Brevet FR2778445A1 — publié le 19991112

L'invention se rapporte à un segment de piston destiné au montage sous précontrainte sur un piston d'une unité à piston-et-cylindre, le segment de piston recouvrant une surface enveloppe du piston et l'étanchant par rapport au cylindre, le segment de piston présentant une largeur qui est supérieure à la hauteur de la surface enveloppe, de sorte qu'il existe un dépassement axial du segment de piston par rapport au piston, dépassement qui est transformé en une extrémité élastique qui s'appuie du côté recouvrement axialement contre le piston. Le document DE 195 01 792 C2 décrit un piston comportant un segment de piston, dans lequel le segment de piston est conçu en particulier en fonction des données spéciales d'un piston de forme aplatie. À cet effet, le segment de piston présente une largeur qui est plus grande qu'une surface enveloppe du piston, de sorte qu'il se présente un dépassement axial, lequel est transformé en une extrémité élastique qui s'appuie du côté recouvrement contre le piston. Toutes les variantes de réalisation prévoient une transition en forme d'arc de cercle qui est supérieure à 180 . Une variante qui est illustrée dans la figure 3 prévoit une extrémité élastique recourbée qui vient en appui par sa surface frontale contre la face supérieure du piston. Dans certaines conditions désavantageuses, il en résulte quelques inconvénients. Ainsi, lorsque le segment de piston est hautement chargé, il peut se produire l'effet que l'extrémité élastique recourbée continue à s'enrouler en direction de la face intérieure du segment de piston et que le segment de piston se charge de lui-même. De plus, des pertes d'étanchéité peuvent apparaître sur la face intérieure du segment de piston, qui ne sont certes pas graves, mais qui se laissent mesurer dans un diagramme de force d'amortissement. Dans un segment de piston, des charges particulières apparaissent chaque fois que le segment de piston est mis en place dans le cylindre dans le cas d'un piston pour une unité à piston-et-cylindre comportant des gorges. Le segment de piston est déformé en direction du fond de gorge et dans certaines circonstances il peut être refoulé à la sortie de la gorge. Par conséquent, le piston selon le document DE 36 11 288 A1 prévoit un anneau de guidage pour le guidage radial du piston et un segment de piston qui se charge de la fonction d'étanchement. Cependant, même dans cette solution complexe, on atteint les limites de charge dans des véhicules modernes. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser un segment de piston destiné au montage sur un piston, qui résout les problèmes connus de l'état de la technique à l'égard de la solidité et de l'étanchéité. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint dans une première variante par le fait qu'une extrémité élastique présente une transition en forme d'arc de cercle qui décrit un angle compris entre 90 et 180 et que cette extrémité élastique vient en appui sur une première face supérieure du piston, l'autre extrémité élastique venant en appui dans la zone de la seconde face supérieure opposée par une surface d'appui en forme d'anneau, du fait que l'autre extrémité élastique est adaptée, pour ce qui concerne à l'angle de transformation, à l'angle entre la surface enveloppe et la seconde face supérieure. Cette réalisation du segment de piston permet de déformer tout d'abord l'extrémité élastique sur le segment de piston et d'enfiler ensuite le segment de piston sur le piston, et de le fixer alors en formant la surface d'appui en forme d'anneau. Dans ce cas, on peut obtenir une précontrainte axiale suffisamment importante. L'orientation des extrémités déformées empêche le contact avec la paroi intérieure du segment de piston. Selon une autre réalisation avantageuse, une extrémité élastique présente sur la première face supérieure des tronçons qui sont réalisés avec un angle de transformation plus grand que ses tronçons situés à côté. Pour empêcher que des différences de contrainte trop importantes se présentent entre les tronçons transformés différemment, on prévoit que les tronçons à différents angles de transformation en direction périphérique forment un tracé onduleux de la première extrémité élastique. Grâce à ceci, les tronçons présentant l'angle de transformation plus faible supportent les tronçons présentant l'angle de transformation plus grand, et on peut renoncer à des découpes entre les tronçons qui seraient soumises à un effet d'entaille. Pour augmenter la charge admissible en direction transversale, il est prévu entre la surface enveloppe du piston et le segment de piston un anneau de