FR2848277A1

FR2848277A1 - Segment de piston

Info

Publication number: FR2848277A1
Application number: FR0314302A
Authority: FR
Inventors: Hassan Asadi; Gerald Fenn
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2004-06-11
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: FR2848277B1; DE10256765B3; US7121552B2; US20040140624A1

Abstract

Un segment de piston, présente une surface enveloppe, qui recouvre la surface périphérique d'un piston, des sections d'appui avec des surfaces de maintien du segment de piston s'appliquant respectivement sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston. La jointure 37 du segment de piston est configurée, à une extrémité de la surface enveloppe, avec une languette qui s'engage dans une encoche de l'autre extrémité de la surface enveloppe. L'encoche est réalisée, au moins par tronçons dans la direction périphérique, avec une section de support se poursuivant en tant que prolongement des sections d'appui, qui fixe axialement l'extrémité du segment de piston par rapport au piston. La jointure 37 du segment de piston 25 présente, dans la zone de la surface enveloppe 27, entre les extrémités du segment de piston, au moins une surface d'étanchéité 47 s'étendant dans la direction périphérique du segment de piston.

Description

L'invention concerne un segment de piston, présentant une surface

enveloppe, qui recouvre la surface 5 périphérique d'un piston, des sections d'appui avec des

surfaces de maintien du segment de piston s'appliquant respectivement sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston, le segment de piston comprenant également une jointure qui permet au segment de piston 10 de se déformer radialement de manière élastique, la jointure étant configurée, à une extrémité de la surface enveloppe, avec une languette qui s'engage dans une encoche de l'autre extrémité de la surface enveloppe, la languette étant réalisée avec une section de maintien 15 qui s'étend dans la direction périphérique en tant que prolongement des sections d'appui, et s'applique en appui sur le côté supérieur et/ou inférieur du piston, et l'ensemble étant tel que l'encoche soit réalisée, au moins par tronçons dans la direction périphérique, avec 20 une section de support se poursuivant en tant que prolongement des sections d'appui, qui fixe axialement l'extrémité du segment de piston par rapport au piston, les sections de support s'appuyant dans la direction axiale du piston sur les sections de maintien. 25 Le document DE 100 41 954 Cl constituant l'état de la technique, concerne un segment de piston, notamment destiné à un piston plat d'un amortisseur. Pour améliorer la fonction d'étanchéité, le segment de piston 30 dispose également dans la zone de la jointure, de segments d'appui avec des surfaces de maintien. Dans le cas d'une combinaison défavorable des plages de tolérances du diamètre du piston avec un segment de piston et un cylindre de l'amortisseur, il peut se 35 former dans la zone de la jointure, un interstice de fuite qui, dans le cas d'une force d'amortissement très élevée, se traduit par une dispersion de la force d'amortissement. Il serait certes possible de définir des plages de tolérances encore plus resserrées, mais comme en ce qui concerne le segment de piston, il s'agit 5 de préférence d'une pièce en matière plastique moulée par injection, les limites sont déterminées par les tolérances de fabrication du procédé de fabrication, et des plages de tolérances resserrées de manière excessive conduiraient à un rebut dans des proportions excessives 10 pour les segments de piston.

Le but de la présente invention consiste à réaliser un segment de piston notamment destiné à un piston plat, qui présente une étanchéité constante, également pour 15 des sollicitations hydrauliques élevées.

Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que la jointure du segment de piston présente, dans la zone de la surface enveloppe, entre les extrémités du 20 segment de piston, au moins une surface d'étanchéité s'étendant dans la direction périphérique du segment de piston. Un écoulement de fuite apparaissant jusqu'alors entre le 25 côté supérieur et le côté inférieur du piston, à travers la jointure, peut être éliminé de manière efficace grâce à la surface d'étanchéité entre les extrémités du segment de piston. Il est important que la surface d'étanchéité soit réalisée à l'intérieur de la surface 30 enveloppe du segment de piston. Il n'existe ainsi pas, même dans le cas d'un segment de piston plus ou moins fortement précontraint, de liaison d'écoulement directe entre le côté supérieur et le côté inférieur du piston.

