FR2636704A1 - Ensemble cylindre-tige de piston - Google Patents

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cylinder
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Helmut Umlauf
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

Cet ensemble est du type comprenant un cylindre 4 d'axe X, un ensemble de guidage et d'étanchéité C et une tige de piston 2 s'étendant axialement à travers l'ensemble de guidage et d'étanchéité C, qui comprend au moins un organe formant anneau d'étanchéité 5 fixé axialement à l'une des extrémités du cylindre 4, l'anneau d'étanchéité 5 présentant un manchon d'étanchéité qui s'étend axialement 7, fait d'un matériau élastomère et entourant la tige de piston 2, ce manchon ayant une face intérieure radiale d'étanchéité 7a en prise étanche avec une face cylindrique extérieure 2a de la tige 2, un anneau fermé servant à assurer une compression d'étanchéité 11 étant monté sur le manchon d'étanchéité 7 radialement à l'extérieur de la face intérieure radiale d'étanchéité 7a, cet anneau 11 étant libre et pouvant se mouvoir de manière radiale, et étant soumis à une force de traction circonférentielle, au moins dans la partie inférieure d'une plage de températures de fonctionnement du manchon d'étanchéité 7, la force de traction circonférentielle maintenant une compression d'étanchéité radiale entre la face intérieure radiale d'étanchéité 7a du manchon 7 et la face cylindrique extérieure 2a de la tige 2. L'anneau est substantiellement non dilatable par l'effet de la force de traction circonférentielle.

Description

ENSEMBLE CYLINDRE-TIGE DE PISTON
Des ensembles formés de cylindres et de tiges de pistons sont utilisés dans beaucoup d'applications techniques et plus particulièrement dans le domaine des véhicules à moteur. Dans ce dernier domaine, des ensembles cylindre-tige de piston sont par exemple utilisés comme ressorts pneumatiques et plus particulièrement comme amortisseurs d'oscillations. Les véhicules à moteur sont utilisés à des températures de fonctionnement variant considérablement. La température de fonctionnement ne dépend pas uniquement des conditions de températures de l'environnement, mais également de la hausse de
température qui résulte du fonctionnement lui-
même. Les amortisseurs d'oscillations des véhicules à moteur sont donc souvent soumis à une plage de température de fonctionnement qui varie entre -40 degrés C et +180 degrés C. Il est nécessaire que l'effet d'étanchéité entre l'organe de tige de piston et l'unité servant à comprimer et à guider la tige de piston qui est placée à côté d'une extrémité d' un cylindre soit maintenue
dans une large plage de températures de -
fonctionnement.
Des structures d'étanchéité pour tige de pistons sont connues dans lesquelles un manchon d'étanchéité d'un anneau d'étanchéité est comprimé vers l'intérieur de manière radiale contre la surface extérieure cylindrique d'une tige de piston par un ressort de tension hélicoïdal. Ces structures d'étanchéité connues sont utilisées dans des conditions de température variant considérablement. D'une part, les températures de fonctionnement peuvent être très basses, par
exemple -40 degrés C, dans les pays nordiques.
D'autre part, les températures de fonctionnement peuvent monter jusqu'à + 180 degrés C dans les pays méridionaux en conditions de fonctionnement extrêmement dures. Il est difficile d'obtenir l'effet d'étanchéité nécessaire si on utilise des anneaux d'étanchéité en caoutchouc au fluor à basse température. L'inconvénient de l'action des ressorts de tension hélicoïdaux sur le manchon d'étanchéité est qu'on doit appliquer une force de précontrainte de tension extrêmement élevée au ressort hélicoïdal afin d'obtenir une compression d'étanchéité suffisamment élevée entre le manchon d'étanchéité et la tige de piston lorsque le fonctionnement s'effectue à basse température, le caoutchouc au fluor du manchon d'étanchéité étant alors rigide, et il faut assurer une compression d'étanchéité élevée pour obtenir un quelconque effet d'étanchéité entre le manchon d'étanchéité et la surface extérieure cylindrique de la tige de piston. D'autre part, lorsque un ressort de tension hélicoïdal fortement précontraint de ce type est utilisé à des températures élevées, par exemple dans les pays méridionaux ou en conditions de fonctionnement très dures, ce qui provoque une montée de la température du fluide amortisseur, le ressort continue d'être précontraint avec, pour résultat, que le matériau affaibli du manchon d'étanchéité est encore comprimé par une compression radiale élevée contre la surface
extérieure cylindrique de la tige de piston en va-
et-vient. Ceci n'est pas acceptable, car le matériau formant le manchon d'étanchéité est dans
ce cas soumis à une usure intense.
