FR3108690A1

FR3108690A1 - piston hydraulique à gorge dépressurisée

Info

Publication number: FR3108690A1
Application number: FR2003152A
Authority: FR
Inventors: Vianney Rabhi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: CA3171713A1; EP4127452A1; CN115315576A; KR20220160002A; FR3108690B1; AU2021249497A1; WO2021198572A1; JP2023519595A

Abstract

PISTON HYDRAULIQUE A GORGE DEPRESSURISEE Le piston hydraulique à gorge dépressurisée (1) peut translater dans un cylindre (2) et comprend une jupe fixe (3), une face axiale de compression (4) qui forme avec le cylindre (2) une chambre à fluide (5), et une face axiale de travail (6) qui coopère avec des moyens de transmission (7), ledit piston (1) comprend aussi des moyens d'étanchéité (8), une gorge radiale dépressurisée (9) débouchant en surface de la jupe fixe (3), un conduit axial de décompression (11) aménagé à l’intérieur de ladite jupe (3) et qui débouche au voisinage de la face axiale de travail (6), et un conduit radial de décompression (12) qui met la gorge radiale dépressurisée (9) en communication avec le conduit axial de décompression (11). Figure pour l’abrégé : Fig. 5

Description

piston hydraulique à gorge dépressurisée

La présente invention a pour objet un piston hydraulique à gorge dépressurisée notamment prévu pour recevoir le dispositif d’étanchéité pour piston décrit dans le brevet N° FR 3 009 037 publié le 29 janvier 2016 et appartenant au demandeur.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention s’applique en priorité aux pompes et moteurs hydrauliques à pistons axiaux, quelle que soit leur pression maximale de fonctionnement. Ceci n’exclut toutefois pas l’application de ladite invention à tout autre type de pompe ou moteur hydraulique comportant un ou plusieurs pistons.

On sait que le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 est prévu pour un piston qui évolue dans un cylindre dont l’une des extrémités est fermée par une chambre à fluide.

Dans le brevet FR 3 009 037, on note que le piston qui reçoit le dispositif d’étanchéité présente une tête de piston qui comprend une jupe fixe. Ledit piston comprend aussi d’une part, une face d’appui de piston pour exercer un effort sur des moyens de transmission et d’autre part, une face de compression qui débouche dans la chambre à fluide pour recevoir la pression d’un fluide.

Le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 comprend notamment une jupe glissante de forme cylindrique qui est logée à faible jeu dans le cylindre et qui est placée dans le prolongement de la tête de piston, du coté de la face de compression dudit piston, et dans l’axe de ladite tête.

Toujours selon le brevet FR 3 009 037, la jupe glissante est reliée à la tête de piston par une liaison mécanique inter-jupes qui permet à ladite jupe glissante de se déplacer en translation longitudinale par rapport à ladite tête.

On constate que le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 comprend également un canal de transmission de pression aménagé à l’intérieur de la jupe glissante et traversant cette dernière de part en part dans le sens axial.

Le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 comprend aussi un segment continu extensible de forme annulaire continue, intercalé entre la jupe fixe et la jupe glissante, et comprenant une face cylindrique interne de segment soumise à la pression du fluide via le canal de transmission de pression, une face cylindrique externe de segment pouvant entrer en contact avec le cylindre, une face axiale de segment coté jupe fixe maintenue en contact étanche avec la jupe fixe, et une face axiale de segment coté jupe glissante maintenue en contact étanche avec la jupe glissante.

Enfin, le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 comprend un ressort de jupe glissante qui tend à rapprocher la jupe glissante de la jupe fixe, et à comprimer axialement le segment continu extensible.

Le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 permet d’assurer durablement une étanchéité poussée entre le piston et le cylindre avec lequel il coopère. En effet, en gonflant sous l’effet de la pression, le segment continu extensible vient au contact du cylindre et empêche le fluide hydraulique contenu dans la chambre à fluide de s’échapper de cette dernière, ceci sans que ledit segment n’exerce une pression excessive sur ledit cylindre.

Il résulte de cette configuration particulière une excellente étanchéité du piston hydraulique qui reçoit ledit dispositif sans pertes par frottement excessives et ceci, même si la pompe hydraulique qui reçoit ledit piston opère sous des pressions élevées de plusieurs centaines voire de plusieurs milliers de bars.

En pratique, le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 s’avère d’une grande efficacité, surtout lorsqu’il est mis en œuvre sur des pistons hydrauliques guidés tels que ceux que comprend le moteur-pompe hydraulique à cylindrée fixe ou variable objet du brevet WO2014/118477 publié le 04 août 2015 et appartenant au demandeur.

Toutefois, pour que le segment continu extensible du dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 fonctionne correctement il faut que, d’une part, la jupe glissante forme une étanchéité suffisante avec le cylindre dans laquelle elle est logée et que, d’autre part, la jupe fixe du piston hydraulique qui reçoit ledit dispositif soit suffisamment fuyante.

Car en effet, pour gonfler et réaliser avec le cylindre l’étanchéité recherchée, le segment continu extensible doit être soumis à une différence de pression radiale suffisante entre sa face cylindrique interne de segment soumise à la pression du fluide via le canal de transmission de pression, et sa face cylindrique externe de segment qui peut venir au contact du cylindre. Or, ladite différence provient de l’écart d’étanchéité entre celle que produit la jupe glissante, qui doit être élevée, et celle produite par la jupe fixe, qui doit être faible.

Si le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 est mis en œuvre sur les pistons axiaux d’une pompe ou d’un moteur hydrauliques conventionnels, contrairement au moteur-pompe hydraulique à cylindrée fixe ou variable objet du brevet WO2014/118477 qui prévoit un poussoir guidé de piston hydraulique, la jupe fixe desdits pistons axiaux est chargée d’orienter ces derniers dans leur cylindre cependant que ladite jupe est soumise à des efforts radiaux importants.

En effet, dans une pompe ou un moteur à pistons axiaux conventionnels, les pistons sont le plus souvent logés dans un barillet tournant et sont terminés par un patin articulé qui glisse sur un plateau incliné ou inclinable selon que ladite pompe ou ledit moteur est à cylindrée fixe ou variable.

Il résulte de cette configuration particulière que chaque piston est soumis à des efforts radiaux élevés. En effet, lorsque le plateau inclinable est fortement incliné et qu’une pression élevée règne dans la chambre à fluide, le patin articulé que possède chaque dit piston exerce un effort radial élevé sur ledit plateau. Ledit effort produit en retour des efforts radiaux également élevés qui sont exercés par chaque dit piston sur le cylindre dans lequel il se déplace.

