Brevet FR2833326A1 — publié le 20030613

présente chacun des disques (D1) et (D2), et engagés dans lesdits étriers. 1 2833326 L'invention concerne une unité à piston-et-cylindre, comportant un cylindre dans lequel une chambre de travail est remplie avec un fluide de travail et délimitée par un obturateur et étanchée par au moins un joint, l'obturateur étant fixé axialement par coopération de formes avec le cylindre jusqu'à une limite de température et l'obturateur pouvant effectuer, au-dessus de la limite de température, un mouvement axial pour la décharge de pression. Fondamentalement, il n'est pas exclu qu'une unité à piston-et-cylindre soit exposée à une charge thermique extréme pendant le fonctionnement, par exemple en cas d' accident d'un véhicule automobile, dont l'amortisseur d'oscillations est exposé à une charge thermique. Le fluide de travail situé à l'intérieur de l'unité à piston-et cylindre se dilate très fortement, ce pourquoi une force de déploiement agit sur la tige de piston et sur un obturateur, laquelle surcharge la fixation, conçue pour le fonctionnement normal, du guidage de tige de piston à l'intérieur du cylindre. I1 peut se produire le cas théorique que la tige de piston soit expulsée, conjointement avec le piston, hors du cylindre à cause du niveau de pression à l'intérieur de l'unité à piston et-cylindre. Pour cette situation, on a déjà proposé des solutions. Ainsi, on propose par exemple le document DE 42 36 961 A1 qu'au moins une moulure assure une surface de butée pour l'unité structurelle en déploiement tige de piston/piston. Cette solution exige un piston adapté et mène dans certaines circonstances à une déperdition d'une partie de la course utile, car la moulure est estampée à l'intérieur de la trajectoire pour le piston. Le document EP 0 496 324 A1 décrit plusieurs possibilités comment on peut supprimer une surpression dans un ressort à gaz. À cet effet, le ressort à gaz dispose d'un corps de soutien pour le joint de la tige de piston, qui est soit lui-même réalisé élastique soit supporté à effet élastique et qui libère une ouverture d'évacuation à l'intérieur de la course de déplacement axiale du joint de la tige de piston. Cependant, on connat également une autre solution dans laquelle le joint de la tige 2 2833326 de piston est détruit par la pression de fonctionnement accrue et un canal d'évacuation est libéré. Les possibilités montrées exigent un corps de soutien dont l'élasticité propre ne se laisse adaptée que difficilement à une température définie. Un joint de tige de piston présentant un emplacement destiné à la rupture est du moins nettement plus coûteux qu'une réalisation traditionnelle. On conna^it du document DE 39 01 499 A1 un fusible qui libère en cas d'incendie une ouverture d'évacuation du cylindre. Dans ce contexte, on citera encore le document DE 39 19 945 A1. Dans les fusibles, il peut se produire le cas o le joint perd certes son contour initial et prend un état pâteux, mais exerce néanmoins sa fonction d'étanchéité. L'objectif sousjacent à la présente invention est de réaliser, dans une unité à piston-et-cylindre, un dispositif de sécurité pour des charges thermiques extrêmes, qui fonctionne d'une part de façon fiable et qui n'entrâîne d'autre part pas de surplus de travail notable ni d'entrave de fonctionnement au niveau de l'unité elle-même. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint du fait que pendant le mouvement axial de l'obturateur pour la décharge de pression, un dispositif de coupe annule la fonction d'étanchéité du joint. Un avantage es sentiel de l 'invention est que l'on ne dépend pas du comportement de fusion du joint, afin d'obtenir une évacuation du fluide de travail. De plus, on prévoit d'agencer le dispositif de coupe à l'intérieur du cylindre. On n'a pas besoin de pièces rapportées qui exigeraient une place structurelle extérieure supplémentaire. Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif de coupe prend appui contre le cylindre. Le cylindre est conçu en règle générale sous forme de récipient sous pression et peut encaisser des forces très élevées. 3 2833326 À l'égard d'un travail de fabrication aussi faible que possible, le dispositif de coupe est réalisé d'un seul tenant avec le cylindre. On n'a pas besoin d'autres composants qui seraient à prendre en compte parrn les coûts de réalisation. Dans ce cas, le dispositif de coupe est formé par un prolongement en forme de languette. Pour une sécurité de fonctionnement optimale, le joint est agencé à l'intérieur d'une gorge de l'obturateur, la profondeur radiale de la gorge étant supérieure à l'extension radiale du dispositif de coupe. On assure que le dispositif de coupe peut s'engager dans la zone fonctionnelle du joint. Pour éviter des emplacements d'étanchement métal/métal après l'opération de coupe, une surface de coupe du dispositif de coupe est agencée complètement radialement à l'intérieur du cylindre. Dans ce contexte, le dispositif de coupe comprend une surface de raclage qui enlève la partie coupée de l'obturateur depuis une partie formant noyau. En supplément, le cylindre présente un espace libre dans lequel la partie coupée de l'obturateur est susceptible d'étre reçue. On peut réaliser le dispositif de coupe avec relativement peu de travail du fait que le prolongement en forme de languette du dispositif de coupe est découpé dans la paroi du cylindre, et que la découpe forme l'espace libre pour le prolongement. Pour que le dispositif de coupe n'exige pas de place structurelle extérieure supplémentaire, l'obturateur présente une gorge périphérique qui reçoit le prolongement en forme de languette du dispositif de coupe. 