Pour éviter les inconvénients de structures d'étanchéité comportant des ressorts de tension hélicoïdaux circulaires agissant sur un manchon d'étanchéité, des structures comportant une pluralité d'anneaux d'étanchéité complémentaires de manière axiale ont déjà été utilisées, ce qui permet d'exercer une précontrainte sur les ressorts d'étanchéité correspondants. Des structures d'étanchéité de ce type sont très compliquées et onéreuses du fait du nombre de composants. De surcroit, un frottement important s'opère entre des structures d'étanchéité de ce type et la tige de piston. Malgré ces structures d'étanchéité compliquées, des effets de fuite inexplicables ont souvent été constatés avec des
montages de ce type.
L'objectif de la présente invention est de fournir un ensemble cylindretige de piston dont la structure permettant d'assurer l'étanchéité est simple et de conception fiable, et garantit un effet d'étanchéité suffisant dans une large plage de températures de fonctionnement allant de - 40
degrés C à + 180 degrés C, par exemple.
Dans la présente invention, un ensemble cylindre-tige de piston comprend un organe formant cylindre présentant un axe et deux extrémités. Un ensemble assurant le guidage et l'étanchéité de la tige de piston est prévu à côté d'au moins une desdites deux extrémités. Un organe formant tige de piston s'étend de manière axiale à travers ledit ensemble servant à guider le psiton et à
assurer l'étanchéité.
L'ensemble servant à guider la tige de piston et à assurer l'étanchéité comprend au moins un organe formant anneau d'étanchéité. Cet organe formant anneau d'étanchéité est attaché de manière axiale par rapport a l'une desdites extrémités dudit organe formant cylindre. L'organe formant anneau d'étanchéité présente une partie formant manchon d'étanchéité s'étendant de manière axiale et entourant l'organe formant tige de piston. La partie formant manchon d'étanchéité comporte une face intérieure radiale assurant l'étanchéité qui s'engage sur une face cylindrique extérieure de l'organe formant tige de piston. Un anneau fermé servant à assurer une compression d'étanchéité est monté sur ladite partie formant manchon d'étanchéité, de manière radiale, à l'extérieur de
la face intérieure radiale assurant l'étanchéité.
Cet anneau servant à assurer une compression d'étanchéité est libre pour se mouvoir de manière radiale. En outre, cet anneau servant à assurer une compression d'étanchéité est soumis à une force de traction circonférentielle au moins lorsque la partie formant manchon d'étanchéité est exposée à des températures basses dans la plage des températures de fonctionnement. Cette force de traction circonférentielle aide à maintenir une compression d'étanchéité radiale entre la face intérieure radiale de la partie formant manchon d'étanchéité qui assure l'étanchéité et la face cylindrique exterieure de l'organe formant tige de piston. L'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité est essentiellement non dilatable par l'effet de la force circonférentielle qui se crée à l'intérieur de l'anneau servant à assurer une
- compression d'étanchéité.
A l'aide d'un ensemble cylindre-tige de piston tel que défini ci-dessus, une force de traction circulaire élevée peut être maintenue à basse température du à l'absence de "détente élastique en réserve", cette force de traction circulaire élevée étant suffisante pour maintenir la compression d'étanchéité radiale élevée nécessaire entre le manchon d'étanchéité et la surface extérieure cylindrique de la tige de piston à basse température, considérant la grande rigidité du matériau élastomère composant le manchon d'étanchéité à des températures aussi basses. D'autre part, si la température de fonctionnement du manchon d'étanchéité monte, la force de traction circulaire à l'intérieur de l'organe formant anneau d'étanchéité est réduite considérablement du fait, d'une part, que le matériau élastomère radial entre l'organe formant tige de piston et l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité est affaibli, et, d'autre part, du fait que l'anneau non dilatable servant à assurer une compression d'étanchéité a peu ou pas i15 de "réserve de contraction élastique". Dela sorte, la compression d'étanchéité entre le mancnon d'étanchéité et la tige de piston est également considérablement réduite à une température élevée, ceci étant souhaitable car, lorsque le manchon d'étanchéité fonctionne à des températures élevées, il suffit d'une faible compression d'étanchéité pour obtenir un bon effet d'étanchéité, et une compression d'étanchéité radiale faible est souhaitable et nécessaire pour garantir une longue durée de vie du manchon d'étanchéité. La mobilité radiale de l'anneau servant à
assurer une compression d'étanchéité et----- --
souhaitable afin de maintenir une compression d'étanchéité radiale essentiellement uniforme sur la totalité de la circonférence du manchon d'étanchéité, même lorsque la tige de piston est excentrique du fait de tolérances de fabrication ou à cause de déformations de la tige de piston
causées par des charges de flexion.
