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Title:
COOLING AND LUBRICATION SYSTEM FOR A PISTON SEALING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/109329
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling and lubrication system (1) for a piston sealing device (2) for a piston (3) comprising a fixed skirt (7) and a sliding skirt (12) which are connected to one another by a mechanical inter-skirt connection (13) so as to axially compress a continuous extendable segment (15) by the action of a sliding skirt spring (20), said system (1) adding a sliding skirt stop ring (21) to the device (2) such as to insert a flow control valve (22) between the fixed skirt (7) and the continuous extendable segment (15), through which valve the mechanical inter-skirt connection (13) extends. At rest, the valve (22) is kept at a distance from the fixed skirt (7) by a valve return spring (30), said valve comprising a flow calibration port (27).

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Inventors:
RABHI, Vianney (14 quai de Serbie, Lyon, 69006, FR)
Application Number:
FR2016/053342
Publication Date:
June 29, 2017
Filing Date:
December 12, 2016
Export Citation:
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Assignee:
RABHI, Vianney (14 quai de Serbie, Lyon, 69006, FR)
International Classes:
F04B1/12; F03C1/28; F04B53/08; F04B53/14; F04B53/18
Domestic Patent References:
WO2004074716A12004-09-02
Foreign References:
FR3009037A12015-01-30
US7730866B22010-06-08
FR2351263A11977-12-09
FR3009037A12015-01-30
Attorney, Agent or Firm:
COLBERT INNOVATION (139 rue Vendôme, Lyon, 69477, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS Système de refroidissement et lubrification (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) 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 système (1 ) étant caractérisé en ce qu'il comprend : · Au moins une butée de bague de jupe glissante (21 ) qui interdit à la jupe glissante (12) de s'éloigner du piston (3) au delà d'une certaine distance ;

• Au moins une valve de débit (22) traversée axialement et de façon plus ou moins étanche par la liaison mécanique inter-jupes (13) et intercalée entre le segment continu extensible (15) et la tête de piston (6), ladite valve (22) comprenant de première part, une face axiale de valve côté tête de piston (23) qui présente une portée circulaire de fermeture de débit (24) cette dernière définissant avec une surface de contact de valve (26) aménagée sur la face de compression (10) une ligne de contact circulaire (25) dont le diamètre est significativement inférieur à celui du cylindre (4), ladite valve (22) comprenant de deuxième part, une face axiale de valve côté jupe glissante (28) maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec le segment continu extensible (15), ladite valve (22) comprenant de troisième part, un orifice de calibrage de débit (27) qui traverse ladite valve (22) de part en part dans le sens axial ;

• Au moins une chambre intermédiaire de sortie de fluide (29) dont le volume est formé - à l'intérieur de la ligne de contact circulaire (25) - par la face axiale de valve côté tête de piston (23), par la face de compression (10) et par la surface externe de la liaison mécanique inter-jupes (13) ;

• Au moins un ressort de rappel de valve (30) qui tend à éloigner la valve de débit (22) de la tête de piston (6).

Système de refroidissement et lubrification suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort de rappel de valve (30) fait office de ressort de jupe glissante (20).

Système de refroidissement et lubrification suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que l'orifice de calibrage de débit (27) est constitué du jeu laissé entre la valve de débit (22) et la liaison mécanique inter-jupes (13).

Système de refroidissement et lubrification suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort de rappel de valve (30) est logé à l'intérieur de la chambre intermédiaire de sortie de fluide (29).

Système de refroidissement et lubrification suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le ressort de jupe glissante (20) est logé à l'intérieur d'une coupelle de ressort (31 ) aménagée ou rapportée dans la jupe glissante (12).

Système de refroidissement et lubrification suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la butée de bague de jupe glissante (21 ) est traversée de part en part par au moins un orifice de passage de fluide (32). Système de refroidissement et lubrification suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la face cylindrique extérieure de la tête de piston (6) présente une gorge circulaire de décompression (33) qui limite l'étanchéité de ladite tête (6).