4 2833326 En fonction de la configuration structurelle, la surface de coupe peut venir en appui contre une paroi latérale de la gorge de l'obturateur en fonctionnement normal de l'unité à piston-et-cylindre. Grâce à ceci, on a la possibilité que le dispositif de coupe assure des forces de maintien S supplémentaires pour l'obturateur. On obtient d'exploiter de manière particulièrement favorable l'espace structurel dans le cylindre lorsque la gorge périphérique dans l'obturateur pour le dispositif de coupe établit la coopération de formes avec au moins une moulure du cylindre pour la fxation axiale de l'obturateur à l'intérieur du cylindre. On a la possibilité de prévoir plusieurs dispositifs de coupe qui permettent une suppression plus rapide de la pression dans le cylindre. De plus, lorsque l'on utilise plus d'un dispositif de coupe, il est judicieux que ceux-ci attaquent de façon asymétrique la périphérie de l'obturateur. L'opération de coupe fait que l'obturateur prend une position oblique par rapport à l'axe longitudinal de l'unité à piston-et cylindre, grâce à quoi on peut exploiter une force de serrage qui maintient l'obturateur dans le cylindre. L'invention sera expliquée plus en détail en se rapportant à la description de la figure. Les figures montrent: figure 1, un détail d'une unité à piston-etcylindre dans la zone de l'obturateur; et figure 2, l'unité à piston-etcylindre après avoir dépassé le limite de température. La figure 1 montre un détail d'une unité à piston-et-cylindre 1 qui est dans cet exemple de réalisation un amortisseur d'oscillations du type à tube unique. Un cylindre 3 dispose d'une chambre de travail 5 qui est 2833326 remplie avec un fluide de travail et qui est délimitée du côté extrémité par un obturateur 7. Un joint 9 à l'intérieur d'une gorge 10 referme une fente annulaire 11 entre la paroi intérieure du cylindre et la surface enveloppe de l'obturateur. Une tige de piston 13 axialement mobile est entourée par un joint de tige de piston 15 qui empéche une fuite au niveau du diamètre intérieur de l'obturateur. L'obturateur est maintenu par coopération de formes avec le cylindre dans sa zone prédéterminée dans la plage d'une température de fonctionnement normale. A cet effet, le cylindre dispose en direction périphérique d'un certain nombre de moulures 17 qui s'engagent dans une gorge périphérique 19 de l'obturateur. La moitié de gauche de la figure 1 illustre un dispositif de coupe 21 à l'intérieur du cylindre 3, qui prend appui contre le cylindre en étant constitué d'un seul tenant par le prolongement 23 en forme de languette du cylindre 3, qui est reçu par la gorge périphérique 19. Le prolongement 23 en forme de languette du dispositif de coupe est découpé dans la paroi du cylindre et il dispose d'un espace libre 25. Une surface de coupe 27 du prolongement en forme de languette est réalisée entièrement radialement à l'intérieur du cylindre. De plus, la profondeur de la gorge 10 pour le joint 9 est supérieure à l'extension radiale du dispositif de coupe 21. Dans cet exemple de réalisation, la surface de coupe 27 prend appui, pendant le fonctionnement normal de l'unité à piston-et-cylindre, sur une paroi latérale 29 de la gorge périphérique 19 et elle assure une force de maintien supplémentaire pour les moulures 17 déjà existantes. On n'a certes illustré qu'un seul dispositif de coupe, mais on peut également en prévoir plusieurs qui attaquent cependant de façon asymétrique la périphérie de l'obturateur, afin de pouvoir exploiter une position en oblique et des forces de coincement liées à celle-ci entre l'obturateur et le cylindre. En cas d'incendie, lorsque l'unité à piston-et-cylindre est montée par exemple dans un véhicule automobile et que celui-ci prend feu en cas 6 2833326 d' accident, la température au niveau du cylindre augmente au-delà d'une limite de température normale, qui a été déterminée lors de la conception structurelle de l'unité à piston-et-cylindre. Le fluide de travail chauffe également et se dilate forcément. Sur la face inférieure de l'obturateur 7 agit une force de compression qui dépasse la force de maintien des moulures 17 dans la gorge périphérique 19, ce pourquoi la coopération de formes entre l'obturateur et le cylindre se dégage, en particulier en cas d'obturateurs dont le matériau présente une résistance à la température inférieure à celle du