FR2779194A1 - Piston/cylinder pneumatic spring - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention se rapporte à un dispositif à fluide compressible, du type comportant une chambre de compression destinée à être remplie par un fluide compressible et un piston mobile pour The present invention relates to a compressible fluid device, of the type comprising a compression chamber intended to be filled with a compressible fluid and a movable piston for
comprimer le fluide qui s'y trouve.compress the fluid therein.
Le fluide qui est comprimé par le piston exerce sur ce dernier une force de rappel et lorsque le fluide utilisé est un gaz, un The fluid which is compressed by the piston exerts on the latter a restoring force and when the fluid used is a gas, a
tel dispositif est encore appelé ressort à gaz. such a device is also called a gas spring.
Dans les ressorts à gaz connus, le piston coulisse dans un alésage réalisé dans une pièce de guidage encore appelée cartouche, In known gas springs, the piston slides in a bore made in a guide piece also called a cartridge,
rapportée dans le corps du ressort. reported in the spring body.
Cette pièce de guidage comporte deux éléments d'étanchéité successifs qui définissent entre eux et avec la tige du piston un espace annulaire de lubrification, initialement rempli par un lubrifiant et qui se charge au cours de l'utilisation du ressort avec le gaz de la chambre de compression, de sorte qu'après une certaine durée de fonctionnement, la pression qui règne dans cet espace annulaire de lubrification est voisine de celle de la chambre de compression. Pour éviter qu'en cas de démontage du ressort le retour brutal à la pression atmosphérique du mélange de gaz et de lubrifiant contenu dans l'espace annulaire de lubrification ne s'accompagne d'une déflagration et ne blesse l'opérateur chargé du démontage, un conduit This guide piece comprises two successive sealing elements which define between them and with the piston rod an annular lubrication space, initially filled with a lubricant and which becomes charged during the use of the spring with the gas of the chamber. compression, so that after a certain period of operation, the pressure in this annular lubrication space is close to that of the compression chamber. To avoid that in the event of disassembly of the spring, the sudden return to atmospheric pressure of the mixture of gas and lubricant contained in the annular lubrication space is not accompanied by an explosion and does not injure the operator in charge of disassembly, a conduit
de purge est réalisé dans la pièce de guidage. purge is made in the guide piece.
Ce conduit de purge débouche à une extrémité dans l'espace annulaire de lubrification et à l'autre extrémité à la périphérie de la This purge duct opens at one end into the annular lubrication space and at the other end at the periphery of the
pièce de guidage, entre deux joints d'étanchéité toriques. guide piece, between two O-ring seals.
Un évidement axial est réalisé dans la pièce de guidage pour permettre au joint torique adjacent à la chambre de compression de se déformer et de cesser d'être étanche lorsque la pression régnant dans le conduit de purge est supérieure à celle de la chambre de compression, ce qui est le cas lorsque cette dernière est vidée pour le An axial recess is made in the guide piece to allow the O-ring adjacent to the compression chamber to deform and cease to be sealed when the pressure prevailing in the purge duct is greater than that of the compression chamber, which is the case when the latter is emptied for the
démontage du ressort.disassembly of the spring.
De cette manière, on s'assure que lorsque la chambre de compression est vide, l'espace annulaire de lubrification est purgé et l'on supprime ainsi tout risque pour l'opérateur lors du démontage du ressort. La présente invention a pour objet de perfectionner encore les dispositifs à fluide compressible tels que les ressorts à gaz, du In this way, it is ensured that when the compression chamber is empty, the annular lubrication space is purged and this eliminates any risk for the operator during disassembly of the spring. The object of the present invention is to further improve compressible fluid devices such as gas springs,
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type comportant un corps creux ouvert à une extrémité, définissant une chambre de compression, une tige de piston mobile dans une pièce de guidage introduite dans l'ouverture dudit corps, deux éléments d'étanchéité successifs définissant entre eux, avec la tige de piston et la pièce de guidage un espace annulaire de lubrification, et un conduit de purge débouchant d'une part à l'extérieur de la pièce de type comprising a hollow body open at one end, defining a compression chamber, a piston rod movable in a guide piece inserted into the opening of said body, two successive sealing elements defining between them, with the piston rod and the guide part an annular lubrication space, and a purge duct opening on the one hand to the outside of the part
guidage et d'autre part dans l'espace annulaire de lubrification. guide and on the other hand in the annular lubrication space.