Description:
SYSTEME DE REFROIDISSEMENT ET LUBRIFICATION

POUR DISPOSITIF D'ETANCHEITE POUR PISTON

La présente invention est relative à un système de refroidissement et lubrification pour dispositif d'étanchéité pour piston. Ladite invention est un perfectionnement du dispositif d'étanchéité pour piston objet de la demande de brevet FR 3009037 en date du 23 juillet 2013 appartenant au demandeur. Ledit dispositif est particulièrement adapté à tout piston opérant sous haute pression. Le dispositif d'étanchéité pour piston selon la demande de brevet FR 3009037 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 la demande de brevet FR 3009037, 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 de la demande de brevet FR 3009037 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 à la demande de brevet FR 3009037 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 FR 3009037, on comprend que le débit de fuite maximal de fluide qui s'écoule entre le piston et le cylindre est trouvé lorsque la pression qui règne dans la chambre à fluide est suffisamment élevée pour maximiser le débit de fluide passant dans le jeu laissé entre la jupe glissante et le cylindre, mais pas encore suffisamment élevé pour que le segment continu extensible soit plaqué en contact circonférentiel avec le cylindre, ce qui réalise une étanchéité quasi totale. Ainsi, selon le dispositif d'étanchéité pour piston suivant la demande de brevet FR 3009037, une fuite subsiste donc de façon transitoire entre le piston et le cylindre. Cette fuite s'ajoute d'ailleurs à celle qui survient lors de la phase basse- pression trouvée durant la course de refoulement d'un moteur hydraulique ou durant la course d'aspiration d'une pompe hydraulique. En effet, pendant ladite phase, le segment continu extensible est parqué et ne réalise aucune autre étanchéité que celle constituée par la restriction de passage du fluide que forme le jeu laissé entre ledit segment et le cylindre.

Cette fuite est nécessaire à la lubrification et au refroidissement du segment continu extensible d'une part, et du piston d'autre part.

En fonction du type de pompe ou de moteur hydraulique auquel s'adresse le dispositif d'étanchéité pour piston selon la demande de brevet FR 3009037, le besoin en fluide de lubrification et de refroidissement peut varier, notamment selon l'importance de l'effort radial qu'exerce le piston sur le cylindre.

En effet, plus ledit effort est important, plus l'énergie dissipée par frottement et par cisaillement d'huile à l'interface entre le piston et le cylindre, est importante. Pour évacuer ladite énergie, il faut suffisamment d'huile circulante.

En outre, le besoin en huile de lubrification tend à augmenter avec ledit effort car il faut en toutes circonstances garantir une épaisseur suffisante au film d'huile qui sépare le piston et le cylindre, de sorte à prévenir tout contact métal-métal entre ledit piston et ledit cylindre.

Par ailleurs, on remarquera que certaines pompes ou certains moteurs hydrauliques comportent des pièces mécaniques qui sont positionnées à l'opposé de la chambre à fluide recevant le fluide sous pression et qui sont lubrifiées et/ou refroidies grâce au débit de fuite passant entre le piston et le cylindre.

L'étanchéité poussée du dispositif d'étanchéité pour piston suivant la demande de brevet FR 3009037 peut, selon le cas, poser un problème de débit de lubrification et/ou de refroidissement insuffisant tant pour le piston lui-même que pour d'éventuelles pièces mécaniques avec lesquelles coopère ledit piston.

Une solution consisterait à placer en divers endroits du carter de pompe ou de moteur hydraulique un ou plusieurs injecteurs d'huile pour lubrifier et/ou refroidir les composants qui viennent d'être énumérés. Le problème est que de tels injecteurs complexifient inévitablement la pompe hydraulique ou le moteur hydraulique qui les reçoit. En outre, la lubrification du piston dans son cylindre peut rester encore insuffisante car le débit d'huile fourni par de tels injecteurs doit atteindre des parties du cylindre rendues inaccessibles par le piston.

Le système de refroidissement et lubrification pour dispositif d'étanchéité pour piston selon l'invention s'adresse donc principalement aux pompes et moteurs hydrauliques équipées du dispositif d'étanchéité pour piston suivant la demande de brevet FR 3009037 dont le débit de fluide de refroidissement et de lubrification est devenu insuffisant du fait de l'étanchéité poussée réalisée par ledit dispositif.

A ce titre, selon le type d'application, le système de refroidissement et lubrification pour dispositif d'étanchéité pour piston selon l'invention permet, en fonction de son mode de réalisation :

• De générer un débit de fuite d'huile de lubrification et de refroidissement important au prix d'une réduction minimale du rendement volumétrique et énergétique de la pompe hydraulique ou du moteur hydraulique qui le reçoit ;

• D'éviter d'aménager un ou des injecteur(s) de lubrification et de refroidissement dans le carter de toute pompe ou moteur hydraulique qui reçoit le dispositif d'étanchéité pour piston suivant la demande de brevet FR 3009037 ;

• De fournir un débit d'huile de lubrification et de refroidissement à l'interface entre le piston et le cylindre, dans des zones usuellement inaccessibles au jet d'huile d'un injecteur d'huile ;

• 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 la demande de brevet FR 3009037.