Un premier effort radial apparaît entre ledit piston et ledit cylindre au niveau de l’extrémité dudit piston qui est positionnée à l’opposé du patin articulé, tandis qu’un deuxième effort radial apparaît au niveau de l’extrémité du cylindre qui débouche en direction du plateau incliné.

Pour une même pression régnant dans la chambre à fluide, plus le plateau est incliné et plus le piston est sorti du barillet tournant, et plus les deux efforts radiaux qui viennent d’être décrits sont élevés.

On note que l’effort radial qu’exerce le piston sur le débouché du cylindre est égal à l’effort radial qu’exerce le patin articulé sur le plateau incliné majoré de l’effort radial qu’exerce sur le cylindre l’extrémité du piston opposée audit patin.

Les efforts qui viennent d’être décrits sont à la source de difficultés rencontrées lors de la mise en œuvre du dispositif d’étanchéité selon le brevet N° FR 3 009 037 sur des pompes et moteurs à pistons axiaux conventionnels.

En effet, dans ce contexte particulier d’application dudit dispositif, la jupe fixe du piston hydraulique doit être de première part, suffisamment fuyante pour permettre au segment continu extensible de fonctionner, et de deuxième part, capable d’assurer un contact peu dissipatif en énergie entre le piston et son cylindre malgré des efforts radiaux élevés produits entre ces deux organes, et tout particulièrement, malgré les efforts radiaux élevés survenant au niveau du débouché du cylindre orienté vers le plateau incliné.

Car en effet, pour rendre la jupe fixe suffisamment fuyante, il est possible soit, de prévoir un jeu important entre ladite jupe et le cylindre, soit, d’aménager des gorges axiale de décompression en surface de ladite jupe pour en annuler l’étanchéité comme le prévoit le brevet WO2017109329 intitulé « système de refroidissement et lubrification pour dispositif d’étanchéité pour piston », dont la demande a été publiée le 29 juin 2017.

Mais les dispositions qui viennent d’être décrites ne sont pas satisfaisantes, car qu’il s’agisse de l’une ou de l’autre, ces deux solutions augmentent les pertes par frottement générées à l’interface de la jupe fixe et du cylindre.

En effet, un jeu augmenté entre la jupe fixe et le cylindre réduit la surface portante de ladite jupe sur ledit cylindre. Le contact entre ces pièces étant plus ponctuel, une plus grande pression est exercée sur le film d’huile qui devient moins portant, moins épais, et plus visqueux. Le coefficient de frottement entre la jupe fixe est le cylindre s’en trouve accru, de même que les pertes énergétiques qui en résultent.

Si, en alternative, des gorges axiale de décompression sont aménagées en surface de la jupe fixe, lesdites gorges rompent localement la portance du film d’huile. Ceci tend également à augmenter les pertes frottement générées à l’interface de ladite jupe fixe et du cylindre.

Les deux stratégies qui viennent d’être décrites augmentent donc les pertes par frottement et réduisent d’autant le rendement total de toute pompe hydraulique conventionnelle qui reçoit le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037. Ceci est particulièrement évident lorsque ladite pompe opère à forte puissance, c’est à dire sous pression et cylindrée élevées.

On constate en effet qu’à faible cylindrée, c’est à dire lorsque le plateau de ladite pompe est faiblement incliné et que les efforts radiaux entre le piston et le cylindre sont faibles, le rendement énergétique total d’une pompe hydraulique conventionnelle équipée du dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 est très supérieur à celui de la même dite pompe non-équipée dudit dispositif.

Toutefois, si la cylindrée de ladite pompe est proche de son maximum ce qui implique que son plateau est également incliné proche du maximum, les pertes par frottement de ladite pompe sont augmentées à tel point que le bénéfice énergétique apporté par le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 se retrouve fortement réduit, voire anéanti au point de laisser place à une perte.

Il ressort donc des essais et du retour d’expérience que lorsque le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 équipe les pistons axiaux des pompes et moteurs hydrauliques conventionnels, les pertes énergétiques par frottement additionnelles qu’il induit au niveau du contact entre lesdits pistons et leur cylindre sont élevées à forte cylindrée au point de pouvoir anéantir les gains en rendement importants procurés à basse cylindrée par ledit dispositif.

C’est pour éliminer les inconvénients qui viennent d’être décrits qu’est prévu le piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention.

En effet, ledit piston selon l’invention permet de mettre en œuvre le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 sur les pistons hydrauliques de toute pompe ou moteur à pistons axiaux d’une part, en réunissant toutes les conditions nécessaires au bon fonctionnement du segment continu extensible, et d’autre part, en ramenant à un niveau normal les pertes énergétiques par frottement desdites pompes ou moteurs lorsque ces derniers opèrent à hautes cylindrées et à fortes puissances.

Ainsi, le piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention permet notamment :

De produire des pompes et moteurs hydrauliques dont les pistons axiaux ou radiaux reçoivent le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 et dont le rendement reste toujours au moins supérieur ou égal à celui des mêmes dits pompes et moteurs non-équipés dudit dispositif ;
D’ouvrir le marché du dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 aux pompes et moteurs hydrauliques à pistons axiaux ou radiaux qui sinon resterait cantonné aux appareils dont les pistons ne sont pas soumis à des efforts radiaux.

En outre, le piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention permet également, selon un mode particulier de réalisation :

De simplifier la fabrication, le montage, et le réglage du dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 lorsque ce dernier s’applique aux pompes et moteurs hydrauliques à pistons axiaux ou radiaux conventionnels ;
De réduire le prix de revient en fabrication du dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037 lorsque ce dernier s’applique aux pompes et moteurs hydrauliques à pistons axiaux ou radiaux conventionnel.

le piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention suivant l’invention est prévu peu coûteux à fabriquer en grande série, ceci pour rester compatible avec les contraintes économiques de la plupart des applications auxquelles il se destine.