serrage qui met le segment de piston sous précontrainte radialement contre la paroi à étancher. Le but n'est pas d'augmenter la précontrainte de pression du segment de piston contre la paroi à étancher, mais de maintenir constante la force d'étanchement et le cas io échéant d'atteindre une compensation radiale en cas de forces transversales. Selon un développement avantageux, la surface enveloppe comporte un talon sur lequel est agencé l'anneau de serrage. On peut fabriquer le piston par un procédé de fabrication sans enlèvement de matière. En variante, l'anneau de serrage du segment de piston peut, s'il présente une jointure avec un déport transversal, également être agencé à la hauteur du déport transversal, afin d'augmenter l'effet d'étanchement du déport transversal. L'invention concerne également un piston équipé d'un tel segment de piston. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à la description qui suit. Les figures montrent: figure 1 une illustration d'ensemble de l'unité à piston-et-cylindre; figures 2a - 2b et 3a - 3c le piston/segment de piston en détail. La figure 1 montre à titre d'exemple une unité à piston-et-cylindre 1 sous forme d'un amortisseur d'oscillations à tube unique. Fondamentalement, on peut appliquer l'idée inventive également dans d'autres domaines. L'unité à piston-et-cylindre 1 est constituée sensiblement par un cylindre 3 dans lequel est agencé de façon axialement mobile un piston sur une tige de piston 7. Du côté sortie de la tige de piston 7, un guidage de tige de piston 9 referme une chambre de travail 11 qui est remplie avec un fluide d'amortissement et qui est séparée par un piston séparateur 13 vis-à-vis d'une chambre à gaz 15 qui comporte du côté extrémité un fond 17 avec un oeillet 19. Lors d'un mouvement de la tige de piston, le fluide d'amortissement est refoulé à travers des soupapes d'amortissement 21 dans le piston 5. Un segment de piston 23 qui recouvre une surface enveloppe 25 du piston 5 empêche un contournement latéral du piston. La figure 2a montre le piston 5 avec le segment de piston 23 en détail dans la figure 1 il s'agit d'un piston particulièrement aplati et dans cette figure 2a, il s'agit d'un piston présentant une hauteur structurelle plus grande. Le principe du segment de piston est cependant identique. Le segment de piston 23 est plus large que la hauteur de la surface enveloppe 25 du piston. Par conséquent, il se produit un dépassement qui est transformé en une extrémité élastique 27. Une transition 29 relie l'extrémité élastique 27 à une partie du segment de piston, qui recouvre la surface enveloppe. La transition est réalisée en forme d'arc de cercle et elle décrit un angle de transition de sensiblement 180 , de sorte que la surface frontale de l'extrémité élastique vient en appui contre la face supérieure 31. L'autre extrémité du segment de piston 23 est transformée en correspondance du contour de la seconde surface de recouvrement 33, grâce à quoi on obtient une surface d'appui 35 en forme d'anneau. Lors de la fabrication de l'unité constituée par le piston et par le segment de piston, on déforme tout d'abord le segment de piston pour l'extrémité élastique 27. Ensuite, on enfile le segment de piston sur la surface enveloppe du piston, jusqu'à ce que l'extrémité élastique vienne en appui sur la première face de recouvrement. La seconde extrémité en saillie du segment de piston est alors recourbée jusqu'à la seconde face de recouvrement. Ainsi, le segment de piston est mis sous précontrainte avec élasticité axiale. La transformation la plus précise possible de l'extrémité élastique de empêche la pénétration de l'extrémité élastique dans la paroi intérieure du segment de piston. De plus, grâce à la surface d'appui 35 en forme d'anneau, on obtient un trajet d'étanchement suffisamment long entre les deux faces de recouvrement du piston, de sorte que l'on exclut une fuite par l'arrière du segment de piston. Pour des segments de piston particulièrement sollicités, en particulier dans le cas de forces transversales, on associe au segment de piston 23 un anneau de serrage 37 qui exerce une force de précontrainte radiale sur le segment de piston 23 et qui augmente ainsi l'effet d'étanchement, car on assure non seulement que la force de pressage est maintenue à un niveau défini, mais également qu'il ne se produit pas de fuite à l'arrière de la paroi intérieure du segment de piston. Dans la figure 2a, l'anneau de serrage 37 est mis sous précontrainte sur un talon 39 de la seconde face de recouvrement 33 en dessous de la surface d'appui 35. On peut renoncer à une gorge de segment de piston, grâce à quoi on réduit le travail de