WO2018154213A1 - Attelage articule pour dispositif d'étancheite pour piston - Google Patents

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WO2018154213A1
WO2018154213A1 PCT/FR2018/050331 FR2018050331W WO2018154213A1 WO 2018154213 A1 WO2018154213 A1 WO 2018154213A1 FR 2018050331 W FR2018050331 W FR 2018050331W WO 2018154213 A1 WO2018154213 A1 WO 2018154213A1
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sliding
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Vianney Rabhi
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    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction

Definitions

  • the present invention relates to an articulated hitch for a piston sealing device.
  • Said invention is an improvement of the piston sealing device subject of patent WO 2015/01 1358 A1 published January 29, 2015 belonging to the applicant, said device being particularly suitable for any piston operating under high pressure.
  • the piston sealing device for a piston operating in a cylinder whose one end is closed by a fluid chamber, said piston comprising at least one piston head which comprises at least one fixed skirt, said head having, on the one hand, a plunger bearing face for exerting a force on any mechanical, hydraulic or pneumatic transmission means and, on the other hand, a compression face opening into the chamber to fluid and able to receive the pressure of a fluid.
  • the piston sealing device comprises a sliding skirt of cylindrical shape housed in a cylinder with a small clearance. Said skirt is also placed in the extension of the piston head on the side. of the compression face and in the axis of said head.
  • said sliding skirt is connected to said head by an inter-skirt mechanical connection which allows it to move in longitudinal translation relative to said head while a pressure transmission channel arranged inside the sliding skirt crosses the latter from side to side in the axial direction.
  • the invention relating to the patent WO 2015/01 1358 A1 is also characterized by an extensible continuous ring-shaped continuous segment which is interposed between the fixed skirt and the sliding skirt.
  • Said segment comprises an internal cylindrical segment face subjected to the pressure of the fluid via the pressure transmission channel, an outer cylindrical segment face that can come into contact with the cylinder, a fixed skirt-side segment axial face maintained directly or indirectly by sealing contact with the fixed skirt and an axial side segment sliding skirt side directly or indirectly in sealing contact with the sliding skirt.
  • the invention relating to the patent WO 2015/01 1358 A1 is also characterized by a sliding skirt spring which tends to bring the sliding skirt of the fixed skirt and compress axially the continuous segment extensible or at least, which prohibits said sliding skirt to move away from the fixed skirt like a stop.
  • the articulated hitch for a piston sealing device according to the invention makes it possible to apply the piston sealing device according to patent WO 2015/01 1358 A1 to any pump or hydraulic motor. whose piston (s) do not remain (s) not permanently parallel (s) to the cylinder with which they cooperate (s).
  • said hitch allows:
  • the articulated hitch for a piston sealing device can be applied to any other pump, motor, motor-pump or hydraulic or pneumatic cylinder whose configuration advantageously allows to exploit said hitch.
  • the articulated hitch is provided for a piston sealing device which is itself provided for a piston operating in a cylinder so as to constitute a fluid chamber, said piston comprising a piston head which comprises a fixed skirt and which has, on the one hand, a plunger bearing face for exerting a force on transmission means and, on the other hand, a compression face opening into the fluid chamber for receiving the pressure of a fluid while a sliding skirt is housed in the cylinder with a small clearance, in the extension of the piston head on the side of the compression face and in the axis of said head, said sliding skirt being connected to said head by an inter-mechanical connection; -skirts that allows it to move in longitudinal translation relative to said head while a pressure transmission channel is arranged inside the sliding skirt and passes through the latter.
  • the piston sealing device also comprising an extensible continuous segment interposed between the fixed skirt and the sliding skirt, said segment comprising an internal cylindrical segment face subjected to the pressure of the fluid via the pressure transmission channel, an outer cylindrical surface of segment which can come into contact with the cylinder, a fixed skirt segment axial face held directly or indirectly in sealing contact with the fixed skirt and a sliding skirt-side segment axial face held directly or indirectly in leaktight contact with the sliding skirt at the same time a slidable skirt spring tends to bring the sliding skirt closer to the fixed skirt and axially compress the extensible continuous segment, said hitch comprising:
  • ⁇ A truncated piston end arranged on the compression face, the center of the sphere of which said termination constitutes a portion being positioned in the vicinity of the longitudinal axis of the piston;
  • a troncospheric skirt surface arranged on the axial face of the piston head-side skirt and whose shape is complementary to that of the truncated piston end, the contact between said bearing surface and said end forming a ball joint around which the skirt with ball joint can rotate to orient with respect to the piston;
  • ⁇ Hinge means directly or indirectly interposed between the inter-skirt mechanical connection and the piston and / or between said connection and the sliding skirt.
  • the articulated hitch comprises hinge means which consist of a piston-side swivel connecting head which terminates the end of the inter-skirt mechanical connection which is closest to the piston, said head allowing said link pivoting relative to the piston while said head approximately retains its position relative to the piston.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a center of rotation with respect to the piston of the piston-side swivel connecting head and a center of rotation with respect to the piston of the ball-jointed skirt which share the same location with respect to said piston.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a piston-type swivel connecting head which is articulated in a swivel washer of shape complementary to that of said head, said washer being housed in the piston.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises hinge means which consist of at least one slippery-sliding sliding-sliding connection head which terminates the end of the inter-skirt mechanical connection which is closest to the sliding skirt, said head allowing said link to pivot relative to said skirt while said head approximately retains its radial position with respect to said skirt, but can substantially move relative to the latter in the axial direction.
  • the hitch articulated according to the present invention comprises a piston which is traversed from one side to the other by the length by an inter-skid connection tunnel in which is housed the inter-skid mechanical connection with sufficient clearance to allow this last to orient with respect to the piston.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a piston-side swivel connecting head which comprises a fluid passage channel which allows the fluid to pass between said head and its housing or from one face to the other of said head.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a gliding-sliding sliding-sliding connection head which comprises a fluid passage channel which allows the fluid to pass between said head and its housing or from one face to the other of said head. .
  • the articulated hitch according to the present invention comprises an outer cylindrical face of the ball-link skirt which has a circular decompression groove.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a sliding skirt spring which is housed in a spring cup which is integral with the sliding skirt, said spring itself being supported on the one hand, directly or indirectly in said cup, and on the other hand, directly or indirectly on the inter-skirt mechanical link.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a sliding skirt spring which is housed in an attached spring cup which directly or indirectly bears on the sliding skirt, said spring itself being supported on the one hand, directly or indirectly in said cup and secondly, directly or indirectly on the inter-skirt mechanical link.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a sliding skirt spring which is supported in the reported spring cup and / or on the inter-skirt mechanical connection via a spring support washer.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a spring bearing washer which has an axial stopper which determines the minimum length of the sliding skirt spring.
  • the articulated hitch according to the present invention comprises a piston which has, in its periphery and in the vicinity of the truncated piston end, a clearance stop which can come into contact with the cylinder if the contact between the troncospheric skirt span and the troncospheric piston termination is wholly or partly broken.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a variable displacement axial piston hydraulic motor whose pistons receive the articulated hitch for piston sealing device according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a piston which receives the articulated hitch according to the invention, said hitch receiving articulation means interposed between the inter-skid mechanical connection and the piston and between said connection and the sliding skirt while the sliding skirt receives a reported spring cup while the ball joint skirt has a circular decompression groove and axial decompression grooves.
  • Figures 3 to 5 are schematic sectional views which illustrate the operation of the articulated hitch according to the invention, particularly when the piston rotates relative to the ball-link skirt with which it cooperates.
  • Figure 6 is a three-dimensional view of an assembled piston which receives the articulated hitch according to the invention said hitch receiving articulation means interposed between the inter-skirt mechanical connection and the piston and between said connection and the sliding skirt.
  • FIG. 7 is an exploded three-dimensional view of a piston which receives the articulated hitch according to the invention, said hitch receiving, in turn, hinge means interposed between the inter-skirt mechanical connection and the piston and between said link and the slippery skirt.
  • Figure 8 is a schematic sectional view of a piston which receives the articulated hitch according to the invention, said hitch receiving meanwhile hinge means interposed between the inter-skirt mechanical connection and the piston but not between said link and the sliding skirt, the center of rotation with respect to the piston of the piston-type swivel connecting head and the center of rotation with respect to the piston of the ball-jointed skirt sharing the same location with respect to said piston, while the spring of sliding skirt is housed in a spring cup reported.
  • Figure 9 is an assembled three-dimensional view of the piston shown in Figure 8, said piston receiving the coupling according to the invention.
