FR3030665A1 - MONOBLOCK ROLLER PISTON AND METHOD THEREOF - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un piston (1) à galet de roulement (120) adapté pour recevoir un galet (120) et pour coulisser dans un cylindre (2) selon un axe de coulissement (C-C'), ledit piston (1) comprenant un corps (110) ayant une surface de guidage (111) ; une partie supérieure (110a), présentant un évidement en berceau (112) adapté pour recevoir le galet de roulement (120) ; au moins un élément de centrage (130) pour maintenir le centrage du galet (120) dans le piston (1), et, de plus, le corps (110), l'au moins un élément de centrage (130) et la partie supérieure (110a) sont constitués d'une seule et même pièce venue de matière et en ce que l'angle d'ouverture (δ) de l'évidement en berceau (112) est supérieur à 180°.The invention relates to a piston (1) with a roller (120) adapted to receive a roller (120) and to slide in a cylinder (2) along a sliding axis (C-C '), said piston (1) comprising a body (110) having a guiding surface (111); an upper portion (110a) having a cradle recess (112) adapted to receive the roller (120); at least one centering element (130) for maintaining the centering of the roller (120) in the piston (1), and, in addition, the body (110), the at least one centering element (130) and the part upper (110a) consist of a single piece of material and in that the opening angle (δ) of the cradle recess (112) is greater than 180 °.
Description
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne le domaine des pistons et en particulier les pistons à galets.GENERAL TECHNICAL FIELD The invention relates to the field of pistons and in particular roller pistons.
Notamment, l'invention trouve avantageusement utilisation dans les machines hydrauliques à pistons radiaux. ETAT DE L'ART On appelle « piston à galet » un piston adapté pour coulisser dans une chambre complémentaire selon un axe longitudinal et qui porte à l'une de ses extrémités un galet monté à rotation autour d'un axe transversal à l'axe longitudinal et qui repose sur une pièce associée. Les pistons à galet sont notamment utilisés dans des appareils hydrauliques. Certains de ces appareils ont un bloc cylindres comprenant une pluralité de cylindres répartis radialement comprenant chacun un piston à galet venant prendre appui sur une came lobée. La rotation relative du bloc cylindres par rapport à la came lobée induite par une pression hydraulique appliquée dans les cylindres entraîne un arbre ou inversement, c'est-à-dire que la rotation relative induite mécaniquement permet de générer une pression de fluide. De tels appareils sont décrits par exemple dans les documents FR 2 651 836 et FR 2 955 903. En référence aux figures la et lb annexées qui représentent respectivement un piston complet assemblé et les différentes pièces composant un piston avant leur assemblage, un piston 1 comprend généralement un corps A110 comprenant une surface de guidage cylindrique A111 centrée sur un axe longitudinal de coulissement C-C'. Le corps A110 assure l'étanchéité dans le cylindre associé 2, par exemple grâce à un segment annulaire 151 engagé dans une rainure ou gorge complémentaire 150 à la base du corps A110 (figure 2). La partie supérieure A110a du corps a une forme d'un évidement en berceau A112 pour loger un galet 120 destiné à rouler sur une came lobée 3. Les pistons 1 suivent la forme de la came 3 lors d'un déplacement relatif à rotation du bloc cylindre par rapport à la came 3 et effectuent ainsi des mouvements de va-et-vient à l'intérieur de leur cylindre 2 selon l'axe de coulissement C-C'.In particular, the invention is advantageously used in hydraulic machines with radial pistons. STATE OF THE ART A "roller piston" is a piston adapted to slide in a complementary chamber along a longitudinal axis and which carries at one of its ends a roller mounted to rotate about an axis transverse to the axis. longitudinal and based on an associated part. The roller pistons are used in particular in hydraulic devices. Some of these devices have a cylinder block comprising a plurality of radially distributed cylinders each comprising a roller piston resting on a lobed cam. The relative rotation of the cylinder block relative to the lobed cam induced by hydraulic pressure applied in the cylinders drives a shaft or vice versa, that is to say that the mechanically induced relative rotation generates a fluid pressure. Such devices are described, for example, in documents FR 2 651 836 and FR 2 955 903. With reference to FIGS. 1a and 1b annexed, which respectively represent an assembled complete piston and the various parts composing a piston before assembly, a piston 1 comprises generally a body A110 comprising a cylindrical guide surface A111 centered on a longitudinal sliding axis C-C '. The body A110 seals in the associated cylinder 2, for example by means of an annular segment 151 engaged in a groove or complementary groove 150 at the base of the body A110 (Figure 2). The upper part A110a of the body has a shape of a cradle recess A112 for housing a roller 120 intended to roll on a lobed cam 3. The pistons 1 follow the shape of the cam 3 during a relative displacement of rotation of the block cylinder relative to the cam 3 and thus move back and forth inside their cylinder 2 along the sliding axis C-C '.
Différentes ajouts techniques ont permis de faire évoluer le piston 1. Afin de permettre le centrage du galet 120 dans le piston, sur l'axe C-C', le brevet FR 2 561 836 propose des éléments de centrage A130 placés sur les faces latérales du corps A110 et orthogonaux à l'axe de roulement R-R' des galets 120. Ces éléments de guidage A130 accompagnent le piston 1 dans son déplacement selon l'axe de coulissement C-C' et empêchent la translation du galet 120 selon son axe de roulement R-R'. En outre, selon un mode de réalisation, une rainure A131 de guidage prévue sur la surface extérieure des éléments de centrage A130 permet à une agrafe (non représentée) fixée dans le bloc cylindres de venir d'engager dans la rainure de guidage A131 et ainsi d'empêcher la rotation du piston selon son axe de coulissement CC' Pour maintenir le galet 120 en position dans le piston, le document FR 2 899 650 présente un coussinet A140 de forme complémentaire au berceau A112 du piston 1 et qui vient se loger au fond de celui-ci. Le coussinet A140 est réalisé dans un ou plusieurs matériaux limitant les frottements pour favoriser le roulement du galet 120. Les bords supérieurs de l'évidement A112 et du coussinet A140 ont des surfaces d'arrêt ou de retenue A113, A141, qui consistent en une déformation de la paroi des bords supérieurs vers l'intérieur. Actuellement, la réalisation du berceau A112 se fait par une opération de reprise d'usinage supplémentaire dans une direction transversale à l'axe du piston. Mais cette technique combinée à la présence nécessaire des éléments de guidage A130 pour positionner le galet implique une complexité et des coûts de fabrication élevés : éléments nécessitant plusieurs usinages, assemblages supplémentaires, ébavurages robotisés et manuels, etc.Various technical additions have made it possible to modify the piston 1. In order to allow the centering of the roller 120 in the piston, on the axis C-C ', the patent FR 2 561 836 proposes centering elements A130 placed on the lateral faces. of the body A110 and orthogonal to the rolling axis RR 'of the rollers 120. These guide elements A130 accompany the piston 1 in its displacement along the sliding axis CC' and prevent the translation of the roller 120 along its rolling axis R -R. Furthermore, according to one embodiment, a guide groove A131 provided on the outer surface of the centering elements A130 allows a clip (not shown) fixed in the cylinder block to engage in the guide groove A131 and thus to prevent the rotation of the piston along its sliding axis CC 'To maintain the roller 120 in position in the piston, the document FR 2 899 650 has a bearing A140 complementary shape to the cradle A112 of the piston 1 and which is housed in the bottom of it. The pad A140 is made of one or more friction-limiting materials to promote rolling of the roller 120. The upper edges of the recess A112 and the pad A140 have stop or hold surfaces A113, A141, which consist of a deformation of the wall from the upper edges to the inside. Currently, the realization of the cradle A112 is done by an additional machining operation in a direction transverse to the axis of the piston. But this technique combined with the necessary presence of A130 guide elements to position the roller involves complexity and high manufacturing costs: elements requiring several machining, additional assemblies, robotic and manual deburring, etc.