Il est entendu que le piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention peut s’appliquer, outre aux pompes et moteurs hydrauliques à pistons axiaux ou radiaux, à tout piston de tout appareil hydraulique ou pneumatique qui peut avantageusement recevoir le dispositif d’étanchéité selon le brevet FR 3 009 037, ou qui peut recevoir, en alternative audit dispositif, un ou plusieurs segments à coupe ou tout autre moyen d’étanchéité qui ne fonctionne correctement qu’à la condition d’être monté sur un piston dont la jupe fixe est suffisamment fuyante.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention peut translater dans un cylindre, la surface cylindrique externe dudit piston constituant une jupe fixe tandis que l’une des extrémités dudit piston présente une face axiale de compression qui forme avec le cylindre une chambre à fluide de volume variable emplie d’un fluide de travail, cependant que l’autre extrémité dudit piston présente une face axiale de travail qui coopère avec des moyens de transmission, ledit piston comprenant :

Des moyens d'étanchéité positionnés au voisinage de la face axiale de compression, sur la jupe fixe ou à l’extrémité de cette dernière, lesdits moyens pouvant entrer en contact avec le cylindre ;
Au moins une gorge radiale dépressurisée débouchant en surface de la jupe fixe, ladite gorge pouvant être continue ou non-continue ;
Au moins un conduit axial de décompression aménagé à l’intérieur de la jupe fixe et débouchant au voisinage de la face axiale de travail ;
Au moins un conduit radial de décompression qui met la gorge radiale dépressurisée en communication avec le conduit axial de décompression.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend au moins une gorge axiale de décompression qui débouche en surface de la jupe fixe et qui met en communication les moyens d'étanchéité avec la gorge radiale dépressurisée, ladite gorge axiale pouvant être continue ou non-continue.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une gorge axiale de décompression qui est hélicoïdale.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une jupe fixe qui est creuse et qui loge de façon fixe et étanche une douille de décompression, un espace radial laissé entre l’intérieur de ladite jupe et l’extérieur de ladite douille formant une partie au moins du conduit axial de décompression.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une douille de décompression qui héberge un conduit de lubrification interne de douille qui coopère avec un conduit de lubrification interne de piston, ce dernier débouchant au niveau de la face axiale de travail ou au voisinage de cette dernière, ceci pour acheminer une partie du fluide de travail depuis la chambre à fluide jusqu’aux moyens de transmission.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend des moyens d'étanchéité qui sont constitués de :

Au moins une jupe glissante de forme cylindrique, logée à faible jeu dans le cylindre et placée dans le prolongement et dans l’axe de la jupe fixe du coté de la face axiale de compression, ladite jupe glissante étant reliée à la jupe fixe par une liaison mécanique inter-jupes qui autorise un déplacement en translation longitudinale de ladite jupe glissante par rapport à la jupe fixe, l’amplitude dudit déplacement étant limitée par une butée de jupe glissante qui est directement ou indirectement solidaire de la liaison mécanique inter-jupes ;
Au moins un canal de transmission de pression aménagé à l’intérieur de la jupe glissante et traversant cette dernière de part en part dans le sens axial ;
Au moins un segment continu extensible de forme annulaire continue, intercalé entre la jupe fixe et la jupe glissante, et présentant une face cylindrique interne de segment soumise à la pression du fluide de travail via le canal de transmission de pression, une face cylindrique externe de segment pouvant entrer en contact avec le cylindre, une face axiale de segment coté jupe fixe maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe et une face axiale de segment coté jupe glissante maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend au moins un ressort de jupe glissante qui tend à rapprocher la jupe glissante de la jupe fixe, et à comprimer axialement le segment continu extensible.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une liaison mécanique inter-jupes qui est constituée d’une vis à double filet qui présente un premier filet qui est vissé dans un taraudage réalisé à l’intérieur de la jupe fixe et qui plaque axialement la douille de décompression dans ladite jupe par l’intermédiaire d’un épaulement de vis, et un deuxième filet sur lequel est vissée la butée de jupe glissante.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend un ressort de jupe glissante qui est logé dans un panier de ressort qui traverse en tout ou partie la jupe glissante, l’épaisseur radiale de cette dernière étant prévue suffisamment faible pour que ladite jupe puisse accueillir ledit panier en son centre, ledit panier présentant d’une part, un rabat extérieur de panier qui prend appui sur la jupe glissante, et d’autre part, un rabat intérieur de panier sur lequel prend appui l’une des extrémités du ressort de jupe glissante, l’autre extrémité de ce dernier prenant appui sur un épaulement d’appui de ressort aménagé ou rapporté sur la liaison mécanique inter-jupes.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une surface extérieure du panier de ressort qui présente des moyens de centrage qui centrent radialement ledit panier dans la jupe glissante, tandis que l’orientation axiale dudit panier par rapport à ladite jupe est assurée par le contact entre le rabat extérieur de panier et ladite jupe.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une butée de jupe glissante qui peut prendre appui soit, sur le rabat extérieur de panier, soit, sur le rabat intérieur de panier.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une liaison mécanique inter-jupes qui héberge un conduit de lubrification interne de liaison qui coopère avec un conduit de lubrification interne de piston, ce dernier débouchant au niveau de la face axiale de travail ou au voisinage de cette dernière, ceci pour acheminer une partie du fluide de travail depuis la chambre à fluide jusqu’aux moyens de transmission.

Le piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la présente invention comprend une longueur axiale de la gorge radiale dépressurisée qui est plus grande que le diamètre du conduit radial de décompression, de sorte que ladite gorge constitue un réservoir de fluide de travail.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés et donnés à titre d’exemples non limitatifs permettra de mieux comprendre l’invention, les caractéristiques qu’elle présente, et les avantages qu’elle est susceptible de procurer :

est Figure 1 est une vue en coupe schématique d’une pompe hydraulique à cylindrée variable équipée de pistons hydrauliques à gorge dépressurisée selon l’invention, lesdits pistons étant orientés axialement.

est une vue en coupe schématique du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention dont les moyens d'étanchéité sont constitués d’un segment à coupe.

est une vue en coupe schématique du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention, une douille de décompression étant vissée directement dans la jupe fixe pour former avec cette dernière une partie du conduit axial de décompression, tandis que les moyens d'étanchéité sont constitués d’un segment à coupe.

est une vue en coupe schématique du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention, une douille de décompression étant fixée dans la jupe fixe par l’intermédiaire d’une vis pour former avec ladite jupe une partie du conduit axial de décompression, tandis que les moyens d'étanchéité sont constitués d’un segment à coupe.

est une vue en coupe schématique du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention, une douille de décompression étant fixée dans la jupe fixe par l’intermédiaire d’une vis à double filet pour former avec ladite jupe une partie du conduit axial de décompression, cependant que les moyens d'étanchéité sont constitués d’un segment continu extensible maintenu enserré entre une jupe glissante et la jupe fixe par un ressort de jupe glissante.

est une vue en coupe schématique rapprochée du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention et suivant sa variante représentée en figure 5, qui illustre le fonctionnement dudit piston lorsqu’est admis le fluide de travail dans la chambre à fluide.

est une vue en coupe schématique rapprochée du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention et suivant sa variante représentée en figure 5, qui illustre le fonctionnement dudit piston lorsqu’est refoulé le fluide de travail hors de la chambre à fluide.

est une vue tridimensionnelle du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention dont les moyens d'étanchéité sont constitués d’un segment continu extensible maintenu enserré entre une jupe glissante et la jupe fixe par un ressort de jupe glissante.

est une vue tridimensionnelle écorchée du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention et suivant sa variante représentée en figure 8, qui permet notamment de distinguer une douille de décompression fixée dans la jupe fixe par l’intermédiaire d’une vis à double filet.

est une vue tridimensionnelle éclatée du piston hydraulique à gorge dépressurisée selon l’invention et suivant la variante représentée en figures 8 et 9, les différents composants qui forment ladite variante pouvant être clairement distingués.

