EP1979627A2 - Presse hydraulique - Google Patents

Presse hydraulique

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Publication number
EP1979627A2
EP1979627A2 EP06847165A EP06847165A EP1979627A2 EP 1979627 A2 EP1979627 A2 EP 1979627A2 EP 06847165 A EP06847165 A EP 06847165A EP 06847165 A EP06847165 A EP 06847165A EP 1979627 A2 EP1979627 A2 EP 1979627A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic system
piston
compression chamber
seal
pressure
Prior art date
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Granted
Application number
EP06847165A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1979627B1 (fr
Inventor
Stefan Klotz
Gérard Hamel
Joël FRELAT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Pierre et Marie Curie
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Pierre et Marie Curie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Pierre et Marie Curie filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP1979627A2 publication Critical patent/EP1979627A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1979627B1 publication Critical patent/EP1979627B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/004—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses involving the use of very high pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1414—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with non-rotatable piston
    • F15B15/1419—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with non-rotatable piston of non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1447—Pistons; Piston to piston rod assemblies

Definitions

  • the present invention relates to hydraulic systems and more particularly those operating with relatively high fluid pressures, for example greater than or equal to 100 MPa.
  • the invention relates more particularly to hydraulic systems comprising:
  • a compression chamber that can be subjected to the pressure of a hydraulic fluid
  • the pressure of the hydraulic fluid in the compression chamber allows the piston to be subjected to a force that can be used to move it.
  • the hydraulic system In certain fields of application, for reasons of space and weight, the hydraulic system must be compact and have a high capacity relative to its mass and its dimensions.
  • the maximum pressure of the fluid is not as high as desirable in the known compact hydraulic systems, otherwise the compression chamber may be deformed with a risk of leakage of hydraulic fluid, for example due to the failure of the hydraulic fluid. extrusion seal between the piston and the wall of the compression chamber.
  • a self-compensated press is disclosed in European patent EP 0 509 928. This press comprises four tie rods for supporting the plate against which the piston is applied, so that the stresses induced by the tie rods are axisymmetric. A disadvantage of such a press is the less accessibility to its central region, given the opening angle between the tie rods seen from the axis thereof.
  • the two-tie presses offer greater access but they are limited in pressure due to the deformation of the base part under the effect of the reaction of the tie rods under load, which induces non-axisymmetric constraints.
  • the invention aims to provide an improved hydraulic system to overcome all or some of the disadvantages mentioned above.
  • the invention applies more particularly but not exclusively to compact hydraulic systems.
  • the object of the invention is, according to one of its aspects, a hydraulic system comprising: a compression chamber that can be subjected to the pressure of a hydraulic fluid,
  • At least one seal disposed between the piston and a wall of the compression chamber, with an axial position which varies circumferentially about the axis so as to compensate for non-axisymmetric constraints induced by the pressure of the fluid.
  • Such compensation makes it possible to reduce the tendency of the wall of the compression chamber to ovalize, by locally increasing the force exerted by the fluid on the wall to oppose the stresses that tend to deform it.
  • the compression chamber may be defined in a base portion of the hydraulic system and the latter may comprise a plate connected by two tie rods to the base portion, the piston being arranged to exert a force in the direction of the plate.
  • the seal is arranged to compensate for non-axisymmetric constraints induced by the reaction of the tie rods under the effect of the force exerted by the piston on the plate.
  • the two tie rods may for example leave between them two openings each of angular extent between 130 ° and 150 ° in an equatorial plane about the X axis.
  • the piston can support a first anvil and the plate a second anvil against which can be applied the first anvil.
  • the piston may comprise a groove in which the seal is received.
  • This groove can have a wavy shape.
  • the corrugations may have vertices, corresponding to a maximum distance from the bottom of the compression chamber, located substantially opposite the tie rods.
  • Z 0 can be between 0.1. A and 0.3. A, where A is the height of the piston.
  • A may be between 0.25. A and 0.4.A.
  • Other formulas may give similar variations of z ( ⁇ ), and the invention is not limited to a particular formula.