De façon caractéristique, le dispositif à fluide compressible selon l'invention comporte un organe d'obturation maintenu durant le fonctionnement du dispositif dans une position et/ou une configuration dans laquelle il obture le conduit de purge, et la pièce de guidage et le corps du dispositif sont conformés en outre de telle sorte que lors du démontage du dispositif, l'organe d'obturation puisse changer de position et/ou de configuration et prendre une position et/ou une configuration dans laquelle il permet la purge de l'espace annulaire de lubrification. Dans une réalisation particulière, l'organe d'obturation est Typically, the compressible fluid device according to the invention comprises a closure member maintained during the operation of the device in a position and / or a configuration in which it closes the purge duct, and the guide piece and the body. of the device are further shaped so that when the device is disassembled, the shutter member can change position and / or configuration and take a position and / or configuration in which it allows the space to be purged lubrication ring. In a particular embodiment, the shutter member is
constitué par une bille en un matériau élastiquement déformable. consisting of a ball made of an elastically deformable material.
Toujours dans une réalisation particulière, cette bille est placée dans un logement situé à la périphérie de la pièce de guidage et dans le fond duquel est réalisé un perçage radial débouchant sur la surface radialement intérieure de la pièce de guidage, entre les deux éléments d'étanchéité successifs s'appliquant entre la tige du piston Still in a particular embodiment, this ball is placed in a housing located at the periphery of the guide piece and in the bottom of which is made a radial bore opening onto the radially inner surface of the guide piece, between the two elements of successive sealing applied between the piston rod
et la pièce de guidage.and the guide piece.
Toujours dans une réalisation particulière, le corps du ressort comporte à proximité de son ouverture une gorge annulaire dont le profil est choisi de telle sorte que lors du démontage de la pièce de guidage, l'organe d'obturation s'engage au moins partiellement dans Still in a particular embodiment, the body of the spring comprises, near its opening, an annular groove whose profile is chosen so that during the disassembly of the guide piece, the shutter member engages at least partially in
cette gorge et cesse ce faisant d'obturer ledit conduit de purge. this groove and stops thereby closing said purge duct.
De préférence, la gorge annulaire précitée sert également au Preferably, the aforementioned annular groove is also used for
maintien d'un jonc annulaire de retenue de la pièce de guidage. maintenance of an annular retaining ring for the guide piece.
Toujours dans une réalisation particulière, la pièce de guidage comporte à sa périphérie et du côté de la chambre de compression, par rapport à l'organe d'obturation, une gorge annulaire logeant un joint d'étanchéité et un évidement axial débouchant dans cette gorge, permettant une déformation dudit joint autorisant le remplissage de la chambre de compression par le jeu de montage qui Still in a particular embodiment, the guide piece comprises at its periphery and on the side of the compression chamber, relative to the closure member, an annular groove housing a seal and an axial recess opening into this groove , allowing a deformation of said seal allowing the filling of the compression chamber by the mounting clearance which
existe entre la pièce de guidage et le corps du ressort. exists between the guide piece and the spring body.