Il est entendu qu'outre son application aux pompes hydrauliques et aux moteurs hydrauliques à pistons axiaux ou radiaux, le système de refroidissement et lubrification 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 système.

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.

Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention 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 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 système comprenant :

• Au moins une butée de bague de jupe glissante qui interdit à la jupe glissante de s'éloigner du piston au delà d'une certaine distance ;

• Au moins une valve de débit traversée axialement et de façon plus ou moins étanche par la liaison mécanique inter-jupes et intercalée entre le segment continu extensible et la tête de piston, ladite valve comprenant de première part, une face axiale de valve côté tête de piston qui présente une portée circulaire de fermeture de débit cette dernière définissant avec une surface de contact de valve aménagée sur la face de compression une ligne de contact circulaire dont le diamètre est significativement inférieur à celui du cylindre, ladite valve comprenant de deuxième part, une face axiale de valve côté jupe glissante maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec le segment continu extensible, ladite valve comprenant de troisième part, un orifice de calibrage de débit qui traverse ladite valve de part en part dans le sens axial ; · Au moins une chambre intermédiaire de sortie de fluide dont le volume est formé - à l'intérieur de la ligne de contact circulaire - par la face axiale de valve côté tête de piston, par la face de compression et par la surface externe de la liaison mécanique inter-jupes ; · Au moins un ressort de rappel de valve qui tend à éloigner la valve de débit de la tête de piston.

Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention comprend un ressort de rappel de valve qui fait office de ressort de jupe glissante. Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention comprend un orifice de calibrage de débit qui est constitué du jeu laissé entre la valve de débit et la liaison mécanique inter-jupes. Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention comprend un ressort de rappel de valve qui est logé à l'intérieur de la chambre intermédiaire de sortie de fluide.

Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention comprend un ressort de jupe glissante qui est logé à l'intérieur d'une coupelle de ressort aménagée ou rapportée dans la jupe glissante.

Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention comprend une butée de bague de jupe glissante qui est traversée de part en part par au moins un orifice de passage de fluide.

Le système de refroidissement et lubrification suivant la présente invention comprend une face cylindrique extérieure de la tête de piston qui présente une gorge circulaire de décompression qui limite l'étanchéité de ladite tête.

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'une pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable dont les pistons reçoivent le système de refroidissement et lubrification selon l'invention. Figure 2 est une vue en coupe schématique du système de refroidissement et lubrification selon l'invention.

Figure 3 est une vue en coupe schématique du système de refroidissement et lubrification selon l'invention dont le ressort de rappel de valve fait office de ressort de jupe glissante. Figures 4 et 5 sont des vues en coupe schématique qui illustrent le fonctionnement du système de refroidissement et lubrification selon l'invention, la pression régnant dans la chambre à fluide étant respectivement basse, puis haute. Figure 6 est une vue tridimensionnelle d'un piston assemblé qui est équipé du système de refroidissement et lubrification selon l'invention, et du dispositif d'étanchéité pour piston qu'il perfectionne.

Figure 7 est une vue tridimensionnelle éclatée d'un piston qui est équipé du système de refroidissement et lubrification selon l'invention, et du dispositif d'étanchéité pour piston qu'il perfectionne.

DESCRIPTION DE L'INVENTION : On a montré en figures 1 à 7 le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2, divers détails de ses composants, ses variantes, et ses accessoires.

Le système de refroidissement et lubrification 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 .

Le dispositif d'étanchéité pour piston 2 auquel s'applique le système de refroidissement et lubrification 1 selon l'invention comporte en outre 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 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 auquel s'applique le système de refroidissement et lubrification 1 selon l'invention comporte 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.

Comme le montrent les figures 1 à 5 et la figure 7, le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention comprend au moins une butée de bague de jupe glissante 21 qui interdit à la jupe glissante 12 de s'éloigner du piston 3 au delà d'une certaine distance ;

Les figures 1 à 7 illustrent que le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention comprend au moins une valve de débit 22 traversée axialement et de façon plus ou moins étanche par la liaison mécanique inter-jupes 13 et intercalée entre le segment continu extensible 15 et la tête de piston 6.