  • the piston may have a larger transverse dimension, in particular a diameter d, of between 0.9. A and 1.1. AT.
  • a larger transverse dimension of the hydraulic system may be between 1.1 and 1.5 times the largest transverse dimension of the piston, in particular its diameter.
  • the seal may be positioned such that the relative variation of a larger internal transverse dimension, in particular an inside diameter, of the compression chamber, as the fluid pressure changes from atmospheric pressure to a pressure of 200 MPa is less than or equal to plus or minus 1 per 1,000.
  • the fluid pressure during operation of the hydraulic system may be, for example, between 1 and 2500 bar, in particular between 100 and 2500 bar.
  • the hydraulic system may include a polarizer for positioning the piston with a predefined angular orientation relative to the compression chamber.
  • the invention can also make it possible to produce a hydraulic system with a piston having a non-symmetrical cross section of revolution, which is capable of operating with a relatively high fluid pressure, even in the case of non-axisymmetric constraints induced by the fluid pressure.
  • the cross section may for example have an elongation factor of between 1.1 and 4, the elongation factor being defined as the ratio of the length to the width.
  • FIG. 1 schematically represents, in perspective, an example of a hydraulic system according to the invention
  • FIG. 2 is a longitudinal section of the hydraulic system of FIG.
  • FIG. 4 is another perspective view of the piston
  • FIG. 5 is a schematic top view illustrating the access to the central region of the hydraulic system
  • FIG. 6 is a schematic and partial cross section of another example of a hydraulic system according to the invention
  • FIG. 7 schematically represents, in perspective, the piston of the system of FIG. 6, and
  • FIGS. 1 and 2 show a hydraulic system 1 produced according to the invention, which is for example in the form of a press comprising a base part 2 connected by two tie rods 3 to a plate 4.
  • the base portion 2 comprises a compression pot 7 which defines a compression chamber 8 in which a piston 10 can slide along an axis Z.
  • the compression chamber 8 can be fed with a fluid under pressure through a conduit 13 to be connected with a pressure source.
  • the pot 7 has a lower portion 16 which is enlarged and which is threaded externally.
  • the two tie rods 3 are made in a monolithic manner with the plate 4 and with a mounting skirt 18 arranged to screw on the lower part 16 of the pot 7.
  • the plate 4 comprises a central housing 20 which is threaded internally and which receives an insert 22 screwed into it.
  • the piston 10 supports a first anvil 23 and the insert 22 a second anvil 24 against which can be applied the first anvil 23 when the piston 10 moves upwards under the effect of the fluid pressure.
  • the anvils 23, 24 may carry, for example, at least one sample to be compressed by the press.
  • the latter can for example be described as compact, with ⁇ greater than or equal to i.
  • a seal 30 is interposed between the piston 10 and the wall of the compression chamber 8 to prevent leakage of hydraulic fluid by the clearance between the piston 10 and this wall.
  • the compression chamber 8 is delimited by a lateral surface 32 which is cylindrical of revolution about the Z axis and the piston 10 has a facing lateral surface 33 which is also cylindrical with a Z axis revolution. .
  • the seal 30 is housed in a groove 35 of the piston 10 which extends in a curve not entirely contained in a plane perpendicular to the Z axis.
  • Other formulas can lead to acceptable positions z ( ⁇ ).
  • the constants z 0 and A are for example as defined above.
  • the peaks 38 of the corrugations lie substantially opposite the tie rods 3.
  • the piston may comprise, as illustrated in FIG. 1, at least one first relief 36 intended to cooperate with a second relief 37 of the base part or tie rods.
  • the piston comprises a longitudinal groove 36 extending parallel to the axis Z, forming a polarizer, in which engages a rib 37 formed on the upper part of the inner surface of the compression pot, the above the seal 30.
  • the corrugated shape of the seal 30 allows the pressure of the fluid contained in the compression chamber 8 to exert a non-axisymmetric force thereon, which compensates the non-axisymmetric forces related to the reaction of the tie rods 3 on the part basic 2.