  • Figure 10 is an exploded three-dimensional view of the piston shown in Figure 8, said piston receiving the articulated hitch according to the invention.
  • FIGS. 1 to 10 show the articulated hitch 1 for the piston sealing device 2 according to the invention, various details of its components, its variants and its accessories.
  • the articulated hitch 1 is provided for a piston sealing device 2, the latter itself being provided for a piston 3 operating in a cylinder 4 so as to constitute a fluid chamber 5, said piston 3 comprising a head of piston 6 which has a fixed skirt 7 and which has, on the one hand, a piston bearing face 8 to exert a force on transmission means 9 and on the other hand, a compression face 10 opening into the chamber to fluid 5 for receiving the pressure of a fluid 1 1.
  • the piston sealing device 2 for which the articulated hitch 1 according to the invention is provided comprises a sliding skirt 12 which is housed in the cylinder 4 with a small clearance, in the extension of the piston head 6 on the side of the compression face 10 and in the axis of said head 6, said sliding skirt 12 being connected to said head 6 by an inter-skid mechanical connection 13 which allows it to move in longitudinal translation relative to said head 6 while a pressure transmission channel 14 is arranged inside the slidable skirt 12 and crosses the latter from one side to the other in the axial direction.
  • FIGS. 1 to 10 illustrate that the piston sealing device 2 to which the articulated hitch 1 according to the invention is addressed also comprises an extensible continuous segment 15 interposed between the fixed skirt 7 and the sliding skirt 12.
  • said segment 15 comprises an internal cylindrical segment face 16 subjected to the pressure of the fluid 11 via the pressure transmission channel 14, an outer cylindrical segment face 17 that can come into contact with the cylinder 4, a fixed skirt-side segment axial face 18 held directly or indirectly in sealing contact with the fixed skirt 7 and an axial sliding-skirt segment axial side 19 maintained directly or indirectly in sealing contact with the sliding skirt 12.
  • FIGS. 1 to 5, in FIGS. 7 and 8, and FIG. 10 also show that said piston sealing device 2 also comprises a sliding skirt spring 20 which tends to bring the sliding skirt 12 closer to the fixed skirt 7 and axially compressing the extensible continuous segment 15.
  • the articulated hitch 1 comprises a ball-jointed skirt 22 which acts as a fixed skirt 7, which is traversed axially by the inter-skirt mechanical connection 13, and which is interposed between the extensible continuous segment 15 and the piston head 6.
  • the articulated hitch 1 provides that the ball-jointed skirt 22 comprises on the one hand an axial face of a swivel skirt on the piston head side 23 maintained. in sealing contact with the piston head 6 and on the other hand, an axial face of a skirting skirt-like skirt 25 which is held directly or indirectly in sealing contact with the continuous expandable segment 15 while the sliding skirt spring 20 maintains the the stack that forms the ball-jointed skirt 22 and the continuous expandable segment 15 clamped between the sliding skirt 12 and the piston head 6.
  • the articulated hitch 1 according to the invention also comprises a truncated piston end 21 arranged on the compression face 10, the center of the sphere of which said end 21 constitutes a portion being positioned in the vicinity of the longitudinal axis of the piston 3.
  • FIGS. 2 to 5, FIG. 8 and FIG. 10 show that the articulated hitch 1 according to the invention also comprises a troncospherical skirt surface 24 which is arranged on the axial face of the piston head-type skirt and whose the shape is complementary to that of the truncated piston end 21.
  • the articulated hitch 1 comprises hinge means 40 directly or indirectly interposed between the inter-skirt mechanical link 13 and the piston 3 and / or between said link 13 and the sliding skirt 12, said link 13 being able to pivot about said means 40 and / or translate relative to said means 40 to form a pivoting and / or sliding joint with one, two or three axes of freedom either with the piston 3 or with the sliding skirt 12, or with both 3, 12.
  • the hinge means 40 may consist of a piston-type swiveling connecting head 27 which terminates the end of the mechanical connection. inter-skirts 13 which is closest to the piston 3, said head 27 allowing said link 13 to pivot with respect to the piston 3 while said head 27 approximately retains its position relative to the piston 3.
  • piston-type swivel connecting head 27 can be positioned close to the end of the piston 3 which comprises the face of the piston. piston support 8.
  • This particular case may be the subject of another variant in which the sliding skirt spring 20 is housed inside and / or outside said end of the piston 3 which comprises the piston bearing face 8
  • the piston-side swivel connecting head 27 becomes sliding-swiveling while at the other end of said piston 3, the inter-skirt mechanical connection 13 is directly or indirectly articulated in the sliding skirt 12 by means of a connecting head only swiveling and non-slippery.
  • the piston-type swiveling connecting head 27 and / or the slippery-sliding sliding-sliding connection head 28 may be attached to either end of the inter-skirted mechanical link 13 by screwing, crimping, matting, welding, hooping or by any method of attachment known to those skilled in the art.
  • the center of rotation with respect to the piston 3 of the piston-side swivel connecting head 27 and the center of rotation relative to the piston 3 of the ball-jointed skirt 22 can share the same location by 3. In this case, it is no longer necessary to insert any articulation means 40 between the inter-skirt mechanical connection 13 and the sliding skirt 12.
  • the swiveling connecting head on the piston side 27 can advantageously be articulated in a swivel washer 41 of shape complementary to that of said head 27, said washer 41 being housed in the piston 3, and being for example held in place in said piston 3 by means of an elastic ring 42 in the form of a circlip or a snap ring.
  • the articulation means 40 may consist of at least one sliding-swiveling connection head on the sliding skirt side 28 which terminates the end of the inter-skirt mechanical link 13 which is the closer to the sliding skirt 12, said head 28 allowing said link 13 to pivot relative to said skirt 12 while said head 28 approximately retains its radial position with respect to said skirt 12, but can substantially move relative to this last in the axial direction.
  • FIGS. 1 to 7 also show that the piston 3 can be traversed from one side to the other by the longitudinal direction by an inter-skirt connection tunnel 31 in which the inter-skid mechanical connection 13 is housed with sufficient clearance to allow the latter to orient with respect to the piston 3.
  • the piston-side swiveling connecting head 27 may comprise a fluid passage channel 29 which allows fluid 11 to pass between said head 27 and its housing or from one face to the other of said head 27.
  • the fluid passage channel 29 may also consist of orifices passing right through a washer of spigot 41 in the direction of its thickness.
  • the sliding-swiveling connection head on the sliding skirt side 28 may comprise at least one fluid passage channel 29 which allows the fluid 11 to pass between said head 28 and its housing, or one face to the other of said head 28.
  • the outer cylindrical face of the ball-jointed skirt 22 may have a circular decompression groove 32 which limits the tightness of said skirt 22 which promotes the operation of the continuous extensible segment 15, said groove 32 can - according to a complementary embodiment of the articulated hitch 1 according to the invention - cooperate with at least one axial decompression groove 33 which connects said circular groove 32 with the axial face of skirt on the piston head side 23.
  • a circular decompression groove 32 which limits the tightness of said skirt 22 which promotes the operation of the continuous extensible segment 15
  • said groove 32 can - according to a complementary embodiment of the articulated hitch 1 according to the invention - cooperate with at least one axial decompression groove 33 which connects said circular groove 32 with the axial face of skirt on the piston head side 23.
  • sliding skirt spring 20 can be housed in a spring cup 39 which is integral with the sliding skirt 12, said spring 20 itself being supported on the one hand, directly or indirectly in said cup 39 and on the other hand, directly or indirectly on the inter-skirt mechanical connection 13.
  • the body of the spring cup 39 may be pierced with one or more orifices to allow the fluid 1 1 to pass from the inside towards the outside of said cup 39, or vice versa.
  • the sliding skirt spring 20 can be housed in an attached spring cup 30 which directly or indirectly bears on the sliding skirt 12, said spring 20 itself being supported on the one hand, directly or indirectly indirectly in said cup 30 and secondly, directly or indirectly on the interjected mechanical connection 13.
  • This variant is illustrated in Figure 2 and in Figures 8 to 10.
  • the body of the spring spring insert 30 may also be pierced with one or more orifices to allow the fluid 1 1 to pass from the interior to the outside of said cup 30, or vice versa. This is notably visible in Figure 10.
  • the spring support washer 43 may comprise means for centering the sliding skirt spring 47. As illustrated in FIGS. 8 and 10, the spring support washer 43 can bear on the inter-skirt mechanical connection 13 via an elastic ring 42 which cooperates with an axial locking washer 45.