Dans un premier mode de réalisation, le segment de piston est pourvu, au niveau de la jointure, d'une seconde languette en combinaison avec une seconde encoche. La première languette dispose de sections de maintien, qui empêchent un coulissement axial du segment de piston lors d'un déplacement du piston. Par ailleurs, 5 la section d'appui assure une très bonne précision de configuration du segment de piston. La seconde languette forme avec la seconde encoche, la surface d'étanchéité, et empêche ainsi même les plus faibles écoulements de fuite à travers la jointure.

Ainsi, il est par exemple possible que la seconde languette soit réalisée en série relativement à la première languette. Même dans le cas d'un piston très plat, c'est à dire d'une surface enveloppe du segment de 15 piston de faible largeur, la seconde languette peut encore être réalisée relativement large, et ne pas être critique quant aux limites de charge admissibles.

En variante, les deux extrémités du segment de piston 20 peuvent présenter chacune, dans la zone de la jointure, une encoche et une languette, la seconde languette étant orientée de manière opposée à la première languette.

Dans cette variante, la jointure du segment de piston s'étend sur une zone périphérique relativement petite. 25 Par ailleurs, il est prévu que la seconde languette soit réalisée plus courte dans la direction périphérique que la première languette. La seconde languette est ainsi soumise à une sollicitation transversale moindre, 30 résultant par exemple d'une force de compression sur le côté supérieur ou le côté inférieur du piston.

Il est possible d'obtenir un contour de jointure d'une précision de configuration particulièrement importante, 35 lorsque les deux languettes s'étendent à partir d'un côté du piston jusqu'à la surface d'étanchéité, et disposent de sections de maintien avec des surfaces de maintien qui s'appliquent sur le côté inférieur ou le côté supérieur du piston.

La résistance du segment de piston dans la zone de la jointure est optimisée grâce au fait que la jointure présente un contour en forme d'escalier au moins à l'intérieur de la zone de la surface enveloppe. Il existe alors certes également des languettes et encoches 10 dans la jointure, mais les languettes disposent alors respectivement de deux bords de raccordement au segment de piston.

L'invention va être explicitée plus en détail dans la 15 description suivante des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 Fig. 2 Fig. un amortisseur, selon une vue d'ensemble correspondant à l'état de la technique, le piston correspondant en tant que sousgroupe, une vue partielle du segment de piston conforme à l'invention, dans la zone de la jointure, une coupe du segment de piston dans la zone de la jointure, d'autres modes de réalisation du segment de piston.

Fig. 4 Fig. 5-7 La figure 1 montre à titre d'exemple, un ensemble à 30 cylindre et piston 1 sous la forme d'un amortisseur à un tube. L'invention peut également être appliquée, quant à son principe, à d'autres ensembles à cylindre et piston.

L'amortisseur à un tube 1 est constitué essentiellement 35 par un tube de pression 3 dans lequel est placé de manière axialement mobile, un piston 5 monté sur une tige de piston 7. Du côté de la sortie de la tige de piston 7, un guidage de tige de piston 9 ferme une chambre de travail 11 remplie de fluide d'amortissement et séparée par un piston séparateur 13, d'une chambre de 5 gaz 15 qui présente à son extrémité, un fond 17 comportant un anneau de fixation 19.

Lors d'un mouvement de la tige de piston, du fluide d'amortissement est refoulé à travers des soupapes 10 d'amortissement 21 dans le piston 5, qui sont formées par des disques de soupape 23. Un segment de piston 25, qui recouvre une surface périphérique du piston 5, empêche un écoulement latéral autour du piston.

La figure 2 montre le piston 5 de la figure 1', qui est monté sur la tige de piston 7. Le segment de piston 25 présente une section transversale en forme de U, de sorte qu'à partir de la surface enveloppe 27, qui recouvre la surface périphérique 23 du piston, des 20 sections d'appui 29, 31, avec leurs surfaces de maintien 33, 35, s'appliquent respectivement sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston, en fixant axialement le segment de piston 25 par rapport au piston 5. La figure 3 montre un détail du segment de piston 25, selon une direction d'observation allant de radialement à l'intérieur vers radialement à l'extérieur. On peut y voir une jointure 37 qui est formée par une première 30 languette 39 s'étendant dans la direction périphérique, et par une première encoche 41 correspondante, de sorte que le segment de piston peut être évasé radialement pour le montage. A l'intérieur de la surface enveloppe 27 est réalisée, en série avec la première encoche et en 35 série avec la première languette, une seconde languette 43 qui s'engage dans une seconde encoche 45 du segment de piston. La seconde languette 43 et la seconde encoche 45 forment, dans la zone de la surface enveloppe, une surface d'étanchéité 47, la seconde languette étant réalisée plus courte dans la direction périphérique que la première languette.