  • a relatively high fluid pressure can be used without ovalizing the compression chamber 8, so without the risk of extrusion of the seal 30.
  • the invention is not limited to a particular form of seal and it will be adapted through a finite element calculation, for example, to the distribution of the stresses that are exerted on the compression chamber during operation.
  • the invention makes it possible to produce a two-link press which has access to its central region having a relatively wide opening angle ⁇ seen from the Z axis, as illustrated in FIG. 5.
  • the angle ⁇ is for example About 140 ° and the angle ⁇ under which is seen each drawing of about 40 °.
  • the invention applies not only to the production of a compact two-tie press, but also to the production of a jack in which the piston 10 has, for example, a non-symmetrical cross section of revolution, in particular a flattened cross-section. as shown in Figure 6.
  • the forces exerted on the wall of the compression chamber are non-axisymmetrical and can deform it.
  • the stress distribution can be improved and operation at a higher fluid pressure can be improved.
  • the invention is still applicable in the case where in a press or cylinder the compression chamber 8 is defined by a wall which has a resistance, in particular a thickness, e ( ⁇ ) which is not constant around the axis Z, for example due to the presence of two opposite outer plane faces 40 joined by cylindrical faces 41 of revolution about the Z axis.
  • the ratio e max / e m in is for example greater than or equal to 1.1, or even 1.2, even 1.5 or 2 or more.
  • the non-constant thickness e can make it possible to produce a hydraulic system, in particular a jack, in which the base part has a small bulk.
  • the piston 10 may have a circular cross-section, as illustrated in FIG. 8, as well as the surface facing the compression chamber 8, but in a variant that is not illustrated, the piston 10 has a non-circular cross section, for example of oblong shape.
  • the seal may be housed in a groove formed on the side surface of the compression chamber.
  • the piston may be monolithic or formed by the assembly of several parts, as well as the base part, the tie rods and the plate.
  • the seal may be an O-ring as illustrated or any other seal to achieve the desired seal. If necessary, the piston may comprise more than one seal.
  • the hydraulic fluid can be an oil or any other liquid.

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Abstract

La présente invention concerne un système hydraulique (1) comportant : - une chambre de compression (8) pouvant être soumise à la pression d'un fluide hydraulique, - un piston (10) mobile dans la chambre de compression (8) selon un axe (Z), - au moins un joint d'étanchéité (30) disposé entre le piston (10) et une paroi de la chambre de compression (8), avec une position axiale qui varie circonférentiellement autour de l'axe (Z), de façon à compenser des contraintes non axisymétriques induites par la pression du fluide.

Description

Système hydraulique
La présente invention concerne les systèmes hydrauliques et plus particulièrement ceux opérant avec des pressions de fluide relativement élevées, par exemple supérieures ou égales à 100 MPa. L'invention concerne plus particulièrement les systèmes hydrauliques comportant :
- une chambre de compression pouvant être soumise à la pression d'un fluide hydraulique,
- un piston mobile dans la chambre de compression selon un axe, - au moins un joint d'étanchéité disposé entre le piston et une paroi de la chambre de compression.
La pression du fluide hydraulique dans la chambre de compression permet de soumettre le piston à une force qui peut être utilisée pour le déplacer.
Dans certains domaines d'application, pour des raisons d'encombrement et de poids, le système hydraulique doit être compact et présenter une capacité élevée par rapport à sa masse et ses dimensions.
Un système hydraulique compact peut notamment vérifier η > 1 tn.kg"3/2, avec η=Cm"3/2, où C est la capacité (en tonnes) et m la masse (en kg).
La construction des systèmes hydrauliques compacts est relativement difficile car le système hydraulique doit à la fois accepter une pression élevée du fluide sans pour autant que la résistance à cette pression se fasse au détriment de son poids et de ses dimensions.
Ainsi, la pression maximale du fluide n'est pas aussi élevée que souhaitable dans les systèmes hydrauliques compacts connus, sous peine d'entraîner une déformation de la chambre de compression avec un risque de fuite de fluide hydraulique, par exemple due à la défaillance du joint d'étanchéité par extrusion entre le piston et la paroi de la chambre de compression.