  • the spring support washer 43 may comprise an axial stop 44 which determines the minimum length of the sliding skirt spring 20. It is moreover understood that said abutment stop 44 can operate only if the sliding skirt 12 was to move away from the ball joint skirt 22 under the effect of excessive force to which said skirt 12 would be subjected and / or the extensible continuous segment 15 with which it cooperates .
  • the piston 3 may have, at its periphery and in the vicinity of the piston truncation end 21, a clearance stop 46 which can come into contact with the cylinder 4 if the contact between the range troncospheric skirt 24 and the truncated piston end 21 is completely or partially broken.
  • the clearance stop 46 has a softened shape, locally spherical or barrel-shaped, so that any contact occurring between said abutment 46 and the cylinder 4 does not damage the internal surface of the latter.
  • FIG. 1 shows the articulated hitch 1 applied to an axial piston hydraulic motor with displacement. variable 34 and broken tree, known per se.
  • the pistons 3 of said motor 34 are housed in a barrel 35 integral in rotation with a transmission shaft 36. These members are housed in a motor body 38.
  • a said engine 34 has pistons 3 which expose a troncospheric termination, the latter forming a sliding ball joint connection with the cylinder 4 while each piston 3 is articulated around said connection.
  • this joint is found implemented in a related form but different by articulated hitch 1 according to the invention.
  • articulated hitch 1 for a piston sealing device 2 provides a ball-jointed skirt 22 which is inserted between the extensible continuous segment 15 and the piston head 6.
  • articulated hitch 1 allows on the one hand, to the sealing device for piston 2 according to patent WO 2015/01 1358 A1 to operate under the conditions provided by said application and secondly , to the piston 3 to operate in the conditions of the motors with broken axle according to the prior art, the said two conditions being brought together by the particular operation of the ball-jointed skirt 22 as provided by the articulated hitch 1 according to the invention.
  • FIGS. 3 to 5 illustrate the tilting of the piston 3 with respect to the cylinder 4, which is authorized on the one hand by the ball-jointed skirt 22 and on the other hand by the inter-skirt mechanical connection 13. note that the latter is housed with sufficient clearance in the inter-skirt connection tunnel 31 which passes through the piston 3 from one end to the other in the direction of its length, said clearance being necessary to allow said link 13 to be oriented by relative to the piston 3 without touching the inner wall of said tunnel 31.
  • FIGS. 3 to 5 illustrate that a relatively large clearance is also left between the orifice provided at the bottom of the spring cup 39 and the interjoule mechanical connection 13 so that said cup 39 and said link 13 can never touching at said orifice regardless of the orientation of the piston 3 with respect to the cylinder 4.
  • the sliding skirt spring 20 taking the form of a helical compression spring, the latter easily accommodates cyclic variations in the orientation of the inter-skirt mechanical link 13 relative to to that of the spring cup 39 on the bottom of which said spring 20 bears.
  • the inter-skirt mechanical connection 13 comprises - at the level of the piston bearing face 8 - a piston-side swiveling connecting head 27 which allows it to pivot with respect to the piston 3, while said head 27 retains approximately the same radial and axial position with respect to said piston 3, whatever the orientation of said piston 3 with respect to the cylinder 4.
  • the end of the inter-skirt mechanical link 13 which is closest to the sliding skirt 12 comprises a head sliding-swiveling sliding-side connection 28 that allows said link 13 to pivot relative to said skirt 12 while said head 28 retains approximately its radial position with respect to said skirt 12 but can substantially move relative thereto in the axial direction.
  • the sliding-swiveling connection head on the sliding skirt portion 28 consists of a troncosphère nozzle which cooperates with a cylindrical housing that has the spring cup 39 fitted in the sliding skirt 12 and in which is housed the sliding skirt spring 20.
  • the sliding skirt spring 20 respectively bears on the one hand, on the bottom of the spring cup 39 or on that of the spring spring insert 30 and on the other hand, under the head of slippery-swiveling connection on slippery skirt side 28.
  • piston-side swivel connecting head 27 has a fluid passage channel 29 which allows the fluid 1 1 to pass between said head 27 and its housing. This arrangement makes it possible in particular to lubricate the piston bearing face 8 at its contact with the transmission means 9.
  • the sliding-swiveling sliding-head connection head 28 comprises a fluid passage channel 29 which allows the fluid 11 to pass from one face to the other of said head 28.
  • This arrangement allows on the one hand, to reflect the pressure that prevails in the fluid chamber 5 on the inner cylindrical face of segment 16 and on the compression face 10 and on the other hand, to let a flow of fluid 1 1 be established in the fluid passage channel 29 that comprises the piston-side swivel connection head 27 in order to lubricate the piston bearing face 8.
  • FIGS. 3 to 5 show the positioning of the pivot axis A of the piston 3 with respect to the transmission means 9, and the positioning of the pivot axis B of the piston 3 with respect to the ball-jointed skirt 22.
  • the position of the pivot axis B involves a large spherical contact radius between the truncated piston end 21 and the trunked skirt scope 24. Said large radius limits the corner effect experienced by the ball joint skirt 22 which tends to increase the diameter. In addition, said large radius leads to a reduced axial size of the assembly consisting of the ball-jointed skirt 22, the continuous continuous segment 15, and the sliding skirt 12. Note, however, that the position of the pivot axis B involves a slight eccentricity of the piston truncation end 21 with respect to the cylinder 4 when the piston 3 pivots about its two axes perpendicular to its longitudinal axis with respect to said cylinder 4.
  • FIG. 8 to 10 An alternative embodiment of the articulated hitch 1 according to the invention is shown in Figures 8 to 10, which consists in that the pivot axis B of the piston 3 relative to the ball-jointed skirt 22 coincides with the center of rotation of the skirt with ball joint 22 with respect to said piston 3.
  • the connecting head piston-type rotulante 27 articulates in a swivel washer 41 of complementary shape to that of said head 27, said washer 41 being housed in the piston 3 in which it is held by an elastic ring 42.
  • the particular operation of the articulated hitch 1 according to the invention does indeed the piston sealing device 2 object of the patent WO 2015/01 1358 A1 fully compatible with the variable-displacement axial piston motor 34 with broken shaft shown in FIG.
  • said hitch 1 can be applied to any machine or apparatus receiving the piston sealing device 2 which is the subject of the patent WO 2015/01 1358 A1, insofar as said machine or said apparatus comprises at least one piston 3 which receives said device 2 and which does not remain, during its operation, parallel to the cylinder with which it cooperates.
  • the articulated hitch 1 according to the invention can be applied to the actuator cylinder piston and / or to the return cylinder piston of the hydraulic inertia valve actuator that is the subject of the patent application FR 1659071 of the September 27, 2016 belonging to the applicant, this insofar as said pistons are well equipped with the sealing device for piston 2 object of patent WO 2015/01 1358 A1.

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Abstract

L'attelage articulé (1) est prévu pour un dispositif d'étanchéité pour piston (2) pour un piston (3) qui comporte une jupe fixe (7) et une jupe glissante (12) reliées entre-elles par une liaison mécanique inter-jupes (13) pour comprimer axialement un segment continu extensible (15) sous l'action d'un ressort de jupe glissante (20), ledit attelage (1) remplaçant d'une part, la jupe fixe (7) par une jupe à liaison rotule (22)et prévoyant d'autre part, une terminaison troncosphérique de piston (21) qui coopère avec une portée troncosphérique de jupe (24) aménagée sur la jupe à liaison rotule (22) tandis que des moyens d'articulation (40) sont intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes (13) et le piston (3) et/ou entre ladite liaison (13) et la jupe glissante (12).

Description

ATTELAGE ARTICULE
POUR DISPOSITIF D'ETANCHEITE POUR PISTON
La présente invention est relative à un attelage articulé pour dispositif d'étanchéité pour piston. Ladite invention est un perfectionnement du dispositif d'étanchéité pour piston objet du brevet WO 2015/01 1358 A1 publié le 29 janvier 2015 appartenant au demandeur, ledit dispositif étant particulièrement adapté à tout piston opérant sous haute pression.
Le dispositif d'étanchéité pour piston selon le brevet WO 2015/01 1358 A1 est prévu pour un piston évoluant dans un cylindre dont l'une des extrémités est fermée par une chambre à fluide, ledit piston comprenant au moins une tête de piston laquelle comporte au moins une jupe fixe, ladite tête présentant d'une part, une face d'appui de piston pour exercer un effort sur tout moyen de transmission mécanique, hydraulique ou pneumatique et d'autre part, une face de compression débouchant dans la chambre à fluide et pouvant recevoir la pression d'un fluide.