Bien que l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité puisse être inséré à l'intérieur du matériau dont est faite la partie formant manchon d'étanchéité, il est préférable de prévoirsur ledit anneau servant à assurer une compression d'étanchéité, une surface intérieure radiale pouvant s'engager sur une surfacce extérieure radiale de la partie formant manchon d'étanchéité. Afin de permettre le mouvement radial de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité, une surface extérieure radiale de celui-ci est écartée de manière radiale d'une surface enveloppante rigide d'un organe formant cylindre et de l'ensemble servant au guidage et à
l'étanchéité de la tige de piston.
L'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité peut être monté à température ambiante, soit + 20 degrés C, avec une force de traction circulaire telle qu'à des températures plus basses de par exemple degrés C, des forces de tractions circonférentielles continuent de s'exercer, par exemple du fait de la contraction thermique de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et/ou du rétrécissement axial de la partie formant manchon d'étanchéité, et la compression d'étanchéité radiale est alors suffisamment importante pour permettre un effet d'étanchéité suffisant entre le matériau élastomère rigidifié et la surface extérieure de la tige de piston. D'autre part, la force de traction circonférentielle dans l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité est réduite, si la température de fonctionnement de celui-ci monte au-delà de la température ambiante, par exemple par la dilatation thermique de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et/ou l'affaiblissement du matériau élastomère, ce qui provoque une faible compression d'étanchéité A une température de fonctionnement élevée. L'anneau fermé servant à assurer une compression d'étanchéité peut être un anneau métallique rigide. Il faut noter, cependant, que la rigidité structurelle de l'anneau fermé servant à assurer une compression d'étanchéité, bien qu'étant préférable, n'est pas absolument nécessaire. Il suffit que l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité soit rigide pour résister aux forces de traction
circonférentielles.
Selon un mode de réalisation préféré, la partie formant manchon d'étanchéité peut être fabriquée en caoutchouc au fluor. En outre, l'organe formant anneau d'étanchéité peut être d'une seule pièce et en un matériau élastomère, de
préférence en un caoutchouc élastomère.
L'effet d'étanchéité peut être encore amélioré en prévoyant au moins une lèvre d'étanchéité annulaire radiale dirigée vers l'intérieur sur la face intérieure radiale d'étanchéité de la partie formant manchon d'étanchéité. L'organe formant anneau d'étanchéité peut porter une lèvre de nettoyage écartée de manière axiale de la face intérieure radiale d'étanchéité de la partie formant manchon d'étanchéité et s'engage également sur la face cylindrique extérieure de l'organe formant tige de piston. Cette lèvre de nettoyage a pour effet de nettoyer l'organe formant tige de piston lorsqu'il celui-ci se déplace vers l'intérieur, avant que les parties de surfaces respectives de l'organe formant tige de piston ne se mettent en prise avec la surface intérieure radiale d'étanchéité de la
partie formant manchon d'étanchéité.
Pour fixer l'organe formant anneau d'étanchéité à l'organe formant cylindre correspondant, l'organe formant anneau d'étanchéité peut être pourvu d'une partie radiale formant bride dirigée vers l'extérieur. Cette partie formant bride peut être fixéede manière radiale et axiale à au moins l'ensemble de guidage de la tige de piston et d'étanchéité ou l'organe formant cylindre. Cette partie radiale formant bride dirigée vers l'extérieur peut être pourvue d'un disque de renfort, par exemple un disque de renfort métallique. Ce disque de renfort devrait, cependant, être séparé de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité afin de préserver la mobilité radiale souhaitable de ce dernier. La partie formant manchon d'étanchéité s'étend de préférence, vers l'intérieur1depuis la partie radiale formant bride dirigée vers l'extérieur en direction d'une cavité avec l'organe formant cylindre, cette cavité contenant
par exemple un liquide amortisseur.
