WO2021044092A1 - Piston pour une machine hydraulique a pistons - Google Patents

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WO2021044092A1
WO2021044092A1 PCT/FR2020/051499 FR2020051499W WO2021044092A1 WO 2021044092 A1 WO2021044092 A1 WO 2021044092A1 FR 2020051499 W FR2020051499 W FR 2020051499W WO 2021044092 A1 WO2021044092 A1 WO 2021044092A1
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piston
retaining
roller
piston according
recess
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PCT/FR2020/051499
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Philippe Lucienne
Christophe DELHOUME
Pierre Bernard
Franck DEFER
Gilbert Goldbaum
Simon REMPFER
Clément P RECOURA
Original Assignee
Poclain Hydraulics Industrie
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Publication date
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    • F04B53/14—Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B1/0408—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam
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    • F04B53/22—Arrangements for enabling ready assembly or disassembly

Definitions

  • This presentation is concerned with a piston for a hydraulic piston machine, in particular a hydraulic machine with radial pistons.
  • the hydraulic piston machine is in particular a motor or a pump. More particularly, the disclosure is concerned with maintaining at the end of a piston a roller configured to roll on the cam of the machine.
  • Hydraulic machine pistons comprising a body having a guiding and sealing surface, a base and a top, the latter having a cradle-shaped recess having a concave surface substantially in the form of a cylinder portion.
  • the piston also has an axis formed at the intersection of two planes of symmetry
  • the cradle-shaped recess in the top of the piston is used to receive a roller intended to run on the cam of the hydraulic piston machine.
  • the hydraulic piston machine comprises a cylinder block and a cam, the cylinder block having cylinders in which the pistons are movable back and forth, the cylinders being able to be connected to a supply and an exhaust of fluid.
  • the cylinder block and the cam of this engine are in relative rotation about an axis of rotation of the machine, and the pistons move back and forth within the cylinders.
  • the cylinders and pistons are oriented radially with respect to the axis of rotation of the machine and the cam has corrugations forming cam lobes.
  • the radial direction is the direction of the axis of the piston.
  • a pad made from one or more friction-limiting materials can be placed against the surface of the cradle recess, that is to say against the bottom of the latter, to receive against it the cylindrical surface of the roller arranged in the recess, and promote the rolling of the roller on the cam as well as its rolling in the cradle recess.
  • Pistons of this type are known from patent applications FR 2 899 285 and 2 899 650.
  • the roller is retained in the cradle recess by the fact that the cradle recess covers more 180 degrees, so that the edges of the latter define between them a distance which is less than the greatest diametrical distance of the roller. The roller cannot therefore escape in the direction of the axis of the piston.
  • shoulders are machined into the edges of the cradle recess to form stop surfaces for the bearing along the same axis of the piston.
  • a piston for a hydraulic piston machine comprising a body having a guiding and sealing surface, the body having at its distal end a cradle-shaped recess configured to receive a cylindrical roller having an axis of revolution and two ends, the piston further comprising a retaining member configured to hold the roller in the cradle recess in the reciprocating direction of the piston, the retaining member comprising a retaining portion which is retained in a housing provided in the guiding and sealing surface to assemble the retaining element on the body.
  • the axis of the piston is the axis formed by the intersection of the two planes of symmetry of the piston and corresponds to the direction in which the piston can slide, that is to say at the reciprocating direction of the piston. In the case of a radial piston machine, this direction corresponds to the radial direction.
  • the movements of rotation around the axis of the piston are called yaw movements.
  • the expression "cradle” refers to a concave surface substantially in the form of a portion of a cylinder.
  • the roller is held in the reciprocating direction of the piston by the retaining element which is an element attached to the body of the piston.
  • the retaining element which is an element attached to the body of the piston.
  • the machining of the piston body is greatly simplified.
  • the assembly is also simple, the roller being able to be placed in the cradle recess before the finalization of the assembly of the retaining element on the body of the piston. .
  • the piston includes a pad disposed against the surface of the cradle recess and configured to limit the friction experienced by the roller.
  • the cradle recess extends circularly over at most 180 degrees.
  • the retaining element comprises an anti-rotation yaw wedging member.
  • the yaw anti-rotation timing member prevents any yaw movement of the piston, which could cause the piston engine to malfunction or damage.
  • the yaw anti-rotation timing member comprises an external flat oriented perpendicular to the axis of the roller.
  • an element external to the piston can restrict any yaw movements by relying on the flat.
  • the yaw anti-rotation timing member has an internal contact protrusion along the axis of the roller, the protrusion being configured to be in contact with the ends of the roller.
  • the protrusion of the wedging member improves the restriction of any yaw movements of the roller.
  • the anti-rotation lace wedging member comprises a U-shaped notch, communicating with the cradle recess.
  • an element external to the piston can restrict any yaw movements directly on the roller.
  • one of the elements comprising the piston body and the retaining member has a radial retaining recess adapted to receive a retaining member for retaining the retaining part in the housing.
  • the retaining element may be an independent part of the piston which is assembled on the body of the latter.
  • the retaining recess then serves to hold the retaining element on the piston.
  • the retaining member is formed on the other of the elements comprising the piston and the retaining element.
  • the retaining element may be a part independent of the piston which is assembled on the body of the latter. This is a possibility that the retaining recess will serve to hold the retaining member on the piston.
  • the retaining part comprises a deformable tab configured to cooperate with the body of the piston by clipping.
  • the term “deformable” is understood to mean any solid capable of elastically deviating from its original shape when it is subjected to a stress in a reversible manner and without degradation.
  • the piston has a retaining groove which extends into the body of the piston and extends over a retaining section in the retaining part, and the retaining member comprises a retaining means radial disposed in this retaining groove.
  • the retaining element is retained radially on the top of the piston alternately.
  • the piston comprises a sealing groove which extends into the body of the piston.