Toujours selon le brevet WO 2015/01 1358 A1 , le dispositif d'étanchéité pour piston comprend une jupe glissante de forme cylindrique logée dans un cylindre avec un faible jeu. Ladite jupe est en outre placée dans le prolongement de la tête de piston du côté de la face de compression et dans l'axe de ladite tête.
On remarque que ladite jupe glissante est reliée à ladite tête par une liaison mécanique inter-jupes qui lui permet de se déplacer en translation longitudinale par rapport à ladite tête cependant qu'un canal de transmission de pression aménagé à l'intérieur de la jupe glissante traverse cette dernière de part en part dans le sens axial.
L'invention relative au brevet WO 2015/01 1358 A1 se caractérise également par un segment continu extensible de forme annulaire continue qui est intercalé entre la jupe fixe et la jupe glissante. Ledit segment comprend 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 côté jupe fixe maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe et une face axiale de segment côté jupe glissante maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante.
Pour finir, l'invention relative au brevet WO 2015/01 1358 A1 se caractérise aussi par un ressort de jupe glissante qui tend à rapprocher la jupe glissante de la jupe fixe et à comprimer axialement le segment continu extensible ou du moins, qui interdit à ladite jupe glissante de s'éloigner de la jupe fixe à l'instar d'une butée.
A la lecture du brevet WO 2015/01 1358 A1 , on comprend que pour fonctionner le dispositif d'étanchéité pour piston nécessite que la tête de piston, sa jupe fixe et la jupe glissante restent toujours alignées. Cette configuration convient parfaitement aux pompes et moteurs hydrauliques dont le piston est orienté axialement par le cylindre avec lequel il coopère. En revanche, le dispositif d'étanchéité pour piston selon le brevet WO 2015/01 1358 A1 n'est pas adapté aux pompes et moteurs hydrauliques dont les pistons ne restent pas en permanence parallèles au cylindre avec lequel ils coopèrent. C'est le cas par exemple des moteurs hydrauliques à axe brisé à pistons sphériques qui pourtant verraient leur rendement volumétrique et énergétique significativement amélioré par le dispositif d'étanchéité pour piston selon le brevet WO 2015/01 1358 A1.
C'est pour résoudre ce problème que l'attelage articulé pour dispositif d'étanchéité pour piston selon l'invention permet d'appliquer le dispositif d'étanchéité pour piston selon le brevet WO 2015/01 1358 A1 à toute pompe ou tout moteur hydraulique dont le ou les piston(s) ne reste(nt) pas en permanence parallèle(s) au cylindre avec lequel ils coopère(nt). En fonction de son mode de réalisation, ledit attelage permet :
• Au piston de s'orienter librement par rapport au cylindre avec lequel il coopère ;
• De préserver au dispositif d'étanchéité pour piston selon le brevet WO 2015/01 1358 A1 une étanchéité, une performance énergétique et une durabilité inchangée malgré le changement cyclique d'orientation du piston par rapport au cylindre ; · De n'augmenter que très marginalement le prix de revient en fabrication du piston de pompe ou de moteur hydraulique qui reçoit le dispositif d'étanchéité pour piston suivant le brevet WO 2015/01 1358 A1.
Il est entendu qu'outre son application aux pompes hydrauliques et aux moteurs hydrauliques à pistons axiaux ou radiaux, l'attelage articulé pour dispositif d'étanchéité pour piston selon l'invention peut s'appliquer à toute autre pompe, moteur, moteur-pompe ou vérin hydraulique ou pneumatique dont la configuration permet avantageusement d'exploiter ledit attelage.
Les autres caractéristiques de la présente invention ont été décrites dans la description et dans les revendications secondaires dépendantes directement ou indirectement de la revendication principale.
L'attelage articulé est prévu pour un dispositif d'étanchéité pour piston ce dernier étant lui- même prévu pour un piston évoluant dans un cylindre de sorte à constituer une chambre à fluide, ledit piston comprenant une tête de piston qui comporte une jupe fixe et qui présente 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 débouchant dans la chambre à fluide pour recevoir la pression d'un fluide tandis qu'une jupe glissante est logée dans le cylindre avec un faible jeu, dans le prolongement de la tête de piston du côté de la face de compression et dans l'axe de ladite tête, ladite jupe glissante étant reliée à ladite tête par une liaison mécanique inter-jupes qui lui permet de se déplacer en translation longitudinale par rapport à ladite tête cependant qu'un canal de transmission de pression est aménagé à l'intérieur de la jupe glissante et traverse cette dernière de part en part dans le sens axial, le dispositif d'étanchéité pour piston comportant aussi un segment continu extensible intercalé entre la jupe fixe et la jupe glissante ledit segment 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 côté jupe fixe maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe et une face axiale de segment côté jupe glissante maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante alors même qu'un ressort de jupe glissante tend à rapprocher la jupe glissante de la jupe fixe et à comprimer axialement le segment continu extensible, ledit attelage comprenant :
• Une jupe à liaison rotule faisant office de jupe fixe, traversée axialement par la liaison mécanique inter-jupes et intercalée entre le segment continu extensible et la tête de piston, ladite jupe comprenant d'une part, une face axiale de jupe rotulante côté tête de piston maintenue en contact étanche avec la tête de piston et d'autre part, une face axiale de jupe rotulante côté jupe glissante qui est maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec le segment continu extensible tandis que le ressort de jupe glissante maintient l'empilement que forme la jupe à liaison rotule et le segment continu extensible serré entre la jupe glissante et la tête de piston ; · Une terminaison troncosphérique de piston aménagée sur la face de compression, le centre de la sphère dont ladite terminaison constitue une portion étant positionné au voisinage de l'axe longitudinal du piston ;
• Une portée troncosphérique de jupe aménagée sur la face axiale de jupe rotulante côté tête de piston et dont la forme est complémentaire à celle de la terminaison troncosphérique de piston, le contact entre ladite portée et ladite terminaison formant une liaison rotule autour de laquelle la jupe à liaison rotule peut tourner pour s'orienter par rapport au piston ; · Des moyens d'articulation directement ou indirectement intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes et le piston et/ou entre ladite liaison et la jupe glissante.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend des moyens d'articulation qui sont constitués d'une tête de liaison rotulante côté piston qui termine l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes qui est la plus proche du piston, ladite tête permettant à ladite liaison de pivoter par rapport au piston cependant que ladite tête conserve approximativement sa position par rapport au piston.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend un centre de rotation par rapport au piston de la tête de liaison rotulante côté piston et un centre de rotation par rapport au piston de la jupe à liaison rotule qui partagent la même localisation par rapport audit piston.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend une tête de liaison rotulante côté piston qui s'articule dans une rondelle de rotulage de forme complémentaire à celle de ladite tête, ladite rondelle étant logée dans le piston. L'attelage articulé suivant la présente invention comprend des moyens d'articulation qui sont constitués d'au moins une tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante qui termine l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes qui est la plus proche de la jupe glissante, ladite tête permettant à ladite liaison de pivoter par rapport à ladite jupe tandis que ladite tête conserve approximativement sa position radiale par rapport à ladite jupe, mais peut sensiblement se déplacer par rapport à cette dernière dans le sens axial.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend un piston qui est traversé de part en part dans le sens de la longueur par un tunnel de liaison inter-jupes dans lequel est logée la liaison mécanique inter-jupes avec un jeu suffisant pour permettre à cette dernière de s'orienter par rapport au piston.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend une tête de liaison rotulante côté piston qui comporte un canal de passage de fluide qui laisse le fluide passer entre ladite tête et son logement ou d'une face à l'autre de ladite tête.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend une tête de liaison glissante- rotulante côté jupe glissante qui comporte un canal de passage de fluide qui laisse le fluide passer entre ladite tête et son logement ou d'une face à l'autre de ladite tête.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend une face cylindrique extérieure de la jupe à liaison rotule qui présente une gorge circulaire de décompression.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend un ressort de jupe glissante qui est logé dans une coupelle de ressort qui fait corps avec la jupe glissante, ledit ressort prenant lui-même appui d'une part, directement ou indirectement dans ladite coupelle et d'autre part, directement ou indirectement sur la liaison mécanique inter-jupes.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend un ressort de jupe glissante qui est logé dans une coupelle de ressort rapportée qui prend directement ou indirectement appui sur la jupe glissante, ledit ressort prenant lui-même appui d'une part, directement ou indirectement dans ladite coupelle et d'autre part, directement ou indirectement sur la liaison mécanique inter-jupes. L'attelage articulé suivant la présente invention comprend un ressort de jupe glissante qui prend appui dans la coupelle de ressort rapportée et/ou sur la liaison mécanique inter-jupes par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui de ressort.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend une rondelle d'appui de ressort qui comporte une butée d'arrêt axial qui détermine la longueur minimale du ressort de jupe glissante.