Bien qu'il soit également possible de prévoir une liaison adhésive ou une liaison par vulcanisation entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et le manchon d'étanchéité, il est préférable de prévoir une liaison structurelle entre ces deux éléments. Il est ainsi possible que l'anneau sevant à assurer une compression d'étanchéité présente une projection radiale annulaire dirigée vers l'intérieur et que cette projection annulaire s'engage dans un creux annulaire radial ouvert vers l'extérieur ménagé dans la partie formant manchon d'étanchéité. Une autre possibilité est que l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité présente un creux annulaire radial ouvert vers l'extérieur et que ce creux reçoive une projection annulaire radiale dirigée vers l'extérieur saillant de la partie formant manchon d'étanchéité. Outre une prise directe entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité, d'une part, et la partie formant manchon d'étanchéité, d'autre part, il est également possible de prévoir un anneau servant à transmettre la compression de manière radiale entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et la partie formant manchon d'étanchéité. Un anneau de transmission de la compression d'étanchéité peut être logé dans des creux annulaires radiaux correspondants et opposés ménagés dans l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et la partie formant
manchon d'étanchéité.
L'anneau de transmission de la compression peut avoir un profil circulaire ou rectangulaire dans un plan de coupe contenant l'axe de l'organe
formant cylindre.
L'anneau de transmission de la compression
peut être fait d'un matériau élastomère.
Grâce à l'utilisation d'un anneau&-ei transmission de la compression entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité, d'une part, et le manchon d'étanchéité, d'autre part, l'adaptation de la compression radiale d'étanchéité à différentes températures de fonctionnement peut encore être affinée. Il est ainsi possible d'utiliser un anneau de transmission de la compression de profil toroïdal creux et de remplir ce profil creux à l'aide d'un produit de remplissage thermiquement sensible. Ce produit de remplissage peut être sélectionné de telle sorte qu'il transmette une compression radiale accrue à ladite partie formant manchon d'étanchéité lorsque la température est comprise dans la partie inférieure de la plage de températures de fonctionnement par comparaison avec ladite partie supérieure de ladite plage de
températures de fonctionnement.
La compression radiale d'étanchéité accrue peut être obtenue en utilisantpar exemple, un produit de remplissage dont la rigidité radiale s'accroît dans la partie inférieure de la plage des températures de fonctionnement et donc la rigidité radial diminue dans la partie supérieure de la plage des températures. Une autre possibilité pour obtenir une compression radiale d'étanchéité accrue est d'utiliser un produit de remplissage dont le volume spécifique s'accroît dans la partie inférieure de la plage des températures de fonctionnement et diminue dans la partie supérieure de la plage des températures de
fonctionnement.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'anneau de transmission de la compression peut être un anneau fait d'un matériau laminé de profil en forme de deux pieds si on l'examine dans un plan de coupe contenant l'axe de l'organe formant cylindre. Dans ce cas, un des pieds peut agir sur l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité, l'autre pouvant agir sur la partie formant manchon d'étanchéité. Les pieds peuvent être mobiles de manière élastique et être rapprochés l'un de l'autre dans la direction radiale. L'anneau fait d'un matériau laminé peut être par exemple un anneau en métal laminé. Cet anneau fait en métal laminé peut être ouvert ou fermé. Afin de mieux comprendre l'invention, ses avantages fonctionels et ses effets spécifiques,
on se réfère maintenant à la description dans
laquelle sont exposés des modes de réalisations préférés de l'invention et aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre un montage avec un anneau d'étanchéité entre une unité piston-tige de piston d'une part et une unité contenant un cylindre d'autre part dans un amortisseur de chocs ou d'oscillations; - la figure 2 est une vue agrandie de la structure assurant l'étanchéité de la figure 1; - la figure 3 illustre un mode de réalisation similaire au mode de réalisation de la figure 2 dans lequel les prises structurelles entre la partie formant manchon d'étanchéité et l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité ont été modifiées; - la figure 4 illustre un mode de réalisation dans lequel un joint torique d'étanchéité a été placé entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et la partie formant manchon d'étanchéité; - la figure 5 illustre une modification apportée à la figure 4 dans laquelle l'anneau servant à la transmission de la compression placé entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et la partie formant manchon d'étanchéité a été modifié en coupe; - la figure 6 illustre