TITLE: Improved piston for an air spring or the like.
European Patent Application EP0002144 A1

ABSTRACT:
1. Piston for pneumatic spring or other telescopic system with a
cylinder (1) and plunger rod (6), the piston (7) being designed to be
slidably fitted in teh cylinder (1) for guiding therein the plunger rod
(6) and subdividing it into two pneumatic chambers located on both
sides of the piston (7) and connected with each other via a calibrated
passage (74) formed through the piston (7) which, while being cast
solid and constituted entirely of one and a single homogeneous moulded
piece, presents an elaborate geometrical shape defined by an annular
indentation (75) which extends all around a practically indeformable,
bulky central core (76) and which separates the latter from a flexible
peripheral skirt (77) tightly and slidably engaging the wall of the
cylinder (1), characterized in that the material of this single-piece
piston (7) thus shaped is an acetal resin (formaldehyde polymer) and in
that the flexibility of the peripheral skirt (77) provides from its
connection (78) to the bulky central core (76), which is located at the
level of the annular indentation (75) to constitute the bottom (75B)
thereof and which operates so as to speak as a sham hinge for said
skirt (77).

INVENTORS:
Allinquant, Jacques

APPLICATION NUMBER: EP19780400160
PUBLICATION DATE: 05/30/1979
FILING DATE: 10/31/1978

ASSIGNEE: Allinquant, Soc J. G. (FR)
INTERNATIONAL CLASSES: F16F9/02; F16F9/32; F16F9/34; (IPC1-7): F16F9/32; F16F9/02; F16F9/34
EUROPEAN CLASSES: F16F9/02B3; F16F9/32B2; F16F9/34A

FOREIGN REFERENCES:
FR2335929A
FR2311967A
FR1370477A
FR1300653A
FR1540380A
DE864516C
3072954 Door closer construction
2912069 Noiseless piston device
FR2347575A
FR2100215A
FR1528511A
FR1385007A
FR1336987A
FR1068224A
GB1191679A

CLAIMS:
Revendications de brevet
1. Piston pour ressort pneumatique ou autre syst£eme t¢elescopique £a
cylindre et tige plongeuse, le piston ¢etant destin¢e £a ¥etre mont¢e
coulissant dans le cylindre pour y guider la tige plongeuse et le
subdiviser en deux chambres pneumatiques, situ¢ees de part et d'autre
du piston et reli¢ees l'une £a l'autre par un passage calibr¢e m¢enag¢e
£a travers le piston, ce dernier ¢etant caract¢eris¢e en ce qugil est
monobloc, ¢etant constitu¢e d'une seule pi£ece homog£ene venue de
moulage, en une mati£ere plastique ad¢equate, la plus indiqu¢ee ¢etant
une r¢esine ac¢etal (polym£ere du formald¢ehyde) d¢esign¢ee sous la
marque Delrin", pr¢esentant une certaine souplesse et un faible
coefficient de frottement, permettant un coulissement ais¢e du piston
malgr¢e son contact permanent et sans jeu avec la paroi du cylindre, 20
Piston selon la revendication 1, caract¢eris¢e en ce qu'il pr¢esente
une ¢echancrure annulaire qui s¢epare une ¥ame centrale massive
pratiquement ind¢eformable dans laquelle est pratiqu¢e le passage
calibr¢e usuel pour lv¢ecoulement du gaz sous pression £a travers le
piston, d'une jupe p¢eriph¢erique flexible con©cue pour s'appliquer
¢etroitement sur la paroi du cylindre et pour supprimer les fuites
p¢eriph¢eriRues de fluide0 30 Piston selon la revendication 2,
caract¢eris¢e en ce que l'¥ame centrale massive est raccord¢ee £a la
jpe p¢eriph¢erique flexible par un r¢etr¢ecissement qui est situ¢e au
droit de ladite ¢echancrure et qui fait en quelque sorte office de
reudo-articulation pour ladite jupe, 4o Piston selon la revenricntion
3, caract ri > C en ce que la surface externe de la jupe pr¢esente,
vers son extr¢emit¢e libre entourant lt¢echancrure annulaire, une
port¢ee cylindrique s'¢etendant sur une fraction de la longueur axiale
du piston et se raccordant au reste de ladite surface externe par une
l¢eg£ere rampe tendant £a augmenter le diam£etre de la jupe. 50 Piston
selon la revendication 3 ou 4, caract¢eris¢e en ce que l'¢echancrure
annulaire, qui est coaxiale au piston, pr¢esente en coupe un profil de
paroi en V qui va en s'¢evasant depuis un fond circulaire jusqu'£a un
d¢ebouch¢e sur l'une des faces terminales du piston. 6. Dispositif de
piston selon l'une des revendications pr¢ec¢edentes et de but¢ee
coop¢erante, caract¢eris¢e en ce que la but¢ee est munie d'une rainure
radiale calibr¢ee, tandis que la face du piston destin¢ee £a
s'appliquer sur cet-te but¢ee comporte une gorge annulaire communiquant
avec la rainure axiale du piston et destin¢ee £a alimenter la rainure
radiale de la but¢ee. 7. Les ressorts pneumatiques ou autres syst£emes
t¢elescopiques £a cylindre et tige plongeuse ¢equip¢es d'un piston
monobloc en mati£ere plastique selon l'une quelconque des
revendications pr¢ec¢edentes.