  • a groove section which extends into the retaining portion forms part of the sealing groove.
  • the retaining element is in one piece.
  • the manufacture of the retaining element is simplified, and is provided independently of the manufacture of the piston.
  • the retaining element is composed of at least two parts.
  • the assembly of the retaining element on the piston is simplified.
  • the retaining element comprises two identical parts.
  • FIG. 1 represents a top of the piston according to a first embodiment.
  • FIG. 2 represents a retaining element configured to cooperate with a top of the piston according to the first embodiment.
  • Figure 3 shows a piston top according to a second embodiment, in which a roller is inserted.
  • FIG. 4A represents a retaining element configured to cooperate with a top of the piston according to the second embodiment.
  • FIG. 4B shows a sectional view of a piston according to the second embodiment, the piston comprising a roller inserted in the cradle recess.
  • Figure 5 shows a piston according to a third embodiment.
  • FIG. 6 represents one of the two identical parts of a retaining element according to the third embodiment.
  • FIG. 7 represents a top of the piston according to a fourth embodiment.
  • Fig. 8 shows a holding member according to the fourth embodiment.
  • FIG. 9 represents a top of the piston according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 shows a holding member according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 shows a top of the piston according to a sixth embodiment.
  • Fig. 12 shows a holding member according to the sixth embodiment.
  • FIG. 13 represents a retaining element comprising an external flat.
  • FIG. 14 shows a retaining element comprising a U-shaped notch.
  • Figure 15 shows a retaining element comprising internal protrusions.
  • Figure 16 shows a piston top according to a seventh embodiment.
  • Figure 17 shows a retaining element configured to cooperate with a top of the piston according to the seventh embodiment.
  • This disclosure relates to a piston of a hydraulic piston machine.
  • the piston has a body, which is a one-piece part in which the piston is machined.
  • the body has a distal end which, when the piston is installed in a cylinder of a piston engine, is the end furthest from the cylinder bottom. This part of the body is called a piston top 12.
  • the piston according to the invention preferably equips a radial piston engine comprising a cylinder block having star cylinders which receive the pistons according to the invention, a cam which can be multi-lobe, an output shaft linked to the block -cylinders, bearings forming a bearing, a cylindrical or flat-supported distributor, and housings.
  • FIG. 1 shows a top of the piston 12 according to a first embodiment comprising a guide and sealing surface 13 and a housing 14.
  • the guide and sealing surface 13 has a generally cylindrical shape, with a circular base or not, adapted to the shape of the cylinder in which the piston is intended to slide.
  • This recess forms a concave surface substantially in the form of a portion of a cylinder of axis B, perpendicular to the axis A of the piston, which is the axis according to which this piston is intended to effect reciprocating movements in the cylinder block of a piston machine.
  • the cradle recess 15 is configured to accommodate a roller 11 intended to roll against a cam of the radial piston engine.
  • the cradle recess 15 extends 180 ° or less. This means that the section of the cradle recess in a plane perpendicular to the axis B forms a directing curve which covers an angular sector of at most 180 °, this sector being measured from one end to the other of the directing curve and with respect to the axis B.
  • a bearing 16 (see in particular FIG. 4B) can be arranged against the surface of the cradle-shaped recess 15.
  • the guiding and sealing surface 13 has a groove of seal 17 which is adapted to receive a sealing member such as a seal or a segment.
  • a housing 14 is provided in the guide and sealing surface 13 to receive a retaining element 20. Furthermore, the sealing groove 17 can open into the housing 14.
  • the housing 14 comprises one or more radial retaining recesses 14a.
  • Figure 2 shows the retaining element 20 comprising a retaining portion 21, an anti-rotation yaw wedging member 22 and a retaining portion 23.
  • the retaining member 20 is independent of the piston in this mode. of achievement.
  • the retaining part 21 is able to be inserted into the housing 14 so as to assemble the retaining element on the top of the piston 12.
  • the retaining element 20 comprises a retaining member 24 configured to cooperate with the radial retaining recess 14a provided in the housing 14.
  • the cooperation of the retaining member 24 with the radial retaining recess 14a makes it possible to hold the retaining element 20 radially on the top of the piston 12.
  • the retaining member 24 is a stud configured to be clipped into the radial retaining recess 14a which is then a recess, the shape of which is complementary to the shape of the stud.
  • a retaining element comprising one or more radial retaining recesses configured to cooperate with a housing comprising one or more retaining members.
  • a housing comprising one or more studs
  • a retaining element comprising one or more retaining recesses, the shape of which is complementary to that of the studs.
  • the retaining pads of the type of pad 24 and the radial retaining recesses of the type of recess 14a can be provided either in the housing 14 and / or in the retaining element 20.
  • the yaw anti-rotation timing member 22 is able to limit any yaw movements of the piston in its cylinder. In certain embodiments, the yaw anti-rotation timing member 22 is configured to cooperate with an element extrinsic to the piston (omitted in the figures).
  • the anti ⁇ rotation member 22 may have a groove 22a capable of receiving another element of the hydraulic motor, in particular an element linked to the cylinder block and forming a projection received in the groove, for example a clip, a pin, a pin or any other interference element.
  • the retaining part 23 is configured to radially hold the roller 11 in the cradle recess 15.
  • the retaining part 23 then extends the concave surface of the cradle recess 15 so that the combined total area of the cradle recess 15 and the holding portion 23 extend over more than 180 °.
  • the shape of the holding part is similar to that shown in FIG. 4B described below.
  • Figure 3 shows a second embodiment, in which a roller 11 is housed in the cradle recess 15.
  • the roller 11 may have a cylindrical surface 11b, an axis of symmetry coinciding with the axis B and two ends 11a, transverse to its axis of symmetry.
  • the roller housed in the cradle recess 15 is free to rotate around the axis B, the friction induced by this movement being limited by the bearing 16.