un mode de rélaisation similaire à celui de la figure 4 dans lequel le profil de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité a été modifié; la ficure 7 illustre un mode de réalisation dans lequel l'anneau de transmission de la compression a un profil creux et est rempli avec un produit de remplissage thermiquement sensible; - la figure 8 illustre un mode de réalisation dans lequel un anneau de transmission de la compression fait d'un matériau laminé a été placé entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et la partie formant manchon d'étanchéité; et - la figure 9 illustre un mode de réalisation dans lequel un anneau de transmission de compression d'étanchéité en métal laminé ainsi qu'un anneau de transmission de compression d'étanchéité fait d'un matériau élastomère ont été intercalés entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et la partie formant manchon d'étanchéité. Dans la figure 1, un ensemble contenant un cylindre dans un amortisseur à oscillations est déisgné par A. Un ensemble tige de piston-piston
est désigné par B. L'ensemble tige de piston-
piston B est mobile de manière axiale par rapport à l'ensemble A contenant un cylindre le long d'un axe X. L'ensemble tige de piston- piston comprend un organe formant tige de piston 2. L'ensemble A contenant un cylindre comprend un élément conteneur 30 et un cylindre 4. Le cylindre 4 est pourvu,à son extrémité supérieured'un ensemble C de guidage de la tige de piston et d'étanchéité qui centre l'organe formant cylindre 4 par rapport à l'organe servant de conteneur 30; L'organe formant tige de piston 2 est guidé à travers l'ensemble C de guidage de la tige de piston et d'étanchéité à l'intérieur et à l'extérieur de la cavité 31 qui est remplie d'un liquide amortisseur 32. L'ensemble C de guidage de la tige de piston et d'étanchéité comprend un organe de guidage 3 et un organe formant anneau d'étanchéité 5. L'organe formant anneau d'étanchéité 5 comprend une partie formant bride 6 et une partie formant manchon d'étanchéité 7. La partie formant bride 6 est fixée à l'intérieur de l'organe de guidage 3 par la partie d'extrémité supérieure 33 de l'organe servant de conteneur 30. La partie formant bride 6 est en prise étanche avec l'organe de guidage 3. La partie formant manchon d'étanchéité 7 est en prise étanche avec une face cylindrique extérieure 2a de l'organe formant tige
de piston 2.
Des détails supplémentaires de l'organe formant anneau d'étanchéité 5 sont illustrés dans
les figures suivantes.
Un disque métallique de renfort 34.est. -
combiné avec la partie formant bride 6 de l'organe formant anneau d'étanchéité 5. L'organe formant anneau d'étanchéité 5 est fait d'un matériau élastomère et plus particulièrement de caoutchouc
au fluor.
L'organe formant anneau d'étanchéité 5 comprend une lèvre de nettoyage 10 qui est en prise avec la surface 2a de l'organe formant tige
de piston 2 de la figure 1.
La partie formant manchon d'étanchéité 7 comprend une face radiale intérieure d'étanchéité 7a présentant des bords d'étanchéité ou des lèvres d'étanchéité 8 et 9. En outre, la partie formant manchon d'étanchéité 7 comprend une face extérieure radiale. La partie formant manchon d'étanchéité 7 est faite de caoutchouc au fluor. De préférence, l'organe formant anneau d'étanchéité 5 est entièrement en caoutchouc au fluor. La partie formant manchon d'étanchéité 4 est entourée par un anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 qui présente une surface radiale extérieure 11b. L'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 est fait d'un matériau métallique et présente une circonférence fermée. La surface intérieure radiale 11a de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 est pourvu d'une projection radiale 12 formant saillie vers l'intérieur et de configuration annulaire qui s'engage dans un évidement annulaire radial 13 ouvert vers l'extérieur ménagé sur la surface radiale extérieure 7b de la partie formant manchon
d'étanchéité 7.
Il faut noter que l'anneau métallique 7 servant à assurer une compression d'étanchéité est séparé du disque métallique 34, de sorte que l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 est mobile de manière radiale par rapport à l'organe de guidage 3 de la tige de piston sur la figure 1. Il faut remarquer sur la figure 1 qu'un écartement radial 36 est ménagé entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité et l'organe de guidage 3 de la tige
de piston.
L'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 est fermé sur sa circonférence et est substantiellement non dilatable par l'effet des forces de traction circonférentielles se produisant à l'intérieur de celui-ci. La face intérieure radiale d'étanchéité 7a de la partie formant manchon d'étanchéité 7 est pressée de manière radiale contre la surface extérieure cylindrique 2a de l'organe formant tige de piston 2 par la présence de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11, particulièrement par temps froids, lorsque le matériau de caoutchouc au fluor de la partie formant manchon
d'étanchéité 7 est relativement dure ou rigide.