L'attelage articulé suivant la présente invention comprend un piston qui présente, en son pourtour et au voisinage de la terminaison troncosphérique de piston, une butée de déboitage qui peut entrer en contact avec le cylindre si le contact entre la portée troncosphérique de jupe et la terminaison troncosphérique de piston est en tout ou partie rompue. 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 :
Figure 1 est une vue en coupe schématique d'un moteur hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable dont les pistons reçoivent l'attelage articulé pour dispositif d'étanchéité pour piston selon l'invention. Figure 2 est une vue en coupe schématique d'un piston qui reçoit l'attelage articulé selon l'invention, ledit attelage recevant des moyens d'articulation intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes et le piston et entre ladite liaison et la jupe glissante tandis que la jupe glissante reçoit une coupelle de ressort rapportée cependant que la jupe à liaison rotule présente une gorge circulaire de décompression et des gorges axiales de décompression.
Figures 3 à 5 sont des vues en coupe schématique qui illustrent le fonctionnement de l'attelage articulé selon l'invention, particulièrement lorsque le piston tourne par rapport à la jupe à liaison rotule avec laquelle il coopère. Figure 6 est une vue tridimensionnelle d'un piston assemblé qui reçoit l'attelage articulé selon l'invention ledit attelage recevant des moyens d'articulation intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes et le piston et entre ladite liaison et la jupe glissante.
Figure 7 est une vue tridimensionnelle éclatée d'un piston qui reçoit l'attelage articulé selon l'invention, ledit attelage recevant quant à lui des moyens d'articulation intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes et le piston et entre ladite liaison et la jupe glissante.
Figure 8 est une vue en coupe schématique d'un piston qui reçoit l'attelage articulé selon l'invention, ledit attelage recevant quant à lui des moyens d'articulation intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes et le piston mais non entre ladite liaison et la jupe glissante, le centre de rotation par rapport au piston de la tête de liaison rotulante côté piston et le centre de rotation par rapport au piston de la jupe à liaison rotule partageant la même localisation par rapport audit piston, cependant que le ressort de jupe glissante est logé dans une coupelle de ressort rapportée.
Figure 9 est une vue tridimensionnelle assemblée du piston montré en figure 8, ledit piston recevant l'attelage selon l'invention.
Figure 10 est une vue tridimensionnelle éclatée du piston montré en figure 8, ledit piston recevant l'attelage articulé selon l'invention.
DESCRIPTION DE L'INVENTION :
On a montré en figures 1 à 10 l'attelage articulé 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 suivant l'invention, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires. L'attelage articulé 1 est prévu pour un dispositif d'étanchéité pour piston 2, ce dernier étant lui-même prévu pour un piston 3 évoluant dans un cylindre 4 de sorte à constituer une chambre à fluide 5, ledit piston 3 comprenant une tête de piston 6 qui comporte une jupe fixe 7 et qui présente d'une part, une face d'appui de piston 8 pour exercer un effort sur des moyens de transmission 9 et d'autre part, une face de compression 10 débouchant dans la chambre à fluide 5 pour recevoir la pression d'un fluide 1 1 .
En outre et comme le montrent clairement les figures 1 à 5 et la figure 8, le dispositif d'étanchéité pour piston 2 pour lequel est prévu l'attelage articulé 1 suivant l'invention comprend une jupe glissante 12 qui est logée dans le cylindre 4 avec un faible jeu, dans le prolongement de la tête de piston 6 du côté de la face de compression 10 et dans l'axe de ladite tête 6, ladite jupe glissante 12 étant reliée à ladite tête 6 par une liaison mécanique inter-jupes 13 qui lui permet de se déplacer en translation longitudinale par rapport à ladite tête 6 cependant qu'un canal de transmission de pression 14 est aménagé à l'intérieur de la jupe glissante 12 et traverse cette dernière de part en part dans le sens axial.
Les figures 1 à 10 illustrent que le dispositif d'étanchéité pour piston 2 auquel s'adresse l'attelage articulé 1 suivant l'invention comporte aussi un segment continu extensible 15 intercalé entre la jupe fixe 7 et la jupe glissante 12.
En figures 7 et 10, on constate que ledit segment 15 comprend une face cylindrique interne de segment 16 soumise à la pression du fluide 1 1 via le canal de transmission de pression 14, une face cylindrique externe de segment 17 pouvant entrer en contact avec le cylindre 4, une face axiale de segment côté jupe fixe 18 maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe 7 et une face axiale de segment côté jupe glissante 19 maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante 12.
On remarque également en figures 1 à 5, en figures 7 et 8, et en figure 10 que ledit dispositif d'étanchéité pour piston 2 comprend aussi un ressort de jupe glissante 20 qui tend à rapprocher la jupe glissante 12 de la jupe fixe 7 et à comprimer axialement le segment continu extensible 15.
C'est donc dans ce contexte particulier du dispositif d'étanchéité pour piston 2 tel qu'illustré en figures 1 à 10 que l'attelage articulé 1 suivant l'invention comprend une jupe à liaison rotule 22 qui fait office de jupe fixe 7, qui est traversée axialement par la liaison mécanique inter-jupes 13, et qui est intercalée entre le segment continu extensible 15 et la tête de piston 6.
Comme on le voit clairement en figures 2 à 5 et en figure 8, l'attelage articulé 1 selon l'invention prévoit que la jupe à liaison rotule 22 comprend d'une part, une face axiale de jupe rotulante côté tête de piston 23 maintenue en contact étanche avec la tête de piston 6 et d'autre part, une face axiale de jupe rotulante côté jupe glissante 25 qui est maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec le segment continu extensible 15 tandis que le ressort de jupe glissante 20 maintient l'empilement que forme la jupe à liaison rotule 22 et le segment continu extensible 15 serré entre la jupe glissante 12 et la tête de piston 6. L'attelage articulé 1 suivant l'invention comprend aussi une terminaison troncosphérique de piston 21 aménagée sur la face de compression 10, le centre de la sphère dont ladite terminaison 21 constitue une portion étant positionné au voisinage de l'axe longitudinal du piston 3.
On voit en figures 2 à 5, en figure 8 et en figure 10 que l'attelage articulé 1 suivant l'invention comprend également une portée troncosphérique de jupe 24 qui est aménagée sur la face axiale de jupe rotulante côté tête de piston 23 et dont la forme est complémentaire à celle de la terminaison troncosphérique de piston 21 .
On remarque que le contact entre ladite portée 24 et ladite terminaison 21 forme une liaison rotule autour de laquelle la jupe à liaison rotule 22 peut tourner pour s'orienter par rapport au piston 3, ledit contact restant étanche quelle que soit l'orientation du piston 3 dans le cylindre 4.
En figures 1 à 8 et en figure 10, on note que l'attelage articulé 1 suivant l'invention comprend des moyens d'articulation 40 directement ou indirectement intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes 13 et le piston 3 et/ou entre ladite liaison 13 et la jupe glissante 12, ladite liaison 13 pouvant pivoter autour desdits moyens 40 et/ou translater par rapport auxdits moyens 40 pourformer une articulation pivotante et/ou glissante à un, deux ou trois axes de liberté soit avec le piston 3, soit avec la jupe glissante 12, soit avec les deux 3, 12.
Il faut ici souligner que dans le cadre de certaines applications de l'attelage articulé 1 suivant l'invention, le ressort de jupe glissante 20 devenu inutile peut être supprimé.
Selon une variante de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention montrée en figures 1 à 10, les moyens d'articulation 40 peuvent être constitués d'une tête de liaison rotulante côté piston 27 qui termine l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes 13 qui est la plus proche du piston 3, ladite tête 27 permettant à ladite liaison 13 de pivoter par rapport au piston 3 cependant que ladite tête 27 conserve approximativement sa position par rapport au piston 3.
On note que selon un mode particulier de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention montré en figures 1 à 7, la tête de liaison rotulante côté piston 27 peut être positionnée proche de l'extrémité du piston 3 qui comprend la face d'appui de piston 8.
