Brevet FR2830310A1 — publié le 20030404

r1 L' invention concerne un segment de piston, notamment destiné au piston d'un amortisseur, le segment de piston présentant une surface périphérique d'enveloppe à laquelle sont raccordés des segments d'appui avec des surfaces de support, qui s'appuient axialement sur un côté supérieur et un côté inférieur du piston, le segment de piston comprenant un support de joint d'étanchéité dans lequel est encastré au moins un joint d'étanchéité. D'après l'état de la technique, on connaît des pistons plats utilisés dans un amortisseur, dans lesquels un segment de piston présente une section tranevereale sensiblement en forme de U. Une surface périphérique d'enveloppe rend étanche un interstice entre le piston et une paroi intérieure d'un cylindre. Des surfaces d'appui du segment de piston assurent un blocage axial du segment de piston, respectivement sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston. Le segment de piston est souvent réalisé en une matière plastique plus rigide, de sorte qu'il est possible d'obtenir une précontrainte radiale entre le segment de piston et la paroi intérieure. Entre le piston et le segment de piston peut exister, dans la zone de la surface périphérique d'enveloppe du piston, un interstice infime, parce que les tolérances dimensionnelles du cylindre et du piston doivent être compensées. Dans le cas d'un piston plat tel que celui qui est par exemple connu d'après le document DE 197 07 633, il peut arriver, en raison des opérations de formage avec des déformations très massives, qu'il se produise une imprécision de configuration du piston, qui conduit à ce que les surfaces d'appui ne s'appliquent plus par un contact de surface total sur le côté supérieur et le côté inférieur. I1 se forme des interstices de fuite infimes entre le côté supérieur et le côté inférieur du piston, qui ont un effet négatif notamment dans le cas d'amortisseurs d'un type plutôt destiné à un usage s sportif, en raison du fait que les liaisons d'écoulement sujettes aux tolérances produisent une dispersion en ce qui concerne la force d'amortissement. Une possibilité pour remédier à cela peut consister à redresser le piston au cours d'une opération d'usinage finale pour éliminer les imprécisions de configuration. I1 est certes possible de mesurer une amélioration, qui n'est toutefois pas suffisante. Par ailleurs, il est possible de restreindre les tolérances du segment de piston, cela entraînant toutefois, même pour une diminution faible des tolérances de fabrication, une augmentation disproportionnée des coûts de fabrication. Dans le document cité, on décrit la possibilité de rendre étanche l' interstice entre la surface périphérique d'enveloppe du segment de piston et la paroi intérieure du cylindre, à l' aide d'un joint détanchéité qui est encastré dans un support de joint d'étanchéité. Le but de la présente invention consiste à minimiser un interstice de fuite entre le côté intérieur du segment de piston et le piston, ceci avec une mise en _uvre la plus réduite possible. Conformément à l' invention, ce but est atteint grâce au fait que le joint d'étanchéité est dirigé vers le piston en étant issu du support de joint d'étanchéité. Grâce à cette mesure, il est possible, sans modifier les tolérances existantes, d'obtenir une diminution drastique de l' interstice de fuite, de sorte que celui- ci n'exerce plus d' influence significative sur les forces d'amortissement recherchées. Selon un mode de réalisation, il est préw que le joint d'étanchéité s'appuie sur le côté supérieur et/ou le côté inférieur du piston. L'on obtient une solution particulièrement avantageuse, lorsque le joint d'étanchéité, s'étend à partir du diamètre intérieur de la surface de support du support de joint d'étanchéité. A cet endroit, il est relativement aisé de rapporter un joint d'étanchéité, par exemple sous la forme d'une lèvre d'étanchéité, dont la précontrainte peut encore être augmentée davantage par la pression de fonctionnement. En variante, le joint d'étanchéité peut être disposé du côté intérieur sur le support de joint d'étanchéité, au niveau de la transition de la surface de support à la surface périphérique d'enveloppe. En-dehors de la fonction d'étanchéité, le joint d'étanchéité peut également réaliser une compensation pour un jeu axial du support de joint d'étanchéité par rapport au piston. Ainsi, il peut par exemple être prévu que le