Ainsi, à des températures basses de par exemple -
degrés C, les lèvres d'étanchéité ou les bords 8 et 9 sont pressés par une compression
d'étanchéité élevée contre la tige de piston 2.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'anneau servant à exercer la compression d'étanchéité 11 présente un évidement radial 15 ouvert vers l'intérieur dans lequel s'engage une projection radiale 14 dirigée vers l'extérieur
saillant sur la partie formant manchon-- -
d'étanchéité 7, de manière à relier structurellement l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 et la partie formant
manchon d'étanchéité 7.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 et la partie formant manchon d'étanchéité 7 portent des évidements radiaux opposés 15 et 13 respectivement qui reçoivent un joint torique d'étanchéité 16 fait d'un matériau élastomère. Ce joint torique d'étanchéité 16 agit comme un anneau radial de transmission de compression et relie en outre structurellement l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 11 à la partie formant manchon
d'étanchéité 7.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 17 présente d'un évidement circulaire 18 et la partie formant manchon d'étanchéité 7 porte un évidement circulaire 19, les deux évidements circulaires 18 et 19 ayant une configuration rectangulaire lorsqu'ils sont examinés selon un plan de coupe contenant l'axe X. Un anneau rectangulaire 20 de transmission de la compression d'étanchéité ou de liaison est logé à
l'intérieur des évidements 18 et 19.
La figure 6 illustre un mode de réalisation très économique d'un anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 21 qui est rigide et non dilatable. Cet anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 21 est un anneau en métal laminé de profil semi-circulaire et portant un évidement radial 15 ouvert vers l'intérieur. Un joint torique d'étanchéité 16 est logé à l'intérieur de l'évidement 15 et à l'intérieur d'un évidement 13 ménagé dans la partie formant manchon d'étanchéité 7. L'anneau de transmission de la compression 16 transmet une compression radiale depuis l'anneau 21 servant à exercer cette compression sur la partie formant manchon
d'étanchéité 7.
Selon le mode de réalisation de la figure 7, l'anneau de transmission de la compression d'étanchéité 22 a une surface de coupe creuse et
est rempli avec un liquide thermiquement sensible.
Le liquide est tel qu'il devient rigide de manière radiale à basse température, par exemple à - 40 degrés C. Une autre possibilité est d'utiliser un liquide dont le volume spécifique augmente à basse température. Dans la réalisation de la figure 8, un anneau de transmission de la compression 25 est inséré entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 24 et la partie formant manchon d'étanchéité 7. L'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 24 est à nouveau fermé et rigide ou du moins non dilatable dans le sens de sa circonférence. La transmission de compression 25 comprend deux pieds 26 et 26a. Le pied 26a est supporté par l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité 24, tandis que le pied 26 s'engage dans un évidement annulaire radial 13 ouvert vers l'extérieur ménagé sur la partie formant manchon d'etanchéité 7. Les pieds 26a et 26 peuvent être rapprochés l'un de l'autre par une compression radiale. Ces deux pieds peuvent être précontraints de façon radiale l'un vers l'autre. De la sorte, ils peuvent maintenir une compression d'étanchéité élevée dans
toutes les conditions de travail.
Dans le mode de réalisation de la figure 9, un anneau 25 en métal laminé pour la transmission de la compression et un joint torique d'étanchéité 16 faisant également office d'anneau de transmission de la compression sont intercalés entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité24 et la partie formant manchon d'étanchéité 7. Les deux pieds 26 et 26a peuvent là aussi être mobiles de manière élastique pour être déplacés l'un vers l'autre et précontraints de manière radiale l'un vers l'autre. Le joint torique d'étanchéité 16 s'engage dans un évidement annulaire radial ouvert vers l'extérieur 13 ménagé sur la partie formant manchon d'étanchéité 7 et dans un évidement annulaire 27 ménagé sur le pied 26. Dans tous les modes de réalisation, l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité est de préférence rigide et de préférence fait d'un matériau métallique. La rigidité structurelle de l'anneau servant à assurer une compression n'est cependant pas nécessaire. Elle est suffisante, si l'anneau servant à assurer une compression est substantiellement non dilatable dans le sens de sa circonférence, par les forces de traction circonférentielles qui se créent durant le fonctionnement. Il est donc également possible de réaliser l'anneau servant à assurer une
compression en un matériau plastique.