L'invention vise à pallier certains de ces problèmes tout en gardant une résistance et usure comparable à l'art antérieur. PRESENTATION DE L'INVENTION Pour cela, l'invention présente un piston à galet de roulement adapté pour recevoir un galet et pour coulisser dans un cylindre selon un axe de coulissement, ledit piston comprenant : o un corps ayant une surface de guidage, o une partie supérieure, présentant un évidement en berceau adapté pour recevoir le galet de roulement, o au moins un élément de centrage pour maintenir le centrage du galet dans le piston, et dans lequel le corps, l'au moins un élément de centrage et la partie 15 supérieure sont constitués d'une seule et même pièce venue de matière et en ce que l'angle d'ouverture de l'évidement en berceau est supérieur à 180°. Un tel piston représente une simplification importante des procédés. 20 L'ouverture supérieure à 180° permet de supprimer des étapes de fabrication, notamment de supprimer l'opération de reprise d'usinage transversale pour réaliser le berceau (complexe)' et peut être réalisé à l'aide de procédé utilisant une seule étape de compression uniaxiale. 25 Le piston comprend en outre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - Le piston comprend en outre au moins un bras, adapté pour coulisser dans le cylindre et empêcher la rotation du piston, dans lequel le bras présente une aile interne située à l'intérieur de 30 l'encoche de l'évidement et une aile externe située à l'extérieur du corps du piston, les deux aile étant reliée par âme de liaison à cheval sur le bord de l'évidement, - l'aile interne comprend des moyens d'attache sous la forme : o d'une forme en harpon qui se verrouille dans l'encoche de l'évidement, et/ou o d'un cran adapté pour se clipser dans un perçage effectué sur le corps du piston, au niveau de l'encoche, - l'aile externe comprend une accroche et un ressort est fixé à l'accroche de l'aile externe du bras, - le corps comprend une rainure périphérique adaptée pour recevoir un anneau d'étanchéité et le diamètre du corps entre la partie supérieure et la rainure est supérieur au diamètre du corps de l'autre côté de la rainure, afin d'éviter tout contact de cette région avec le cylindre, - le diamètre du piston est rétréci aux extrémités du piston, c'est-à-dire au niveau du haut et de l'autre extrémité, afin d'optimiser les contraintes de pression en utilisation, - le piston est réalisé par frittage. En outre, l'invention propose aussi un ensemble comportant un piston tel que décrit précédemment, un galet de roulement et un coussinet adapté pour être fixé au fond de l'évidement et pour être intercalé entre le fond de l'évidement et ledit galet, ledit coussinet permettant de faciliter le roulement du galet dans l'évidement. L'ensemble peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - le galet présente un angle d'ouverture, c'est-à-dire l'angle couvert par la partie du galet qui est à l'air libre, compris entre 135 et 145°, - l'évidement comprend au moins une encoche sur sa périphérie et le coussinet présente au moins une languette de forme complémentaire à l'encoche de l'évidement, de façon à bloquer ledit coussinet en rotation, - l'évidement présente un trou borgne et le coussinet comprend un plot de forme complémentaire audit trou borgne, adaptée pour se loger dans ledit trou borgne afin de limiter les déplacements dudit coussinet.The invention aims to overcome some of these problems while maintaining a strength and wear comparable to the prior art. PRESENTATION OF THE INVENTION For this, the invention has a roller piston adapted to receive a roller and to slide in a cylinder along a sliding axis, said piston comprising: a body having a guide surface, a upper part, having a cradle recess adapted to receive the roller, o at least one centering element for maintaining the centering of the roller in the piston, and wherein the body, the at least one centering element and the part The upper part consist of a single piece of material and in that the opening angle of the cradle recess is greater than 180 °. Such a piston represents a significant simplification of the processes. The opening greater than 180 ° makes it possible to eliminate manufacturing steps, in particular to eliminate the operation of transversal machining to realize the cradle (complex) and can be carried out using a method using a single step uniaxial compression. The piston further comprises the following features, taken alone or in combination: The piston further comprises at least one arm, adapted to slide in the cylinder and prevent the rotation of the piston, wherein the arm has an internal wing located at the inside of the notch of the recess and an outer flange located outside the piston body, the two flanges being connected by connecting web astride the edge of the recess, - the inner flange comprises fastening means in the form of: o a harpoon shape which locks in the notch of the recess, and / or o a notch adapted to snap into a bore made on the piston body at the notch, the outer wing comprises a hook and a spring is attached to the catch of the outer wing of the arm, the body comprises a peripheral groove adapted to receive a sealing ring and the diameter of the body between the upper part and the groove es t greater than the diameter of the body on the other side of the groove, in order to avoid any contact of this region with the cylinder, - the diameter of the piston is narrowed at the ends of the piston, that is to say at the top and at the other end, in order to optimize the pressure stresses in use, - the piston is made by sintering. In addition, the invention also provides an assembly comprising a piston as described above, a roller and a bearing adapted to be fixed to the bottom of the recess and to be interposed between the bottom of the recess and said roller, said pad for facilitating the rolling of the roller in the recess. The assembly may comprise the following features, taken alone or in combination: the roller has an opening angle, that is to say the angle covered by the part of the roller which is in the open air, included between 135 and 145 °, the recess comprises at least one notch on its periphery and the pad has at least one tab of complementary shape to the notch of the recess, so as to block said pad in rotation, recess has a blind hole and the pad comprises a stud complementary to said blind hole, adapted to be housed in said blind hole to limit movement of said pad.
L'invention propose aussi un appareil hydraulique comprenant une came lobée et un bloc-cylindres comprenant une pluralité de cylindres et une pluralité d'ensembles tel que précédemment décrit, chaque ensemble étant logé dans un cylindre, le galet pouvant venir au contact de la came lobée. En outre il est possible que chaque cylindre et chaque piston possèdent des éléments à compléments de forme s'étendant parallèlement à l'axe de coulissement, l'un étant en creux et l'autre en saillie respectivement sur l'un du piston ou du cylindre pour empêcher la rotation du piston dans le cylindre lors du coulissement du piston selon l'axe de coulissement.The invention also proposes a hydraulic apparatus comprising a lobed cam and a cylinder block comprising a plurality of cylinders and a plurality of assemblies as previously described, each assembly being housed in a cylinder, the roller being able to come into contact with the cam lobed. In addition it is possible that each cylinder and each piston have complementary shape elements extending parallel to the sliding axis, one being recessed and the other projecting respectively on one of the piston or the piston. cylinder to prevent rotation of the piston in the cylinder during sliding of the piston along the axis of sliding.
Conjointement, l'invention présente un procédé de fabrication d'un piston pour machine hydraulique à pistons radiaux, à l'aide d'un appareillage de mise en forme comprenant au moins deux éléments mobiles en translation l'un par rapport à l'autre et d'une matière, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en place de la matière dans l'appareillage de mise en forme, - application par l'appareillage d'une force de compression uniaxiale selon un axe de compression, aucue autre force n'étant exercée sur la matière, et un des éléments mobiles comprenant une saillie hémicylindrique dirigée selon l'axe de compression, permettant de créer un évidement semi-cylindrique dans la matière.Together with the invention, there is provided a method for manufacturing a piston for hydraulic machine with radial pistons, using a shaping apparatus comprising at least two elements movable in translation relative to one another. and a material, characterized in that it comprises the following steps: - introduction of the material in the shaping apparatus, - application by the apparatus of a uniaxial compression force along an axis of compression, no other force being exerted on the material, and one of the movable elements comprising a hemicylindrical projection directed along the axis of compression, for creating a semi-cylindrical recess in the material.