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Un ressort à gaz selon l'invention s'avère de construction simple et fiable, tout en offrant les garanties de sécurité requises A gas spring according to the invention proves to be simple and reliable in construction, while offering the required safety guarantees
pour l'opérateur chargé du démontage. for the operator responsible for dismantling.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non detailed description which follows, of an exemplary embodiment not
limitatif et à l'examen du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un ressort à gaz conforme à l'invention, la figure 2 représente un détail de réalisation du ressort de la figure 1, - les figures 3 et 4 sont des demi-coupes schématiques représentant le ressort en cours de démontage et, - la figure 5 est une vue agrandie illustrant l'engagement de l'organe d'obturation dans la gorge annulaire prévue à cet effet sur le limiting and examining the appended drawing, in which: - Figure 1 is a schematic sectional view of a gas spring according to the invention, Figure 2 shows a detail of the spring of Figure 1, - Figures 3 and 4 are schematic half-sections showing the spring being dismantled and, - Figure 5 is an enlarged view illustrating the engagement of the closure member in the annular groove provided for this purpose on the
corps du ressort, lors du démontage. spring body during disassembly.
On a représenté sur la figure 1 un ressort à gaz 1 conforme à l'invention. Ce ressort à gaz 1 comporte un corps ou carter métallique 2 en forme de cylindre creux fermé à son extrémité inférieure et ouvert à son extrémité supérieure, définissant une chambre de compression 3 destinée dans l'exemple considéré à être remplie d'azote gazeux sous There is shown in Figure 1 a gas spring 1 according to the invention. This gas spring 1 comprises a metal body or casing 2 in the form of a hollow cylinder closed at its lower end and open at its upper end, defining a compression chamber 3 intended in the example considered to be filled with nitrogen gas under
une pression comprise entre 100 et 500 bars. a pressure between 100 and 500 bars.
Un lubrifiant peut éventuellement être ajouté à l'azote. A lubricant can optionally be added to the nitrogen.
Le ressort à gaz 1 comporte également un piston métallique monobloc 4 dont la tige, d'axe longitudinal X, coulisse dans une pièce de guidage en métal ou cartouche 5, laquelle est insérée avec le jeu de montage usuel dans le corps 2, soit avec un jeu égal à quelques The gas spring 1 also comprises a monobloc metal piston 4 whose rod, of longitudinal axis X, slides in a metal guide piece or cartridge 5, which is inserted with the usual mounting clearance in the body 2, either with a play equal to a few
dizaines de lim.tens of lim.
La tige du piston 4 traverse de part en part la pièce de guidage 5 à la faveur d'un alésage central et elle est munie à son extrémité inférieure d'une collerette 6 destinée à venir au repos en butée contre la pièce de guidage 5 afin d'empêcher que le piston 4 ne quitte le ressort sous l'effet de la pression régnant dans la chambre The piston rod 4 passes right through the guide piece 5 in favor of a central bore and it is provided at its lower end with a collar 6 intended to come to rest in abutment against the guide piece 5 so to prevent the piston 4 from leaving the spring under the effect of the pressure prevailing in the chamber
de compression.compression.
La pièce de guidage 5 comporte à son extrémité supérieure et sur sa périphérie un retrait annulaire 7 servant au montage d'un jonc The guide piece 5 has at its upper end and on its periphery an annular recess 7 used for mounting a rod
métallique annulaire de retenue 8.metallic ring retainer 8.
Ce jonc 8 coopère avec une gorge annulaire 9 réalisée dans le corps 2 à proximité de son extrémité supérieure, de manière à retenir This rod 8 cooperates with an annular groove 9 produced in the body 2 near its upper end, so as to retain
la pièce de guidage 5 dans ce dernier. the guide piece 5 in the latter.
La pièce de guidage 5 loge dans son alésage central deux éléments d'étanchéité 10 et 11 successifs s'appliquant de façon étanche sur la tige du piston 4, des segments de guidage 12 et 13 ainsi qu'un The guide piece 5 accommodates in its central bore two successive sealing elements 10 and 11 applying in leaktight manner to the piston rod 4, guide segments 12 and 13 as well as a
joint racleur 14, de façon connue en soi. scraper seal 14, in a manner known per se.