fabrication du piston. On peut également mettre en place un piston poinçonné et pressé. De plus, l'anneau de serrage 37 exerce une force de précontrainte en direction radiale et axiale. Grâce à ceci, on s'oppose également à un jeu axial du segment de piston 23. La figure 2b montre une variante dans laquelle l'anneau de serrage 37 est agencé à la hauteur d'un déport transversal 41a de la jointure 41 du segment de piston 23 à l'intérieur d'une gorge de segment de piston 43. À cet emplacement, l'anneau de serrage peut étancher avec fiabilité la jointure inévitable, car le déport transversal est soutenu, quant à son effet d'étanchement, par l'anneau de serrage. Les figures 3a à 3c montrent un segment de piston 23 dont les extrémités élastiques transformées présentent en direction périphérique différents angles de transformation, de sorte qu'il en résulte des tronçons 45 qui se trouvent radialement plus à l'intérieur que des tronçons d'appui 47 des extrémités élastiques 27. Les tronçons déformés 45; 47 sont reliés l'un à l'autre, exception faite de la jointure 41, de sorte que le contour fermé de l'extrémité élastique montre une forme onduleuse. Comme on le voit dans la figure 3c, le tronçon d'appui 47 ne peut ainsi plus être déformé en direction de la paroi intérieure du segment de piston. Bien entendu, on peut également combiner la réalisation selon les figures 3a à 3c avec un anneau de serrage selon les figures 2a; 2b. Revendications 1. Segment de piston (23) destiné au montage sous précontrainte sur un piston d'une unité à piston-et-cylindre (1), le segment de piston (23) recouvrant une surface enveloppe (25) du piston (5) et l'étanchant par rapport au cylindre (3), le segment de piston (23) présentant une largeur qui est supérieure à la hauteur de la surface enveloppe (25), de sorte qu'il existe un dépassement axial du segment de piston (23) par rapport au piston (5), dépassement qui est transformé en une extrémité élastique (27) qui s'appuie du côté recouvrement axialement contre le piston (5), caractérisé en ce qu'une extrémité élastique (27) présente une transition (29) en forme d'arc de cercle qui décrit un angle compris entre 90 et 180 et en ce que cette extrémité élastique (27) vient en appui sur une première face supérieure (31) du piston (5), l'autre extrémité élastique venant en appui dans la zone de la seconde face supérieure opposée (33) par une surface d'appui (35) en forme d'anneau, du fait que l'autre extrémité élastique est adaptée, pour ce qui concerne l'angle de transformation, à l'angle entre la surface enveloppe (25) et la seconde face supérieure (33). 2. Segment de piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité élastique (27) présente sur la première face supérieure (31) des tronçons (47) qui sont réalisés avec un angle de transformation plus grand que ses tronçons (45) situés à côté. 3. Segment de piston selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tronçons (45; 47) avec différents angles de transformation en direction périphérique forment un tracé onduleux de la première extrémité élastique (27). 4. Segment de piston selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu entre la surface enveloppe (25) du piston (5) et le segment de piston (23) un anneau de serrage (37) qui met le segment de piston (23) sous précontrainte radialement contre la paroi à étancher. 5. Segment de piston selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface enveloppe (25) comporte un talon (39) sur lequel est agencé l'anneau de serrage (37). 6. Segment de piston selon la revendication 4, caractérisé en ce que le segment de piston (23) présente une jointure (41) avec un déport transversal (41a), l'anneau de serrage (37) étant agencé à la hauteur du déport transversal (41 a). 7. Segment de piston (23) destiné au montage sous précontrainte sur un piston d'une unité à piston-et-cylindre (1), le segment de piston (23) recouvrant une surface enveloppe (25) du piston (5) et l'étanchant par rapport au cylindre (3), le segment de piston (23) présentant une largeur qui est supérieure à la hauteur de la surface enveloppe (25), de sorte qu'il existe un dépassement axial du segment de piston (23) par rapport au piston (5), dépassement qui est transformé en une extrémité élastique (27) qui s'appuie du côté recouvrement axialement contre le piston (5), caractérisé en ce qu'il est prévu entre la surface enveloppe (25) du piston (5) et le segment de piston (23) un anneau de serrage (37) qui met le segment de piston (23) sous précontrainte radialement contre la paroi à étancher. 8. Piston équipé d'un segment de piston selon l'une quelconque des revendications précédentes.