DESCRIPTION DE L’INVENTION :

On a montré en figures 1 à 10 le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.

On voit, particulièrement en figures 1 à 5, que le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention peut translater dans un cylindre 2, la surface cylindrique externe dudit piston 1 constituant une jupe fixe 3 tandis que l’une des extrémités dudit piston 1 présente une face axiale de compression 4 qui forme avec le cylindre 2 une chambre à fluide 5 de volume variable emplie d’un fluide de travail 23, cependant que l’autre extrémité dudit piston 1 présente une face axiale de travail 6 qui coopère avec des moyens de transmission 7.

On remarque en figures 1 à 10 que le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention comprend des moyens d'étanchéité 8 positionnés au voisinage de la face axiale de compression 4. Lesdits moyens 8 sont aménagés ou logés soit sur la jupe fixe 3, soit à l’extrémité de cette dernière.

On notera en figures 1 à 7 que les moyens d'étanchéité 8 peuvent entrer en contact avec le cylindre 2 et être, par exemple et comme le montrent les figures 2 à 4, constitués d’un segment à coupe 38 logé dans une gorge connu en soi.

Lesdits moyens 8 peuvent aussi être constitués de tout autre dispositif d’étanchéité dont le fonctionnement requiert que la jupe fixe 3 soit de préférence fuyante et non-étanche.

On notera en figures 1 à 10 que le en figures 1 à 10 que le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention comprend au moins une gorge radiale dépressurisée 9 débouchant en surface de la jupe fixe 3, ladite gorge 9 pouvant être continue ou non-continue.

On notera également que la gorge radiale dépressurisée 9 est positionnée axialement sur la jupe fixe 3 de sorte à ne jamais pouvoir sortir du cylindre 2 quelle que soit la position axiale de ladite jupe 3 par rapport audit cylindre 2.

De façon particulièrement visible en figures 1 à 7 et en figure 9, on a montré que le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention comprend au moins un conduit axial de décompression 11 aménagé à l’intérieur de la jupe fixe 3 et débouchant au voisinage de la face axiale de travail 6.

A titre d’exemple montré en figure 1, le conduit axial de décompression 11 peut déboucher à l’intérieur du carter de pompe 49 d’une pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37, la pression régnant dans ledit carter 49 étant faible comparativement à celle atteinte à l’intérieur de la chambre à fluide 5.

Enfin et comme on le voit clairement en figures 2 à 10, le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention comprend au moins un conduit radial de décompression 12 qui met la gorge radiale dépressurisée 9 en communication avec le conduit axial de décompression 11.

En figures 5 à 10, on a montré que le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention peut comprendre au moins une gorge axiale de décompression 10 qui débouche en surface de la jupe fixe 3 et qui met en communication les moyens d'étanchéité 8 avec la gorge radiale dépressurisée 9, ladite gorge axiale 10 pouvant être continue ou non-continue.

On notera d’ailleurs que selon cette variante du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention, la gorge axiale de décompression 10 peut être hélicoïdale pour éviter que le défaut de portance local qu’elle produit ne reste orienté sur une seule position angulaire par rapport au piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 lors de la course de déplacement de ce dernier dans le cylindre 2.

On remarque que selon une autre variante de réalisation du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention montrée en figure 1, en figures 3 à 7 et en figures 9 et 10, la jupe fixe 3 peut être creuse et peut loger de façon fixe et étanche une douille de décompression 13, un espace radial laissé entre l’intérieur de ladite jupe 3 et l’extérieur de ladite douille 13 formant une partie au moins du conduit axial de décompression 11.

On note que la douille de décompression 13 peut être maintenue en place à l’intérieur de la jupe 3 par l’intermédiaire d’au moins une vis de douille 51 comme le montre la figure 4, par un clip ou par un rivet, ou plus directement par vissage comme le montre la figure 3, par soudage, par sertissage, ou par tout moyen de fixation connu de l’homme de l’art.

On note aussi qu’un ou plusieurs joints en élastomère, en cuivre recuit ou en quelque matériau que ce soit peut s’intercaler entre l’intérieur de la jupe fixe 3 et la douille de décompression 13 pour parfaire l’étanchéité entres ces deux organes 3, 13.

Avantageusement, l’extrémité de la douille de décompression 13 qui est la plus proche de la face axiale de travail 6 peut être plane, conique, sphérique, ou de quelque géométrie que ce soit, ceci pour former un contact étanche avec une portée complémentaire aménagée à l’intérieur de la jupe fixe 3.

On remarque en figure 3 qu’avantageusement, la douille de décompression 13 peut héberger un conduit de lubrification interne de douille 14 qui coopère avec un conduit de lubrification interne de piston 15, ce dernier débouchant au niveau de la face axiale de travail 6 ou au voisinage de cette dernière.

Cette configuration particulière permet d’acheminer une partie du fluide de travail 23 depuis la chambre à fluide 5 jusqu’aux moyens de transmission 7 pour lubrifier ces derniers qui peuvent par exemple prendre la forme d’un patin articulé 16 glissant sur un plateau 17 inclinable ou non.

En figure 1 puis en figures 5 à 10, on a montré que selon un mode particulier de réalisation du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention les moyens d'étanchéité 8 peuvent être constitués d’au moins une jupe glissante 18 de forme cylindrique, logée à faible jeu dans le cylindre 2 et placée dans le prolongement et dans l’axe de la jupe fixe 3 du coté de la face axiale de compression 4.

Selon cette configuration particulière des moyens d'étanchéité 8, la jupe glissante 18 est reliée à la jupe fixe 3 par une liaison mécanique inter-jupes 19 qui autorise un déplacement en translation longitudinale de ladite jupe glissante 18 par rapport à la jupe fixe 3, l’amplitude dudit déplacement étant limitée par une butée de jupe glissante 29 qui est directement ou indirectement solidaire de la liaison mécanique inter-jupes 19.

On note d’ailleurs que la butée de jupe glissante 29 peut être rapportée sur la liaison mécanique inter-jupes 19 par vissage avec blocage par contre-écrou 40 ou non, par soudage, par sertissage, ou par tout autre moyen de fixation connu de l’homme de l’art.

Toujours selon ladite configuration particulière des moyens d'étanchéité 8, on remarque, particulièrement en figures 6 et 7, qu’au moins un canal de transmission de pression 20 est aménagé à l’intérieur de la jupe glissante 18 et traverse cette dernière de part en part dans le sens axial.