  • the housing 14 has a plurality of radial retaining recesses 14a.
  • FIG. 4A represents a retaining element 20 according to a second embodiment configured to cooperate with a top of the piston according to the second embodiment.
  • the retaining element according to the second embodiment comprises a plurality of radial retaining members 24 configured to cooperate with the plurality of radial retaining recesses 14a of the top of the piston 12 according to the second embodiment.
  • Figure 4B shows a sectional view of a piston top 12 according to the second embodiment in which a roller 11 is housed in the cradle recess 15 and on which a retaining element 20 according to the second embodiment realization is assembled.
  • the holding part 23 is configured so that the distance DE between the opposite edges of the holding part 23 is less than the diameter D of the cylindrical support surface of the roller 11.
  • the roller 11 is held radially in the cradle recess 15 when inserted therein. This characteristic is found in all the embodiments.
  • FIG. 5 represents a top of piston 12 and a retaining element 20 according to a third embodiment, with a roller 11 in the cradle recess.
  • the retaining members 124 of the retaining element 20 are tabs which cooperate with the housing 14 to ensure the radial retention of the retaining element 20 on the top of the piston 12.
  • FIG. 6 represents a part 20A of the retaining element 20 according to the third embodiment.
  • the total holding element 20 is obtained by combining two parts of elements 20A, which are identical in this exemplary embodiment. Although this feature is only shown in the third embodiment, the at least two part formation of the retainer 20 is applicable to all of the embodiments disclosed herein.
  • a finger 20'a and a groove 20'b are provided at the level of the holding part 23 and configured such that the finger of the first part 20A (respectively of the second part) of the element holder 20 engages in the groove of the second part (respectively of the first part) to assemble the two parts and thus form the holding element 20.
  • This configuration facilitates the assembly of the holding element 20 on the top of piston 12.
  • FIG. 7 represents a top of piston 12 according to a fourth embodiment.
  • the housing 14 has a radial retaining recess 214a which is a groove.
  • FIG. 8 represents a retaining element 20 according to a fourth embodiment configured to cooperate with the top of piston 12 according to the fourth embodiment.
  • the retainer 20 comprises a radial retainer 224 which is a protrusion, for example a rib, brought into the radial retainer recess 214a to provide radial retainer of the retainer 20 on the top of the body.
  • FIG. 9 shows a top of the piston according to a fifth embodiment, in which the sealing groove 17 opens into the housing 14, and is extended by groove sections 17 'on the retaining element 20 according to a fifth embodiment (which is shown in Fig. 10) when the retaining member 20 is assembled in the housing 14. In this case, the retaining member 20 can be maintained on the piston through a sealing member received by the sealing groove 17. The sealing member is then understood as a radial retaining member 324.
  • the radial retaining member 324 may be a retaining ring housed in a retaining groove 18 of the piston similar to the sealing groove 17 of Figure 9, but this retaining ring does not necessarily guarantee tightness.
  • the retainer 324 may be a ring, in particular an elastic ring, such as a steel wire ring or a split ring, an O-ring type elastomer ring, or a circlip. As illustrated in Figure 12, the retaining groove 18 extends over a retaining section 18 'in the retaining portion 21.
  • the top of the piston 12 may include a sealing groove 17, in particular similar to that of FIG. 9, which is configured to contain a means ensuring the sealing of the piston.
  • the piston comprises a sealing groove 17 for sealing in cooperation with a sealing means and a retaining groove 18 serving to radially hold the retaining element 20.
  • the retaining groove 18 may or may not also serve as a sealing groove and, if it does not serve as a sealing groove, another groove 17 serving for sealing may be provided.
  • the anti-rotation member 22 may have an external flat 22b oriented perpendicularly to the axis B.
  • the external flat 22b is then configured to cooperate with an anti-rotation ring. -rotation (not shown) carried by the cylinder block.
  • This form of the anti-rotation member 22 is compatible with all the embodiments described above.
  • the external flat 22b can also cooperate with other systems such as lunulae screwed into the upper part of each cylinder.
  • the anti-rotation member 22 may have a U-shaped notch 22c communicating with the cradle recess 15. In this configuration, the anti-rotation ring can cooperate directly with the roller. In addition, the notch 22c may have a shoulder which limits the movement of the roller 11 along its axis B of rotation. This form of the anti-rotation member 22 is compatible with all the embodiments described above.
  • the anti-rotation member 22 may have internal contact protrusions 22d configured to be in contact with the ends of the roller 11. In this configuration, the movements of yaw of the roller are avoided, while minimizing friction that could hinder its rotation.
  • This form of the anti ⁇ rotation member 22 is compatible with all embodiments described above, with the exception of the embodiment wherein the anti-rotation member 22 has a notch 22c.
  • the assembly of the roller 11 on the piston can be carried out as follows.
  • the roller 11 is arranged in the cradle recess 15, then the retaining element 20 is assembled on the piston and around the roller 11 by deforming and then by causing the retaining member 24 of the retaining member 20 to cooperate. with the radial retaining recess 14a of the recess 14.
  • the recess 14 is inclined in draft to facilitate the assembly of the retaining element 20 on the body.

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Abstract

Piston pour une machine hydraulique à pistons, comprenant un corps ayant une surface de guidage et d'étanchéité (13), le corps présentant à son extrémité distale un évidement en berceau (15) configuré pour accueillir un galet (11) cylindrique présentant un axe de révolution (B) et deux extrémités (11a), le piston comprenant en outre un élément de maintien (20) configuré pour maintenir radialement le galet (11) dans l'évidement en berceau (15), l'élément de maintien (20) comprenant une partie de retenue (21) qui est retenue dans un logement (14) ménagé dans la surface de guidage et d'étanchéité (13) pour assembler l'élément de maintien (20) sur le corps.