Une amélioration apportée aux systèmes hydrauliques compacts a consisté à minimiser les déformations du système hydraulique au niveau du joint d'étanchéité en donnant une forme particulière à la chambre de compression. Ces systèmes hydrauliques sont qualifiés d'auto-compensés. Une presse auto-compensée est divulguée dans le brevet européen EP 0 509 928. Cette presse comporte quatre tirants pour supporter le plateau contre lequel le piston s'applique, de façon à ce que les contraintes induites par les tirants soient axisymétriques. Un inconvénient d'une telle presse est la moindre accessibilité à sa région centrale, compte tenu de l'angle d'ouverture entre les tirants vu depuis l'axe de celle-ci.
Les presses à deux tirants offrent un accès plus grand mais elles sont limitées en pression du fait de la déformation de la partie de base sous l'effet de la réaction des tirants sous charge, qui induit des contraintes non axisymétriques. Par ailleurs, il peut s'avérer souhaitable, pour certaines applications, de bénéficier de systèmes hydrauliques dans lesquels la paroi de la chambre de compression présente une résistance, notamment une épaisseur, non constante et/ou dans lesquels le piston ne présente pas une section transversale symétrique de révolution mais aplatie.
Cela peut permettre par exemple de réaliser des vérins ayant une moindre épaisseur.
Or, avec de tels pistons, les forces qui s'exercent sur la paroi de la chambre de compression sont non axisymétriques, ce qui peut à partir d'une certaine pression de fluide, la déformer et entraver le fonctionnement correct du système hydraulique.
L'invention vise à proposer un système hydraulique perfectionné permettant de remédier à tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus.
L'invention s'applique plus particulièrement mais non exclusivement aux systèmes hydrauliques compacts.
L'invention a pour objet, selon l'un de ses aspects, un système hydraulique comportant : - une chambre de compression pouvant être soumise à la pression d'un fluide hydraulique,
- un piston mobile dans la chambre de compression selon un axe,
- au moins un joint d'étanchéité disposé entre le piston et une paroi de la chambre de compression, avec une position axiale qui varie circonférentiellement autour de l'axe de façon à compenser des contraintes non axisymétriques induites par la pression du fluide. Une telle compensation permet de réduire la tendance de la paroi de la chambre de compression à s'ovaliser, en augmentant localement la force exercée par le fluide sur la paroi pour s'opposer aux contraintes qui tendent à la déformer.
La chambre de compression peut être définie dans une partie de base du système hydraulique et celui-ci peut comporter un plateau relié par deux tirants à la partie de base, le piston étant agencé pour exercer une force en direction du plateau.
Dans ce cas, le joint d'étanchéité est disposé de façon à compenser les contraintes non axisymétriques induites par la réaction des tirants sous l'effet de la force exercée par le piston sur le plateau. Les deux tirants peuvent par exemple laisser entre eux deux ouvertures chacune d'étendue angulaire comprise entre 130° et 150° dans un plan équatorial autour de l'axe X.
Le piston peut supporter une première enclume et le plateau une deuxième enclume contre laquelle peut s'appliquer la première enclume. Le piston peut comporter une gorge dans laquelle est reçu le joint d'étanchéité.
Cette gorge peut avoir une forme ondulée.
Les ondulations peuvent présenter des sommets, correspondant à un éloignement maximal du fond de la chambre de compression, situés sensiblement en regard des tirants. La position axiale z(φ) du joint peut être donnée par la formule : z(φ)=z0 + A sin4(φ), φ étant l'angle autour de l'axe et z0 et A des constantes. Z0 peut être compris entre 0,1. A et 0,3. A, où A désigne la hauteur du piston. A peut être compris entre 0,25. A et 0,4.A. D'autres formules peuvent donner des variations similaires de z(φ), et l'invention n'est pas limitée à une formule particulière.
Le piston peut avoir une plus grande dimension transversale, notamment un diamètre d, comprise entre 0,9. A et 1,1. A.