La figure 1 et les figures 5 à 10 montrent en outre que selon ladite configuration particulière des moyens d'étanchéité 8 du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention, au moins un segment continu extensible 21 de forme annulaire continue est intercalé entre la jupe fixe 3 et la jupe glissante 18, et présente une face cylindrique interne de segment 22 soumise à la pression du fluide de travail 23 via le canal de transmission de pression 20, une face cylindrique externe de segment 24 pouvant entrer en contact avec le cylindre 2, une face axiale de segment coté jupe fixe 25 maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe 3 et une face axiale de segment coté jupe glissante 26 maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante 18.

A titre de variante de ladite configuration particulière des moyens d'étanchéité 8 du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention, on a montré de façon évidente en figures 5 à 7 et en figures 9 et 10 qu’au moins un ressort de jupe glissante 27 peut être prévu qui tend à rapprocher la jupe glissante 18 de la jupe fixe 3, et à comprimer axialement le segment continu extensible 21.

On note que le ressort de jupe glissante 27 peut être par exemple hélicoïdal, ou bien constitué d’un ressort ondulé multi-tours comme le montrent la figure 1, les figures 5 à 7 et les figures 9 et 10, ce dernier type de ressort présentant l’avantage d’un appui angulairement uniforme. Ces exemples n’étant donnés qu’à titre non limitatif, le ressort de jupe glissante 27 peut aussi être de tout type connu de l’homme de l’art.

Dans la mesure où les moyens d'étanchéité 8 sont notamment constitués d’un segment continu extensible 21 intercalé entre une jupe glissante 18 et la jupe fixe 3 comme il vient d’être décrit, on note que la liaison mécanique inter-jupes 19 peut être constituée d’une vis à double filet 30 montrée en figure 1, en figures 5 à 7 et en figures 9 et 10.

En ce cas, la vis à double filet 30 présente un premier filet qui est vissé dans un taraudage réalisé à l’intérieur de la jupe fixe 3 et qui plaque axialement la douille de décompression 13 dans ladite jupe 3 par l’intermédiaire d’un épaulement de vis 31, et un deuxième filet sur lequel est vissée la butée de jupe glissante 29.

On note qu’à titre de mode particulier de réalisation du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention, l’épaulement de vis 31 peut offrir une prise de clé d’épaulement 41 permettant le serrage de la vis à double filet 30 dans la jupe fixe 3. A titre d’alternative et dans le même objectif, une prise de clé ou de tournevis peut être aménagée à l’extrémité du deuxième filet.

On note également que la vis à double filet 30 peut présenter un rétrécissement de diamètre 42 sur une partie de sa longueur comme montré en figures 9 et 10, ceci pour en diminuer localement la section et lui donner plus d’élasticité, et afin de prévenir tout desserrage de ladite vis 30.

Comme montré en figures 5 à 10, une prise de clé de butée 43 peut être prévue sur la butée de jupe glissante 29 qui permet d’immobiliser cette dernière lors de son blocage en position par un contre-écrou 40.

Selon une variante du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention montrée en figures 5 à 10, le ressort de jupe glissante 27 peut être logé dans un panier de ressort 32 qui traverse en tout ou partie la jupe glissante 18, l’épaisseur radiale de cette dernière étant prévue suffisamment faible pour que ladite jupe 18 puisse accueillir ledit panier 32 en son centre.

En ce cas, le panier de ressort 32 peut présenter d’une part, un rabat extérieur de panier 33 qui prend appui sur la jupe glissante 18, et d’autre part, un rabat intérieur de panier 34 sur lequel prend appui l’une des extrémités du ressort de jupe glissante 27, l’autre extrémité de ce dernier prenant appui sur un épaulement d’appui de ressort 44 aménagé ou rapporté sur la liaison mécanique inter-jupes 19.

On voit en figures 5 à 7 et en figures 9 et 10 que l’épaulement d’appui de ressort 44 peut être aménagé sur la butée de jupe glissante 29, cette dernière étant vissée sur le deuxième filet d’une vis à double filet 30.

Comme on le voit clairement en figure 10, le panier de ressort 32 peut avantageusement être ajouré pour laisser circuler le fluide de travail 23.

En figures 6, 7 et 10, on remarque que la surface extérieure du panier de ressort 32 peut présenter des moyens de centrage 39 qui centrent radialement ledit panier 32 dans la jupe glissante 18, tandis que l’orientation axiale dudit panier 32 par rapport à ladite jupe 18 est assurée par le contact entre le rabat extérieur de panier 33 et ladite jupe 18.

Comme l’illustrent de façon particulièrement visible les figures 6, 7 et 10, les moyens de centrage 39 peuvent par exemple consister en une bague élastique 28 qui enserre une gorge aménagée en périphérie du corps du panier de ressort 32, ou bien consister en un bossage aménagé en périphérie dudit corps.

On notera que la butée de jupe glissante 29 peut prendre appui soit, sur le rabat extérieur de panier 33, soit, sur le rabat intérieur de panier comme l’illustrent les figures 6 et 7.

Comme le montrent les figures 5 à 7 et les figures 9 et 10, la liaison mécanique inter-jupes 19 peut héberger un conduit de lubrification interne de liaison 35 qui coopère avec un conduit de lubrification interne de piston 15, ce dernier débouchant au niveau de la face axiale de travail 6 ou au voisinage de cette dernière, ceci pour acheminer une partie du fluide de travail 23 depuis la chambre à fluide 5 jusqu’aux moyens de transmission 7 pour lubrifier ces derniers.

A l’instar de ce qui a été précédemment présenté, on note que les moyens de transmission 7 peuvent être par exemple constitués d’un patin articulé 16 glissant sur un plateau 17 inclinable ou non.

On note que, comme le montrent clairement les figures 5 à 7, le conduit de lubrification interne de liaison 35 peut être formé d’un conduit axial et d’un ou plusieurs conduits radiaux.

En figures 5 à 10, on a montré un mode particulier de réalisation du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention selon lequel la longueur axiale de la gorge radiale dépressurisée 9 peut être plus grande que le diamètre du conduit radial de décompression 12.

Selon cette variante avantageuse, la gorge radiale dépressurisée 9 constitue un réservoir de fluide de travail 36 qui ne se vide jamais entièrement via le conduit radial de décompression 12 lors du déplacement du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention dans le cylindre 2, et sous l’effet de l’accélération qui résulte dudit déplacement.

Cette configuration particulière du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention force le fluide de travail 23 à s’immiscer entre la jupe fixe 3 et le cylindre 2, pour en assurer la lubrification lors dudit déplacement.