Description

Titre de l'invention : Piston pour une machine hydraulique à pistons
Domaine Technique
[0001] Le présent exposé s'intéresse à un piston pour une machine hydraulique à pistons, notamment une machine hydraulique à pistons radiaux. La machine hydraulique à pistons est en particulier un moteur ou une pompe. Plus particulièrement, l'exposé s'intéresse au maintien à l'extrémité d'un piston d'un galet configuré pour rouler sur la came de la machine.
Technique antérieure
[0002] On connaît des pistons de machines hydrauliques comprenant un corps ayant une surface de guidage et d'étanchéité, une base et un haut, ce dernier présentant un évidement en berceau ayant une surface concave sensiblement en forme de portion de cylindre. Le piston présente également un axe formé à l'intersection de deux plans de symétrie
[0003] L’évidement en berceau du haut du piston sert à recevoir un galet destiné à rouler sur la came de la machine hydraulique à pistons. Classiquement, la machine hydraulique à pistons comprend un bloc-cylindres et une came, le bloc- cylindres présentant des cylindres dans lesquels des pistons sont mobiles en va- et-vient, les cylindres pouvant être reliés à une alimentation et à un échappement de fluide. En fonctionnement d’une machine à pistons, le bloc- cylindres et la came de ce moteur sont en rotation relative autour d'un axe de rotation de la machine, et les pistons se déplacent en va-et-vient à l’intérieur des cylindres du bloc-cylindres, leurs galets précités roulant sur la came. Dans le cas d'une machine à pistons radiaux, les cylindres et les pistons sont orientés radialement par rapport à l'axe de rotation de la machine et la came présente des ondulations formant des lobes de came. Dans ce cas, la direction radiale est la direction de l'axe du piston.
[0004] Un coussinet réalisé dans un ou plusieurs matériaux limitant les frottements peut être disposé contre la surface de l’évidement en berceau, c'est-à-dire contre le fond de ce dernier, pour recevoir contre lui la surface cylindrique du galet disposé dans l’évidement, et favoriser le roulement du galet sur la came ainsi que son roulement dans l'évidement en berceau.
[0005] Des pistons de ce type sont connus par les demandes de brevet FR 2 899 285 et 2 899 650. Dans ces pistons connus, le galet est retenu dans l’évidement en berceau par le fait que l’évidement en berceau couvre plus de 180 degrés, de sorte que les bords de ce dernier définissent entre eux une distance qui est inférieure à la plus grande distance diamétrale du galet. Le galet ne peut donc pas s'échapper selon la direction de l'axe du piston. Par ailleurs, dans ces pistons connus, des épaulements sont usinés dans les bords de l'évidement en berceau pour former des surfaces d’arrêt pour le coussinet selon le même axe du piston.
[0006] Cependant, la fabrication de tels pistons pose certaines difficultés. D'une part, elle génère des pertes de matière du fait de la nécessité de forer des perçages définissant les évidements en berceaux sur plus de 180°. D'autre part, lorsque des coussinets sont présents, la réalisation de leurs surfaces d'arrêt nécessite une étape de fabrication supplémentaire, par exemple par brochage, cette étape étant en elle-même coûteuse, fastidieuse et longue.
[0007]II existe donc un besoin d'amélioration des pistons existants, pour remédier en tout ou partie aux inconvénients précités.
Exposé de l'invention
[0008] Un mode de réalisation concerne un piston pour une machine hydraulique à pistons, comprenant un corps ayant une surface de guidage et d'étanchéité, le corps présentant à son extrémité distale un évidement en berceau configuré pour accueillir un galet cylindrique présentant un axe de révolution et deux extrémités, le piston comprenant en outre un élément de maintien configuré pour maintenir le galet dans l'évidement en berceau selon la direction de va-et-vient du piston, l'élément de maintien comprenant une partie de retenue qui est retenue dans un logement ménagé dans la surface de guidage et d'étanchéité pour assembler l'élément de maintien sur le corps. [0009] Dans le présent exposé, l'axe du piston est l'axe formé par l'intersection des deux plans de symétrie du piston et correspond à la direction dans laquelle le piston peut coulisser, c'est-à-dire à la direction de va-et-vient du piston. Dans le cas d'une machine à pistons radiaux, cette direction correspond à la direction radiale. De plus, on appelle mouvement de lacet les mouvements de rotation autour de l'axe du piston.
[0010] Dans le présent exposé, l'expression « en berceau » réfère à une surface concave sensiblement en forme de portion de cylindre.
[0011] Ainsi, dans le piston selon le présent exposé, le galet est maintenu selon la direction de va-et-vient du piston par l'élément de maintien qui est un élément rapporté sur le corps du piston. Ce fait, l'usinage du corps du piston est grandement simplifié. De plus, l'assemblage est également simple, le galet pouvant être disposé dans l'évidement en berceau avant la finalisation de l'assemblage de l'élément de maintien sur le corps du piston. .
[0012] Dans certains modes de réalisation, le piston comprend un coussinet disposé contre la surface de l’évidement en berceau et configuré pour limiter les frottements subis par le galet.
[0013] Dans cette configuration, le roulement du galet sur la came est facilité, ce qui améliore les performances du piston et donc de la machine hydraulique.
[0014] Dans certains modes de réalisation, l'évidement en berceau s'étend circulairement sur au plus 180 degrés.
[0015] Dans le présent exposé, les valeurs numériques référant à des mesures d'angles sont exprimées en degrés.
[0016] Dans cette configuration, il n'est plus nécessaire que l'évidement en berceau couvre plus de 180 degrés pour maintenir le galet. Par conséquent, la fabrication de l'évidement est simplifiée.
[0017] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien comprend un organe de calage anti-rotation de lacet. [0018] Dans cette configuration, l'organe de calage anti-rotation de lacet permet de prévenir tout déplacement de lacet du piston, qui pourrait faire dysfonctionner ou endommager le moteur à pistons.