Les éléments d'étanchéité 10 et 11 peuvent être de tous types connus en soi, sont par exemple des joints composites et délimitent axialement un espace annulaire de lubrification 14 formé par le jeu existant entre la tige du piston 4 et la pièce de guidage 5, ce jeu The sealing elements 10 and 11 can be of any type known per se, are for example composite seals and axially delimit an annular lubrication space 14 formed by the play existing between the piston rod 4 and the guide part 5, this game
pouvant atteindre 0,2mm dans l'exemple décrit. up to 0.2mm in the example described.
La pièce de guidage 5 comporte à sa périphérie et au voisinage de son extrémité inférieure une gorge annulaire 15 qui loge un joint torique 16, lequel s'interpose de façon étanche entre la pièce de guidage 5 et le corps 2 durant le fonctionnement du ressort, pour empêcher le gaz contenu dans la chambre de compression 3 de quitter celle-ci par le jeu de montage qui existe entre le corps 2 et la pièce The guide piece 5 has at its periphery and in the vicinity of its lower end an annular groove 15 which houses an O-ring 16, which is interposed in a sealed manner between the guide piece 5 and the body 2 during the operation of the spring, to prevent the gas contained in the compression chamber 3 from leaving it by the mounting clearance which exists between the body 2 and the part
de guidage 5.guide 5.
Un évidement axial 17 s'étend depuis l'extrémité inférieure An axial recess 17 extends from the lower end
de la pièce de guidage 5 jusqu'à la gorge annulaire 15. from the guide piece 5 to the annular groove 15.
La profondeur de cet évidement 17 est supérieure à celle de la gorge annulaire 15 et permet au joint 16 de se déformer et de cesser de s'appliquer de façon étanche entre le corps 2 et la pièce de guidage 5 lorsque la pression qui règne dans le jeu de montage existant entre le corps 2 et la pièce de guidage 5, au dessus du joint 16, est The depth of this recess 17 is greater than that of the annular groove 15 and allows the seal 16 to deform and cease to apply in a sealed manner between the body 2 and the guide piece 5 when the pressure prevailing in the mounting clearance existing between the body 2 and the guide piece 5, above the seal 16, is
supérieure à la pression dans la chambre de compression 3. higher than the pressure in the compression chamber 3.
On peut ainsi faire jouer au joint 16 le rôle d'une valve et effectuer le remplissage de la chambre de compression par le jeu de We can thus play the seal 16 as a valve and fill the compression chamber with the game of
montage existant entre le corps 2 et la pièce de guidage 5. existing assembly between the body 2 and the guide piece 5.
A la fin du remplissage, le joint 16 reprend du fait de la pression qui règne dans la chambre de compression 3 et de la mémoire de sa forme initiale ses position et configuration initiales dans la gorge annulaire 15, et assure l'étanchéité du montage de la pièce de guidage At the end of filling, the seal 16 resumes due to the pressure prevailing in the compression chamber 3 and from the memory of its initial shape its initial position and configuration in the annular groove 15, and ensures the sealing of the mounting of the guide piece
5 dans le corps 2.5 in body 2.
Un perçage taraudé 18 est réalisé dans le fond du corps 2 pour le vissage d'un bouchon 19, lequel sert pour tester la tenue du - 5 - corps 2 à la pression et est dévissé lorsqu'il est nécessaire de vider A tapped hole 18 is made in the bottom of the body 2 for screwing a plug 19, which is used to test the resistance of the body 2 to pressure and is unscrewed when it is necessary to empty
la chambre de compression 3.the compression chamber 3.
La pièce de guidage 5 comporte à sa périphérie et au dessus de la gorge annulaire 15 un logement 20, cylindrique de révolution autour d'un axe Y perpendiculaire et sécant à l'axe X, contenant un organe d'obturation constituée ici par une bille 21 réalisée dans un The guide piece 5 has at its periphery and above the annular groove 15 a housing 20, cylindrical of revolution about an axis Y perpendicular and intersecting the axis X, containing a shutter member constituted here by a ball 21 performed in a
matériau élastiquement déformable tel que du caoutchouc. elastically deformable material such as rubber.