Ladite valve 22 comprend de première part, une face axiale de valve côté tête de piston 23 qui présente une portée circulaire de fermeture de débit 24 cette dernière définissant avec une surface de contact de valve 26 aménagée sur la face de compression 10 une ligne de contact circulaire 25 dont le diamètre est significativement inférieur à celui du cylindre 4.

Ladite valve 22 comprend de deuxième part, une face axiale de valve côté jupe glissante 28 maintenue directement ou indirectement en contact étanche avec le segment continu extensible 15.

Ladite valve 22 comprend de troisième part, un orifice de calibrage de débit 27 qui traverse ladite valve 22 de part en part dans le sens axial.

On note que selon un mode particulier de réalisation du système de refroidissement et lubrification 1 selon l'invention, la valve de débit 22 peut être maintenue radialement centrée dans le cylindre 4 par la liaison mécanique interjupes 13 autour de laquelle elle est montée à faible jeu, tandis que le face cylindrique extérieure de ladite valve 22 reste à une certaine distance de la paroi interne du cylindre 4 sans jamais entrer en contact avec ladite paroi.

Comme l'illustrent de façon évidente les figures 1 à 5, le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention comprend au moins une chambre intermédiaire de sortie de fluide 29 dont le volume est formé - à l'intérieur de la ligne de contact circulaire 25 - par la face axiale de valve côté tête de piston 23, par la face de compression 10 et par la surface externe de la liaison mécanique inter-jupes 13.

Enfin, les figures 1 à 5 et la figure 7 montrent que le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention comprend au moins un ressort de rappel de valve 30 qui tend à éloigner la valve de débit 22 de la tête de piston 6.

La figure 3 illustre que le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention prévoit que le ressort de rappel de valve 30 peut faire office de ressort de jupe glissante 20.

En effet, le ressort de rappel de valve 30 tend à rapprocher la valve de débit 22 de la jupe glissante 12 et à comprimer axialement le segment continu extensible 15 entre ladite valve 22 et ladite jupe 12 à l'instar de ce que prévoit le dispositif d'étanchéité pour piston selon la demande de brevet FR 3009037.

Cette substitution peut s'avérer acceptable notamment lorsque le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention s'applique à certaines pompes hydrauliques.

A titre de variante, l'orifice de calibrage de débit 27 peut être constitué du jeu laissé entre la valve de débit 22 et la liaison mécanique inter-jupes 13, ledit jeu étant calculé pour laisser passer le débit de fluide 1 1 recherché depuis la chambre à fluide 5 vers la chambre intermédiaire de sortie de fluide 29.

Les figures 1 à 5 et la figure 7 illustrent que le ressort de rappel de valve 30 peut être logé à l'intérieur de la chambre intermédiaire de sortie de fluide 29, ledit ressort 30 pouvant être de type hélicoïdal, de compression, de traction ou de torsion, constitué d'une ou plusieurs rondelles « Belleville » empilées en série ou en parallèle, ou de type connu de l'homme de l'art. Comme le montrent les figures 1 , 2, 4, 5 et 7, le ressort de jupe glissante 20 peut être logé à l'intérieur d'une coupelle de ressort 31 aménagée ou rapportée dans la jupe glissante 12, ledit ressort 30 pouvant être de type hélicoïdal, de compression, de traction ou de torsion, constitué d'une ou plusieurs rondelles « Belleville » empilées en série ou en parallèle, ou de type connu de l'homme de l'art.

Il est particulièrement visible en figures 4 et 5 que selon le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention, la butée de bague de jupe glissante 21 peut être traversée de part en part par au moins un orifice de passage de fluide 32 qui laisse le fluide 1 1 contenu dans la chambre à fluide 5 passer librement au travers de ladite butée 21 pour d'une part, exercer une pression sur la face cylindrique interne de segment 16 et pour d'autre part, refroidir et lubrifier le piston 3 en débouchant de la chambre intermédiaire de sortie de fluide 29 après avoir pénétré dans cette dernière notamment via l'orifice de calibrage de débit 27.