Ce cas particulier peut faire l'objet d'une autre variante selon laquelle le ressort de jupe glissante 20 est logé à l'intérieur et/ou à l'extérieur de ladite extrémité du piston 3 qui comprend la face d'appui de piston 8. En ce cas, la tête de liaison rotulante côté piston 27 devient glissante-rotulante tandis qu'à l'autre extrémité dudit piston 3, la liaison mécanique inter-jupes 13 est directement ou indirectement articulée dans la jupe glissante 12 au moyen d'une tête de liaison uniquement rotulante et non-glissante.
Au sens général, on notera que la tête de liaison rotulante côté piston 27 et/ou la tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28 peut être rapportée sur l'une ou l'autre extrémité de la liaison mécanique inter-jupes 13 par vissage, sertissage, matage, soudage, frettage ou par tout mode de fixation connu de l'homme de l'art. Comme le montrent les figures 8 à 10, le centre de rotation par rapport au piston 3 de la tête de liaison rotulante côté piston 27 et le centre de rotation par rapport au piston 3 de la jupe à liaison rotule 22 peuvent partager la même localisation par rapport audit piston 3. En ce cas, il n'est plus nécessaire d'intercaler quelque moyen d'articulation 40 que ce soit entre la liaison mécanique inter-jupes 13 et la jupe glissante 12.
Toujours en relation avec les figures 8 à 10, on note que la tête de liaison rotulante côté piston 27 peut avantageusement s'articuler dans une rondelle de rotulage 41 de forme complémentaire à celle de ladite tête 27, ladite rondelle 41 étant logée dans le piston 3, et étant par exemple maintenue en place dans ledit piston 3 au moyen d'un anneau élastique 42 prenant la forme d'un circlip ou d'un jonc d'arrêt.
Les figures 1 à 7 quant à elles montrent que les moyens d'articulation 40 peuvent être constitués d'au moins une tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28 qui termine l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes 13 qui est la plus proche de la jupe glissante 12, ladite tête 28 permettant à ladite liaison 13 de pivoter par rapport à ladite jupe 12 tandis que ladite tête 28 conserve approximativement sa position radiale par rapport à ladite jupe 12, mais peut sensiblement se déplacer par rapport à cette dernière dans le sens axial.
Les figures 1 à 7 montrent aussi que le piston 3 peut être traversé de part en part dans le sens de la longueur par un tunnel de liaison inter-jupes 31 dans lequel est logée la liaison mécanique inter-jupes 13 avec un jeu suffisant pour permettre à cette dernière de s'orienter par rapport au piston 3.
On note au passage que la tête de liaison rotulante côté piston 27 peut comporter un canal de passage de fluide 29 qui laisse le fluide 1 1 passer entre ladite tête 27 et son logement ou d'une face à l'autre de ladite tête 27. Selon un mode particulier de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention particulièrement visible en figure 8 et en figure 10, le canal de passage de fluide 29 peut d'ailleurs être constitué d'orifices traversant de part en part une rondelle de rotulage 41 dans le sens de son épaisseur.
De façon analogue et comme illustré en figures 2 à 5, la tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28 peut comporter au moins un canal de passage de fluide 29 qui laisse le fluide 1 1 passer entre ladite tête 28 et son logement ou d'une face à l'autre de ladite tête 28.
On voit aussi en figure 2 et en figures 8 à 10 que, selon une variante de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention, la face cylindrique extérieure de la jupe à liaison rotule 22 peut présenter une gorge circulaire de décompression 32 qui limite l'étanchéité de ladite jupe 22 ce qui favorise le fonctionnement du segment continu extensible 15, ladite gorge 32 pouvant - selon un mode complémentaire de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention - coopérer avec au moins une gorge axiale de décompression 33 qui relie ladite gorge circulaire 32 avec la face axiale de jupe côté tête de piston 23. En figures 3 à 7, on aura remarqué que le ressort de jupe glissante 20 peut être logé dans une coupelle de ressort 39 qui fait corps avec la jupe glissante 12, ledit ressort 20 prenant lui-même appui d'une part, directement ou indirectement dans ladite coupelle 39 et d'autre part, directement ou indirectement sur la liaison mécanique inter-jupes 13.
On note que selon un mode particulier de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention, le corps de la coupelle de ressort 39 peut être percé d'un ou plusieurs orifices permettant de laisser le fluide 1 1 passer de l'intérieur vers l'extérieur de ladite coupelle 39, ou inversement.
A titre d'autre variante, le ressort de jupe glissante 20 peut être logé dans une coupelle de ressort rapportée 30 qui prend directement ou indirectement appui sur la jupe glissante 12, ledit ressort 20 prenant lui-même appui d'une part, directement ou indirectement dans ladite coupelle 30 et d'autre part, directement ou indirectement sur la liaison mécanique inter- jupes 13. Cette variante est illustrée par la figure 2 et par les figures 8 à 10.
On note que selon un mode particulier de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention, le corps de la coupelle de ressort rapportée 30 peut également être percé d'un ou plusieurs orifices permettant de laisser le fluide 1 1 passer de l'intérieur vers l'extérieur de ladite coupelle 30, ou inversement. Ceci est notamment visible de manière évidente en figure 10.
Qu'il s'agisse d'une coupelle de ressort 39 qui fait corps avec la jupe glissante 12 ou d'une coupelle de ressort rapportée 30, on notera que le ressort de jupe glissante 20 peut prendre appui dans l'une ou l'autre coupelle 39, 30 et/ou sur la liaison mécanique inter-jupes 13 par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui de ressort 43 que montrent clairement les figures 8 et 10.
On note qu'en ce cas, la rondelle d'appui de ressort 43 peut comporter des moyens de centrage du ressort de jupe glissante 47. Comme l'illustrent lesdites figures 8 et 10, la rondelle d'appui de ressort 43 peut prendre appui sur la liaison mécanique inter-jupes 13 par l'intermédiaire d'un anneau élastique 42 qui coopère avec une rondelle d'arrêt axial 45.
Sur ces mêmes figures 8 et 10, on remarque que la rondelle d'appui de ressort 43 peut comporter une butée d'arrêt axial 44 qui détermine la longueur minimale du ressort de jupe glissante 20. On comprend d'ailleurs que ladite butée d'arrêt 44 ne peut opérer que si la jupe glissante 12 venait à s'éloigner de la jupe à liaison rotule 22 sous l'effet d'un effort excessif auquel serait soumise ladite jupe 12 et/ou le segment continu extensible 15 avec lequel elle coopère.
En figures 8 à 10, on a montré que le piston 3 peut présenter, en son pourtour et au voisinage de la terminaison troncosphérique de piston 21 , une butée de déboitage 46 qui peut entrer en contact avec le cylindre 4 si le contact entre la portée troncosphérique de jupe 24 et la terminaison troncosphérique de piston 21 est en tout ou partie rompue. On notera que préférentiellement, la butée de déboitage 46 a une forme adoucie, localement sphérique ou en forme de tonneau, de sorte à ce que tout contact survenant entre ladite butée 46 et le cylindre 4 n'endommage pas la surface interne de ce dernier. FONCTIONNEMENT DE L'INVENTION :
Le fonctionnement de l'attelage articulé 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention se comprend aisément au vu des figures 1 à 10. La figure 1 montre l'attelage articulé 1 appliqué à un moteur hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 34 et à arbre brisé, connu en soi. Les pistons 3 dudit moteur 34 sont logés dans un barillet 35 solidaire en rotation d'un arbre de transmission 36. Ces organes sont logés dans un corps de moteur 38. On note qu'ordinairement, un tel dit moteur 34 possède des pistons 3 qui exposent une terminaison troncosphérique, cette dernière formant une liaison rotule glissante avec le cylindre 4 tandis que chaque piston 3 s'articule autour de ladite liaison. Comme nous le verrons plus loin, cette articulation se retrouve mise en œuvre sous une forme apparentée mais différente par l'attelage articulé 1 suivant l'invention. Lorsque les pistons 3 dudit moteur 34 sont soumis à une pression et un débit de fluide 1 1 hydraulique, du fait de l'organisation particulière d'une glace de distribution 37 que comporte ledit moteur 34, lesdits pistons 3 impriment un couple d'entraînement à l'arbre de transmission 36 qui peut ainsi délivrer une force motrice. En tournant avec le barillet 35, les pistons 3 effectuent des allers et retours chacun dans le cylindre 4 avec lequel il coopère.