[0019] Dans certains modes de réalisation, l'organe de calage anti-rotation de lacet comprend un méplat externe orienté perpendiculairement à l'axe du galet.
[0020] Dans cette configuration, un élément extérieur au piston peut venir restreindre les éventuels mouvements de lacet en s'appuyant sur le méplat.
[0021] Dans certains modes de réalisation, l'organe de calage anti-rotation de lacet présente une protubérance interne de contact selon l'axe du galet, la protubérance étant configurée pour être en contact sur les extrémités du galet.
[0022] Dans cette configuration, la protubérance de l'organe de calage permet d'améliorer la restriction d'éventuels mouvements de lacet du galet.
[0023] Dans certains modes de réalisation, l'organe de calage anti-rotation de lacet comprend une échancrure en U, communiquant avec l'évidement en berceau.
[0024] Dans cette configuration, un élément extérieur au piston peut venir restreindre les éventuels mouvements de lacet directement sur le galet.
[0025] Dans certains modes de réalisation, l'un des éléments comprenant le corps de piston et l'élément de maintien présente un évidement de retenue radiale apte à recevoir un organe de retenue pour retenir la partie de retenue dans le logement.
[0026] Dans cette configuration, l'élément de maintien peut être une pièce indépendante du piston qui est assemblé sur le corps de ce dernier. L'évidement de retenue sert alors à maintenir l'élément de maintien sur le piston.
[0027] Dans certains modes de réalisation, l'organe de retenue est formé sur l'autre des éléments comprenant le piston et l'élément de maintien.
[0028] Dans cette configuration, l'élément de maintien peut être une pièce indépendante du piston qui est assemblé sur le corps de ce dernier. Ceci est une possibilité pour que l'évidement de retenue serve à maintenir l'élément de maintien sur le piston. [0029] Dans certains modes de réalisation, la partie de retenue comprend une patte déformable configurée pour coopérer avec le corps du piston par clipsage.
[0030]A travers cet exposé, il est entendu par « déformable » tout solide capable de s'écarter élastiquement de sa forme d'origine lorsqu'il est soumis à une contrainte de manière réversible et sans dégradation.
[0031] Dans cette configuration, l'assemblage entre l'élément de maintien et le piston est fiabilisé.
[0032] Dans certains modes de réalisation, le piston présente une gorge de retenue qui s'étend dans le corps du piston et se prolonge sur un tronçon de retenue dans la partie de retenue, et l'organe de retenue comprend un moyen de maintien radial disposé dans cette gorge de retenue.
[0033] Dans cette configuration, l'élément de maintien est retenu radialement sur le haut de piston de façon alternative.
[0034] Dans certains modes de réalisation, le piston comprend une gorge d'étanchéité qui s'étend dans le corps du piston.
[0035] Dans cette configuration, l'étanchéité du piston peut être assurée.
[0036] Dans certains modes de réalisation, un tronçon de gorge qui s'étend dans la partie de retenue forme une partie de la gorge d'étanchéité.
[0037] Dans cette configuration, il est possible d'engager un élément d'étanchéité dans la gorge, ce qui a aussi pour effet de maintenir l'élément de maintien sur le piston.
[0038] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien est monobloc.
[0039] Dans cette configuration, la fabrication de l'élément de maintien est simplifiée, et est prévue indépendamment de la fabrication du piston.
[0040] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien est composé d'au moins deux parties.
[0041] Dans cette configuration, l'assemblage de l'élément de maintien sur le piston est simplifié. [0042] Dans certains modes de réalisation, l'élément de maintien comprend deux parties identiques.
[0043] Dans cette configuration, la réalisation de l'élément de maintien est simplifiée.
Brève description des dessins
[0044] [Fig. 1] La figure 1 représente un haut de piston selon un premier mode de réalisation.
[0045] [Fig. 2] La figure 2 représente un élément de maintien configuré pour coopérer avec un haut de piston selon le premier mode de réalisation.
[0046] [Fig. 3] La figure 3 représente un haut de piston selon un second mode de réalisation, dans lequel un galet est inséré.
[0047] [Fig. 4A] La figure 4A représente un élément de maintien configuré pour coopérer avec un haut de piston selon le second mode de réalisation.
[0048] [Fig. 4B] La figure 4B représente une vue en coupe d'un piston selon le second mode de réalisation, le piston comprenant un galet inséré dans l'évidement en berceau.
[0049] [Fig. 5] La figure 5 représente un piston selon un troisième mode de réalisation.
[0050] [Fig. 6] La figure 6 représente l'une des deux parties identiques d'un élément de maintien selon le troisième mode de réalisation.
[0051] [Fig. 7] La figure 7 représente un haut de piston selon un quatrième mode de réalisation.
[0052] [Fig. 8] La figure 8 représente un élément de maintien selon le quatrième mode de réalisation.
[0053] [Fig. 9] La figure 9 représente un haut de piston selon un cinquième mode de réalisation.
[0054] [Fig. 10] La figure 10 représente un élément de maintien selon le cinquième mode de réalisation. [0055] [Fig. 11] La figure 11 représente un haut de piston selon un sixième mode de réalisation.
[0056] [Fig. 12] La figure 12 représente un élément de maintien selon le sixième mode de réalisation.
[0057] [Fig. 13] La figure 13 représente un élément de maintien comprenant un méplat externe.
[0058] [Fig. 14] La figure 14 représente un élément de maintien comprenant une échancrure en U.
[0059] [Fig. 15] La figure 15 représente un élément de maintien comprenant des protubérances internes.
[0060] [Fig. 16] La figure 16 représente un haut de piston selon un septième mode de réalisation.
[0061] [Fig.17] La figure 17 représente un élément de maintien configuré pour coopérer avec un haut de piston selon le septième mode de réalisation.