DESCRIPTION:
Piston Perfectionn¢e Pour ressort unenmatique ou analogue0 Dans les
demandes de brevet fran©cais 75 16 138 du 23 Mai 1975 pour
"Perfectionnements aux ressorts pneumatiques" et 75 38 295 du 15
D¢ecembre 1975 pour "Dispositif de contact ¢electrique et ses
applications, notamment comme d¢etecteur de position extrtme d'un
syst£eme t¢elescopique" est d¢ecrit un ressort pnenma- tique dont le
piston (qui porte le chiffre de r¢ef¢erence 7 sur les textes en
question) est muni d2Wn segment d'¢etanch¢eit¢e (73) frottant contre la
paroi du cylindre (1) et permettant au piston de guider la tige
plongeuse (6) du ressort dans ce cylindre et de subdiviser ce dernier
en deux chambres pneumatiques situ¢ees de part et d'autre du piston.
De plus, la seconde demande de brevet sus-mentionn¢ee pr¢econise la
r¢ealisation du corps de piston (7) en une rondelle ¢epaisse en "nylons
ou autre mati£ere plastique r¢esistante et isolante.
La pr¢esente invention entre dans le cadre g¢en¢eral de la r¢ealisation
d'un piston de ressort pneumatique ou analogue, mais se diff¢erencie
quant £a la conception du piston des demandes de brevet ci-dessus o£u
le corps de piston d'une part et le segment dt¢etanchditd et de
frottement d'autre part constituent des pi£eces distinctes, le segment
¢etant rapport¢e sur la p¢eriph¢erie du corps de piston et formant avec
celui-ci un assemblage h¢et¢erog£ene ramass¢e.
Selon la pr¢esente invention, le piston qui est monobloc et constitu¢e
d'une seule et unique pi£ece homog£ene venue de moulage pr¢esente une
configuration g¢eom¢etrique ¢elabor¢ee d¢efinie par une profonde
¢echancrure annulaire qui s'¢etend tout autour d'une Sme centrale
massive pratiquement ind¢eformable et qui s¢epare cette derni£ere d'une
jupe p¢eriph¢erique flexible venant s'appliquer de fa©con ¢etanche et
coulissante contre la paroi du cylindre.
Ta mati£ere de ce piston monobloc ainsi conform¢e est une mati£ere
plastique ad¢eguate £a faible coefficient de frottement, de pr¢ef¢e-
rence une r¢esine ac¢etal (polym£ere du formald¢ehyde) d¢esign¢ee sous
la marque "Delrin", permettant un coulissement ais¢e du piston malgr¢e
son contact permanent avec la paroi du cylindre et aussi, le cas
¢ech¢eant, avec la tige du syst£eme t¢elescopique si le piston est
mont¢e coulissant sur celle-ci comme dans les demandes de brevet
sus-mentionn¢ees.
Une telle r¢esine est particuli£erement int¢eressante du fait des
facilit¢es de moulage qu'elle offre et qui permettent de r¢ealiser
tr£es ¢economiquement les pistons de l'invention,£a configuration
g¢eom¢etrique ¢elabor¢ee propre £a leur conf¢erer une facult¢e dtes-
pansion de nature £a assurer l'¢etanch¢eit¢e lors du coulissement du
piston.
Aussi la pr¢esente invention s'¢etend-elle ¢egalement £a un piston tout
d'une pi£ece en r¢esine ac¢etal ou analogue, mais ayant du fait de sa
configuration g¢eom¢etrique une certaine souplesse, malgr¢e le carac
t£ere rigide de la mati£ere plastique constitutive.
Ainsi le piston monobloc de la pr¢esente invention pr¢esente une
¢echancrure annulaire qui s¢epare une gme centrale massive