Si l'on observe un seul piston 3, on constate que durant une révolution de trois cent soixante degrés du barillet 35, ledit piston 3 ne reste pas parallèle au cylindre 4 avec lequel il coopère, mais tourne par rapport audit cylindre 4 autour de ses deux axes perpendiculaires à son axe longitudinal.
Ce mouvement relatif est selon l'état de l'art résolu par l'adoption de pistons à tête sphérique, mais de tels pistons ne sont pas aptes à recevoir le dispositif d'étanchéité pour piston 2, objet du brevet WO 2015/01 1358 A1 .
C'est pourquoi l'attelage articulé 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention prévoit une jupe à liaison rotule 22 qui s'intercale entre le segment continu extensible 15 et la tête de piston 6.
La fonction ordinairement remplie par la tête sphérique d'un piston de moteur hydraulique à pistons axiaux à arbre brisé est ici assurée par la liaison rotule que constituent lorsqu'elles sont en contact étanche l'une de l'autre la terminaison troncosphérique de piston 21 aménagée sur la face de compression 10 d'une part, et la portée troncosphérique de jupe 24 aménagée sur la face axiale de jupe rotulante côté tête de piston 23 d'autre part. Ainsi constitué, l'attelage articulé 1 selon l'invention permet d'une part, au dispositif d'étanchéité pour piston 2 suivant le brevet WO 2015/01 1358 A1 d'opérer dans les conditions prévues par ladite demande et d'autre part, au piston 3 d'opérer dans les conditions des moteurs à axe brisé selon l'art antérieur, les deux dites conditions étant réunies par le fonctionnement particulier de la jupe à liaison rotule 22 tel que prévu par l'attelage articulé 1 selon l'invention.
Comme l'illustre la figure 2, l'essentiel de l'effort résultant de la pression du fluide 1 1 régnant dans la chambre à fluide 5 s'applique directement sur la face de compression 10 que comporte la tête de piston 6. Seule une faible part dudit effort s'applique sur la jupe à liaison rotule 22 sur sa section en collerette radialement comprise entre d'une part, le cercle de contact entre la terminaison troncosphérique de piston 21 et la portée troncosphérique de jupe 24 et d'autre part, le diamètre intérieur du cylindre 4. On remarque d'ailleurs que ladite faible part dudit effort est nécessaire pour conserver une pression de contact suffisante entre la terminaison troncosphérique de piston 21 et la portée troncosphérique de jupe 24, ladite pression de contact étant garante d'une bonne étanchéité entre ces deux organes 21 , 24.
Les figures 3 à 5 quant à elles illustrent le basculement du piston 3 par rapport au cylindre 4 qui est autorisé d'une part, par la jupe à liaison rotule 22 et d'autre part, par la liaison mécanique inter-jupes 13. On remarque que cette dernière est logée avec un jeu suffisant dans le tunnel de liaison inter-jupes 31 qui traverse le piston 3 de part en part dans le sens de sa longueur, ledit jeu étant nécessaire pour permettre à ladite liaison 13 de s'orienter par rapport au piston 3 sans toucher la paroi intérieure dudit tunnel 31 .
D'ailleurs, les figures 3 à 5 illustrent qu'un jeu relativement important est également laissé entre l'orifice aménagé au fond de la coupelle de ressort 39 et la liaison mécanique interjupes 13 afin que ladite coupelle 39 et ladite liaison 13 ne puissent jamais se toucher au niveau dudit orifice quelle que soit l'orientation du piston 3 par rapport au cylindre 4.
En tout état de cause, la situation est différente dans la configuration particulière de l'attelage articulé 1 telle que montrée en figure 8 et selon laquelle seul un faible jeu est laissé entre l'orifice aménagé au fond de la coupelle de ressort rapportée 30 et la liaison mécanique inter-jupes 13, cette dernière assumant toujours la même orientation que ladite coupelle 30.
On notera aussi sur les figures 3 à 5 que le ressort de jupe glissante 20 prenant la forme d'un ressort de compression hélicoïdal, ce dernier s'accommode aisément des variations cycliques de l'orientation de la liaison mécanique inter-jupes 13 par rapport à celle de la coupelle de ressort 39 sur le fond de laquelle ledit ressort 20 prend appui.
On remarque aussi en figures 3 à 5 que la liaison mécanique inter-jupes 13 comprend - au niveau de la face d'appui de piston 8 - une tête de liaison rotulante côté piston 27 qui lui permet de pivoter par rapport au piston 3 cependant que ladite tête 27 conserve approximativement la même position radiale et axiale par rapport audit piston 3, quelle que soit l'orientation dudit piston 3 par rapport au cylindre 4. Par ailleurs, selon le mode de réalisation particulier de l'attelage articulé 1 suivant l'invention présenté en figures 1 à 7, l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes 13 qui est la plus proche de la jupe glissante 12 comprend une tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28 qui permet à ladite liaison 13 de pivoter par rapport à ladite jupe 12 tandis que ladite tête 28 conserve approximativement sa position radiale par rapport à ladite jupe 12 mais peut sensiblement se déplacer par rapport à cette dernière dans le sens axial.
Comme l'illustrent particulièrement les figures 3 à 5, la tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28 est constituée d'un embout troncosphérique qui coopère avec un logement cylindrique que présente la coupelle de ressort 39 aménagée dans la jupe glissante 12 et dans laquelle est logé le ressort de jupe glissante 20.
On remarque d'ailleurs en figure 2 qu'il en est de même si ladite coupelle de ressort 39 laisse place à une coupelle de ressort rapportée 30 qui prend appui sur la jupe glissante 12.
On note que dans les deux cas, le ressort de jupe glissante 20 prend respectivement appui d'une part, sur le fond la coupelle de ressort 39 ou sur celui de la coupelle de ressort rapportée 30 et d'autre part, sous la tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28.
On remarque - particulièrement en figure 2 - que la tête de liaison rotulante côté piston 27 comporte un canal de passage de fluide 29 qui laisse le fluide 1 1 passer entre ladite tête 27 et son logement. Cette disposition permet notamment de lubrifier la face d'appui de piston 8 au niveau de son contact avec les moyens de transmission 9.
Toujours en figure 2, on remarque que la tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante 28 comporte un canal de passage de fluide 29 qui laisse le fluide 1 1 passer d'une face à l'autre de ladite tête 28. Cette disposition permet d'une part, de répercuter la pression qui règne dans la chambre à fluide 5 sur la face cylindrique interne de segment 16 et sur la face de compression 10 et d'autre part, de laisser un débit de fluide 1 1 s'établir dans le canal de passage de fluide 29 que comporte la tête de liaison rotulante côté piston 27 afin de lubrifier la face d'appui de piston 8.
On remarque en figures 3 à 5 le positionnement de l'axe de pivotement A du piston 3 par rapport aux moyens de transmission 9, et le positionnement de l'axe de pivotement B du piston 3 par rapport à la jupe à liaison rotule 22.
On note que selon l'exemple particulier de réalisation de l'attelage articulé 1 selon l'invention illustré sur lesdites figures 3 à 5, la position de l'axe de pivotement B implique un grand rayon de contact sphérique entre la terminaison troncosphérique de piston 21 et la portée troncosphérique de jupe 24. Ledit grand rayon limite l'effet de coin que subit la jupe à liaison rotule 22 qui tend à en augmenter le diamètre. En outre, ledit grand rayon conduit à un encombrement axial réduit de l'ensemble constitué de la jupe à liaison rotule 22, du segment continu extensible 15, et de la jupe glissante 12. On note toutefois que la position de l'axe de pivotement B implique une légère excentration de la terminaison troncosphérique de piston 21 par rapport au cylindre 4 lorsque le piston 3 pivote autour de ses deux axes perpendiculaires à son axe longitudinal par rapport audit cylindre 4.
Une alternative de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention est exposée en figures 8 à 10, qui consiste en ce que l'axe de pivotement B du piston 3 par rapport à la jupe à liaison rotule 22 coïncide avec le centre de rotation de la jupe à liaison rotule 22 par rapport audit piston 3.
Suivant ladite alternative, il n'est plus nécessaire de prévoir de moyens d'articulation 40 qui soient directement ou indirectement intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes 13 et la jupe glissante 12. Toutefois et avantageusement, selon ladite alternative, la tête de liaison rotulante côté piston 27 s'articule dans une rondelle de rotulage 41 de forme complémentaire à celle de ladite tête 27, ladite rondelle 41 étant logée dans le piston 3 dans lequel elle est maintenue par un anneau élastique 42. Comme on le déduit aisément des figures 1 à 10, quelle qu'en soit la variante considérée, le fonctionnement particulier de l'attelage articulé 1 selon l'invention rend bel et bien le dispositif d'étanchéité pour piston 2 objet du brevet WO 2015/01 1358 A1 pleinement compatible avec le moteur hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 34 et à arbre brisé montré en figure 1 .