Au niveau des bords de la surface enveloppe 27, qui recouvre la surface périphérique du piston, sont respectivement réalisées des sections d'appui 29, 31. 10 Les sections d'appui 29, 31 de la surface enveloppe se prolongent dans la direction périphérique, en tant que sections de maintien 53, 55, au niveau du bord de la première languette 39. Les sections de maintien 53, 55 de la première languette disposent, de manière 15 fonctionnellement identique aux sections d'appui 29, 31 du reste du segment de piston, de surfaces de maintien 57, 59 qui s'appuient sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston. La première languette 39 est ainsi parfaitement positionnée dans la direction axiale du 20 piston.

En vue de fixer axialement également la première extrémité du segment de piston comportant la première encoche 41, sur cette première encoche sont réalisées 25 des sections de support 61, 63 qui s'étendent dans la direction périphérique et qui, lorsque la jointure est fermée, s'appuient axialement sur les sections de maintien 53, 55 de la première languette 39. Cet état de fait est représenté sur la figure 4, à l'aide d'une 30 coupe passant dans la jointure. Les sections de support 61, 63 de la première encoche, qui se transforment en les sections d'appui 29, 31, ferment un interstice de jointure s'étendant axialement, entre l'extrémité avant de la première languette 39 et la surface frontale 35 intérieure de la première encoche 41.

Il est également possible qu'à partir de la première languette 39, sur les sections de maintien 53, 55, soient formées radialement à l'intérieur, des nervures de centrage 65, 67 qui s'appliquent radialement sur les 5 sections de support 61, 63 en empêchant ainsi un évasement radial de la languette. Lorsque les nervures de centrage sont réalisées sur toutes la longueur de la languette 39, il est alors également possible de fermer la plus grande partie d'un interstice de jointure 10 s'étendant dans la direction périphérique.

Sur la figure 3, on voit qu'il s'établit au-dessus et en-dessous du côté supérieur et du côté inférieur du piston, en fonction des tolérances du segment de piston, 15 du piston et du diamètre intérieur du cylindre, un interstice de jointure représenté par une zone hachurée, entre la première languette 39 et la première encoche 41, en-dehors de la surface enveloppe 27. Le fluide d'amortissement peut continuer à s'écouler, par 20 l'intermédiaire de la section représentée de manière hachurée entre la première languette et la première encoche, en direction de l'autre côté du piston. La surface d'étanchéité 47 s'étendant dans la direction périphérique du segment de piston, entre la seconde 25 languette 43 et la seconde encoche 45, empêche toutefois le passage du fluide d'amortissement. On supprime ainsi de manière efficace toute fuite entre les deux côtés du piston. Dans l'optique d'un effet d'étanchéité optimal de la surface d'étanchéité, la seconde languette est, 30 quant à sa hauteur par rapport à la seconde encoche, de préférence réalisée en tant qu'ajustement nécessitant un léger montage à force. Dans tous les cas, on visera toutefois à choisir les tolérances des deux languettes et encoches de façon telle, que la seconde languette, 35 relativement à la première languette, puisse toujours former une surface d'étanchéité, et qu'il ne se produise pas, à partir des sections de support 61, 63 sur les sections de maintien 53, 55, de dégagement ou de soulèvement de la seconde languette 43.

La figure 5 montre que les deux extrémités du segment de piston 25 présentent, dans la zone de la jointure 37, chacune une encoche et une languette, la seconde languette 43 étant orientée de manière opposée à la première languette 39. La seconde encoche 45 est 10 réalisée à l'intérieur de la première languette 39, de sorte que la première languette 39 est constituée de deux languettes individuelles 39a, 39b, qui délimitent latéralement la seconde encoche. Cette variante offre un avantage d'encombrement, notamment dans l'optique d'une 15 faible étendue périphérique de la jointure.