Le procédé peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : - pour le procédé : o l'appareillage comprend une matrice, o la matière est une poudre métallique, o le procédé comprend une étape de chauffe de la poudre métallique, le procédé correspondant à un frittage, - pour le procédé: o l'appareillage comprend une matrice et un pilon, o la matière est un métal ferreux, o le procédé comprend une étape de chauffe du métal, l'étape d'application de la force de compression étant une frappe rapide, 20 le procédé correspondant à un estampage, - pour le procédé : o l'appareillage comprend une matrice et une contre-matrice, o la matière est un métal non-ferreux, 25 o le procédé comprend une étape de chauffe du métal, l'étape d'application de la force de compression étant une compression lente et effectuée à l'aide d'une presse hydraulique, le procédé correspondant à un matriçage, 30 - Le procédé comprend une étape d'usinage, - Le procédé comprend une étape d'opération de durcissement, - Le procédé comprend une étape d'équipement du piston à l'aide d'un coussinet et d'un galet, - l'étape d'ajout d'un coussinet est effectuée par pulvérisation d'un revêtement sur l'évidement, - le procédé comprend une étape d'ajout d'un galet, - l'étape d'ajout d'un coussinet dans laquelle le galet est inséré dans un coussinet par pressage et dans laquelle le galet et le coussinet sont ensuite enchassés dans le piston 1, - le coussinet est maintenu en place par une étape de sertissage, grâce à une réserve de matière présente sur les bords de l'évidement. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - Les figures la et lb représentent un piston conforme à l'art antérieur respectivement en position assemblée et à l'état éclaté avant assemblage, - La figure 2 représente un piston connu de l'état de la technique dans son cylindre, - Les figures 3a, 3b, 3b', 3c, 3d représentent différents modes de réalisation du piston conforme à des modes de réalisation de l'invention, - Les figures 4a, 4b, 4c, 4d représentent différents modes de réalisation d'un coussinet conforme à l'invention, - Les figures 5a, 5b représentent un mode de réalisation conforme à l'invention comportant un bras, - La figure 6 représente l'angle d'ouverture du galet vis-à-vis de l'évidement ou d'un certain mode de réalisation du coussinet, - La figure 7 représente le schéma général d'un dispositif permettant un procédé de fabrication du piston conforme à l'invention, - Les figures 8a, 8b, 8c représentent un mode de réalisation de fixation du coussinet selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le piston 1 Les figures 3a, 3b, 3c, 3d représentent différents modes de réalisation du corps 110 d'un piston 1 conforme à l'invention, certains comprenant en vue assemblée ou éclatée le galet 120 et le coussinet 140. Le corps 110 comprend une surface de guidage 111, une partie supérieur 110a présentant un évidement en berceau 112, et une partie inférieure 110b, située à l'opposé de la partie supérieure 110a. La surface de guidage 111 est cylindrique, centrée sur un axe longitudinal de coulissement C-C', de préférence cylindrique de révolution autour de l'axe C-C'. Elle permet de guider le piston 1 dans un cylindre 2 complémentaire selon l'axe de coulissement C-C', comme mentionné précédemment. La partie inférieure du corps 110 peut comprendre, sur une surface inférieure 190, un sillon 191 de préférence circulaire et centré par rapport à l'axe de coulissement C-C'. L'évidement en berceau 112 est adapté pour recevoir un galet 120. A cette fin de préférence l'évidement 112 à la forme d'une cavité cylindrique de révolution autour d'un axe de roulement R-R' orthogonal à l'axe longitudinal de coulissement C-C' et sécant de celui-ci. Cette cavité est ouverte sur l'extrémité axiale du corps 110, c'est-à-dire qu'elle ne couvre pas 360° autour de l'axe R-R', mais l'évidement 112 n'est pas à bords convergents, c'est-à-dire qu'il couvre une ouverture angulaire supérieure à 1800. Autrement dit, l'évidement en berceau 112 ne se referme pas sur lui. Le galet 120 possède un diamètre extérieur complémentaire, au jeu requis près, du diamètre intérieur de la cavité formant l'évidement 112. Il est engagé dans cette cavité formant l'évidement 112 et tourne sur lui-même selon l'axe de roulement R-R'. Le corps 110 comprend en outre au moins un élément de centrage 130 pour maintenir le centrage du galet 120 dans le piston 1, c'est-à-dire pour interdire que le galet 120 ne sorte axialement par translation selon l'axe de roulement R-R' de l'évidement 112, sur la surface latérale cylindrique du corps. Les éléments de centrage 130 sont situés dans la partie supérieure 110a, sur deux emplacements de l'évidement en berceau 112 opposés diamétralement par rapport à l'axe de coulissement C-C', afin d'empêcher une translation du galet selon l'axe de roulement R-R'.The process may comprise the following characteristics, taken alone or in combination: for the process: the apparatus comprises a matrix, the material is a metal powder, the process comprises a step of heating the metal powder, the method corresponding to a sintering, - for the process: o the apparatus comprises a matrix and a pestle, where the material is a ferrous metal, the method comprises a step of heating the metal, the step of applying the force of The method comprises a die and a counter-die, wherein the material is a non-ferrous metal, wherein the method comprises a step of metal heating, the step of applying the compressive force being a slow compression and performed with the aid of a hydraulic press, the method corresponding to a stamping, the method comprises a step of The method comprises a step of hardening operation, - the method comprises a step of equipping the piston with a pad and a roller, - the step of adding a pad is effected by spraying a coating on the recess, - the method comprises a step of adding a roller, - the step of adding a pad in which the roller is inserted into a pad by pressing. and wherein the roller and the pad are then encased in the piston 1, the pad is held in place by a crimping step, thanks to a reserve of material present on the edges of the recess. PRESENTATION OF THE FIGURES Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read in conjunction with the appended drawings, in which: FIGS. 1a and 1b represent a piston according to the prior art respectively in the assembled position and in the exploded state before assembly, - Figure 2 shows a piston known from the state of the art in its cylinder, - Figures 3a, 3b, 3b ' , 3c, 3d represent different embodiments of the piston according to embodiments of the invention, - Figures 4a, 4b, 4c, 4d show different embodiments of a pad according to the invention, - The figures 5a, 5b show an embodiment according to the invention comprising an arm, - Figure 6 shows the opening angle of the roller vis-à-vis the recess or a certain embodiment of the pad, - Figure 7 represents the general diagram of a device allowing a method of manufacturing the piston according to the invention, - Figures 8a, 8b, 8c show an embodiment of fixing the pad according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The piston 1 FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d represent different embodiments of the body 110 of a piston 1 according to the invention, some of which comprise, in assembled or exploded view, the roller 120 and the bearing 140. The body 110 includes a guide surface 111, an upper portion 110a having a cradle recess 112, and a lower portion 110b, opposite the upper portion 110a. The guide surface 111 is cylindrical, centered on a longitudinal sliding axis C-C ', preferably cylindrical in revolution about the axis C-C'. It guides the piston 1 in a complementary cylinder 2 along the sliding axis C-C ', as mentioned above. The lower part of the body 110 may comprise, on a lower surface 190, a groove 191 preferably circular and centered with respect to the sliding axis C-C '. The cradle recess 112 is adapted to receive a roller 120. For this purpose preferably the recess 112 in the form of a cylindrical cavity of revolution about a bearing axis RR 'orthogonal to the longitudinal axis of sliding CC 'and secant thereof. This cavity is open on the axial end of the body 110, that is to say that it does not cover 360 ° around the axis R-R ', but the recess 112 is not with convergent edges , that is to say, it covers an angular opening greater than 1800. In other words, the recess in cradle 112 does not close on him. The roller 120 has a complementary outer diameter, with the required clearance, of the inside diameter of the cavity forming the recess 112. It is engaged in this cavity forming the recess 112 and rotates on itself along the bearing axis R -R. The body 110 further comprises at least one centering element 130 for maintaining the centering of the roller 120 in the piston 1, that is to say to prevent the roller 120 from protruding axially by translation along the rolling axis RR of the recess 112, on the cylindrical lateral surface of the body. The centering elements 130 are situated in the upper part 110a, on two locations of the cradle recess 112 opposite diametrically with respect to the sliding axis C-C ', in order to prevent a translation of the roller along the axis R-R '.
Dans un mode de réalisation (figure 3a, 3c, 3d), chaque élément de centrage 130 atteint l'extrémité de la partie supérieure 110a du corps 110, c'est-à-dire que la cavité formant l'évidement 112 débouche dans un plan orthogonal à l'axe de coulissement C-C'.In one embodiment (FIG. 3a, 3c, 3d), each centering element 130 reaches the end of the upper part 110a of the body 110, that is to say that the cavity forming the recess 112 opens into a plane orthogonal to the sliding axis C-C '.
Dans un autre mode de réalisation (figure 3b), la cavité qui forme l'évidement 112 est par ailleurs elle-même ouverte sur ses extrémités axiales selon l'axe de roulement R-R', c'est-à-dire qu'elle débouche sur la surface de guidage 111 du corps 110 en deux ouvertures 132 diamétralement opposées de part et d'autre de l'axe C-C'. La forme de ces deux ouvertures 132 est circulaire et le centre du cercle et le mettre que celui de l'évidement en berceau 112, c'est-à-dire l'axe de roulement R-R'. Le galet 120 possède alors sur ses extrémités axiales selon l'axe de roulement R-R' deux orillons 121, de forme cylindrique, positionnés au centre sur les extrémités circulaires (figure 3b'). Les orillons 121 sont adaptés pour rouler sur les ouvertures 132 du corps 110.In another embodiment (FIG. 3b), the cavity which forms the recess 112 is moreover itself open on its axial ends along the rolling axis R-R ', that is to say that it opens on the guide surface 111 of the body 110 in two diametrically opposite openings 132 on either side of the axis C-C '. The shape of these two openings 132 is circular and the center of the circle and put that that of the cradle recess 112, that is to say the rolling axis R-R '. The roller 120 then has on its axial ends along the axis of rolling R-R 'two cylindrical orifices 121, of cylindrical shape, positioned centrally on the circular ends (FIG. 3b'). The orifices 121 are adapted to roll on the openings 132 of the body 110.