Cette application de l'invention audit moteur hydraulique n'est d'ailleurs exposée ici qu'à titre d'exemple non-limitatif et les possibilités de l'attelage articulé 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention ne s'en limitent pas aux applications qui viennent d'être décrites. En effet, ledit attelage 1 peut s'appliquer à toute machine ou appareil recevant le dispositif d'étanchéité pour piston 2 objet du brevet WO 2015/01 1358 A1 , ceci dans la mesure ou ladite machine ou ledit appareil comprend au moins un piston 3 qui reçoit ledit dispositif 2 et qui ne reste pas, durant son fonctionnement, parallèle au cylindre avec lequel il coopère. Par exemple, l'attelage articulé 1 selon l'invention peut s'appliquer au piston de vérin d'actionneur et/ou au piston de vérin de rappel de l'actionneur hydraulique de soupape à inertie objet de la demande de brevet FR 1659071 du 27 septembre 2016 appartenant au demandeur, ceci dans la mesure où lesdits pistons sont bien équipés du dispositif d'étanchéité pour piston 2 objet du brevet WO 2015/01 1358 A1 .
Il doit d'ailleurs être entendu que l'ensemble de 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

REVENDICATIONS
Attelage articulé (1 ) pour dispositif d'étanchéité pour piston
(2) ce dernier étant prévu pour un piston
(3) évoluant dans un cylindre
(4) de sorte à constituer une chambre à fluide
(5), ledit piston (3) comprenant une tête de piston
(6) qui comporte une jupe fixe
(7) et qui présente d'une part, une face d'appui de piston
(8) pour exercer un effort sur des moyens de transmission (9) et d'autre part, une face de compression (10) débouchant dans la chambre à fluide (5) pour recevoir la pression d'un fluide (1 1 ) tandis qu'une jupe glissante (12) est logée dans le cylindre (4) avec un faible jeu, dans le prolongement de la tête de piston (6) du côté de la face de compression (10) et dans l'axe de ladite tête (6), ladite jupe glissante (12) étant reliée à ladite tête (6) par une liaison mécanique inter-jupes (13) qui lui permet de se déplacer en translation longitudinale par rapport à ladite tête (6) cependant qu'un canal de transmission de pression (14) est aménagé à l'intérieur de la jupe glissante (12) et traverse cette dernière de part en part dans le sens axial, le dispositif d'étanchéité pour piston (2) comportant aussi un segment continu extensible (15) intercalé entre la jupe fixe (7) et la jupe glissante (12) ledit segment (15) comprenant une face cylindrique interne de segment (16) soumise à la pression du fluide (1 1 ) via le canal de transmission de pression (14), une face cylindrique externe de segment (17) pouvant entrer en contact avec le cylindre (4), une face axiale de segment côté jupe fixe (18) maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe fixe (7) et une face axiale de segment côté jupe glissante (19) maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec la jupe glissante (12) alors même qu'un ressort de jupe glissante (20) tend à rapprocher la jupe glissante (12) de la jupe fixe (7) et à comprimer axialement le segment continu extensible (15), ledit attelage (1 ) étant caractérisé en ce qu'il comprend :
Une jupe à liaison rotule (22) faisant office de jupe fixe (7), traversée axialement par la liaison mécanique inter-jupes (13) et intercalée entre le segment continu extensible (15) et la tête de piston (6), ladite jupe (22) comprenant d'une part, une face axiale de jupe rotulante côté tête de piston (23) maintenue en contact étanche avec la tête de piston (6) et d'autre part, une face axiale de jupe rotulante côté jupe glissante (25) qui est maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec le segment continu extensible (15) tandis que le ressort de jupe glissante (20) maintient l'empilement que forme la jupe à liaison rotule (22) et le segment continu extensible (15) serré entre la jupe glissante (12) et la tête de piston (6) ;
• Une terminaison troncosphérique de piston (21 ) aménagée sur la face de compression (10), le centre de la sphère dont ladite terminaison (21 ) constitue une portion étant positionné au voisinage de l'axe longitudinal du piston (3) ;
Une portée troncosphérique de jupe (24) aménagée sur la face axiale de jupe rotulante côté tête de piston (23) et dont la forme est complémentaire à celle de la terminaison troncosphérique de piston (21 ), le contact entre ladite portée (24) et ladite terminaison (21 ) formant une liaison rotule autour de laquelle la jupe à liaison rotule (22) peut tourner pour s'orienter par rapport au piston (3) ; • Des moyens d'articulation (40) directement ou indirectement intercalés entre la liaison mécanique inter-jupes (13) et le piston (3) et/ou entre ladite liaison (13) et la jupe glissante (12).
Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens d'articulation (40) sont constitués d'une tête de liaison rotulante côté piston (27) qui termine l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes (13) qui est la plus proche du piston (3), ladite tête (27) permettant à ladite liaison (13) de pivoter par rapport au piston (3) cependant que ladite tête (27) conserve approximativement sa position par rapport au piston (3).
Attelage articulé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le centre de rotation par rapport au piston (3) de la tête de liaison rotulante côté piston (27) et le centre de rotation par rapport au piston (3) de la jupe à liaison rotule (22) partagent la même localisation par rapport audit piston (3).
Attelage articulé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de liaison rotulante côté piston (27) s'articule dans une rondelle de rotulage (41 ) de forme complémentaire à celle de ladite tête (27), ladite rondelle (41 ) étant logée dans le piston (3).
Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens d'articulation (40) sont constitués d'au moins une tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante (28) qui termine l'extrémité de la liaison mécanique inter-jupes (13) qui est la plus proche de la jupe glissante (12), ladite tête (28) permettant à ladite liaison (13) de pivoter par rapport à ladite jupe (12) tandis que ladite tête (28) conserve approximativement sa position radiale par rapport à ladite jupe (12), mais peut sensiblement se déplacer par rapport à cette dernière dans le sens axial.
Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le piston (3) est traversé de part en part dans le sens de la longueur par un tunnel de liaison inter-jupes (31 ) dans lequel est logée la liaison mécanique inter-jupes (13) avec un jeu suffisant pour permettre à cette dernière de s'orienter par rapport au piston (3).
Attelage articulé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la tête de liaison rotulante côté piston (27) comporte un canal de passage de fluide (29) qui laisse le fluide (1 1 ) passer entre ladite tête (27) et son logement ou d'une face à l'autre de ladite tête (27).
Attelage articulé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la tête de liaison glissante-rotulante côté jupe glissante (28) comporte un canal de passage de fluide (29) qui laisse le fluide (1 1 ) passer entre ladite tête (28) et son logement ou d'une face à l'autre de ladite tête (28).
9. Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la face cylindrique extérieure de la jupe à liaison rotule (22) présente une gorge circulaire de décompression (32).
10. Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort de jupe glissante (20) est logé dans une coupelle de ressort (39) qui fait corps avec la jupe glissante (12), ledit ressort (20) prenant lui-même appui d'une part, directement ou indirectement dans ladite coupelle (39) et d'autre part, directement ou indirectement sur la liaison mécanique inter-jupes (13).
1 1 .Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort de jupe glissante (20) est logé dans une coupelle de ressort rapportée (30) qui prend directement ou indirectement appui sur la jupe glissante (12), ledit ressort (20) prenant lui-même appui d'une part, directement ou indirectement dans ladite coupelle (30) et d'autre part, directement ou indirectement sur la liaison mécanique inter-jupes (13).
12. Attelage articulé suivant la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le ressort de jupe glissante (20) prend appui dans la coupelle de ressort rapportée (30) et/ou sur la liaison mécanique inter-jupes (13) par l'intermédiaire d'une rondelle d'appui de ressort (43).
13. Attelage articulé suivant la revendication 1 1 , caractérisé en ce que la rondelle d'appui de ressort (43) comporte une butée d'arrêt axial (44) qui détermine la longueur minimale du ressort de jupe glissante (20).
14. Attelage articulé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le piston (3) présente, en son pourtour et au voisinage de la terminaison troncosphérique de piston (21 ), une butée de déboitage (46) qui peut entrer en contact avec le cylindre (4) si le contact entre la portée troncosphérique de jupe (24) et la terminaison troncosphérique de piston (21 ) est en tout ou partie rompue.
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