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"Segment - de piston d'acoumulateurll
La présente invention se rapporte aux accu- mulateurs de pression du type à piston et plus particu-
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11ère,.tent au segment f' étanchf .t du piston situé entre les chambres à gaz et à liquide de l'accumulateur.
Le segment de piston idéal monté dans un accumulateur comporte des caractéristiques contradictoires en ce qu'il doit servir à assurer de façon efficace l'é-
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tancli6it4 en fépapant la chambre à gaz de la atmraibre à liquide alors qu 1 i.l doit en M$ue temps réaliser un uini- jj1wn de ,f.tt:ser3t au onent où le piston se déplace afin de rr,:de, a celui-ci an minimum d'inertie.
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Le serment sert à maintenir le liquide en dehors de la charabre à gaz et à maintenir le gaz en de. hors de la chambre à liquide. Du liquide qui suinte à l'intérieur de la chambre à gaz rend nécessaire un entre- tien de l'accumulateur afin d'expulser le liquide et il est évidemment souhaitable de réduire un tel entretien à un minimum, Le gaz (ordinairement de l'air) qui fuit à l'intérieur de la chambre à liquide pénètre dans le système auquel l'accumulateur est fixé et est ainsi pré- judiciable au fonctionnement de l'ensemble par suite de l'introduction d'un gaz indésirable à l'intérieur d'un système hydraulique.
Afin de iaintenir l'usure produite sur les segments et la résistance à l'avancement du piston à un minimum) il est souhaitable que les segments de piston présentent un minimum de frottenient lorsqu'ils se dépla- cent sur les parois intérieures du cylindre de l'accumu- lateur. @
Le segment typique de piston d'accumulateur a été constitué par deux bagues toriques espacées l'une par rapport à l'autre. Recèlent} on a su placer une mince bague en Teflon entre chaque bague torique et les parois du cylindre. La bague en "Teflon" assure une course à faible frottement et la bague torique fonctionne de façon à maintenir un joint étanche entre les chambres à gaz et à liquide.
Cependant, il reste un but,à atteindre dans la réalisation du segment de piston d'un accumulateur afin d'améliorer les qualités d'étanchéité et de frot- tement procurées par la technique antérieure.
En conséquence, les buts de l'invention sont
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principalement ; - de fournir un segment d'étanchéité de piston
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d t ,c;u:uaGc.r perfectionné; - de fournir plus particulière.eut un joint mo- bile ou segment en "Teflon" de conception nouvelle qui présente un frottemont moindre, une durée en service plus longue et qui contr@bue à réduire les fuites en comparaison des segments de la technique antérieure.
En résumé, la. présente invention consiste à utiliser un segment annulaire en "Teflon" présentant une configuration dont on ne peut se rendre compte qu'en ayant recours aux dessins. Ce qui est important pour la configuration du segment en "Teflon" c'est l'existence de parties évidées situées à la surface du segment qui circule sur le cylindre de l'accumulateur. Ces partira évidées réduisent le frotteront entre le segment et le cylindre et assurent égalenent un meilleur balayage du li- quide qui adhère aux parois du cylindre.
Les arôtes du se;;,.tent en "Teflon" sont chanfreinées afin d'empêcher que le "Teflon" ne soit refoulé entre le piston et les pa- rois du cylindre. Des gorgea qui sont taillées sur la sur-
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face de de;plac(3iient du segmaiit assurent une meilleure ét.;:!ïCh0ité en ce qu'elles réalisent un contact h arttos .r.t311.e; entre le segmcnt c,n "Teflon" et les parois in.. t'=i'5,à=iàTi; du cylindre de l'accumulateur.
Co segment particulier en "Teflon" consti- tue donc un segment perfectionné à frottement réduit) et
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sert ainsi à 31l{.liort!I' lus deux c;racûrßstiqucze contra- dictoires d'un ::..e"':"13nt d't rzfyh.it idéal. i':f=a;r, Cfol'llctéri üt'j qUfu et avantagea de ltA 1..tÚ:;0l1t( invention rij;3C1'tiront de la description qui
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va suivre, faite en regard des dessins annexés et don- nant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforue à l'invention.
Sur ces dessins) cur lesquels les mêmes élé- ments sont désignés par les mêmes numéros de référence) la figura 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un accumulateur à piston ; la figure 2 représente une vue fragmentaire de la figure 1, agrandie, pour montrer la relation exis- tant entre le joint à bague torique et le segment en "Teflon" lorsque ceux-ci sont assemblés sur le piston; la figure 2A représente une vue semblable à celle de la figure 2, la courbure du segment en "Te- flon" étant exagérée pour montrer le contact des arêtes entre le segment et la surface de parcours sur le cylin- dre; la figure 3 représente une vue en plan du segment en "Teflon"; la figure 4 représente une vue en coupe transversale suivant la ligne 4-4 du segment en "Teflon" de la figure 3.
