps du ressort comporte à proximité de son ouverture une gorge annulaire dont le profil est choisi de telle sorte que lors du démontage de la pièce de guidage, l'organe d'obturation s'engage au moins partiellement dans cette gorge et cesse ce faisant d'obturer ledit conduit de purge. De préférence, la gorge annulaire précitée sert également au maintien d'un jonc annulaire de retenue de la pièce de guidage. Toujours dans une réalisation particulière, la pièce de guidage comporte à sa périphérie et du côté de la chambre de compression, par rapport à l'organe d'obturation, une gorge annulaire logeant un joint d'étanchéité et un évidement axial débouchant dans cette gorge, permettant une déformation dudit joint autorisant le remplissage de la chambre de compression par le jeu de montage qui existe entre la pièce de guidage et le corps du ressort. - 3 - 2779194 Un ressort à gaz selon l'invention s'avère de construction simple et fiable, tout en offrant les garanties de sécurité requises pour l'opérateur chargé du démontage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif et à l'examen du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un ressort à gaz conforme à l'invention, la figure 2 représente un détail de réalisation du ressort de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des demi-coupes schématiques représentant le ressort en cours de démontage et, - la figure 5 est une vue agrandie illustrant l'engagement de l'organe d'obturation dans la gorge annulaire prévue à cet effet sur le corps du ressort, lors du démontage. On a représenté sur la figure 1 un ressort à gaz 1 conforme à l'invention. Ce ressort à gaz 1 comporte un corps ou carter métallique 2 en forme de cylindre creux fermé à son extrémité inférieure et ouvert à son extrémité supérieure, définissant une chambre de compression 3 destinée dans l'exemple considéré à être remplie d'azote gazeux sous une pression comprise entre 100 et 500 bars. Un lubrifiant peut éventuellement être ajouté à l'azote. Le ressort à gaz 1 comporte également un piston métallique monobloc 4 dont la tige, d'axe longitudinal X, coulisse dans une pièce de guidage en métal ou cartouche 5, laquelle est insérée avec le jeu de montage usuel dans le corps 2, soit avec un jeu égal à quelques dizaines de lim. La tige du piston 4 traverse de part en part la pièce de guidage 5 à la faveur d'un alésage central et elle est munie à son extrémité inférieure d'une collerette 6 destinée à venir au repos en butée contre la pièce de guidage 5 afin d'empêcher que le piston 4 ne quitte le ressort sous l'effet de la pression régnant dans la chambre de compression. La pièce de guidage 5 comporte à son extrémité supérieure et sur sa périphérie un retrait annulaire 7 servant au montage d'un jonc métallique annulaire de retenue 8. Ce jonc 8 coopère avec une gorge annulaire 9 réalisée dans le corps 2 à proximité de son extrémité supérieure, de manière à retenir la pièce de guidage 5 dans ce dernier. La pièce de guidage 5 loge dans son alésage central deux éléments d'étanchéité 10 et 11 successifs s'appliquant de façon étanche sur la tige du piston 4, des segments de guidage 12 et 13 ainsi qu'un joint racleur 14, de façon connue en soi. Les éléments d'étanchéité 10 et 11 peuvent être de tous types connus en soi, sont par exemple des joints composites et délimitent axialement un espace annulaire de lubrification 14 formé par le jeu existant entre la tige du piston 4 et la pièce de guidage 5, ce jeu pouvant atteindre 0,2mm dans l'exemple décrit. La pièce de guidage 5 comporte à sa périphérie et au voisinage de son extrémité inférieure une gorge annulaire 15 qui loge un joint torique 16, lequel s'interpose de façon étanche entre la pièce de guidage 5 et le corps 2 durant le fonctionnement du ressort, pour empêcher le gaz contenu dans la chambre de compression 3 de quitter celle-ci par le jeu de montage qui existe entre le corps 2 et la pièce de guidage 5. Un évidement axial 17 s'étend depuis l'extrémité inférieure de la pièce de guidage 5 jusqu'à la gorge annulaire 15. La profondeur de cet évidement 17 est supérieure à celle de la gorge annulaire 15 et permet au joint 16 de se déformer et de cesser de s'appliquer de façon étanche entre le corps 2 et la pièce de guidage 5 lorsque la pression qui règne dans le jeu de montage existant entre le corps 2 et la pièce de guidage 5, au dessus du joint 16, est supérieure à la pression dans la chambre de compression 3. On peut ainsi faire jouer au joint 16 le rôle d'une valve et effectuer le remplissage de la chambre de compression par le jeu de montage existant entre le corps 2 et la pièce de guidage 5. A la fin du remplissage, le joint 16 reprend du fait de la pression qui règne dans la chambre de compression 3 et de la mémoire de sa forme initiale ses position et configuration initiales dans la gorge annulaire 15, et assure l'étanchéité du montage de la pièce de guidage 5 dans le corps 2. Un perçage taraudé 18 est réalisé dans le fond du corps 2 pour le vissage d'un bouchon 19, lequel sert pour tester la tenue du - 5 - corps 2 à la pression et est dévissé lorsqu'il est