Le corps 110, la partie supérieure 110a, l'au moins un élément de centrage 130 sont selon l'invention constitués d'une seule et même pièce venue de matière. La surface extérieure des éléments de centrage 130 complète la forme cylindrique de la surface de contact 110 pour former un cylindre complet dont les génératrices sont parallèles à l'axe de coulissement. Préférablement, l'ensemble forme un cylindre de section circulaire. Différents procédés de fabrication, notamment le frittage, permettent d'obtenir de telles pièces et seront détaillés par la suite (cf. infra). Tous les procédés ont en commun une étape de frappe de la pièce dans une seule direction. Il s'agit de l'évidement en berceau 112 dont l'angle d'ouverture 15 est supérieur à 180° qui autorise l'utilisation de tels procédés, lorsque ledit évidement est orienté dans le sens de frappe (selon un axe similaire à l'axe de coulissement C-C'). Cela signifie que toute section de la pièce est incluse dans la précédente lorsque l'on approche des extrémités de l'évidement 112. En effet, il ne serait pas possible de démouler la pièce si l'évidement était inférieur à 180°. Ces procédés diminuent la fabrication des pièces et simplifient les opérations de retour et d'usinage.The body 110, the upper part 110a, the at least one centering element 130 are according to the invention consist of a single piece of material. The outer surface of the centering elements 130 completes the cylindrical shape of the contact surface 110 to form a complete cylinder whose generatrices are parallel to the axis of sliding. Preferably, the assembly forms a cylinder of circular section. Various manufacturing processes, in particular sintering, make it possible to obtain such parts and will be detailed later (see below). All processes have in common a step of striking the workpiece in one direction. This is the cradle recess 112 whose opening angle 15 is greater than 180 ° which allows the use of such methods, when said recess is oriented in the direction of striking (along an axis similar to the sliding axis C-C '). This means that any section of the room is included in the previous when approaching the ends of the recess 112. Indeed, it would not be possible to demold the room if the recess was less than 180 °. These processes reduce the manufacturing of parts and simplify the return and machining operations.
Afin de permettre le roulement du galet 120 dans l'évidement en berceau 112, un coussinet 140 est disposé dans ledit évidement 112, entre le piston 1 et le galet 120, limitant ainsi les frottements. Le coussinet 140 peut quant à lui présenter des bords convergents pour que l'angle d'ouverture 15' du galet 120 soit inférieur à 180° et soit ainsi maintenu en place dans l'évidement (cf. infra). Plusieurs modes de réalisation du piston 1 vont être décrits. Ces alternatives ne seront pas toujours décrites pour chacun des modes de réalisation mais l'homme du métier saura distinguer sans ambiguïté les combinaisons possibles. Etanchéité Le corps 110 comprend une rainure ou gorge annulaire périphérique 150, située préférablement au niveau de la partie inférieure 110b (voir figure 4a par exemple). La rainure 150 est adaptée pour recevoir un joint ou anneau d'étanchéité (non représenté et généralement dénommé « segment »), destiné à reposer à coulissement sur la surface interne du cylindre associé et ainsi isoler le cylindre 2 en deux parties lorsque le piston 1 est installé.In order to allow the rolling of the roller 120 in the cradle recess 112, a bearing 140 is disposed in said recess 112, between the piston 1 and the roller 120, thus limiting the friction. The pad 140 may have convergent edges so that the opening angle 15 'of the roller 120 is less than 180 ° and is thus held in place in the recess (see below). Several embodiments of the piston 1 will be described. These alternatives will not always be described for each of the embodiments, but those skilled in the art will be able to distinguish unambiguously the possible combinations. Sealing The body 110 comprises a groove or peripheral annular groove 150, preferably located at the lower part 110b (see Figure 4a for example). The groove 150 is adapted to receive a seal or sealing ring (not shown and generally referred to as a "segment"), designed to slide on the inner surface of the associated cylinder and thus to isolate the cylinder 2 in two parts when the piston 1 is installed.
Forme en rétrécissement Le corps 110 du piston 1 peut présenter un diamètre constant sur toute sa longueur le long de l'axe de coulissement C-C' en dehors du berceau 112 et de la gorge 150 précitée (voir figures).Narrowing Shape The body 110 of the piston 1 may have a constant diameter along its entire length along the sliding axis C-C 'outside the cradle 112 and the groove 150 mentioned above (see figures).
II peut aussi présenter un diamètre variable. Le diamètre du corps 110 au niveau de la partie inférieure 110b, typiquement en deçà de la rainure périphérique 150, peut ainsi être inférieur au diamètre au-delà de la rainure périphérique 150, c'est-à-dire vers la partie supérieure 110a (voir figure 4c par exemple). De cette façon, la partie du corps 110 en deçà de la rainure 150, plus fragile, n'est pas en contact avec le cylindre 2. Cette forme en rétrécissement peut être réalisée par les procédés précédemment mentionnés (cf. supra et infra).It can also have a variable diameter. The diameter of the body 110 at the lower part 110b, typically below the peripheral groove 150, may thus be smaller than the diameter beyond the peripheral groove 150, that is to say towards the upper part 110a ( see Figure 4c for example). In this way, the part of the body 110 below the groove 150, more fragile, is not in contact with the cylinder 2. This shrinking form can be achieved by the previously mentioned methods (see above and infra).
Forme en tonneau En outre, la forme du corps 110 du piston 1 peut aussi être rétréci aux extrémités axiales selon l'axe de coulissement C-C' du piston 1, en partie supérieure 110a et partie inférieure 110b, afin d'optimiser les contraintes de pression en utilisation (non représenté sur les figures). Mode de réalisation de l'évidement par trou borgne Dans ce mode de réalisation, représenté sur les figures 3a et 4a, l'évidement en berceau 112 comprend un trou borgne 160 qui débouche axialement selon l'axe de coulissement C-C' sur le corps 110. Le trou borgne 160 est préférablement cylindrique et circulaire. L'évidement en berceau 112 comprend alors la cavité hémicylindrique centrée selon l'axe de roulement R-R' et le trou borgne 160. Complémentairement, le coussinet 140 comprend un plot 141, adapté pour se loger à l'intérieur du trou borgne 160. Le plot 141 est de taille et de forme complémentaire au trou borgne 160. Il peut être réalisé par sertissage à l'aide d'un coup de poinçon. Une fois installé, le coussinet 140 est ainsi bloqué dans l'évidement en berceau 112, ce qui l'empêche d'être entrainé en rotation par le galet 120 lorsqu'il roule sur la came 3. Toute forme de trou borgne 160 et forme complémentaire de plot 141 permettant de bloquer le coussinet 140 conviennent. On privilégiera la plus simple de réalisation. Dans un mode de réalisation particulier, le coussinet 140 est formé d'une coquille hémicylindrique de forme complémentaire à l'évidement en berceau 112, et le plot 141 est un fût tubulaire cylindrique en saillie sur la partie extérieure convexe de ladite coquille. Préférablement, le trou borgne 160 et le plot 141 sont situés au centre du piston 1 (sur l'axe de coulissement C-C') et du coussinet 140 respectivement (voir figure 4a).In addition, the shape of the body 110 of the piston 1 can also be narrowed at the axial ends along the sliding axis CC 'of the piston 1, in the upper part 110a and lower part 110b, in order to optimize the pressure stresses. in use (not shown in the figures). Embodiment of the blind hole recess In this embodiment, shown in FIGS. 3a and 4a, the cradle recess 112 comprises a blind hole 160 which opens axially along the sliding axis CC 'on the body 110. The blind hole 160 is preferably cylindrical and circular. The cradle recess 112 then comprises the hemicylindrical cavity centered along the rolling axis RR 'and the blind hole 160. Additionally, the pad 140 comprises a stud 141, adapted to be housed inside the blind hole 160. The stud 141 is of a size and shape complementary to the blind hole 160. It can be made by crimping with the aid of a punch. Once installed, the pad 140 is thus locked in the cradle recess 112, which prevents it from being rotated by the roller 120 when it rolls on the cam 3. Any form of blind hole 160 and form complementary pad 141 for locking the pad 140 are suitable. We will favor the simplest realization. In a particular embodiment, the pad 140 is formed of a semicylindrical shell of complementary shape to the cradle recess 112, and the pad 141 is a cylindrical tubular barrel projecting on the convex outer portion of said shell. Preferably, the blind hole 160 and the stud 141 are located in the center of the piston 1 (on the sliding axis C-C ') and the pad 140 respectively (see Figure 4a).