Description des modes de réalisation
[0062] Le présent exposé concerne un piston d'une machine hydraulique à pistons.
Le piston présente un corps, qui est une partie monobloc dans laquelle le piston est usiné. Le corps présente une extrémité distale qui, lorsque le piston est installé dans un cylindre d’un moteur à pistons, est l'extrémité la plus éloignée du fond de cylindre. Cette partie du corps est appelée un haut de piston 12.
[0063] Le piston selon l'invention équipe préférentiellement un moteur à pistons radiaux comprenant un bloc-cylindres présentant des cylindres en étoile qui reçoivent les pistons selon l'invention, une came pouvant être multi-lobes, un arbre de sortie lié au bloc-cylindres, des roulements formant un palier, un distributeur cylindrique ou à appui plan, et des carters.
[0064] La figure 1 représente un haut de piston 12 selon un premier mode de réalisation comprenant une surface de guidage et d'étanchéité 13 et un logement 14. [0065] La surface de guidage et d'étanchéité 13 a une forme globalement cylindrique, à base circulaire ou non, adaptée à la forme du cylindre dans lequel le piston est destiné à coulisser.
[0066]0n voit que le haut de piston 12 présente un évidement en berceau 15. Cet évidement forme une surface concave sensiblement en forme de portion de cylindre d'axe B, perpendiculaire à l'axe A du piston, qui est l'axe selon lequel ce piston est destiné à effectuer des mouvements de va-et-vient dans le bloc- cylindres d'une machine à pistons.
[0067] L’évidement en berceau 15 est configuré pour loger un galet 11 destiné à rouler contre une came du moteur à pistons radiaux. L’évidement en berceau 15 s'étend sur 180° ou moins. Ceci signifie que la section de l'évidement en berceau dans un plan perpendiculaire à l'axe B forme une courbe directrice qui couvre un secteur angulaire d'au maximum 180°, ce secteur étant mesuré d'une extrémité à l'autre de la courbe directrice et par rapport à l'axe B. Un coussinet 16 (voir en particulier la figure 4B) peut être disposé contre la surface de l’évidement en berceau 15. La surface de guidage et d'étanchéité 13 présente une gorge d'étanchéité 17 qui est apte à recevoir un organe d'étanchéité tel qu’un joint ou un segment.
[0068] Un logement 14 est ménagé dans la surface de guidage et d'étanchéité 13 pour recevoir un élément de maintien 20. Par ailleurs, la gorge d'étanchéité 17 peut s'ouvrir dans le logement 14. Dans le premier mode de réalisation, le logement 14 comprend un ou plusieurs évidements de retenue radiale 14a.
[0069] La figure 2 représente l'élément de maintien 20 comprenant une partie de retenue 21, un organe de calage anti-rotation de lacet 22 et une partie de maintien 23. L'élément de maintien 20 est indépendant du piston dans ce mode de réalisation. La partie de retenue 21 est apte à être insérée dans le logement 14 de façon à assembler l'élément de maintien sur le haut de piston 12.
[0070] Dans ce mode de réalisation, l'élément de maintien 20 comprend un organe de retenue 24 configuré pour coopérer avec l'évidement de retenue radiale 14a prévu dans le logement 14. La coopération de l'organe de retenue 24 avec l'évidement de retenue radiale 14a permet de maintenir radialement l'élément de maintien 20 sur le haut de piston 12. Dans ce mode de réalisation, l'organe de retenue 24 est un plot configuré pour être clipsé dans l'évidement de retenue radiale 14a qui est alors un évidement dont la forme est complémentaire à la forme du plot.
[0071] Par ailleurs, et ce pour tous les modes de réalisation suivants, il est concevable de prévoir un élément de maintien comprenant un ou plusieurs évidements de retenue radiale configurés pour coopérer avec un logement comprenant un ou plusieurs organes de retenue. Par exemple, il est possible de concevoir un logement comprenant un ou plusieurs plots, et un élément de maintien comprenant un ou plusieurs évidements de retenue dont la forme est complémentaire à celle des plots. Ainsi, les plots de retenue du type du plot 24 et les évidements de retenue radiale du type de l'évidement 14a peuvent être indifféremment prévus dans le logement 14 et/ou dans l'élément de maintien 20.
[0072] L'organe de calage anti-rotation de lacet 22 est apte à limiter les éventuels mouvements de lacet du piston dans son cylindre. Dans certains modes de réalisations, l'organe de calage anti-rotation de lacet 22 est configuré pour coopérer avec un élément extrinsèque au piston (omis dans les figures).
[0073]A cet effet, dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, l'organe anti¬ rotation 22 peut présenter une rainure 22a apte à recevoir un autre élément du moteur hydraulique, en particulier un élément lié au bloc-cylindres et formant une projection reçue dans la rainure, par exemple une agrafe, une goupille, un pion ou tout autre élément d'interférence.
[0074] La partie de maintien 23 est configurée pour maintenir radialement le galet 11 dans l'évidement en berceau 15. La partie de maintien 23 prolonge alors la surface concave de l'évidement en berceau 15 de façon à ce que la surface totale combinée de l'évidement en berceau 15 et de la partie de maintien 23 s'étende sur plus de 180°. Plus particulièrement, la forme de la partie de maintien est analogue à celle présentée à la figure 4B décrite ci-après. [0075] La figure 3 représente un second mode de réalisation, dans lequel un galet 11 est logé dans l'évidement en berceau 15. Le galet 11 peut présenter une surface cylindrique 11b, un axe de symétrie confondu avec l'axe B et deux extrémités lia, transversales à son axe de symétrie. Le galet logé dans l'évidement en berceau 15 est libre de tourner autour de l'axe B, les frottements induits par ce mouvement étant limités par le coussinet 16.