Sur la figure 6 est représentée une solution d'après laquelle les languettes 39, 43 sont également orientées de manière opposée l'une par rapport à l'autre, mais 20 s'étendent toutefois du côté supérieur ou du côté inférieur du piston jusqu'à la surface de contact (surface d'étanchéité) 47, et présentent des sections de maintien 53, 55 avec des surfaces de maintien 57, 59 qui s'appliquent sur le côté supérieur ou le côté inférieur 25 du piston. En raison des sections de maintien sur les deux languettes, il s'établit une limite de capacité de sollicitation particulièrement élevée. Par ailleurs, il est également possible de respecter de manière très précise la précision de configuration des deux 30 languettes. La surface d'étanchéité 47 peut être nettement agrandie, par rapport aux variantes selon les figures 3 et 5, parce que sa longueur est déterminée par la mesure d'arc de la surface frontale de la première languette 39 jusqu'à la surface frontale de la seconde 35 languette 43, parce que les bords 39R, 43R en regard l'un de l'autre, de la première et de la seconde languette, forment la surface d'étanchéité 47.

La variante selon la figure 7 combine les avantages des solutions selon la figure 5 et la figure 6. Ainsi, la 5 jointure 37 présente, au moins à l'intérieur de la zone de la surface enveloppe 27, un contour en forme d'escalier, une première languette 39 et une seconde languette 43 étant réalisées en série dans la direction périphérique, dans le cas de cet exemple de réalisation. 10 Les deux languettes disposent de sections de maintien 53, 55 avec des surfaces de maintien 57, 59. La première et la seconde encoche 41, 45 sont également adjacentes.

Les deux languettes sont respectivement en contact par un bord avec un bord d'une encoche, le bord 43R de la 15 seconde languette et le bord 45R de la seconde encoche formant la surface d'étanchéité 47.

Le segment de piston peut être fabriqué de manière particulièrement simple, en raison de l'appui seulement 20 unilatéral d'une languette dans une encoche. Par ailleurs, il est possible de définir de manière favorable les tolérances pour le respect de la surface d'étanchéité.

Claims

REVENDICATIONS

1. Segment de piston, présentant une surface enveloppe, qui recouvre la surface périphérique d'un piston, des sections d'appui avec des surfaces de maintien du 5 segment de piston s'appliquant respectivement sur le côté supérieur et le côté inférieur du piston, le segment de piston comprenant également une jointure qui permet au segment de piston de se déformer radialement de manière élastique, la jointure étant configurée, à 10 une extrémité de la surface enveloppe, avec une languette qui s'engage dans une encoche de l'autre extrémité de la surface enveloppe, la languette étant réalisée avec une section de maintien qui s'étend dans la direction périphérique en tant que prolongement des 15 sections d'appui, et s'applique en appui sur le côté supérieur et/ou inférieur du piston, et l'ensemble étant tel que l'encoche soit réalisée, au moins par tronçons dans la direction périphérique, avec une section de support se poursuivant en tant que prolongement des 20 sections d'appui, qui fixe axialement l'extrémité du segment de piston par rapport au piston, les sections de support s'appuyant dans la direction axiale du piston sur les sections de maintien, caractérisé en ce que la jointure (37) du segment de 25 piston (25) présente, dans la zone de la surface enveloppe (27), entre les extrémités du segment de piston (25), au moins une surface d'étanchéité (47) s'étendant dans la direction périphérique du segment de piston.

2. Segment de piston selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment de piston (25) est pourvu, au niveau de la jointure (37), d'une seconde languette (43) en combinaison avec une seconde encoche (45).

3. Segment de piston selon la revendication 2, 5 caractérisé en ce que la seconde languette (43) est réalisée en série relativement à la première languette (39).

4. Segment de piston selon la revendication 2, 10 caractérisé en ce que les deux extrémités du segment de piston (25) présentent chacune, dans la zone de la jointure (37), une encoche (41, 45) et une languette (39, 43), la seconde languette (43) étant orientée de manière opposée à la première languette (39). 15

5. Segment de piston selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde languette (43) est réalisée plus courte dans la direction périphérique que la première languette (39).

6. Segment de piston selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux languettes (39, 43) s'étendent à partir d'un côté du piston jusqu'à la surface d'étanchéité (47), et les deux languettes 25 disposent de sections de maintien (53, 55) avec des surfaces de maintien (57, 59) qui s'appliquent sur le côté inférieur ou le côté supérieur du piston.

7. Segment de piston selon l'une des revendications 1 à 30 6, caractérisé en ce que la jointure (47) présente un contour en forme d'escalier au moins à l'intérieur de la zone de la surface enveloppe (27).