support de joint d'étanchéité dispose, dans la zone de l'élément d'appui, au niveau de la transition de la surface de support au diamètre intérieur de l'élément d'appui, d'un décrochement de préférence périphérique, dont les surfaces de délimitation radiale et axiale définissent, quant à sa forme, un matériau d'étanchéité injecté du joint d'étanchéité. En fonction du matériau du support de joint détanchéité, le joint d'étanchéité est relié au support de joint d'étanchéité par une liaison par continuité de matière. L'avantage de cela réside dans le fait qu'il n'est dans ce cas pas nécessaire de disposer de géométries particulières sur le support de joint d'étanchéité et sur le joint d'étanchéité luimême. En variante, le joint d'étanchéité peut être relié au support de joint d'étanchéité par une liaison par complémentarité de forme, avec dans ce cas une plus grande liberté de choix des matériaux. Dans la suite, l' invention va être explicitée plus en détail, au regard de la description des figures des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 un amortisseur selon une vue d'ensemble, Fig. 2 un piston en tant que sous-ensemble, Fig. 3 un segment de piston en tant que pièce individuelle, selon une représentation en perepective, Fig. 4 une vue partielle du segment de piston dans la zone du joint, Fig. 5 une coupe du segment de piston dans la zone du joint, Fig. 6 une représentation de détail du segment de piston dans la zone de la rainure pour la bague de serrage, Fig. 7 une représentation de détail du segment de piston sur lequel a été appliqué un joint d'étanchéité par projection. La figure 1 montre à titre d'exemple, un ensemble à piston et cylindre 1 sous la forme d'un amortisseur à un tube. L' invention peut en principe également être mise en _uvre dans d'autres ensembles à piston et cylindre. s Un amortisseur à un seul tube 1 est constitué essentiellement d'un tube de pression 3 dans lequel est disposé de manière axialement mobile, un piston 5 sur une tige de piston 7. Sur le côté de la sortie de la tige de piston 7, un guide de tige de piston 9 ferme une chambre de travail 11 remplie d'un fluide d'amortissement et séparée ou isolée par un piston séparateur 13, d'une chambre de gaz 15 comportant à l'extrémité, un fond 17 avec un anneau de fixation 19. Lors d'un mouvement de la tige de piston, du fluide d'amortissement est refoulé à travers des soupapes d'amortissement 21 prévues dans le piston 5 et formées par des disques ou rondelles de soupape 23. Un segment de piston 25, qui recouvre une surface périphérique du piston 5, empêche le fluide de contourner latéralement le piston. La figure 2 montre le piston 5 sur la tige de piston 7, avec une rondelle d'appui 27 et une douille de centrage 31. Ces pièces se centrent toutes sur un tourillon de tige de piston 7a. Le disque de soupape 23 et une rondelle-ressort 33 se centrent à leur tour sur la douille de centrage 31. Un corps de piston 5a avec son segment de piston 25 se centre pour sa part sur le tourillon de tige de piston 7a. Sur le corps de piston est placé un élément de ressort 35. Un ressort ondulé est particulièrement bien adapté en guise d'élément de ressort. L'élément de ressort ne possède qu'un faible taux d'élasticité/une faible force élastique parce qu'il ne doit porter que la douille de centrage 31 pour ce côté du piston. La hauteur est dimensionnée de façon telle qu'entre le disque de soupape 23 et la douille de centrage, il reste encore un recouvrement. La rondelle 3s ressort 33 peut également s'ajuster sur la douille de centrage, les douilles de centrage des deux côtés du piston, devant si possible présenter la même hauteur. Lorsque le piston est mis en précontrainte de serrage et est par exemple fermé par un écrou de piston 37, la rondelle d'appui est rapprochée du corps de piston à l'encontre de la force des deux rondelles-ressorts 33. La force élastique de l'élément de ressort 35 peut être totalement négligée pour cette opération. Le segment de piston 25 dispose d'une section transversale en forme de U. de sorte que des segments d'appui 39, 41 issus de la surface périphérique d'enveloppe 37 du segment de piston, avec leurs surfaces de support 43, 45, viennent s'appuyer respectivement sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston et fixent ainsi axialement le segment de piston 25 par rapport au piston 5. La figure 3 montre le segment de piston 25 en tant que pièce