Le trou borgne 160 est particulièrement adapté pour être réalisé par le procédé de fabrication de l'évidement en berceau. En effet, celui-ci n'empêche pas le démoulage.The blind hole 160 is particularly adapted to be achieved by the method of manufacturing the cradle recess. Indeed, it does not prevent demolding.
Mode de réalisation de l'évidement avec languette Dans ce mode de réalisation représenté sur les figures 3c, 4b, 4c, le corps 110 comprend au niveau de sa paroi qui ferme axialement selon l'axe de roulement R-R' l'évidement en berceau 112 au moins une encoche 115 à la périphérie, située préférablement selon l'axe de rotation R-R' du galet 120. Préférablement, une deuxième encoche 115 est située à l'opposé de la première encoche 115. Les deux encoches 115 sont ainsi diamétralement opposées par rapport à l'axe de coulissement C-C'. Chaque encoche 115 consiste en un évidement supplémentaire, dont la profondeur est sensiblement égale à celle du maximum de l'évidement en berceau 112. Le coussinet 140 comprend une languette 142 de forme complémentaire à chaque encoche 115, adaptée pour s'insérer dans ladite encoche 115 et empêcher la rotation du coussinet 140. La languette 142 est ainsi préférablement centrée sur la partie hémisphérique du coussinet 140 (voir figure 4b). A l'inverse, un mode de réalisation avec l'élément de guidage 130 comprenant un bossage ou gaudron situé à l'intérieur de l'évidement 112 et un coussinet 140 présentant une encoche est possible. Plus généralement, entre l'élément de guidage 130 à l'intérieur de l'évidement et le coussinet 140, on peut prévoir des moyens d'immobilisation complémentaire.Embodiment of the recess with tongue In this embodiment shown in Figures 3c, 4b, 4c, the body 110 comprises at its wall which closes axially along the bearing axis RR 'the cradle recess 112 at least one notch 115 at the periphery, preferably located along the axis of rotation RR 'of the roller 120. Preferably, a second notch 115 is located opposite the first notch 115. The two notches 115 are thus diametrically opposed by relative to the sliding axis C-C '. Each notch 115 consists of an additional recess, whose depth is substantially equal to that of the maximum of the cradle recess 112. The pad 140 comprises a tongue 142 of complementary shape to each notch 115, adapted to fit into said notch 115 and prevent rotation of the pad 140. The tongue 142 is thus preferably centered on the hemispherical portion of the pad 140 (see Figure 4b). Conversely, an embodiment with the guide element 130 comprising a boss or gaudron located inside the recess 112 and a pad 140 having a notch is possible. More generally, between the guide member 130 inside the recess and the pad 140, additional immobilization means can be provided.
Dans une autre forme du mode de réalisation avec languette, représenté en figure 4d, le corps 110 comprend, au niveau de sa paroi qui ferme l'évidement en berceau 112 orthogonalement par rapport à l'axe de roulement R-R', au moins une encoche 116 située au sommet de l'évidement du berceau 112, sur sa périphérie. Préférablement, une deuxième encoche 116 est située à l'opposé de la première encoche 116, symétriquement par rapport à l'axe de coulissement C-C'. L'encoche 116 consiste en un léger retrait de matière au niveau de la partie supérieure 110a, à l'endroit où l'évidement rejoint l'extrémité du piston 1. Le coussinet 140 comprend une languette 143 de forme complémentaire à l'encoche 116 adapté pour s'insérer dans ladite encoche 116 et à empêcher la rotation du galet 120.In another form of the tongue-and-groove embodiment, shown in FIG. 4d, the body 110 comprises, at its wall which closes the cradle recess 112 orthogonal to the rolling axis R-R ', at least a notch 116 located at the top of the recess of the cradle 112, on its periphery. Preferably, a second notch 116 is located opposite the first notch 116, symmetrically with respect to the sliding axis C-C '. Notch 116 consists of a slight shrinkage of material at the top 110a, where the recess meets the end of the piston 1. The pad 140 includes a tongue 143 of complementary shape to the notch 116 adapted to fit into said notch 116 and to prevent rotation of the roller 120.
Par conséquent, la languette 143 est centrée sur la partie du coussinet 140 située au sommet de l'évidement 112 en berceau. De la même façon, les encoches 115, 116, tout comme le bossage, 5 peuvent avantageusement être réalisées par le même procédé que précédemment décrit. Celles-ci n'empêchent pas le démoulage. Mode de réalisation avec le bras 10 Lorsque le piston 1 comprend au moins une encoche 115 précédemment décrite, c'est-à-dire typiquement selon l'axe de roulement R-R', le piston 1 peut comprendre un bras 170, adapté pour coulisser dans le cylindre 2 et solidaire du piston 1. Ce bras 170 empêche la rotation du piston 1 dans le cylindre 2 et peut en outre maintenir le coussinet 140 en place. 15 Pour cela, en référence à la figure 5a, le bras 170 comprend une aile interne 171 située à l'intérieur de l'encoche 115 de l'évidement 112, et une aile externe 172 située à l'extérieur du corps 110 du piston, sur la surface de guidage 111 préférentiellement. Ces deux ailes 171, 172 sont reliées entre elles par une âme de liaison 173 disposé à cheval sur le 20 bord de l'évidement 112. Le bras 170 a la forme générale d'un « U » inversé. Les deux ailes 171 et 172 sont formées d'éléments allongés parallèles entre eux et qui s'étendent dans une direction longitudinale parallèle à l'axe C-C'. Ils possèdent de préférence, au moins pour l'aile externe 172, une section constante sur toute leur longueur. 25 D'une forme complémentaire à l'aile externe 172, le cylindre 2 comprend une rainure de guidage dans laquelle s'insère l'aile externe 172 et dans laquelle cette dernière peut coulisser pour permettre la translation selon l'axe de coulissement C-C'. 30 Préférablement, le piston comprend deux bras 170, disposés à l'opposé l'un de l'autre, c'est-à-dire diamétralement opposés par rapport à l'axe de coulissement C-C', et le cylindre 2 comprend deux rainures de guidage complémentaires également diamétralement opposées par rapport à l'axe C-C'. Les bras 170 et le coussinet 140 peuvent être issus d'une même pièce de métal (feuille pliée).Therefore, the tab 143 is centered on the portion of the pad 140 located at the top of the recess 112 cradle. In the same way, the notches 115, 116, as well as the boss, 5 can advantageously be made by the same method as previously described. These do not prevent demolding. Embodiment with the arm 10 When the piston 1 comprises at least one notch 115 previously described, that is to say typically according to the axis of rolling R-R ', the piston 1 may comprise an arm 170 adapted for slide in the cylinder 2 and secured to the piston 1. This arm 170 prevents the rotation of the piston 1 in the cylinder 2 and can further maintain the pad 140 in place. For this, with reference to FIG. 5a, the arm 170 comprises an inner wing 171 located inside the notch 115 of the recess 112, and an outer wing 172 located outside the piston body 110. on the guide surface 111 preferably. These two wings 171, 172 are interconnected by a connecting web 173 disposed astride the edge of the recess 112. The arm 170 has the general shape of an inverted "U". The two wings 171 and 172 are formed of elongated elements parallel to each other and which extend in a longitudinal direction parallel to the axis C-C '. They preferably have, at least for the outer wing 172, a constant section over their entire length. Of a shape complementary to the outer flange 172, the cylinder 2 comprises a guide groove in which the outer flange 172 is inserted and in which the latter can slide to allow the translation along the axis of sliding C- VS'. Preferably, the piston comprises two arms 170, arranged opposite one another, that is to say diametrically opposite with respect to the sliding axis C-C ', and the cylinder 2 comprises two complementary guide grooves also diametrically opposite with respect to the axis C-C '. The arms 170 and the pad 140 may be from the same piece of metal (folded sheet).