Une plus grande dimension transversale du système hydraulique peut être comprise entre 1,1 et 1,5 fois la plus grande dimension transversale du piston, notamment son diamètre. Le joint d'étanchéité peut être positionné de telle sorte que la variation relative d'une plus grande dimension transversale intérieure, notamment un diamètre intérieur, de la chambre de compression, lorsque la pression du fluide passe de la pression atmosphérique à une pression de 200 MPa, soit inférieure ou égale à plus ou moins 1 pour 1 000.
La pression du fluide lors du fonctionnement du système hydraulique peut être comprise, par exemple, entre 1 et 2 500 bars, notamment entre 100 et 2 500 bars.
Le système hydraulique peut comporter un détrompeur permettant de positionner le piston avec une orientation angulaire prédéfinie relativement à la chambre de compression.
L'invention peut encore permettre de réaliser un système hydraulique avec un piston ayant une section transversale non symétrique de révolution, qui soit capable d'opérer avec une pression de fluide relativement élevée, même en cas de contraintes non axisymétriques induites par la pression du fluide. La section transversale peut par exemple avoir un facteur d'élongation compris entre 1,1 et 4, le facteur d'élongation étant défini comme étant le ratio de la longueur sur la largeur.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de manière schématique, en perspective, un exemple de système hydraulique selon l'invention,
- la figure 2 est une coupe longitudinale du système hydraulique de la figure
1, - la figure 3 représente isolément en perspective le piston au sein du système hydraulique de la figure 1,
- la figure 4 est une autre vue en perspective du piston,
- la figure 5 est une vue de dessus schématique illustrant l'accès à la région centrale du système hydraulique, - la figure 6 est une section transversale schématique et partielle d'un autre exemple de système hydraulique selon l'invention, - la figure 7 représente de façon schématique, en perspective, le piston du système de la figure 6, et
- la figure 8 est une vue similaire à la figure 6 d'une variante de réalisation. On a représenté sur les figures 1 et 2 un système hydraulique 1 réalisé conformément à l'invention, qui se présente par exemple sous la forme d'une presse comportant une partie de base 2 reliée par deux tirants 3 à un plateau 4.
La partie de base 2 comporte un pot de compression 7 qui définit une chambre de compression 8 dans laquelle peut coulisser, selon un axe Z, un piston 10.
La chambre de compression 8 peut être alimentée avec un fluide sous pression par l'intermédiaire d'un conduit 13 à raccorder avec une source de pression.
Le pot 7 comporte une partie inférieure 16 qui est élargie et qui est filetée extérieurement.
Les deux tirants 3 sont réalisés d'une façon monolithique avec le plateau 4 et avec une jupe de montage 18 agencée pour se visser sur la partie inférieure 16 du pot 7. Le plateau 4 comporte un logement central 20 qui est fileté intérieurement et qui reçoit un insert 22 vissé dans celui-ci.
Le piston 10 supporte une première enclume 23 et l'insert 22 une deuxième enclume 24 contre laquelle peut s'appliquer la première enclume 23 lorsque le piston 10 se déplace vers le haut, sous l'effet de la pression du fluide. Les enclumes 23, 24 peuvent porter, par exemple, au moins un échantillon destiné à être comprimé par la presse.
Cette dernière peut par exemple être qualifiée de compacte, avec η supérieur ou égal a i.
Conformément à un aspect de l'invention, un joint d'étanchéité 30 s'interpose entre le piston 10 et la paroi de la chambre de compression 8 pour empêcher une fuite de fluide hydraulique par le jeu existant entre le piston 10 et cette paroi.
Dans l'exemple considéré, la chambre de compression 8 est délimitée par une surface latérale 32 qui est cylindrique de révolution autour de l'axe Z et le piston 10 présente une surface latérale en regard 33 qui est également cylindrique de révolution d'axe Z.