ind¢eformable dans laquelle est pratiqu¢e le passage calibr¢e usuel
pour l'¢ecoulement du gaz sous pression £a travers le piston, d'une
Jupe p¢eriph¢erique flexible con©cue pour s'appliquer ¢etroitement sur
la paroi du cylindre, afin d'¢eviter une fuite de fluide entre cette
Jupe et le cylindre, le raccordement de ladite Jupe £a ladite tme se
faisant par un r¢etr¢ecissement qui est situ¢e au droit de ladite
¢echancrure pour en constituer le fond et qui fait en quelque sorte
office de pseudo-articulation pour ladite Jupe.
Cette ¢echancrure annulaire, qui est coaxiale au piston, pr¢esente en
coupe un profil de paroi en V qui va en s'¢evasant depuis le fond
circulaire Jus- qu'£a un d¢ebouch¢e sur l'une des faces terminales du
piston.
La description qui va suivre, en regard des dessins annex¢es, donn¢ee
£a titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment
l'invention peut ¥etre r¢ealis¢ee.
La figure 1 est une vue sch¢ematique partielle en coupe axiale d'un
ressort pneumatique £a piston conforme £a la pr¢esente invention la
figure 2 est une vue en coupe axiale £a plus grande ¢echelle du piston
; la figure 3 en est une vue en bout ; la figure 4 montre une variante.
Comme dans les demandes de brevet sus-mentionn¢ees, on a d¢esign¢e par
le rep£ere 1 le cylindre d'un ressort pneumatique formant avec une tige
plongeuse 6 un syst£eme t¢elescopique. Le cylindre I qui est ¢etanche
est rempli d'un gaz sous pression tel que l'azote0 Lors de
l'introduction de la tige plongeuse 6 £a l'int¢erieur du cylindre 1, il
se produit une compression suppl¢ementaire du gaz qui agit sur
l'extr¢emit¢e libre interne de la tige et tend £a pro jeter celle- ci
rers l'ext¢erieur du cylindre.
Dans la zone de son extr¢emit¢e libre, la tige plongeuse 6 porte un
piston 7 pr¢esentant deux faces d'extr¢emit¢e 71, 72 et un al¢esage
central 70 coaxial £a la tige plongeuse et £a travers lequel celle-ci
est enfil¢ee. Le piston 7 guide la tige plongeuse 6 dans le cylindre 1
et subdivise ce dernier en deux chambres situ¢ees de part et d'autre du
piston. il Joue en outre un rible dtamortisseur et et est £a cet effet
travers¢e par une rainure axiale 74 d¢ebouchant sur chacune des faces
d'extr¢emit¢e 71, 72 et permettent de mettre en communication entre
elles les deux chambres du cylindre 1.
Le piston 7 peut Outre fix¢e sur la tige plongeuse 6 ou, comme c'est le
cas pour les demandes de brevet sus-mentionn¢ees, mont¢e £a
coulissement axial par rapport £a cette tige entre deux but¢ees 61, 62
solidaires d'elle et suffisamment ¢ecart¢ees l'une de vautre pour
permettre une course d du piston 7 sur la tige 6. Les faces du piston,
qui coop£erent respectivement avec les but¢ees 61, 62, sont creus¢ees
diane rainure radiale 61a, 62a faisant communiquer la rainure axiale 74
avec l'ext¢erieur quand le piston est appliqu¢e sur une but¢ee 61 ou
62. Ces rainures 61a, 62a sont calibr¢ees diff¢eremment.
Le rible de soupapes Jou¢e par les but¢ees 61, 62 £a l'¢egard du
passage du gaz £a travers le piston 7 pour provoquer un ¢etranglement
diff¢erent dans un sens et dans l'autre du mouvement de la tige
plongeuse 6, est d¢ecrit dans les textes indiqu¢es, et il paratt