Dans le mode de réalisation avec le bras 170, soit le coussinet 140 présente la languette 142 pour le maintenir en place, soit l'aile interne 171 du bras 170 comprend des moyens d'attache 174 qui permettent de maintenir le coussinet 140 en place (figure 5a, 5b), soit les deux combinés (figure 4c, 4d).In the embodiment with the arm 170, either the pad 140 has the tongue 142 to hold it in place, or the inner wing 171 of the arm 170 includes fastening means 174 that hold the pad 140 in place ( Figure 5a, 5b), or both handsets (Figure 4c, 4d).
Ces moyens d'attache 174 peuvent prendre la forme : - d'un renvoi vers l'encoche 115 de type harpon 174a qui bloque le moyen 174 en place dans l'encoche, ne nécessitant pas de forme particulière sur la partie piston (non échappement de la pièce par arc-boutement simple), et/ou - d'un cran 174b présent sur l'aile interne 171 qui se déporte en direction de l'aile externe ; ce cran 174b qui coopère avec un percement 174c dans le piston 1. Le percement 174c est réalisé par perçage traversant. Il s'agit de la seule étape de reprise d'usinage dite transversale pour le piston 1. L'élasticité du cran 174b permet de clipser et maintenir le bras 170 en place. Le clipsage est ensuite effectué par une presse à bras. Le coussinet 140 peut être souple. De cette façon, si le coussinet 140 se referme sur lui-même, de sorte que l'angle d'ouverture du galet 15' est inférieure à 180°, le galet 120 est maintenu en place.These attachment means 174 may take the form of: - a return to the notch 115 of the harpoon type 174a which blocks the means 174 in place in the notch, not requiring any particular shape on the piston part (non-exhaust the piece by simple buttressing), and / or - a notch 174b present on the inner wing 171 which is deflected in the direction of the outer wing; this notch 174b which cooperates with a bore 174c in the piston 1. The piercing 174c is made by drilling through. This is the only transverse machining recovery step for the piston 1. The elasticity of the notch 174b allows clipping and holding the arm 170 in place. Clipping is then performed by a hand press. The pad 140 may be flexible. In this way, if the pad 140 closes on itself, so that the opening angle of the roller 15 'is less than 180 °, the roller 120 is held in place.
D'une façon indépendante, le bras 170 peut comprendre une accroche 175 sur l'aile externe 172. En effet, dans le cas de machine hydraulique à pistons radiaux rétractables, pour permettre un mode en roue libre, les pistons 1 comprennent un ressort 180 (voir figure 5b notamment) qui permet de les maintenir à l'intérieur de leur cylindre 2 respectif, sans contact avec la came 3. La présence d'un ressort 180 n'est pas limitée au mode de réalisation avec le bras 170 (voir figure 2 par exemple, où le ressort 180 est attaché à la base inférieure du piston 1 grâce au sillon 191 qui peut l'accueillir). Dans le cas présent (figure 5b), le ressort 180 peut être accroché à l'accroche 175. Préférablement, on dénombre une accroche 175 sur 5 chaque bras 170. L'accroche 175 peut faire l'objet de différents modes de réalisation. Il peut s'agir par exemples d'une saillie ou crochet placé sur l'extrémité de l'aile externe 171 du bras 170, opposé à l'âme de liaison 173. 10 Mode de réalisation sans le bras Afin d'empêcher la rotation du piston 1 dans le cylindre 2, le piston 1 (qui n'a alors pas de bras 170), peut comprendre une rainure de guidage sur la surface de guidage 111 (similairement à la rainure de 15 guidage 131 du piston de la figure 2 mais non représenté sur les figures suivantes). Cette rainure a une direction parallèle à l'axe de coulissement C-C'. D'une façon complémentaire, la paroi intérieure du cylindre 2 comprend un élément en saillie, fixe, apte à coulisser dans ladite rainure 131. Il s'agit d'une inversion par rapport au mode de 20 réalisation avec le bras 170. Par généralement, le piston 1 et le cylindre 2 possèdent des éléments à complément de forme de type rainure/nervure ou tenon/mortaise s'étendant parallèlement à l'axe de coulissement C-C', l'un étant en 25 creux et l'autre en saillie respectivement sur l'un du piston 1 ou du cylindre 2. Forme du coussinet 140 30 Selon les machines hydrauliques utilisées, le galet 120 est toujours maintenu au contact de la came 3 ou bien il en est parfois éloigné.Independently, the arm 170 may comprise a hook 175 on the outer wing 172. Indeed, in the case of retractable radial piston hydraulic machine, to allow a freewheel mode, the pistons 1 comprise a spring 180 (see Figure 5b in particular) which allows to keep them inside their respective cylinder 2, without contact with the cam 3. The presence of a spring 180 is not limited to the embodiment with the arm 170 (see Figure 2 for example, where the spring 180 is attached to the lower base of the piston 1 through the groove 191 which can accommodate). In the present case (FIG. 5b), the spring 180 can be hooked to the catch 175. Preferably, there is a hook 175 on each arm 170. The catch 175 can be the subject of various embodiments. It may be for example a projection or hook placed on the end of the outer flange 171 of the arm 170, opposite to the connecting core 173. 10 embodiment without the arm To prevent rotation of the piston 1 in the cylinder 2, the piston 1 (which then has no arms 170) may comprise a guide groove on the guide surface 111 (similarly to the guide groove 131 of the piston of FIG. but not shown in the following figures). This groove has a direction parallel to the sliding axis C-C '. In a complementary manner, the inner wall of the cylinder 2 comprises a fixed, projecting element able to slide in said groove 131. This is an inversion with respect to the embodiment with the arm 170. the piston 1 and the cylinder 2 have complementary groove / rib or tenon / mortise-like elements extending parallel to the sliding axis C-C ', one being recessed and the other projecting respectively on one of the piston 1 or the cylinder 2. Form of the pad 140 Depending on the hydraulic machines used, the roller 120 is always held in contact with the cam 3 or it is sometimes distant.
Dans le premier cas, le galet 120 est maintenu dans l'évidement 112 grâce au contact avec la came lobée 3 et n'a donc pas besoin d'être emprisonné dans la forme de la partie supérieure 110a ou du coussinet 140. Par conséquent, dans ce cas il n'existe pas de contrainte particulière d'angle d'ouverture 15' du galet 120, qui peut être supérieur à 1800, à l'instar de l'angle d'ouverture 15 de l'évidement 112. Dans ce cas le coussinet 140 n'ont préférablement pas de bords convergents. L'angle d'ouverture du galet 15' (voir figure 6) correspond à l'angle défini par les droites passant par le centre C du galet 120 (situé sur l'axe de rotation R-R') et les extrémités de l'évidement 112 et/ou du coussinet 140. Il s'agit par conséquence de l'angle dans lequel le galet 120 est « libre » ou en d'autres termes l'angle par lequel le galet émerge et est accessible à l'extérieur de l'évidement 112 et/ou du coussinet 140. Lorsqu'il est calculé avec les bords de l'évidement 112, il est égal à l'angle d'ouverture 15 de l'évidement 112. Il s'agit d'un cas particulier. Dans le second cas (galet 120 éloigné de la came 3), il est en revanche nécessaire que l'angle d'ouverture 15' du galet 120 soit inférieur strictement à 180°. La plage d'angle est définie par les valeurs 130° et 150°, avec préférablement une valeur comprise entre 135 et 145°. Dans ce cas le coussinet 140 a des bords convergents. Plus l'angle 15' est proche de 180°, plus l'assemblage du piston 1, du coussinet 140 et du galet 120 est aisé. En revanche, le galet 120 est tenu de façon plus précaire à l'intérieur de l'évidement 112. Quand l'angle est inférieur à 130°, le galet 120 est maintenu de façon fiable mais il y a un risque de contact entre le coussinet 140 et/ou la partie supérieure 110a et/ou le coussinet 140 avec la came 3. En revanche, il devient plus difficile d'assembler les éléments : le diamètre du galet 120 devient largement supérieur à l'espace disponible au niveau des extrémités du coussinet 140.In the first case, the roller 120 is held in the recess 112 through contact with the lobed cam 3 and therefore does not need to be trapped in the shape of the upper part 110a or the pad 140. Therefore, in this case there is no particular constraint of opening angle 15 'of the roller 120, which may be greater than 1800, like the opening angle 15 of the recess 112. In this case, case the pad 140 preferably have no converging edges. The opening angle of the roller 15 '(see FIG. 6) corresponds to the angle defined by the straight lines passing through the center C of the roller 120 (situated on the axis of rotation R-R') and the ends of the roller. recess 112 and / or pad 140. It is therefore the angle in which the roller 120 is "free" or in other words the angle by which the roller emerges and is accessible to the outside of the recess 112 and / or the pad 140. When calculated with the edges of the recess 112, it is equal to the opening angle 15 of the recess 112. This is a particular case. In the second case (roller 120 away from the cam 3), it is however necessary that the opening angle 15 'of the roller 120 is strictly less than 180 °. The angle range is defined by the values 130 ° and 150 °, with a value preferably between 135 and 145 °. In this case the pad 140 has convergent edges. The more the angle 15 'is close to 180 °, the more the assembly of the piston 1, the pad 140 and the roller 120 is easy. In contrast, the roller 120 is held more precariously inside the recess 112. When the angle is less than 130 °, the roller 120 is reliably maintained but there is a risk of contact between the pad 140 and / or the upper portion 110a and / or the pad 140 with the cam 3. On the other hand, it becomes more difficult to assemble the elements: the diameter of the roller 120 becomes much greater than the space available at the ends pad 140.