[0076] Dans ce mode de réalisation, le logement 14 présente une pluralité d'évidements de retenue radiale 14a.
[0077] La figure 4A représente un élément de maintien 20 selon un second mode de réalisation configuré pour coopérer avec un haut de piston selon le second mode de réalisation. En particulier, l'élément de maintien selon le second mode de réalisation comprend une pluralité d'organes de retenue radiale 24 configurés pour coopérer avec la pluralité d'évidements de retenue radiale 14a du haut de piston 12 selon le deuxième mode de réalisation.
[0078] La figure 4B représente une vue en coupe d'un haut de piston 12 selon le second mode de réalisation dans lequel un galet 11 est logé dans l'évidement en berceau 15 et sur lequel un élément de maintien 20 selon le second mode de réalisation est assemblé. La partie de maintien 23 est configurée de sorte que la distance DE entre les bords en regard de la partie de maintien 23 est inférieure au diamètre D de la surface cylindrique de support du galet 11. Ainsi, le galet 11 est maintenu radialement dans l'évidement en berceau 15 lorsqu'il y est inséré. Cette caractéristique se retrouve dans tous les modes de réalisation. On s'assure ainsi que la surface totale combinée de l'évidement en berceau 15 et de la partie de maintien 23 s'étende sur plus de 180° ce qui signifie que la courbe formée par la section de cette surface totale perpendiculairement à l'axe B, couvre un secteur angulaire supérieur à 180°.
[0079] De plus, la partie de maintien 23 fait légèrement saillie dans l'évidement en berceau 15 de sorte que le coussinet 16 est bloqué selon la direction du piston. De cette façon, le coussinet 16 est maintenu au fond de l'évidement en berceau 15. [0080] La figure 5 représente un haut de piston 12 et un élément de maintien 20 selon un troisième mode de réalisation, avec un galet 11 dans l'évidement en berceau. Dans ce mode de réalisation, les organes de retenue 124 de l'élément de maintien 20 sont des pattes qui coopèrent avec le logement 14 pour assurer la retenue radiale de l'élément de maintien 20 sur le haut de piston 12.
[0081] La figure 6 représente une partie 20A de l'élément de maintien 20 selon le troisième mode de réalisation. L'élément de maintien 20 total est obtenu en associant deux parties d'éléments 20A, qui sont identiques dans cet exemple de réalisation. Bien que cette caractéristique ne soit présentée que sur le troisième mode de réalisation, la formation en au moins deux parties de l'élément de maintien 20 est applicable à tous les modes de réalisation divulgués dans le présent exposé.
[0082] Ici, un doigt 20'a et une gorge 20'b sont prévus au niveau de la partie de maintien 23 et configurés de telle sorte que le doigt de la première partie 20A (respectivement de la deuxième partie) de l'élément de maintien 20 s'engage dans la gorge de la deuxième partie (respectivement de la première partie) pour assembler les deux parties et former ainsi l'élément de maintien 20. Cette configuration facilite l'assemblage de l'élément de maintien 20 sur le haut de piston 12. De manière générale, on peut prévoir un assemblage par des éléments mâle/femelle conjugués, par exemple un doigt et une gorge comme représenté, ou un pion et un perçage.
[0083] La figure 7 représente un haut de piston 12 selon un quatrième mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation, le logement 14 présente un évidement de retenue radiale 214a qui est une rainure.
[0084] La figure 8 représente un élément de maintien 20 selon un quatrième mode de réalisation configuré pour coopérer avec le haut de piston 12 selon le quatrième mode de réalisation. L'élément de maintien 20 comprend un organe de retenue radiale 224 qui est une saillie, par exemple une nervure, amenée à pénétrer dans l'évidement de retenue radiale 214a pour assurer une retenue radiale de l'élément de maintien 20 sur le haut de piston 12. [0085] La figure 9 représente un haut de piston selon un cinquième mode de réalisation, dans lequel la gorge d'étanchéité 17 s'ouvre dans le logement 14, et se prolonge par des tronçons de gorge 17' sur l'élément de maintien 20 selon un cinquième mode de réalisation (qui est représenté sur la figure 10) lorsque l'élément de maintien 20 est assemblé dans le logement 14. Dans ce cas, l'élément de maintien 20 peut être maintenu sur le piston par l'intermédiaire d'un organe d'étanchéité reçu par la gorge d'étanchéité 17. L'organe d'étanchéité est alors compris comme un organe de retenue radiale 324.
[0086] Dans certains modes de réalisation illustrés par les figures 11 et 12, l'organe de retenue radiale 324 peut être un anneau de maintien logé dans une gorge de retenue 18 du piston semblable à la gorge d'étanchéité 17de la figure 9, mais cet anneau de maintien ne garantit pas nécessairement l'étanchéité. L'organe de retenue 324 peut être un anneau en particulier un anneau élastique, tel qu'un anneau de fil d'acier ou une bague fendue, un anneau en élastomère de type O ring, ou un circlip. Comme illustré sur la figure 12, la gorge de retenue 18 se prolonge sur un tronçon de retenue 18' dans la partie de retenue 21.
[0087] Dans ce mode de réalisation, le haut de piston 12 peut comprendre une gorge d'étanchéité 17, en particulier analogue à celle de la figure 9, qui est configurée pour contenir un moyen assurant l'étanchéité du piston. Dans ce cas, le piston comprend une gorge d'étanchéité 17 pour assurer l'étanchéité en coopération avec un moyen d'étanchéité et une gorge de retenue 18 servant au maintien radial de l'élément de maintien 20. En d'autres termes, la gorge de retenue 18 peut ou non servir également de gorge d'étanchéité et, si elle ne sert pas de gorge d'étanchéité, une autre gorge 17, servant à l'étanchéité peut être prévue.