En se reportant maintenant aux dessins) la figure 1 représente un accumulateur à piston 10 dans le- quel le piston 11 est représenté placé dans le cylindre principal 12 dans une position arbitraire entre les cha- peaux d'extrénité 13. La chambre à gaz 14 est représen ée sur un côté du piston et la chambre à liquide-15 sur l'autre c8té de celui-ci. Des joints nouveaux constitués @ par des bagues toriqucs 16 sont représentés montés dans @ chaque chapeau d'extremité 13. Etant donné que ces cha- peaux 13 sont fixes, il n'y a aucun problème particulier
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associé à ces joints 16.
Les segments auxquels se rapporte la présente invention sont ceux qui sont montés sur le piston 11-
Chaque: segment ou joint se compose d'une ba- gue torique 19 placée au contact d'une bague en "Teflon" 20 comme on peut le voir en particulier sur la figure 2.
La bague torique 19 est entièrement placée à l'intérieur d'un évidement ou gorge 21 ménagée dans le piston 11.
Le segment en "Teflon" 20 est placé en partie dans l'évi- dement 21. du piston et s'étend en dehors de celui-ci pour venir en contact avec la surface intérieure 22 du cylindre principal 12. Les dimensions de l'évidement 21 ménagé dans le piston, de la bague torique 19,et du joint en "Teflon" 20 sont choisies de façon à ce que, lorsqu'elle est montée) la ba;ue torique 19 se trouve
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Cltd'1)?'3.ult? entre le .5:.gnLtmt en "Tuflon" 20 et la paroi in-érieur& 2µ do l' v1>de .\ent 21. Ainsi la bagua torique 19 co ,pl'irI160 agit canare un joint efficace entre l'évide... aient 21 i t la Dû;;::!:1\,mt en "Teflon"20.
C' s. a lr' nature particulière de oo ses- illent en l'T0±J.':m'l 20, =épr&ient4 sur les figures 3 et 4, que se ?ap'.ort la. Dr<2SentE.. invention.
Le @@g@@nt en "Teflon" 20 illustré sur les
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figures 3 et - est r"Drn3t::nt8 sous la forme qu'il pré" sente avant d'être monte et utilisé. Il faut se rappe- ler @u cours de la description qui suit que le segment en "Teflon" 20 représenté se déforme quelque peu lors- qu'on le monte et qu'on l'utilise et que l'explication de son fonctionnement exact suppose en partie une cer- taine déformation. La manière dont cette déformation agit pour le fonctionnement du segment sera précisée dans
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la description.
Deux gorges 25 sont taillées à l'intérieur de la surface plate d'appui 26 du segment 20. Les arêtes de la surface d'appui 26 du segment 20 sont chanfreinées en 27. La surface intérieure 28 qui est en contact avec la bague torique 19 présente une configuration en forme de V peu profond .
Dans la forme de réalisation préférée illus- trée, des dimensions types sont indiquées , Il faut se rendre compte que les dimensions peuvent varier considé- rablement et qu'elles dépendent en grtmde partie des appli- cations particulières. Cependant, l'épaisseur la meilleure dans la plupart des applications est de 0,762 à 0,863 mm.
Le "Teflon" , qui est universellement utilisé pour ce type d'application, présente une tendance à s'ex- truder lorsqu'il est cous pression. Le biseau 27 taillé sur les angles du soient 20 supprime les arêtes qui sont le plus prob@blement susceptible de s'extruder à l'inté- rieur do l'eapace situ@ entre le piston 11 et le cylindre
12.
La surf@@@ intriere en forme de V 28 aide à empê- cher q,u" le segment 20 ne grimpe et sorte de la gorge 21 du piston 11.En outre les chanfreins 27 et la surface intérieure en òrne de V 28 rendent plus facile l'assem- blage du segment 20 et de la bague torique 19 lorsque le piston 11 est initialement introduit à l'intérieur du cylindre 12. Le chanfrein 27, en rognant la surface d'anpui 26 du segment 20, diminue la résistance à l'a- vancement du piston 11 et constitue ainsi un facteur d'amélioration du délai de réponse de l'accumulateur 10.
La diminution de la résistance à l'avancement assurée par le tracé du chanfrein 27 résulte également de la
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suppression de l'extrusion d'un élément du segment 20
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éteint donné que l'extrusion de tels éi,:nte augmente sensiblement le trottinent pendant la course.