Il est essentiel que l'anneau servant à assurer une compression soit mobile de manière radiale et qu'il soit si rigide et résiste tant à une dilatation ou élongation circonférentielle qu'il puisse fournir une compression d'étanchéité
radiale élevée à basse température.
Des formes spécifiques de modes de réalisation ont été représentées et décrites afin d'illustrer l'utilisation des principes de cette invention. Bien entendu, l'invention peut également être réalisée dans d'autres manières sans s'écarter de ces principes. Les numéros de
référence mentionnés dans les revendications ne
servent qu'à faciliter la compréhension et ne
doivent servir à limiter la portée de l'invention.

Claims (18)

    Revendications I - Ensemble cylindre-tige de piston comprenant un organe formant cylindre (4) ayant un axe (X) et deux extrémités, un ensemble de guidage de la tige de piston et d'étanchéité (C) adjacent à au moins une des deux extrémités et un organe formant tige de piston (2) s'étendant de manière axiale à travers l'ensemble de guidage de la tige de piston et d'étanchéité (C), l'ensemble de guidage de la tige de piston et d'étanchéité (C) compre- nant au moins un organe formant anneau d'étanchéité (5),l'organe formant anneau d'étanchéité (5) étant fixé de manière axiale, par rapport à l'une des extrémités de l'organe formant cylindre (4), l'organe formant anneau d'étanchéité (5) présentant une partie formant manchon d'étanchéité et s'étendant substantiellement de manière axiale (7) faite d'un matériau élastomère et entourant l'organe formant tige de piston (2), la partie formant manchon d'étanchéité (7) ayant une face intérieure radiale d'étan- chéité (7a) en prise étanche avec une face cylindrique extérieure (2a) de l'organe formant tige de piston (2), un anneau fermé servant à assurer une compression d'étanchéité (11) étant monté sur la partie formant man- chon d'étanchéité (7) de manière radiale à l'extérieur de la face intérieure radiale d'étanchéité (7a), l'anneau servant à assurer une compression d'étan- chéité (Il) étant libre et pouvant se mouvoir de manière radiale, l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité (11) étant soumis à une force de traction circonférentielle, au moins dans la partie inférieure d'une plage de températures de fonctionnement de la partie formant man- chon d'étanchéité (7), la force de traction circonférentielle maintenant une compression d'étanchéité radiale entre la face intérieure radiale d'étan- chéité (7a) de la partie formant manchon d'étanchéité (7) et la face cylin- drique extérieure (2a) de l'organe formant tige de piston (2), caractérisé en ce que l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité (11) est substantiellement non dilatable par l'effet de la force-de traction circonférentielle..
  1. 2 - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 1, carac-
    térisé en ce que l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité
    (11l) a une surface intérieure radiale (la) en prise avec une surface exté-
    rieure radiale (7b) de la partie formant manchon d'étanchéité (7).
  2. 3 - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication I ou
    2, caractérisé en ce que l'anneau servant à assurer une compression d'étan-
    chéité (Il) a une surface extérieure radiale (I lb), la surface extérieure
    radiale (lib) étant écartée de manière radiale d'une surface rigide envelop-
    pante de l'un des organes formant cylindres (4) et de l'ensemble de guidage
    de la tige de piston et d'étanchéité (C).
  3. 4 - Ensemble cylindre-tlge de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 3, caractérisé en ce que la force de traction circonféren-
    tielle à l'intérieur de l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité (1 l) est substantiellement réduite dans une partie supérieure de
    la plage de températures de fonctionnement.
    - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 4, caractérisé en ce que l'anneau servant à assurer
    une compression d'étanchéité (Il) est un anneau rigide métallique.
  4. 6 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 5, caractérisé en ce que la partie formant manchon
    d'étanchéité (7) est faite d'un caoutchouc au fluor.
  5. 7 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 6, caractérisé en ce que l'organe formant anneau
    d'étanchéité (5) est fait entièrement d'un matériau élastomère, de préfé-
    rence d'un caoutchouc au fluor.
  6. 8 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la face intérieure radiale
    d'étanchéité (7a) de la partie formant manchon d'étanchéité (7) a au moins
    une lèvre d'étanchéité annulaire radiale dirigée vers l'intérieur (8,9).
  7. 9 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 8, caractérisé en ce que l'organe formant anneau d'étan-
    chéité (5) porte une lèvre de nettoyage (10) en prise sur la face cylindrique extérieure (2a) de l'organe formant tige de piston (2) et est écartée de manière axiale de la face intérieure radiale d'étanchéité (7a) de la partie
    formant manchon d'étanchéité (7M.
    - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe formant anneau d'étan-
    chéité (5) a une partie radiale formant bride dirigée vers l'extérieur (6) , la partie formant bride (6) étant fixée de manière radiale et axiale à au moins l'un des ensembles de guidage de la tige de piston et d'étanchéité
    (5) et à l'organe formant cylindre (4).
    Il - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie formant manchon d'étanchéité (7) s'étend de manière axiale vers l'intérieur à partir de la partie radiale formant bride dirigée vers l'extérieur (6) en direction d'une cavité (31) à l'intérieur
    de l'organe formant cylindre (4).
  8. 12 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 11, caractérisé en ce que l'anneau servant à assurer
    une compression d'étanchéité (11 l) présente une projection annulaire radiale dirigée vers l'intérieur (12), cette projection (12) s'engageant dans un évidement annulaire radial ouvert vers l'extérieur (13) ménagé sur la partie
    formant manchon d'étanchéité (7).
  9. 13 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 11, caractérisé en ce que l'anneau servant à assurer
    une compression d'étanchéité (11) présente un évidement annulaire radial ouvert vers l'intérieur (15), cet évidement (15) recevant une projection annulaire radiale dirigée vers l'extérieur (14) portée par la partie formant
    manchon d'étanchéité (7).
  10. 14 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications I à 11, caractérisé en ce qu'un anneau de transmission
    de compression (16) est prévu de manière radiale entre l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité (11) et la partie formant manchon
    d'étanchéité (7).
    - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'anneau de transmission de compression (16) est logé dans des évidements annulaires radiaux opposés l'un à l'autre (15,13) ménagés sur l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité (I l)
    et sur la partie formant manchon d'étanchéité (7).
  11. 16 - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 14 ou 15,' caractérisé en ce que l'anneau de transmission de compression (16) a un profil circulaire lorsqu'il est examiné selon un plan de coupe
    contenant l'axe de l'organe formant cylindre (4).
  12. 17 - Ensemble cylindre-tige de piston selon la_ revendiecation 14 = ou 15, caractérise en ce que l'anneau de transmission de compression (20) a un profil substantiellement rectangulaire lorsqu'il est examiné selon
    un plan de coupe contenant l'axe (X) de l'organe formant cylindre (4).
  13. 18 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications 14 à 17, caractérisé en ce que l'anneau de transmission
    de compression (16) est fait d'un matériau élastomère.
  14. 19 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications 14 à 17, caractérisé en ce que l'anneau de transmission
    de compression (22) a un profil toroîdal creux et est rempli avec un produit
    de remplissage thermiquement sensible.
    - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 19, caractérisé en ce que -le produit de remplissage est tel qu'il transmet une compression radiale accrue à la partie formant manchon d'étanchéité (7) dans la partie inférieure de la plage de températures de fonctionnement
    en comparaison avec une partie supérieure de cette plage.
  15. 21 - Ensemble cylindre-tige de piston selon k revendication 20, caractérisé en ce que le produit de remplissage présente une rigidité radiale
    accrue dans la partie inférieure de plage de températures de fonctlon-
    nement en comparaison avec une partie supérieure de cette plage.
  16. 22 - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 20,
    caractérisé en ce que le produit de remplissage présente un volume spéci-
    fique accru dans la partie inférieure de la plage de températures de fonc-
    tionnement en comparaison avec la partie supérieure de celle-ci.
  17. 23 - Ensemble cylindre-tige de piston selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'anneau de transmission de compression (25) est un anneau fait d'un matériau laminé (25) dont le profil présente deux pieds lorsqu'il est examiné dans un plan de coupe contenant l'axe (X) de l'organe formant cylindre (4), l'un (26a) des pieds (26,26a) agissant sur l'anneau servant à assurer une compression d'étanchéité (24) et l'autre (26) des pieds (26,26a) agissant sur la partie formant manchon d'étanchéité (7), ces pieds étant mobiles de manière élastique et pouvant se rapprocher
    l'un vers l'autre dans la direction radiale.
  18. 24 - Ensemble cylindre-tige de piston selon l'une quelconque des
    revendications 10 à 23, caractérisé en ce que la partie radiale formant
    bride (6) dirigée vers l'extérieur est pourvue d'un disque de renfort (34) , ce disque de renfort (34) étant séparé de l'anneau servant à assurer une
    -compression d'étanchéité (11).
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