individuelle, selon une représentation en perepective. L' on y aperaoit le joint 47 qui est formé par une languette 49 s'étendant dans la direction périphérique et par une encoche 51 correspondante, de sorte que le segment de piston peut s'évaser radialement 2s pour le montage. La figure 4 montre une vue du segment de piston 25 radialement de l'intérieur vers radialement à l'extérieur. Au niveau des bords de la surface périphérique d'enveloppe 37, qui recouvre la surface périphérique du piston, sont réalisés respectivement des segments d'appui 39, 41. Les segments d'appui de la surface périphérique d'enveloppe se poursuivent en direction périphérique, en tant que segments de support 53, 55, sur le bord de la languette 42. Les segments de support 53, 55 disposent, de manière identique aux segments d'appui 39, 41, sur le plan fonctionnel, de surfaces de support 57, 59 qui s'appuient sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston. La languette est ainsi fixée en position, dans la direction axiale du piston, d'une manière parfaitement définie. Pour également localiser axialement l'extrémité du segment de piston 25 possédant l'encoche 51, au niveau de l'encoche sont réalisés des segments de support 61, 63 s'étendant dans la direction périphérique, qui, lorsque le joint est fermé, s'appuient axialement sur les segments de support 53, 55 de la languette 49. Cette interaction est représentée sur la figure 5, par une coupe à travers le joint. Les segments de support 61, 63 de l'encoche, qui se transforment en ou se raccordent aux segments d'appui 39, 41, ferment un jeu de joint d'étendue axiale entre l'extrémité avant de la languette 49 et le fond de l'encoche. Il est également possible, qu'à partir de la languette, radialement à l'intérieur sur les segments de support 53, 55, soient réalisées des nervures de centrage 65, 67 qui agissent radialement sur les segments de support 61, 63 et empêchent ainsi un évasement radial de la languette. Lorsque les nervures de centrage sont réalisées sur toute la longueur de la languette 49, il est alors possible de fermer également la plus grande partie d'un jeu de joint s'étendant dans la direction périphérique. La figure 2 laisse entrevoir une bague de serrage 69 qui assure une précontrainte dirigée radialement vers l' extérieur, d'une lèvre d' étanchéité 71 du segment de piston 25, contre une paroi non représentée. La figure 6 montre le segment de piston dans la zone d'une rainure 73 dans laquelle est logée la bague de serrage 69. La bague de serrage est située nettement en-dehors de la surface périphérique du piston, de sorte qu' il n' est pas nocessaire de prévoir une quelconque mesure de construction pour la bague de serrage, sur le piston. s Une paroi latérale de rainure 75 est formée par le segment d'appui 41. Le côté arrière d'une lèvre d'étanchéité 71 forme une seconde paroi latérale de rainure 77, la distance d'espacement entre les parois latérales de rainure 75, 77 étant réalisée très légèrement supérieure au diamètre de la bague de serrage, pour que la bague de serrage s'appuie de manière fiable au fond de la rainure. Sur l'agrandissement très fort de la figure 6, il est visible que le segment de piston 25 est constitué d'un support de joint d'étanchéité 25a et d'au moins un joint d'étanchéité 25b. Ces joints d'étanchéité 25b sont dirigés vers le piston en étant issus du support de joint d'étanchéité. Le support de joint d'étanchéité est fabriqué en un matériau élastique, ayant plutôt tendance à être un peu plus dur, alors que le joint d'étanchéité est réalisé en un matériau comparativement plus mou, par exemple un élastomère thermaplastique TPE. Pour minimiser l' interstice de fuite entre le côté supérieur et le côté inférieur du piston 5, le joint d'étanchéité s'appuie par exemple sur le côté supérieur et/ou le côté inférieur du piston. Sur la figure 6 est représentée une variante, d'après laquelle le joint d'étanchéité 25b s'étend à partir du diamètre intérieur des surfaces de support 43, 45, 57, 59 du support de joint d'étanchéité 25a. Il est relativement simple de former une lève d'étanchéité qui s'appuie sur le piston et qui, le cas échéant, est précontrainte en supplément 3s par la press ion de fonct ionnement dans les chambres de travail. En variante ou en supplément, le joint d'étanchéité 25b peut être disposé du côté intérieur sur le support de joint d'étanchéité 25a, au niveau de la transition de la