Les gorges 25 servent également à diminuer le frottement pendant la course en diminuant la surface portante 26 entre le segment 20 et le cylindre 12. Ce- pendant, d'une manière plus importante, les gorges 25 fournissent une lubrification au sonnent 20 et servent einsi à diminuer le frottement. La lubrification ect assurée par une petite quantité du liquide situé dans la chambre à liquide 15 de l'accumulateur 10. Après quelques coups de piston initiaux un peu du liquide de la chambre 15 est contraint de s'infiltrer à l'in- térieur des gorges 25 et y est maintenu afin do réa- liser la lubrification voulue.
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Coi:1.ie on l'observe sur 1s figure 2A, sous la poussée dr, le b,-1[,,ue torique 1,, le surent en "Teflon" 20 se courbe q:.wl(j.ul: peu. Cettw courbure du sérient 20 réalise l. 'lU( l'on peut >q ;,< 1er en termes plue que simples un 00-n-t-ict à quatre- arêtes entre le scfjmcnt 20 et la paroi 2i du cylindre. Lec qu-.'tre e.rùtea sont (C:if'n' -t):1r 25z, e:5b, 25g et 2c:.d. L:.1> r:ynVCiV d'erûtcs r':J.1iD4.3 Z éJ>± 'l.,Jt 2sol étaùliscont une \"')t'Q:H.lon 100010 Cpnif.di:r;.b1K: aux 1.>it. ,tuu ces arête" 5,.t au tomitnt un F,-;8t^ v'.:1 d.' ,t .'.chiite <.1.GSC7. h<;r .I.tL1Ut:. avec 1 iô<Z.??Qi 2i:. du 'y1indr'. Ainsi) si l'on considère le tcr- t,:en; 20. pui- i. 1'iar LI. co...:e St dr 2oç .tu vers le haut, 1 t re^àtf- 25 ln lEJ.)6 t nettoie trèü .o ypltc., ont la surface 22 da cylindre 12 tlu liquida en ni 1I.liG'3..nt que lu P<".ii?lll 1 1 ' plus faible.
De cett,- f tcon il n'y a qu'une tniix faible fuite d'huilu Ô l'int0riour de la
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chambre à gaz 14. Cependant il reste une quantité d'huile suffisante fournie par les gorges 25 pour que la surface
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de port80 le plus #;z:nio (située ntr. les arêtes 25b et 25jS.) ne présente qulu!%- frottement triii faible sur la pa- roi 22 du cylindre*
Bien que la figure 2@ donne une représenta- tion un peu exagérée de ce qui se produit, on peut ob- server que la courbure du segment en Teflon 20 autour de la bague torique 19 qui est sous pression a pour résultat que les parties de la surface portante 26 qui sont les plus proches des deux arêtes chanfreinées 27 se détachent légèrement de la surface intérieure 22 du cylindre 12.
Par suite de la courbure., la surface portante 26 est réduite à un tiers ou moins et la pression à l'u- nité de surface se trouve grande-tient augmentée sur les parties de la surface port@nte 26 qui sont en contact avec le paroi intérieure 22. Par suite, la pression exis-
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tent entre les arfçs 25 25jl et la paroi 22 du cylindre ost "vâ:'t7'IF':.i±:?'-'..:' :31:.iée. De cett façon, ces arêtes 25!, 5d sont r< i=Kazt .'lené.$ 9. réiliser un agencement d'é- trnch0it6 très serré avec lu paroi 22 du cylindre. Ce contact de.> arêtes avec l'agencement d'étancheité herJillJ- .:e.uF qui in résulte ne ourrr.it pas être obtenu sans les 1l'..l:: ;=.7:':s :zririuh i1'(.:f3 25. Par suite les deux gorges soiit illtj,:i.8i)\:m.z:::'bls pour obtenir les avantages de la pré- sente invention.
Il c'3t ê; J1G...mt essentiel que ces deux 301:'I)('G 215 soient situées de ch",,1'J\;. côté du plan de symé-' tin A-'A du In bauc' on "4:lon" 20, lequel plan de sy- môtrio pnac 01r le centre de 1: b0buu torique 19*
Il faut se rap@eler que si on parvient à une. explication précise de la ruison pour laquelle les
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arêtes 25,aj 25b, 2ç: 5rà sont efficaces, il est dif- facile sinon luino2ijïôle. de fournir une explication com- plôte et àa.;t.lë, Toutefois, il est évident que les gords 25 réalisent ::'.e^tiv: :erzt un prfactionne-nt iitipnrtnt dans le l1.nlitês d'étanchéité et de portée de ces s0Jant n "Teflon" O.
Il vu .' '30Í qu<- la r)r3u2?',. invention n' 0. été d3c.x. c...r,..;,: qu'4 titr; 0XP1.i ç >tif, nais nulle- ment liiait,t-2 et gvc l'on pO'.1r!'l y apporter toutes va- ri;:,ntt:::: suns sertir de son meéro.