Comme on le voit en figures 2 à 7, la face cylindrique extérieure de la tête de piston 6, peut présenter une gorge circulaire de décompression 33 qui limite l'étanchéité de ladite tête 6 ce qui favorise le fonctionnement du segment continu extensible 15, ladite gorge circulaire 33 pouvant - selon un mode particulier de réalisation de l'attelage articulé 1 suivant l'invention - coopérer avec au moins une gorge axiale de décompression 34 telle que présentée en figures 6 et 7 qui relie ladite gorge circulaire 33 avec la face d'appui de piston 8.

On remarque qu'avantageusement, la gorge axiale de décompression 34 peut être hélicoïdale pour répartir la pression d'appui qu'exerce la face cylindrique extérieure de la tête de piston 6 sur le cylindre 4.

FONCTIONNEMENT DE L'INVENTION : Le fonctionnement du système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention se comprend aisément au vu des figures 1 à 7. La figure 1 montre le système de refroidissement et lubrification 1 appliqué à une pompe hydraulique à pistons axiaux à cylindrée variable 35 connue en soi. On remarque que les pistons 3 de ladite pompe 35 sont naturellement équipés du d'étanchéité pour piston 2 objet de la demande de brevet FR 3009037 que perfectionne le système de refroidissement et lubrification 1 selon l'invention.

Lorsqu'un arbre de transmission 36 que possède ladite pompe 35 est mis en rotation par une source motrice non-représentée, ledit arbre 36 entraîne à son tour un barillet 37 en rotation, ce dernier étant solidaire dudit arbre 36.

Lorsqu'un plateau inclinable 38 que prévoit ladite pompe 35 s'incline, concomitamment, les pistons 3 de ladite pompe 35 se mettent à effectuer des allers et retours dans le cylindre 4 avec lequel ils coopèrent. Il en résulte que lesdits pistons 3 aspirent du fluide 1 1 dans un conduit d'admission 39 qui est alimenté en dit fluide 1 1 sous une pression basse de par exemple dix bars, puis expulsent ledit fluide 1 1 dans un conduit de refoulement 40 dans lequel ledit fluide 1 1 est porté à une pression de par exemple quatre cents bars. Conformément à ce qui est décrit dans la demande de brevet FR 3009037 relative au dispositif d'étanchéité pour piston 2, le segment continu extensible 15 de chaque piston 3 passe successivement de l'état parqué lorsque la pression régnant dans la chambre à fluide 5 avec laquelle il coopère est de dix bars, à l'état de contact étanche avec le cylindre 4 lorsque la pression régnant dans ladite chambre 5 est de quatre cents bars.

L'étanchéité poussée que le segment continu extensible 15 réalise avec le cylindre 4 lorsque la pression régnant dans la chambre à fluide 5 est de quatre cents bars ne laisse passer que très peu de fluide 1 1 entre ledit segment 15 et ledit cylindre 4. De même, quand la pression régnant dans la chambre à fluide 5 n'est que de dix bars, bien que ledit segment 15 soit parqué, le faible jeu laissé entre la jupe glissante 12 et le cylindre 4 d'une part, et entre le segment continu extensible 15 et le même dit cylindre 4 d'autre part, ne laisse que très peu de fluide 1 1 s'échapper de la chambre à fluide 5 via le jeu laissé entre le piston 3 et le cylindre 4. Pourtant, le refroidissement et la lubrification du piston 3 peuvent nécessiter plus de fluide 1 1 que n'en laissent passer le segment continu extensible 15 et la jupe glissante 12 avec laquelle il coopère. C'est pourquoi - comme ceci est clairement illustré en figure 4 - selon le système de refroidissement et lubrification 1 suivant l'invention, il est permis à du fluide 1 1 supplémentaire de passer directement de la chambre à fluide 5 à l'espace que constitue le jeu laissé entre le piston 3 et le cylindre 4 sans passer ni par le jeu laissé entre la jupe glissante 12 et le cylindre 4, ni par celui laissé entre le segment continu extensible 15 et le même dit cylindre 4.

Selon le système de refroidissement et lubrification 1 suivant l'invention, ledit fluide 1 1 supplémentaire peut en effet passer successivement via l'orifice de passage de fluide 32 aménagé dans la butée de bague de jupe glissante 21 , le canal de transmission de pression 14, l'orifice de calibrage de débit 27, la chambre intermédiaire de sortie de fluide 29 et le jeu laissé entre la portée circulaire de fermeture de débit 24 et la surface de contact de valve 26. On remarque que ce dernier jeu n'existe que lorsque la pression régnant dans la chambre à fluide 5 est basse, soit au voisinage de dix bars seulement selon l'exemple retenu ici.