Le joint d'étanchéité 30 est logé dans une gorge 35 du piston 10 qui s'étend selon une courbe non entièrement contenue dans un plan perpendiculaire à l'axe Z. Dans l'exemple considéré, la gorge 35 présente une forme générale ondulée, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4 notamment, sa position z(φ) selon l'axe Z étant par exemple donnée par la formule z(φ)=z0 + A sin4(φ). D'autres formules peuvent conduire à des positions z(φ) acceptables. Les constantes z0 et A sont par exemple telles que définies plus haut.
Dans l'exemple illustré, les sommets 38 des ondulations se situent sensiblement en regard des tirants 3.
De façon à permettre ce positionnement, le piston peut comporter comme illustré à la figure 1 au moins un premier relief 36 destiné à coopérer avec un deuxième relief 37 de la partie de base ou des tirants. Dans l'exemple considéré, le piston comporte une gorge longitudinale 36 s'étendant parallèlement à l'axe Z, formant un détrompeur, dans laquelle s'engage une nervure 37 formée sur la partie haute de la surface intérieure du pot de compression, au-dessus du joint d'étanchéité 30.
La forme ondulée du joint d'étanchéité 30 permet à la pression du fluide contenu dans la chambre de compression 8 d'exercer une force non axisymétrique sur celle-ci, qui compense les forces non axisymétriques liées à la réaction des tirants 3 sur la partie de base 2.
Ainsi, une pression de fluide relativement élevée peut être utilisée sans ovaliser la chambre de compression 8, donc sans risque d'extrusion du joint 30. L'invention n'est pas limitée à une forme particulière de joint et celle-ci sera adaptée grâce à un calcul, par éléments finis par exemple, à la répartition des contraintes qui s'exercent sur la chambre de compression lors du fonctionnement.
L'invention permet de réaliser une presse à deux tirants qui présente un accès à sa région centrale ayant un angle d'ouverture α relativement large vu depuis l'axe Z, comme illustré à la figure 5. L'angle α est par exemple de 140° environ et l'angle β sous lequel est vu chaque tirant de 40° environ.
L'invention s'applique non seulement à la réalisation d'une presse compacte à deux tirants, mais également à la réalisation d'un vérin dans lequel le piston 10 présente par exemple une section transversale non symétrique de révolution, notamment une section transversale aplatie, comme illustré à la figure 6.
Dans un tel système hydraulique, les forces qui s'exercent sur la paroi de la chambre de compression sont non axisymétriques et peuvent déformer celle-ci. En jouant sur la position axiale du joint d'étanchéité en fonction de l'angle autour de l'axe, comme illustré à la figure 7, on peut améliorer la répartition des contraintes et permettre un fonctionnement à une pression de fluide plus élevée.
L'invention s'applique encore au cas où dans une presse ou un vérin la chambre de compression 8 est définie par une paroi qui présente une résistance, notamment une épaisseur, e(φ) non constante autour de l'axe Z, par exemple en raison de la présence de deux faces planes opposées extérieures 40 réunies par des faces 41 cylindriques de révolution autour de l'axe Z.
Le rapport emax/emin est par exemple supérieur ou égal à 1,1, voire 1,2, voire 1,5 ou 2 ou davantage encore.
L'épaisseur e non constante peut permettre de réaliser un système hydraulique, notamment un vérin, dans lequel la partie de base présente un encombrement réduit.
Dans le cas d'une paroi d'épaisseur variable, le piston 10 peut présenter une section transversale circulaire, comme illustré sur la figure 8, de même que la surface en regard de la chambre de compression 8, mais dans une variante non illustrée, le piston 10 présente une section transversale non circulaire, par exemple de forme oblongue.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits.
Par exemple, le joint d'étanchéité peut être logé dans une gorge formée sur la surface latérale de la chambre de compression.
Le piston peut être monolithique ou formé par l'assemblage de plusieurs pièces, de même que la partie de base, les tirants et le plateau.
Le joint d'étanchéité peut être un joint torique comme illustré ou tout autre joint permettant d'obtenir l'étanchéité recherchée. Le cas échéant, le piston peut comporter plus d'un joint d'étanchéité.