FONCTIONNEMENT DE L’INVENTION :

Le fonctionnement du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention se comprend aisément au vu des figures 1 à 10 qui exposent des exemples de réalisation non-limitatifs de ladite invention.

La figure 1 montre le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention appliqué à une pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 connue en soi, ladite pompe 37 présentant un carter de pompe 49 dans lequel sont logés ses principaux composants.

En figure 1 et en figures 5 à 10, on a montré que les moyens d'étanchéité 8 peuvent avantageusement être constitués d’un segment continu extensible 21 maintenu enserré entre une jupe glissante 18 et la jupe fixe 3 par un ressort de jupe glissante 27. On constate donc que lesdits moyens 8 sont ici et à titre d’exemple non-limitatif ceux prévus par le dispositif d’étanchéité pour piston que décrit le brevet N° FR 3 009 037 appartenant au demandeur.

Lorsque l’arbre de transmission 45 de la pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 est mis en rotation par une source motrice non-représentée, il entraîne à son tour en rotation un barillet 46 dont il est solidaire.

Lorsque le plateau 17 inclinable que comporte ladite pompe 37 est incliné, les pistons hydrauliques à gorge dépressurisée 1 qu’héberge ladite pompe 37 effectuent des allers et retours dans le cylindre 2 avec lequel ils coopèrent.

Ce faisant, dans un premier temps et comme illustré en figure 6, lesdits pistons 1 aspirent du fluide de travail 23 dans un conduit d’admission 47 que comprend la pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 représentée en figure 1.

A titre d’exemple, le conduit d’admission 47 est alimenté en fluide de travail 23 sous une pression de dix bars, cependant que l’intérieur du carter de pompe 49 est soumis à la pression atmosphérique. Cet écart de pression permet notamment de toujours maintenir les pistons hydrauliques à gorge dépressurisée 1 plaqués sur le plateau 17 inclinable, par l’intermédiaire d’un patin articulé 16

Dans un deuxième temps et comme le montre la figure 7, les pistons hydrauliques à gorge dépressurisée 1 qui équipent la pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 montrée en figure 1 expulsent dans un conduit de refoulement 48 que comprend ladite pompe 37 le fluide de travail 23 qu’ils ont précédemment admis, ceci sous une pression de par exemple quatre cents bars.

Le fonctionnement usuel de la pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 ayant été rappelé, nous porterons ici notre attention sur le fonctionnement du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 lorsque les moyens d'étanchéité 8 qu’il comprend sont formés du dispositif d’étanchéité pour piston objet du brevet FR 3 009 037.

Nous avons rappelé en préambule de la présente demande de brevet que pour fonctionner efficacement, le dispositif du brevet FR 3 009 037 doit coopérer avec une jupe fixe 3 suffisamment fuyante pour permettre au segment continu extensible 21 que comprend ledit dispositif de gonfler sous l’effet de la pression régnant dans la chambre à fluide 5.

Outre cette première condition nécessaire au bon fonctionnement du dispositif du brevet FR 3 009 037, nous avons également rappelé que si ce dernier équipe une pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 comme celle montrée en figure 1, la jupe fixe 3 doit rester convenablement portée par le film lubrifiant de fluide de travail 23 grâce auquel elle glisse à faible frottement sur le cylindre 2. Ceci est particulièrement vrai au niveau du débouché du cylindre 2 qui donne sur l’intérieur du carter de pompe 49 et sur lequel la jupe fixe 3 exerce des efforts radiaux importants.

A ce titre, toute gorge aménagée en surface de la jupe fixe 3 et passant au niveau dudit débouché du cylindre 2 augmente significativement la perte énergétique par frottement générée à l’interface de ladite jupe 3 et dudit cylindre 2, au niveau dudit débouché.

Cette perte est particulièrement élevée lorsque la cylindrée de la pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 est proche de son maximum, c’est à dire lorsque l’inclinaison du plateau 17 inclinable de ladite pompe 37 est également proche de son maximum.

Car en effet, à pleine cylindrée de ladite pompe 37, les pistons de cette dernière s’arc boutent dans les cylindres 2 avec lesquels ils coopèrent. Ceci génère une charge radiale importante entre lesdits pistons et lesdits cylindres 2, particulièrement au niveau du débouché desdits cylindres 2 dans le carter de pompe 49.

C’est la raison pour laquelle le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention permet à la portion axiale de la jupe fixe 3 qui glisse au contact du débouché du cylindre 2 d’exposer une surface lisse et exempte de toute gorge de décompression, ceci tout en permettant au segment continu extensible 21 de fonctionner correctement grâce à une jupe fixe 3 suffisamment fuyante.

Outre éviter le recours à quelque gorge de décompression que ce soit pour rendre suffisamment fuyante la jupe fixe 3, le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 évite également de recourir à un jeu augmenté entre la jupe fixe 3 et le cylindre 2 pour dépressuriser ladite jupe 3. Un jeu normal entre la jupe fixe 3 et le cylindre 2 peut ainsi être préservé, de sorte que la surface portante de ladite jupe 3 sur ledit cylindre 2 reste normalement étendue et que la pression exercée sur le film de fluide de travail 23 interposé entre ladite jupe 3 et ledit cylindre 2 reste suffisamment basse.

En effet, plus ladite pression est élevée, plus l’épaisseur du film de fluide de travail 23 est faible, plus la viscosité dudit film est élevée, et plus les pertes énergétiques par frottement générées au niveau de la surface portante de la jupe fixe 3 sur le cylindre 2 sont élevées.

Pour éviter toute gorge de décompression et toute augmentation de jeu comme il vient d’être décrit, le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention comporte une gorge radiale dépressurisée 9 qui débouche en surface de la jupe fixe 3. Ceci est clairement visible en figures 1 à 10,

La gorge radiale dépressurisée 9 est axialement positionnée sur la jupe fixe 3 de sorte à ne jamais pouvoir sortir du cylindre 2 quelle que soit la position axiale de ladite jupe 3 par rapport audit cylindre 2. Telle que positionnée, la gorge radiale dépressurisée 9 n’occupe nullement la place de quelque surface portante que ce soit.

Comme on le remarque sur les figures 1 à 10, la gorge radiale dépressurisée 9 réduit considérablement la longueur de fuite comprise entre les moyens d'étanchéité 8 et le débouché du cylindre 2 dans le carter de pompe 49.

En effet, la dépressurisation qui devait selon l’état de l’art être réalisée depuis les moyens d'étanchéité 8 jusqu’au débouché du cylindre 2 dans le carter de pompe 49, c’est à dire sur toute la longueur externe de la jupe fixe, ne doit plus être prévue qu’entre lesdits moyens 8 et la gorge radiale dépressurisée 9.