En effet, comme l'illustre la figure 4, lorsque la pression régnant dans la chambre à fluide 5 est basse, l'effort qu'exerce la pression du fluide 1 1 sur la face axiale de valve côté jupe glissante 28 est inférieur à l'effort qu'exerce le ressort de rappel de valve 30 sur la face axiale de valve côté tête de piston 23.

En conséquence, la valve de débit 22 reste éloignée du piston 3 et le jeu laissé entre le piston 3 et le cylindre 4 est alimenté en fluide 1 1 destiné à refroidir et à lubrifier le piston 3. On note que le diamètre et la longueur de l'orifice de calibrage de débit 27 sont prévus pour produire la perte de charge nécessaire à l'obtention à basse pression du débit de fluide 1 1 recherché.

On notera aussi que l'effort qu'exerce la pression du fluide 1 1 sur la face axiale de valve côté jupe glissante 28 correspond approximativement au produit de la pression dudit fluide 1 1 par l'aire de la section du cylindre 4 minorée de celle que définit l'intérieur de la portée circulaire de fermeture de débit 24. Ainsi, la pression régnant dans la chambre à fluide 5 au-dessus de laquelle la valve de débit 22 est fermée - c'est à dire au-dessus de laquelle la portée circulaire de fermeture de débit 24 est au contact de la surface de contact de valve 26 - dépend du rapport existant entre la tare et la raideur du ressort de rappel de valve 30 d'une part, et l'aire que définit l'intérieur de la portée circulaire de fermeture de débit 24 d'autre part.

On comprend qu'à basse pression, le segment continu extensible 15 est maintenu fortement comprimé entre la valve de débit 22 et la jupe glissante 12 car l'effort produit par le ressort de rappel de valve 30 est significativement supérieur à celui produit par le ressort de jupe glissante 20.

Dès que la pression régnant dans la chambre à fluide 5 franchit le seuil de déplacement de la valve de débit 22 - ce qu'illustre la figure 5, la jupe glissante 12 décolle de la butée de bague de jupe glissante 21 et le segment continu extensible 15 n'est plus maintenu comprimé que par le ressort de jupe glissante 20. Ledit segment 15 peut alors opérer dans des conditions identiques à celles prévues par le dispositif d'étanchéité pour piston 2 tel que décrit dans la demande de brevet FR 3009037.

Si le système de refroidissement et lubrification 1 selon l'invention est prévu pour que l'effort qu'exerce la pression du fluide 1 1 sur la face axiale de valve côté jupe glissante 28 devienne supérieur à l'effort qu'exerce le ressort de rappel de valve 30 sur la face axiale de valve côté tête de piston 23 à partir d'une pression de quinze bars régnant dans la chambre à fluide 5 et que, tenant compte de la raideur du ressort de rappel de valve 30, la valve de débit 22 est totalement fermée à vingt-cinq bars, alors, du fluide 1 1 destiné à refroidir et à lubrifier le piston 3 passera par l'orifice de calibrage de débit 27 dès lors que la pression régnant dans la chambre à fluide 5 sera comprise entre quelques millibars et vingt-cinq bars.

Aussi, le rapport entre le débit de fluide 1 1 de refroidissement et de lubrification d'une part, et la pression régnant dans la chambre à fluide 5 d'autre part, est bien fixé par la perte de charge que constitue l'orifice de calibrage de débit 27 à laquelle s'ajoute la somme des pertes de charges rencontrées sur son parcours entre la chambre à fluide 5 et le débouché du cylindre 4 opposé à ladite chambre 5, par le fluide 1 1 débitant. On note que l'énergie totale perdue du fait dudit débit de fluide 1 1 reste dans tous les cas faible car la pression à laquelle s'opère ledit débit reste basse.

Ainsi, le système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention permet-il d'assurer au piston 3 un refroidissement et une lubrification additionnels significatifs à moindre coût énergétique, sans remettre en cause l'étanchéité quasi-parfaite et les faibles pertes par frottement du dispositif d'étanchéité pour piston 2 telles que les prévoit la demande de brevet FR 3009037.

Les possibilités système de refroidissement et lubrification 1 pour dispositif d'étanchéité pour piston 2 selon l'invention selon l'invention ne s'en limitent pas aux applications qui viennent d'être décrites et il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de ladite invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tout autre équivalent.