Le fluide hydraulique peut être une huile ou tout autre liquide.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié et « compris entre » doit se comprendre bornes incluses.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système hydraulique (1) comportant :
- une chambre de compression (8) pouvant être soumise à la pression d'un fluide hydraulique,
- un piston (10) mobile dans la chambre de compression (8) selon un axe (Z),
- au moins un joint d'étanchéité (30) disposé entre le piston (10) et une paroi de la chambre de compression (8), avec une position axiale qui varie circonférentiellement autour de l'axe (Z), de façon à compenser des contraintes non axisymétriques induites par la pression du fluide.
2. Système hydraulique (1) selon la revendication 1, la chambre de compression (8) étant définie dans une partie de base (2) et le système hydraulique (1) comportant un plateau (4) relié par deux tirants (3) à la partie de base (2), le piston (10) étant agencé pour exercer une force en direction du plateau (4), le joint d'étanchéité (30) étant disposé de façon à compenser les contraintes non axisymétriques induites par la réaction des tirants (3) sous l'effet de la force exercée par le piston (10) sur le plateau (4).
3. Système hydraulique (1) selon la revendication 2, les deux tirants (3) laissant entre eux deux ouvertures d'étendue angulaire (α) comprise entre 130° et 150° dans le plan équatorial, à partir de l'axe (Z).
4. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le piston (10) supportant une première enclume (23) et le plateau (4) une deuxième enclume (24) contre laquelle peut s'appliquer la première enclume (23).
5. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le piston (10) comportant une gorge (35) dans laquelle est reçu le joint d'étanchéité (30).
6. Système hydraulique (1) selon la revendication précédente, la gorge (35) ayant une forme ondulée.
7. Système hydraulique (1) selon les revendications 2 et 6, les ondulations présentant des sommets (38), correspondant à un éloignement maximal du fond de la chambre de compression (8), disposés sensiblement en regard des tirants (3).
8. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la position axiale (z(φ)) du joint (30) étant donnée par la formule : z(φ)=z0 + A sin4(φ), φ étant l'angle autour de l'axe (Z) et z0 et A des constantes, ou donnée par des formules conduisant à des variations z(φ) similaires.
9. Système hydraulique (1) selon la revendication précédente, dans lequel z0 est compris entre 0,1.h et 0,3. h, où h désigne la hauteur du piston (10).
10. Système hydraulique (1) selon la revendication 8, dans lequel A est compris entre 0,25. A et 0,4.A, où A désigne la hauteur du piston (10).
11. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le piston (10) ayant une plus grande dimension transversale, notamment un diamètre (d), comprise entre 0,9. A et 1,1. A, où A désigne la hauteur du piston (10).
12. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, une plus grande dimension transversale du système hydraulique étant comprise entre 1,1 et 1,5 fois une plus grande dimension transversale, notamment un diamètre, du piston (10).
13. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le joint d'étanchéité (30) étant positionné de telle sorte que la variation relative d'une plus grande dimension transversale intérieure, notamment un diamètre intérieur, de la chambre de compression (8), lorsque la pression du fluide passe de la pression atmosphérique à une pression de 200 MPa, soit inférieure ou égale à ± 1 %o.
14. Système hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, avec η > 1 tn.kg"3/2, où η=Cm"3/2, C étant la capacité (en tonnes) du système hydraulique et m sa masse (en kg).
15. Système hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, le piston (10) présentant une section transversale non symétrique de révolution.
16. Système hydraulique selon la revendication 15, la section transversale du piston ayant un facteur d'élongation compris entre 1,1 et 4.
17. Système hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, la chambre de compression étant délimitée par une paroi de résistance, notamment d'épaisseur, e(φ) non constante.
18. Système hydraulique selon la revendication 17, l'épaisseur e(φ) variant avec un rapport emax/emin ≥ 1,1, notamment 1,2, voire 1,5 ou 2.
19. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la pression du fluide étant comprise entre 1 et 2 500 bars, notamment entre 100 et 2 500 bars.
20. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, comportant un détrompeur permettant de positionner le piston avec une orientation angulaire prédéfinie relativement à la chambre de compression (8).
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