S surface de support 43 à la surface périphérique d'enveloppe 37. Le piston 5 dispose obligatoirement d'un chanfrein plus ou moins marqué entre son côté supérieur, respectivement inférieur, et sa surface périphérique. Dans l'espace libre résiduel peut être logé ou encastré le joint d'étanchéité 25b. Cela permet de minimiser un jeu axial existant éventuellement entre le segment de piston et le piston. Dans le cas de la figure 7, le support de joint d'étanchéité 25a du segment de piston 25, dispose, dans la zone de l'élément d'appui 41, au niveau de la transition de la surface de support 43 au diamètre intérieur de l' élément d' appui, d'un décrochement 81 de préférence périphérique, dont les surfaces de délimitation radiale et axiale 81a, 81r définissent, quant à sa forme, un matériau d'étanchéité ingocté pour le joint d'étanchéité 25b. En raison de la configuration particulière du décrochement, il est également possible d' appliquer le matériau d' étanchéité par projection sur le segment de piston, en-dehors d'un moule d'injection totalement fermé. Le joint d'étanchéité 25b doit uniquement exercer une fonction d'étanchéité en direction du côté supérieur ou du côté inférieur du piston. Malgré le joint d'étanchéité 25b rapporté en supplément par projection, le joint 47 sur le segment de piston doit être conservé de manière à garantir l'élasticité radiale. De manière générale, le joint d'étanchéité peut être relié au support de joint d'étanchéité, par une liaison par continuité de matière, par exemple un processus de collage ou de vulcanisation. I1 faut dans ce cas, veiller à un choix approprié des matériaux du support de joint d' étanchéité et du joint d' étanchéité, parce que des combinaisons déterminces de matières plastiques ne peuvent être liées par une liaison par continuité de matière. En variante, le joint d'étanchéité peut être relié au support de joint d'étanchéité par une liaison par complémentarité de forme. On fabrique le joint d'étanchéité avec un certain nombre d'ouvertures de passage. Durant le moulage par injection du support de joint d'étanchéité, le matériau du support de joint d'étanchéité, peut remplir les ouvertures de passage en établissant ainsi une liaison par complémentarité de forme. Des contre-dépouilles sur le support d'étanchéité, qui sont plus difficiles à maîtriser sur le plan de la technique d'injection, peuvent ainsi être supprimées. REVENDICATIONS. 1. Segment de piston, notamment destiné au piston d'un amortisseur, le segment de piston présentant une surface périphérique d'enveloppe à laquelle sont raccordés des segments d'appui avec des surfaces de support, qui s'appuient axialement sur un côté supérieur et un côté inférieur du piston, le segment de piston comprenant un support de joint d'étanchéité dans lequel est encastré au moins un joint d'étanchéité, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (25b) est dirigé vers le piston (5) en étant issu du support de joint d'étanchéité (25a). 2. Segment de piston selon la revendication l, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (25b) s'appuie sur le côté supérieur et/ou le côté inférieur du piston (5). 3. Segment de piston selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (25b), s'étend à partir du diamètre intérieur de la surface de support (43) du support de joint d'étanchéité (25a). 4. Segment de piston selon la revendication l, 2s caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (25b) est disposé du côté intérieur sur le support de joint d'étanchéité (25a), au niveau de la transition de la surface de support (43) à la surface périphérique d'enveloppe (37). 5. Segment de piston selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support de joint d'étanchéité (25a) dispose, dans la zone de l'élément dappui (39; 41; 53; 55), au niveau de la transition de la surface de support (43; 45; 57; 59) au diamètre intérieur de l'élément d'appui, d'un décrochement (81) de préférence périphérique, dont les surfaces de délimitation radiale et axiale (81a; 81r) définissent, quant à sa forme, un matériau d'étanchéité injecté du joint d'étanchéité (25b). 6. Segment de piston selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (25b) est relié au support de joint d'étanchéité (25a) par une liaison par continuité de matière. 7. Segment de piston selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (25b) est relié au support de joint d'étanchéité (25a) par une