L'insertion est effectuée selon différentes façons qui seront explicitées dans la partie procédé. Le piston 1 peut aussi comprendre une pastille de frottement (non représentée sur les figures), située entre le galet 120 et chaque élément de centrage 130 afin de limiter les frottements entre le galet 120 qui tourne selon l'axe de roulement R-R' et l'élément de centrage 130 fixe dans le référentiel du piston 1.The insertion is done in different ways that will be explained in the process part. The piston 1 may also comprise a friction pad (not shown in the figures) situated between the roller 120 and each centering element 130 in order to limit the friction between the roller 120 which rotates along the bearing axis RR 'and the centering element 130 fixed in the reference frame of the piston 1.
Procédé de fabrication Pour la fabrication d'un piston 1 dont les éléments sont venus de matière, comme explicité précédemment, plusieurs modes de réalisation sont envisageables. En particulier, le corps 110 dont la surface de guidage 111, l'au moins une surface de guidage 113 sont réalisés en étant venus de matière. Pour ce faire, le procédé P utilise une matière P10 et un appareil de mise en forme P20. La figure 7 (vue en coupe définie par le plan comprenant les axes de rotation R-R' et de compression K-K') illustre le principe général et sera utilisée pour illustrer les différents modes de réalisation.Manufacturing Process For the manufacture of a piston 1 whose elements came from material, as explained above, several embodiments are possible. In particular, the body 110 whose guide surface 111, the at least one guide surface 113 are made of material. To do this, the method P uses a material P10 and a shaping apparatus P20. Figure 7 (sectional view defined by the plane comprising the axes of rotation R-R 'and compression K-K') illustrates the general principle and will be used to illustrate the various embodiments.
Les procédés ont en commun de comprendre une étape de compression selon un unique axe K-K', qui est colinéaire à l'axe de coulissement C-C', de sorte que l'évidement en berceau 112 ouvert au moins 180° puisse être réalisé. L'appareil de mise en forme P20 comprend plusieurs outils de compression axiale P21, P22 mobiles en translation l'un par rapport à l'autre, qui peuvent comprendre chacun différentes formes permettant le moulage des éléments mentionnés précédemment, tel que le trou borgne 160, les encoches 115, 116. Dans le mode de réalisation de la figure 7, on peut voir : - sur l'outil de compression P22, une saillie cylindrique P221 permettant de faire le trou borgne 160, un méplat P222 permettant de faire l'encoche 116, et le semi-cylindre P223 permettant de faire l'évidement en berceau 112, - sur l'outil de compression P21, un anneau saillant P211 permettant de préparer la gorge annulaire 150, une saillie circulaire P212 permettant de faire le sillon 191 pour accueillir le ressort 180.The methods have in common to comprise a compression step along a single axis K-K ', which is collinear with the sliding axis C-C', so that the cradle recess 112 open at least 180 ° can be realized. The shaping apparatus P20 comprises several axial compression tools P21, P22 movable in translation relative to each other, which may each comprise different shapes for molding the elements mentioned above, such as the blind hole 160 , the notches 115, 116. In the embodiment of Figure 7, we can see: - on the compression tool P22, a cylindrical projection P221 for making the blind hole 160, a flat P222 to make the notch 116, and the semi-cylinder P223 for making the recess cradle 112, - on the compression tool P21, a projecting ring P211 for preparing the annular groove 150, a circular projection P212 to make the groove 191 to accommodate the spring 180.
D'autres éléments n'apparaissent pas sur la figure 7 (hors plan) : on peut citer éventuellement sur l'outil P22 au moins une saillie axiale, permettant de faire l'encoche 115. A l'inverse, il peut s'agit d'une saillie axiale sur l'outil P21 permettant de faire le bossage (cf. infra) pour immobiliser le coussinet 140.Other elements do not appear in FIG. 7 (out-of-plane): there may be mentioned, if the tool P22, at least one axial projection, making it possible to make the notch 115. On the contrary, it may be an axial projection on the tool P21 to make the boss (see below) to immobilize the pad 140.
Seules les formes perpendiculaire à l'axe de compression K-K' (donc à l'axe de coulissement C-C') ne peuvent être effectuées. C'est pourquoi le piston décrit précédemment présente essentiellement des caractéristiques non perpendiculaires à l'axe de compression K-K' (telles qu'un évidement 112 d'angle d'ouverture 15 supérieur à 180°).Only the shapes perpendicular to the compression axis K-K '(thus to the sliding axis C-C') can not be performed. This is why the piston described above has essentially non-perpendicular characteristics to the compression axis K-K '(such as a recess 112 with an opening angle greater than 180 °).
Mode de réalisation par frittage La matière P10 est une poudre métallique et l'appareil de mise en forme P20 comprend une matrice.Sintering Embodiment The material P10 is a metal powder and the shaping apparatus P20 comprises a matrix.
La poudre métallique P10 est insérée dans la matrice P20, qui comprend un outil de compression unixiale P21, P22, puis la poudre métallique P10 est agglomérée par compression dans une seule direction. Pour ce faire la matrice P20 comprend une chambre de section constante dans laquelle est insérée la poudre P10 et l'outil de compression comprend un piston P22 de section complémentaire de la chambre déplacé à translation dans la chambre après insertion de la poudre contre une butée P21 obturant l'extrémité opposée de la chambre, ou deux pistons P21 et P22 de section complémentaire de la chambre déplacés dans des sens opposés vers le centre de la chambre pour comprimer la poudre 30 P10. L'agglomérat ensuite obtenu est sorti puis chauffé pour cohésionner les particules. Ce procédé correspond à un frittage.The metal powder P10 is inserted into the matrix P20, which comprises a unixial compression tool P21, P22, and the metal powder P10 is compressed by compression in a single direction. To do this, the matrix P20 comprises a chamber of constant section in which the powder P10 is inserted and the compression tool comprises a piston P22 of complementary section of the chamber moved in translation in the chamber after insertion of the powder against a stop P21. closing the opposite end of the chamber, or two pistons P21 and P22 complementary section of the chamber moved in opposite directions towards the center of the chamber to compress the powder P10. The agglomerate then obtained is taken out and then heated to cohere the particles. This process corresponds to sintering.
On comprend que tous les éléments mentionnés précédemment (trou borgne 160, encoche 115, 116, évidement en berceau 112, sillon 180) peuvent être réalisés par ce procédé. L'un des avantages d'un tel procédé réside dans la porosité du matériau, qui permet d'insérer un lubrifiant et de fabriquer ainsi des coussinets auto-lubrifiants. Dans un mode de réalisation, le coussinet est attaché par clipsage avec le cran du moyen d'attache 174.It is understood that all the aforementioned elements (blind hole 160, notch 115, 116, recess cradle 112, groove 180) can be made by this method. One of the advantages of such a process is the porosity of the material, which allows a lubricant to be inserted and thus makes self-lubricating bearings. In one embodiment, the pad is clipped with the catch of attachment means 174.
Mode de réalisation par estampage La matière P10 est un métal sous forme d'ébauche, de préférence ferreux et l'appareil de mise en forme P20 comprend une matrice P21 et un pilon P22.Embodiment Embossing The material P10 is a metal in the form of a blank, preferably ferrous, and the forming apparatus P20 comprises a matrix P21 and a pestle P22.