Le fond du logement 20 communique par un perçage radial 22 The bottom of the housing 20 communicates by a radial bore 22
avec l'espace annulaire 14 précité. with the annular space 14 above.
Le perçage radial 22 et le logement 20 constituent un conduit The radial bore 22 and the housing 20 constitute a conduit
de purge dont le rôle va être précisé plus loin. purge whose role will be explained below.
Au cours de l'utilisation du ressort à gaz, la pression dans l'espace annulaire 14 augmente du fait des mouvements du piston 4, jusqu'à devenir voisine de celle qui règne dans la chambre de During the use of the gas spring, the pressure in the annular space 14 increases due to the movements of the piston 4, until it becomes close to that which prevails in the chamber.
compression 3.compression 3.
La bille 1 est alors plaquée par la pression qui règne dans l'espace annulaire 14 contre la paroi du corps 2 et obture le conduit The ball 1 is then pressed by the pressure which prevails in the annular space 14 against the wall of the body 2 and closes the conduit
de purge.purge.
A la fin de l'utilisation du ressort à gaz, lorsqu'il est nécessaire de procéder au démontage de ce dernier, on vide la chambre de compression 3 en dévissant le bouchon 19 puis on enfonce la pièce de guidage 5 dans le corps 2 jusqu'à dégager le jonc 8, lequel peut alors être retiré de la gorge annulaire 9, comme cela est illustré sur la At the end of the use of the gas spring, when it is necessary to disassemble the latter, the compression chamber 3 is emptied by unscrewing the plug 19 and then the guide piece 5 is pushed into the body 2 until 'to release the rod 8, which can then be removed from the annular groove 9, as illustrated in the
figure 3.figure 3.
On exerce ensuite un mouvement d'extraction de la pièce de guidage 5 jusqu'à ce que la bille 21 atteigne la gorge 9 et s'enfonce There is then an extraction movement of the guide piece 5 until the ball 21 reaches the groove 9 and sinks
dans celle-ci, comme représenté sur les figures 4 et 5. in it, as shown in Figures 4 and 5.
Le profil de la gorge 9 est choisi de telle sorte que lorsque la bille 21 s'y engage, cette dernière cesse d'obturer le logement 20 et laisse un intervalle 23 permettant une purge de l'espace annulaire The profile of the groove 9 is chosen so that when the ball 21 engages in it, the latter ceases to close the housing 20 and leaves a gap 23 allowing the annular space to be purged
de lubrification 14.lubrication 14.
Ce dernier retourne alors à la pression atmosphérique sans The latter then returns to atmospheric pressure without
risque pour l'opérateur chargé du démontage. risk for the operator responsible for dismantling.
Dans l'exemple décrit, la gorge 9 comporte comme représenté sur la figure 5, du côté de l'extrémité ouverte du corps 2, une surface toroidale 24 dont la section est un quart de cercle, prolongée en direction du fond du carter 2 par une surface conique 25 inclinée d'environ 30 sur l'axe X. In the example described, the groove 9 comprises, as shown in FIG. 5, on the side of the open end of the body 2, a toroidal surface 24 whose section is a quarter of a circle, extended towards the bottom of the casing 2 by a conical surface 25 inclined by about 30 on the axis X.
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Lors de la poursuite du mouvement d'extraction de la pièce de When continuing the extraction movement of the workpiece
guidage 5, la bille 21 est cisaillée. guide 5, the ball 21 is sheared.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un ressort à gaz et s'applique également à d'autres dispositifs à fluide compressible, le fluide compressible utilisé pouvant être un liquide Of course, the invention is not limited to a gas spring and also applies to other compressible fluid devices, the compressible fluid used can be a liquid.
compressible tel qu'une huile silicone. compressible such as silicone oil.
- 7 -2779194- 7 -2779194
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