cylindre. À partir de ce point de charge, l'obturateur effectue un mouvement axial lors duquel le prolongement 23 en forme de languette pénètre par sa surface de coupe 27 dans la paroi latérale 29 de la gorge et chasse par une surface de raclage 31 des parties séparées de l'obturateur en éloignement d'une partie formant noyau. Des parties volumétriques 7a de l'obturateur séparé sont chassées dans l'espace libre 25. La figure 2 montre l'état dans lequel un talon 33 est séparé entre la gorge périphérique 19 et la gorge 10 pour le joint 9 et que la surface de coupe 27 attaque le joint 9. Lorsque le mouvement continue, le joint 9 est détruit, de sorte que le fluide de travail peut s'échapper à travers la fente annulaire 11 jusque dans l'espace libre ou le long du talon 33 séparé jusque dans l'environnement. Des essais étendus ont démontré qu'aucun emplacement d'étanchement métal/métal ne se produit entre l'obturateur et la paroi intérieure. De plus, le travail sur le plan de la fabrication est comparativement faible, car on utilise, à la place d'un poinçon pour la moulure 17, un outil de coupe par estampage pour le prolongement 23 en forme de languette. Le dispositif de coupe fonctionne non seulement en liaison avec une coopération de formes sous la forme d'une moulure, mais également absolument indépendamment de celle-ci. On peut utiliser à la place de la liaison à moulure également une liaison à pas de vis ou une bague en fil pincée. À des températures correspondantes, également ces liaisons en coopération de formes se déchirent et laissent le dispositif de coupe devenir actif. 7 2833326 Revendications 1. Unité à piston-et-cylindre, comportant un cylindre (3) dans lequel une chambre de travail (5) est remplie avec un fluide de travail et délimitée par un obturateur (7) et étanchée par au moins un joint (9), l'obturateur (7) étant fixé axialement par coopération de formes avec le cylindre (3) jusqu'à une limite de température et l'obturateur (7) pouvant effectuer, au-dessus de la limite de température, un mouvement axial pour la décharge de pression, caractérisée en ce que pendant le mouvement axial de l'obturateur (7) pour la décharge de pression, un dispositif de coupe (21) annule la fonction d'étanchéité du joint (9). 2. -Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de coupe (21) est agencé à l'intérieur du cylindre (3). 3. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de coupe (21) prend appui contre le cylindre (3). 4. Unité à piston-et-cylindre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif de coupe (21) est réalisé d'un seul tenant avec le cylindre (3). 5. Unité à piston-et-cylindre selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif de coupe (21) est formé par un prolongement (23) en forme de languette. 6. Unité à piston-et-cylindre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisoe en ce que le joint (9) est agencé à l'intérieur d'une gorge (10) de l'obturateur (7), la profondeur radiale de la gorge (10) étant supérieure à l'extension radiale du dispositif de coupe (21). 8 2833326 7. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une surface de coupe (27) du dispositif de coupe (21) est agencée complètement radialement à l'intérieur du cylindre (3). 8. Unité à piston-et-cylindre selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le dispositif de coupe (21) comprend une surface de raclage (31) qui enlève la partie coupée (7a) de l'obturateur (7) depuis une partie formant noyau. 9. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 8, caractérisée en ce que le cylindre (3) présente un espace libre (25) dans lequel la partie coupée (7a) de l'obturateur (7) est susceptible d'être reçue. 10. Unité à piston-et-cylindre selon les revendications 4 et 9, caractérisée en ce que le prolongement (23) en forme de languette du dispositif de coupe (21) est découpé dans la paroi du cylindre (3), et en ce que la découpe forme l'espace libre (25) pour le prolongement (23). 11. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'obturateur (7) présente une gorge périphérique (19) qui reçoit le prolongement (23) en forme de languette du dispositif de coupe (21). 12. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 11, caractérisée en ce que la surface de coupe (27) vient en appui contre une paroi latérale (29) de la gorge de l'obturateur (7) en fonctionnement normal de l'unité à piston-et-cylindre (1). 13. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 11, caractérisée en ce que la gorge périphérique (19) dans l'obturateur (7) pour le dispositif de coupe (21) établit la coopération de formes avec au moins une moulure (19) du cylindre (3) pour la fixation axiale de l'obturateur (7) à l'intérieur du cylindre (3). 9 2833326 14. Unité à piston-et-cylindre selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'il est prévu plusieurs dispositifs de coupe (21). 15. Unité à piston-et-cylindre selon la revendication 14, caractérisée en ce que lors de l'utilisation de plus d'un dispositif de coupe (21), ceuxci