L'ébauche est insérée dans la matrice P20 puis le pilon P22 frappe l'ébauche selon une unique direction pour la déformer. L'excédent de l'ébauche, appelé bavure, peut rejoindre un logement de bavure prévu dans la matrice. L'ébauche peut être préchauffée avant d'être insérée dans la matrice, facilitant ainsi la déformation. Ce procédé correspond à un estampage. Une étape d'usinage est ensuite effectuée, pour enlever notamment la bavure.The blank is inserted into the matrix P20 and the pestle P22 strikes the blank in a single direction to deform it. The excess of the blank, called burr, can join a burr slot provided in the die. The blank may be preheated before being inserted into the die, thereby facilitating deformation. This process corresponds to stamping. A machining step is then performed, in particular to remove the burr.
Mode de réalisation par matriçage La matière P10 est un métal sous forme d'ébauche, de préférence non-ferreux et l'appareil de mise en forme P20 comprend une matrice P21 et une contrematrice P22.Embodiment Embodiment The material P10 is a metal in the form of a blank, preferably non-ferrous and the shaping apparatus P20 comprises a matrix P21 and a contravener P22.
Ce procédé correspond à un matriçage. L'ébauche est insérée dans la matrice P21 puis la contrematrice P22 vient comprimer lentement l'ébauche selon une direction, à l'aide d'une pression hydraulique.This process corresponds to a stamping. The blank is inserted into the die P21 and the contravener P22 slowly compresses the blank in one direction, using a hydraulic pressure.
Mode de réalisation par moulage par injection (MIM - metal injection molding) La matière P10 est une poudre métallique à laquelle a été ajouté un liant et l'appareil de mise en forme P20 est une matrice. La poudre P10 avec le liant est injectée puis deliantée dans un four sous atmosphère contrôlée. La pièce est ensuite frittée à une température supérieure à 1000°C.Injection molding (MIM) embodiment The P10 material is a metal powder to which a binder has been added and the P20 shaping apparatus is a matrix. The powder P10 with the binder is injected and then decanted in an oven under a controlled atmosphere. The part is then sintered at a temperature above 1000 ° C.
Etapes supplémentaires Suite à la première étape de fabrication du piston brut, il est nécessaire d'usiner certains éléments.Additional steps Following the first stage of manufacture of the raw piston, it is necessary to machine some elements.
En particulier, les surfaces de guidage 111, qui frottent contre le cylindre 2, doivent être usinées et rectifiées, pour garantir une bonne précision de la pièce. Cet usinage permet notamment de rétrécir les extrémités du piston ainsi qu'il l'a été mentionné (cf. supra).In particular, the guide surfaces 111, which rub against the cylinder 2, must be machined and ground, to ensure good accuracy of the part. This machining allows in particular to shrink the ends of the piston as it has been mentioned (see above).
La gorge annulaire périphérique 150 peut aussi être usinée de la sorte. Des étapes de durcissement obtenues par traitement thermique ou incluant une étape de traitement thermique sont effectuées. Ensuite, le segment d'étanchéité 151 est posé. Alternativement, le 25 segment d'étanchéité 151 peut être posé après le coussinet 140 ou bien le coussinet 140 et le galet 120. Ces deux étapes sont effectuées indifféremment. Le coussinet et le galet 30 Une fois le piston 1 prêt, le coussinet 140 doit être ajouté. Il existe pour cela plusieurs modes de réalisation.The annular peripheral groove 150 can also be machined in this way. Curing steps obtained by heat treatment or including a heat treatment step are performed. Then, the sealing segment 151 is laid. Alternatively, the sealing segment 151 may be placed after the pad 140 or the pad 140 and the roller 120. These two steps are performed indifferently. The pad and the roller 30 Once the piston 1 is ready, the pad 140 must be added. There are several embodiments for this purpose.
Le coussinet 140 peut être formé par pulvérisation d'un revêtement type résine plastique sur quelques dixièmes d'épaisseur sur la surface de l'évidement 112. Il peut aussi être formé par une technique dite de fabrication additive, par ajout de matière de frottement (régule ou bronze) Alternativement, le coussinet 140 peut être rigide et formé de manière à épouser l'évidement 112. Alternativement, le coussinet 140 peut être souple pour être inséré dans l'évidement 112. Dans le mode de réalisation avec le bras 170, le coussinet 140 et le bras 170 sont insérés par pressage dans l'évidement 112 et viennent se verrouiller à l'aide des moyens 174. Selon le type de coussinet 140 utilisé, l'angle d'ouverture du galet 15' peut être inférieur à 180°. Dans le cas d'un angle d'ouverture 15' d'au moins 180 pour le galet 120, le galet 120 est mis en place après la pose du coussinet 140. Inversement, dans le cas d'un galet 120 maintenu en place par le coussinet 140, le galet 120 est mis en place dans le coussinet 140 20 auparavant par pressage (« press fit » en anglais) et ensuite les deux sont enchassés dans l'évidement 112 du piston 1. Le piston 1 peut comprendre des réserves de matière 117 au niveau du bord de l'évidement 112 (figure 8a). De cette façon, lorsque le coussinet 140 est posé (figure 8b), un sertissage peut être réalisé à 25 l'aide d'un poinçon sur chaque réserve de matière, qui est déformée pour venir couvrir l'extrémité du coussinet 140 et le bloquer dans l'évidement 112 (figure 8c). Cette technique est avantageuse pour un coussinet 140 rigide. Elle permet d'obtenir un piston 1 assemblé, c'est à dire comprenant le segment et le coussinet qui ne se démontent pas. Un 30 tel piston est alors prêt à l'emploi.The pad 140 may be formed by spraying a plastic resin type coating on a few tenths of a thickness on the surface of the recess 112. It can also be formed by a so-called additive manufacturing technique, by adding friction material ( Alternatively, the pad 140 may be rigid and shaped to fit the recess 112. Alternatively, the pad 140 may be flexible to be inserted into the recess 112. In the embodiment with the arm 170, the pad 140 and the arm 170 are inserted by pressing into the recess 112 and are locked by the means 174. Depending on the type of pad 140 used, the opening angle of the roller 15 'may be less than 180 °. In the case of an opening angle 15 'of at least 180 for the roller 120, the roller 120 is put in place after the bearing 140 is applied. Conversely, in the case of a roller 120 held in place by the pad 140, the roller 120 is placed in the pad 140 20 previously by pressing ("press fit" in English) and then both are encased in the recess 112 of the piston 1. The piston 1 may include reserves of material 117 at the edge of the recess 112 (Figure 8a). In this way, when the pad 140 is set (Fig. 8b), crimping can be performed with a punch on each stock of material, which is deformed to cover the end of pad 140 and lock it in the recess 112 (Figure 8c). This technique is advantageous for a rigid pad 140. It makes it possible to obtain a piston 1 assembled, that is to say comprising the segment and the pad that do not disassemble. Such a piston is then ready for use.
Une fois le coussinet installé, le galet 120 est mis en place dans l'évidement 112. Pour que le galet soit inséré, l'angle d'ouverture de l'évidement 112 doit être au moins temporairement supérieur à 1800. Par la suite, et selon les modes de réalisation souhaités du piston, le coussinet 140 est rabattu légèrement au-dessus du galet 120 pour diminuer l'angle d'ouverture aux valeurs désirées, par exemple pour former un logement à bords convergents adaptés pour maintenir le galet 120 en place sur le piston 1 (dans le cas où le galet 120 ne reste pas en contact avec la came 3).Once the pad is installed, the roller 120 is placed in the recess 112. In order for the roller to be inserted, the opening angle of the recess 112 must be at least temporarily greater than 1800. Thereafter, and according to the desired embodiments of the piston, the pad 140 is folded slightly above the roller 120 to decrease the opening angle to the desired values, for example to form a housing with convergent edges adapted to maintain the roller 120 in place on the piston 1 (in the case where the roller 120 does not remain in contact with the cam 3).
En récapitulatif (non limitatif), il y a l'étape de réalisation du piston 1 à l'aide d'une compression uniaxiale , puis une étape d'usinage, une étape de durcissement et une étape de pose du coussinet 140 avec le galet 120 ainsi que le segment 151 juste avant ou après.Summarized (not limiting), there is the step of producing the piston 1 by uniaxial compression, then a machining step, a hardening step and a step of laying the pad 140 with the roller 120 as well as segment 151 just before or after.
Ces étapes permettent l'obtention d'un piston 1 équipé et prêt à être utilisé.These steps make it possible to obtain a piston 1 equipped and ready to use.
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