Cette configuration particulière, propre au piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention, permet bien de laisser exempte de toute gorge de décompression et de toute augmentation anormale de jeu la portion axiale de la jupe fixe 3 qui glisse au contact du débouché du cylindre 2.

Il n’en reste pas moins que la portion restante de la jupe fixe 3 qui est comprise entre les moyens d'étanchéité 8 et la gorge radiale dépressurisée 9 doit être dépressurisée, soit par un jeu suffisant laissé entre ladite jupe 3 et le cylindre 2, soit, comme le montrent les figures 5 à 10, en prévoyant des gorges axiales de décompression 10 qui peuvent avantageusement être hélicoïdales et qui débouchent en surface de la jupe fixe 3 pour mettre en communication les moyens d'étanchéité 8 avec la gorge radiale dépressurisée 9.

La portion de la jupe fixe 3 pourvue de gorges axiales de décompression 10 étant peu chargée radialement, la réduction du rendement total de la pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 37 qui résulte d’une moindre portance du film de fluide de travail 23 au niveau desdites gorges 10 est faible, voire nulle.

On remarquera en figures 6 à 10 qu’avantageusement, la jonction entre la jupe fixe 3 et la face axiale de compression 4 du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention forme un chanfrein de répartition de pression 50 qui permet au segment continu extensible 21 d’opérer de façon optimale sur toute sa circonférence.

Accessoirement, le chanfrein de répartition de pression 50 permet au fluide de travail 23 provenant de la chambre à fluide 5 et passant entre le segment continu extensible 21 et le cylindre 2 de lubrifier la surface externe de la jupe fixe 3 comprise entre ledit chanfrein 50 et la gorge radiale dépressurisée 9. Ceci survient notamment lors de la phase d’aspiration de fluide de travail 23 dans la chambre à fluide 5 par le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1.

La figure 6 montre ladite phase d’aspiration. On remarque sur ladite figure 6 que le segment continu extensible 21 est parqué durant ladite phase, ce qu’illustrent les flèches en pointillé. En effet, la pression régnant dans la chambre à fluide 5 est insuffisante pour que la différence de pression entre la face cylindrique interne de segment 22 et la face cylindrique externe de segment 24 fasse significativement gonfler ledit segment continu 21.

Durant ladite phase d’aspiration, du fluide de travail 23 provenant de la chambre à fluide 5 peut donc passer entre le segment continu extensible 21 et le cylindre 2. Ceci fait, ledit fluide de travail 23 continue son trajet depuis le chanfrein de répartition de pression 50 jusqu’à la gorge radiale dépressurisée 9 en passant pour partie via le jeu laissé entre la surface externe de la jupe fixe 3 et le cylindre 2, et pour autre partie via les gorges axiales de décompression 10 qui débouchent en surface de la jupe fixe 3. Le trajet du fluide de travail 23 qui vient d’être décrit est symbolisé en figure 6 par des flèches ondulées.

Sur son trajet, le fluide de travail 23 lubrifie la surface externe de la jupe fixe 3 comprise entre le chanfrein de répartition de pression 50 et la gorge radiale dépressurisée 9. Puis, ledit fluide 23 remplit la gorge radiale dépressurisée 9 par exemple à moitié, et possiblement jusqu’à déborder par le conduit radial de décompression 12 pour s’échapper successivement via ledit conduit radial 12 puis via le conduit axial de décompression 11, et pour finalement déboucher dans le carter de pompe 39 au niveau de la face axiale de travail 6.

La figure 7 montre quant à elle la phase de refoulement durant laquelle une pression de quatre cents bars règne dans la chambre à fluide 5.

Durant ladite phase, la différence de pression entre la face cylindrique interne de segment 22 et la face cylindrique externe de segment 24 est suffisante pour faire gonfler le segment continu extensible 21 au point que ce dernier vienne au contact du cylindre 2 et forme avec ce dernier une étanchéité. Le gonflement dudit segment 21 est symbolisé par des flèches en pointillé.

Les flèches en trait plein de la figure 7 symbolisent quant à elles la communication de la pression du fluide de travail 23 contenu dans la chambre à fluide 5 à la face cylindrique interne de segment 22 du segment continu extensible 21 via le canal de transmission de pression 20.

On remarque d’ailleurs en figure 7 qu’avantageusement, le panier de ressort 32 est ajouré pour mieux laisser circuler le fluide de travail 23 non seulement pour communiquer la pression de la chambre à fluide 5 à la face cylindrique interne de segment 22, mais aussi pour assurer la lubrification des moyens de transmission 7 dont on a vu en figure 1 qu’ils sont constitués, selon l’exemple non-limitatif de mise en œuvre du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 suivant l’invention pris ici pour en illustrer le fonctionnement, de patins articulés 16 coopérant avec un plateau 17 inclinable.

En effet, après être passée par le canal de transmission de pression 20 puis au travers du panier de ressort 32, une partie majoritaire du fluide de travail 23 pénètre dans le conduit de lubrification interne de liaison 35 formé d’un conduit axial et de trois conduits radiaux qu’héberge la liaison mécanique inter-jupes 19 ici constituée d’une vis à double filet 30.

Ensuite et comme on le comprend aisément à la vue de la figure 5 qui donne une vue d’ensemble du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention, le fluide de travail 23 passe par le conduit de lubrification interne de piston 15 pour atteindre le patin articulé 16 et lubrifier l’interface de contact que forme ce dernier avec le plateau 17 inclinable.

Comme il vient d’être démontré, le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention permet bien d’une part, d’assurer le bon fonctionnement du dispositif d’étanchéité pour piston objet du brevet FR 3 009 037 et d’autre part, d’éviter toute disposition ou aménagement de la jupe fixe 3 qui soit de nature à augmenter les pertes par frottement que génère ladite jupe 3 au niveau de son contact avec le débouché du cylindre 2.

Toutefois, les moyens d'étanchéité 8 issus du brevet FR 3 009 037 n’ont été donnés ici qu’à titre d’exemple. Le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention peut produire ses avantages au bénéfice d’autres dits moyens 8 dont le fonctionnement requiert que la jupe fixe 3 soit de préférence fuyante et non-étanche cependant que ladite jupe 3 reste soumise à des efforts radiaux importants. Par exemple, le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 peut délivrer tous ses avantages si les moyens d'étanchéité 8 sont des segments à coupe 38 tels que ceux montrés en figures 2 à 4.

On comprend aussi au vu des figures 1 à 10 que le piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention est simple à réaliser et à monter, et ne fait appel à aucun procédé de fabrication cher ou complexe à mettre en œuvre.

On notera que l’exemple de réalisation du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention qui vient d’être décrit est non limitatif. A ce titre, ledit piston 1 peut avantageusement s’appliquer à toute machine hydraulique ou pneumatique munie de pistons, quel que soit le domaine d’application de ladite machine.