[0088]Comme illustré par la figure 13, dans certains modes de réalisation, l'organe anti-rotation 22 peut présenter un méplat externe 22b orienté perpendiculairement à l'axe B. Le méplat externe 22b est alors configuré pour coopérer avec une bague anti-rotation (non représentée) portée par le bloc- cylindres. Cette forme de l'organe anti-rotation 22 est compatible avec tous les modes de réalisation précédemment décrits. Le méplat externe 22b peut également coopérer avec d'autres systèmes comme des lunules vissées dans la partie haute de chaque cylindre.
[0089]Comme illustré par la figure 14, dans certains modes de réalisation, l'organe anti-rotation 22 peut présenter une échancrure 22c en U communiquant avec l'évidement en berceau 15. Dans cette configuration, la bague anti-rotation peut coopérer directement avec le galet. De plus, l'échancrure 22c peut présenter un épaulement qui limite le mouvement du galet 11 le long de son axe B de rotation. Cette forme de l'organe anti-rotation 22 est compatible avec tous les modes de réalisation précédemment décrits.
[0090]Comme illustré par la figure 15, dans certains modes de réalisation, l'organe anti-rotation 22 peut présenter des protubérances internes de contact 22d configurées pour être en contact sur les extrémités du galet 11. Dans cette configuration, les mouvements de lacet du galet sont évités, tout en minimisant les frottements qui pourraient entraver sa rotation. Cette forme de l'organe anti¬ rotation 22 est compatible avec tous les modes de réalisation précédemment décrits, à l'exception du mode de réalisation où l'organe anti-rotation 22 présente une échancrure 22c.
[0091] Le montage du galet 11 sur le piston peut s'effectuer de la façon suivante. Le galet 11 est disposé dans l'évidement en berceau 15, puis l'élément de maintien 20 est assemblé sur le piston et autour du galet 11 en se déformant puis en faisant coopérer l'organe de retenue 24 de l'élément de maintien 20 avec l'évidement de retenue radiale 14a de l'évidement 14.
[0092]Avant de poser le galet 11, on peut poser un coussinet 16. D'une manière alternative, on peut aussi prévoir un piston dont la surface de l'évidement en berceau 15 limite les frottements, cet effet pouvant être obtenu par un revêtement par un matériau approprié ou un traitement de surface.
[0093] Dans certains modes de réalisation, par exemple celui des figures 16 et 17, l'évidement 14 est incliné en dépouille pour faciliter l'assemblage de l'élément de maintien 20 sur le corps. Ainsi, il peut ne pas être nécessaire de déformer l'élément de maintien 20 pour l'assembler au corps. [0094] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
[0095] Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Piston pour une machine hydraulique à pistons, comprenant un corps ayant une surface de guidage et d'étanchéité (13), le corps présentant à son extrémité distale un évidement en berceau (15) configuré pour accueillir un galet (11) cylindrique présentant un axe de révolution (B) et deux extrémités (lia), le piston comprenant en outre un élément de maintien (20) configuré pour maintenir le galet (11) dans l'évidement en berceau (15) selon la direction de va-et-vient du piston, l'élément de maintien (20) comprenant une partie de retenue (21) qui est retenue dans un logement (14) ménagé dans la surface de guidage et d'étanchéité (13) pour assembler l'élément de maintien (20) sur le corps.
[Revendication 2] Piston selon la revendication 1, comprenant un coussinet (16) disposé contre la surface de l’évidement en berceau (15) et configuré pour limiter les frottements subis par le galet (11).
[Revendication 3] Piston selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'évidement en berceau (15) s'étend circulairement sur au plus 180 degrés.
[Revendication 4] Piston selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément de maintien (20) comprend un organe de calage anti-rotation de lacet (22).
[Revendication 5] Piston selon la revendication 4 dans lequel l'organe de calage anti-rotation de lacet (22) comprend un méplat externe (22b) orienté perpendiculairement à l'axe du galet.
[Revendication 6] Piston selon l'une des revendications 4 ou 5 dans lequel l'organe de calage anti-rotation de lacet (22) présente une protubérance (22d) interne de contact selon l'axe du galet, la protubérance (22d) étant configurée pour être en contact sur les extrémités (lia) du galet (11).
[Revendication 7] Piston selon la revendication 4 dans lequel l'organe de calage anti-rotation de lacet (22) comprend une échancrure (22c) en U, communiquant avec l'évidement en berceau (15).
[Revendication 8] Piston selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'un des éléments comprenant le corps du piston et l'élément de maintien (20) présente un évidement de retenue radiale (14a) apte à recevoir un organe de retenue (24) pour retenir la partie de retenue dans le logement (14).
[Revendication 9] Piston selon la revendication 8, dans lequel l'organe de retenue (24) est formé sur l'autre des éléments comprenant le corps du piston et l'élément de maintien (20).
[Revendication 10] Piston selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la partie de retenue (21) comprend une patte déformable configurée pour coopérer avec le corps du piston par clipsage.
[Revendication 11] Piston selon l'une des revendications 1 à 10, présentant une gorge de retenue (18) qui s'étend dans le corps du piston et se prolonge sur un tronçon de retenue (18') dans la partie de retenue (21), l'organe de retenue (324) étant disposé dans cette gorge de retenue (18).
[Revendication 12] Piston selon l'une des revendications 1 à 11, comprenant une gorge d'étanchéité (17) qui s'étend dans le corps du piston.
[Revendication 13] Piston selon la revendication 12, dans lequel un tronçon de gorge (170 qui s'étend dans la partie de retenue (21) forme une partie de la gorge d'étanchéité (17).
[Revendication 14] Piston selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel l'élément de maintien (20) est monobloc.
[Revendication 15] Piston selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel l'élément de maintien (20) est composé d'au moins deux parties.
[Revendication 16] Piston selon la revendication 15, dans lequel l'élément de maintien (20) comprend deux parties identiques.
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