superflu de le r¢ep¢eter ioi, Une particularit¢e de la pr¢esente
invention r¢eside dans la conception monobloc du piston £a
configuration sp¢eciale.
Selon un mode d'ex¢ecution pr¢ef¢er¢e, le piston 7 est moul¢e tout
d'une pi£ece en la r¢esine d¢enomm¢ee "Delrin" et pr¢esente une large
¢echancrure annulaire coaxiale 75 d¢elimitant de part et d'autre deux
portions de piston t une Sme centrale massive 76 dans laquelle est
pratiqu¢ee la rainure 74 et une Jupe p¢eriph¢erique mince 77, ces deux
portions 76 et 77 ¢etant raccord¢ees par un r¢etr¢ecissement 78 qui se
comporte en pseudoarticulation pour la Jupe 77.
La surface externe de celle-ci pr¢esente, vers son extr¢emit¢e libre
entourant le d¢ebouche de l'¢echan- crure 75 sur la face 71 du piston,
une port¢ee cylindrique 77A se raccordant par une tr£es faible rampe
773 £a la partie terminale oppos¢ee 77C. La rampe 77B est telle que la
jupe va en augmentant de diashtre de la droite £a la gauche de la
figure 2.
L'¢echancrure 75 elle-mEme a un profil ¢evas¢e en V d¢etermin¢e par une
paroi interne cylindrique 75A raccord¢ee par un fond semi-torique 753
£a une paroi externe tronconique 75C (voir figure 2)e La configuration
d¢ecrite permet £a la Jupe p¢eriph¢erique 77 de s'appliquer
¢etroitement sur la paroi du cylindre 1 en ¢evitant la fuite de fluide
entre piston et cylindre, ainsi que le coincement lors du d¢eplacement
du piston 7. La circulation du fluide d'un cbt¢e £a l'autre du piston
se fait donc uniquement par les passages calibr¢es pr¢evus £a cet effet
dans le piston : rainure axiale 74, rainures radiales 61a et 62a.
Quand on veut obtenir un ralentissement du piston dans un sens de
d¢eplacement, il est n¢ecessaire que la rainure radiale correspondante
ait une section r¢eduite, calibr¢ee en fonction du ralentissement
recherch¢e. Ceci est le cas de la rainure 62a destin¢ee £a freiner le
mouvement du piston dans le sens du mouvement o£u il est appliqu¢e sur
la but¢ee 62o Selon les applications, le calibrage de cette rainure 62a
peut ¥etre diff¢erent.
La fabrication du piston par moulage oblige alors £a avoir des moules
diff¢erents correspondant aux divers calibrages.
Pour ¢eviter cet inconv¢enient, on peut utiliser la variante
repr¢esent¢ee sur la figure 4o Dans cette variante, la rainure 62a est
pr¢evue, non plus sur le piston, mais sur la but¢ee 62 elle-mEme.
Le piston est muni par moulage d'une gorge annulaire 84 qui communique
par un large per©cage 85 avec la rainure longitudinale 74.
Lors de l'application du piston contre la but¢ee 62, le fluide arrivant
dans la gorge 84 ne peut s'en ¢echapper que par la rainure calibr¢ee
62a de la but¢ee 62.
Les positions angulaires relatives du piston et de cette but¢ee sont
indiff¢erentes grace £a la pr¢esence de la gorge annulaire 84.
Pour faciliter le montage des pi£eces en ¢evitant des erreurs, la
rainure 62a peut ¥etre pr¢evue sur chaque face de la but¢ee 62 que le
dessin montre serr¢ee par un ¢ecrou 80 avec rondelle interm¢ediaire 81
contre un ¢epaulement 83 de la tige 6.
il est facile de r¢ealiser les rainures radiales par usinage de ladite