Les possibilités du piston hydraulique à gorge dépressurisée 1 selon l’invention ne s’en limitent pas aux applications qui viennent d’être décrites et il doit d’ailleurs être entendu que la description qui précède n’a été donnée qu’à titre d’exemple et qu’elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d’exécution décrits par tout autre équivalent.

Claims

Piston hydraulique à gorge dépressurisée (1) pouvant translater dans un cylindre (2), la surface cylindrique externe dudit piston (1) constituant une jupe fixe (3) tandis que l’une des extrémités dudit piston (1) présente une face axiale de compression (4) qui forme avec le cylindre (2) une chambre à fluide (5) de volume variable emplie d’un fluide de travail (23), cependant que l’autre extrémité dudit piston (1) présente une face axiale de travail (6) qui coopère avec des moyens de transmission (7)caractérisé en ce qu’il comprend :
Des moyens d'étanchéité (8) positionnés au voisinage de la face axiale de compression (4), sur la jupe fixe (3) ou à l’extrémité de cette dernière, lesdits moyens (8) pouvant entrer en contact avec le cylindre (2) ;

Au moins une gorge radiale dépressurisée (9) débouchant en surface de la jupe fixe (3), ladite gorge (9) pouvant être continue ou non-continue ;

Au moins un conduit axial de décompression (11) aménagé à l’intérieur de la jupe fixe (3) et débouchant au voisinage de la face axiale de travail (6) ;

Au moins un conduit radial de décompression (12) qui met la gorge radiale dépressurisée (9) en communication avec le conduit axial de décompression (11).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 1,caractérisé en ce qu’il comprend au moins une gorge axiale de décompression (10) qui débouche en surface de la jupe fixe (3) et qui met en communication les moyens d'étanchéité (8) avec la gorge radiale dépressurisée (9), ladite gorge axiale (10) pouvant être continue ou non-continue.
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 2,caractérisé en ce quela gorge axiale de décompression (10) est hélicoïdale.
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 1,caractérisé en ce quela jupe fixe (3) est creuse et loge de façon fixe et étanche une douille de décompression (13), un espace radial laissé entre l’intérieur de ladite jupe (3) et l’extérieur de ladite douille (13) formant une partie au moins du conduit axial de décompression (11).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 4,caractérisé en ce quela douille de décompression (13) héberge un conduit de lubrification interne de douille (14) qui coopère avec un conduit de lubrification interne de piston (15), ce dernier débouchant au niveau de la face axiale de travail (6) ou au voisinage de cette dernière, ceci pour acheminer une partie du fluide de travail (23) depuis la chambre à fluide (5) jusqu’aux moyens de transmission (7).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 1,caractérisé en ce queles moyens d'étanchéité (8) sont constitués de :
Au moins une jupe glissante (18) de forme cylindrique, logée à faible jeu dans le cylindre (2) et placée dans le prolongement et dans l’axe de la jupe fixe (3) du coté de la face axiale de compression (4), ladite jupe glissante (18) étant reliée à la jupe fixe (3) par une liaison mécanique inter-jupes (19) qui autorise un déplacement en translation longitudinale de ladite jupe glissante (18) par rapport à la jupe fixe (3), l’amplitude dudit déplacement étant limitée par une butée de jupe glissante (29) qui est directement ou indirectement solidaire de la liaison mécanique inter-jupes (19) ;

Au moins un canal de transmission de pression (20) aménagé à l’intérieur de la jupe glissante (18) et traversant cette dernière de part en part dans le sens axial ;

Au moins un segment continu extensible (21) de forme annulaire continue, intercalé entre la jupe fixe (3) et la jupe glissante (18), et présentant une face cylindrique interne de segment (22) soumise à la pression du fluide de travail (23) via le canal de transmission de pression (20), une face cylindrique externe de segment (24) pouvant entrer en contact avec le cylindre (2), une face axiale de segment coté jupe fixe (25) maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe (3) et une face axiale de segment coté jupe glissante (26) maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante (18).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 6,caractérisé en ce qu’au moins un ressort de jupe glissante (27) tend à rapprocher la jupe glissante (18) de la jupe fixe (3), et à comprimer axialement le segment continu extensible (21).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant l’une quelconque des revendications 4 ou 6,caractérisé en ce qu ela liaison mécanique inter-jupes (19) est constituée d’une vis à double filet (30) qui présente un premier filet qui est vissé dans un taraudage réalisé à l’intérieur de la jupe fixe (3) et qui plaque axialement la douille de décompression (13) dans ladite jupe (3) par l’intermédiaire d’un épaulement de vis (31), et un deuxième filet sur lequel est vissée la butée de jupe glissante (29).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 7,caractérisé en ce quele ressort de jupe glissante (27) est logé dans un panier de ressort (32) qui traverse en tout ou partie la jupe glissante (18), l’épaisseur radiale de cette dernière étant prévue suffisamment faible pour que ladite jupe (18) puisse accueillir ledit panier (32) en son centre, ledit panier (32) présentant d’une part, un rabat extérieur de panier (33) qui prend appui sur la jupe glissante (18), et d’autre part, un rabat intérieur de panier (34) sur lequel prend appui l’une des extrémités du ressort de jupe glissante (27), l’autre extrémité de ce dernier prenant appui sur un épaulement d’appui de ressort (44) aménagé ou rapporté sur la liaison mécanique inter-jupes (19).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 9,caractérisé en ce que lasurface extérieure du panier de ressort (32) présente des moyens de centrage (39) qui centrent radialement ledit panier (32) dans la jupe glissante (18), tandis que l’orientation axiale dudit panier (32) par rapport à ladite jupe (18) est assurée par le contact entre le rabat extérieur de panier (33) et ladite jupe (18).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 8 et 9,caractérisé en ce qu ela butée de jupe glissante (29) peut prendre appui soit, sur le rabat extérieur de panier (33), soit, sur le rabat intérieur de panier.
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 6,caractérisé en ce quela liaison mécanique inter-jupes (19) héberge un conduit de lubrification interne de liaison (35) qui coopère avec un conduit de lubrification interne de piston (15), ce dernier débouchant au niveau de la face axiale de travail (6) ou au voisinage de cette dernière, ceci pour acheminer une partie du fluide de travail (23) depuis la chambre à fluide (5) jusqu’aux moyens de transmission (7).
Piston hydraulique à gorge dépressurisée suivant la revendication 1,caractérisé en ce quela longueur axiale de la gorge radiale dépressurisée (9) est plus grande que le diamètre du conduit radial de décompression (12), de sorte que ladite gorge (9) constitue un réservoir de fluide de travail (36).