nécessaire de vider la chambre de compression 3. La pièce de guidage 5 comporte à sa périphérie et au dessus de la gorge annulaire 15 un logement 20, cylindrique de révolution autour d'un axe Y perpendiculaire et sécant à l'axe X, contenant un organe d'obturation constituée ici par une bille 21 réalisée dans un matériau élastiquement déformable tel que du caoutchouc. Le fond du logement 20 communique par un perçage radial 22 avec l'espace annulaire 14 précité. Le perçage radial 22 et le logement 20 constituent un conduit de purge dont le rôle va être précisé plus loin. Au cours de l'utilisation du ressort à gaz, la pression dans l'espace annulaire 14 augmente du fait des mouvements du piston 4, jusqu'à devenir voisine de celle qui règne dans la chambre de compression 3. La bille 1 est alors plaquée par la pression qui règne dans l'espace annulaire 14 contre la paroi du corps 2 et obture le conduit de purge. A la fin de l'utilisation du ressort à gaz, lorsqu'il est nécessaire de procéder au démontage de ce dernier, on vide la chambre de compression 3 en dévissant le bouchon 19 puis on enfonce la pièce de guidage 5 dans le corps 2 jusqu'à dégager le jonc 8, lequel peut alors être retiré de la gorge annulaire 9, comme cela est illustré sur la figure 3. On exerce ensuite un mouvement d'extraction de la pièce de guidage 5 jusqu'à ce que la bille 21 atteigne la gorge 9 et s'enfonce dans celle-ci, comme représenté sur les figures 4 et 5. Le profil de la gorge 9 est choisi de telle sorte que lorsque la bille 21 s'y engage, cette dernière cesse d'obturer le logement 20 et laisse un intervalle 23 permettant une purge de l'espace annulaire de lubrification 14. Ce dernier retourne alors à la pression atmosphérique sans risque pour l'opérateur chargé du démontage. Dans l'exemple décrit, la gorge 9 comporte comme représenté sur la figure 5, du côté de l'extrémité ouverte du corps 2, une surface toroidale 24 dont la section est un quart de cercle, prolongée en direction du fond du carter 2 par une surface conique 25 inclinée d'environ 30 sur l'axe X. - E- 2779194 Lors de la poursuite du mouvement d'extraction de la pièce de guidage 5, la bille 21 est cisaillée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un ressort à gaz et s'applique également à d'autres dispositifs à fluide compressible, le fluide compressible utilisé pouvant être un liquide compressible tel qu'une huile silicone. - 7 -2779194 REVENDICATIONS 1. Dispositif à fluide compressible, tel qu'un ressort à gaz, du type comportant un corps creux (2) ouvert à une extrémité, définissant une chambre de compression (3), une tige de piston (4) mobile à l'intérieur d'une pièce de guidage (5) introduite dans l'ouverture dudit corps (2), deux éléments d'étanchéité (10, 11) successifs définissant entre eux, avec la tige de piston (4) et la pièce de guidage (5) un espace annulaire (14), et un conduit de purge (20,22) débouchant d'une part à l'extérieur de la pièce de guidage (5) et d'autre part dans ledit espace annulaire (14), dispositif caractérisé par le fait qu'il comporte un organe d'obturation (21) maintenu durant le fonctionnement du dispositif dans une position et/ou une configuration dans laquelle il obture le conduit de purge (20, 22) et par le fait que la pièce de guidage (5) et ledit corps (2) sont conformés de telle sorte que lors du démontage du dispositif, l'organe d'obturation puisse changer de position et/ou de configuration et prendre une position et/ou une configuration dans laquelle il permet la purge dudit espace annulaire (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe d'obturation est constitué par une bille (21) en un matériau élastiquement déformable. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite bille (21) est placée dans un logement (20) situé à la périphérie de la pièce de guidage (5), et dans le fond duquel est réalisé un perçage radial (22) débouchant sur la surface radialement intérieure de la pièce de guidage (5) entre les deux éléments d'étanchéité (10,11) successifs s'appliquant entre la tige du piston (4) et la pièce de guidage (5). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit corps (2) comporte à proximité de son ouverture une gorge annulaire (9) dont le profil est choisi de telle sorte que lors du démontage de la pièce de guidage (5), l'organe d'obturation (21) s'engage au moins partiellement dans ladite gorge et cesse ce faisant d'obturer ledit conduit de purge (20,22). 5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que ladite gorge annulaire (9) sert également au maintien d'un jonc annulaire (8) de retenue de la pièce de guidage (5). - 8 - 2779194 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pièce de guidage (5) comporte à sa périphérie et du côté de la chambre de compression (3), par rapport à l'organe d'obturation (21), une gorge annulaire (15) logeant un joint d'étanchéité (16) et un évidement axial (17) débouchant dans cette gorge (15), permettant une déformation dudit joint autorisant le remplissage de la chambre de compression (3) par le jeu de montage qui existe entre la pièce de guidage et le corps du ressort.