Brevet FR2110203A1 — publié le 19720602

La présente invention concerne les vérins hydrauliques et vise notamment un mécanisme d'amortissement de la fin de course du piston de tels vérins. I1 est souvent souhaitable que le piston d'un vérin hydraulique parvienne doucement à la fin de sa course, mais que le mécanisme d'amortissement ne l'empêche pas de repartir en sens opposé avec une accélération maximale. L'invention a pour objet un mécanisme d'amortissement pour vérin hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend une bague et un élément effilé agencés de manière à définir entre eux un orifice variable, un premier et un deuxième éléments de vérin agences de manière à se rapprocher l'un de l'autre en fin de course, la bague étant montée sur le premier élément de vérin et l'élément effilé sur le deuxième élément de vérin, la bague ou l'élément effilé étant monté sur leur élément de vérin respectif de manière à permettre un ecoulement de fluide entre eux et leur élément de vérin respectif lorsque l'écoulement se produit dans un sens, et à l'empêcher en sens inverse. Avantageusement, l'élément effilé est porté par le piston et la bague est portée par le cylindre du vérin dans un évidement qui lui permet de reposer de fanon etanche sur l'évidement lorsque le fluide sort du cylindre par l'orifice variable et de se soulever hors du siège pour permettre le retour du fluide dans le cylindre à la fois par l'orifice et par l'évidement lorsque l'écoulement est en sens inverse. En outre, suivant l'invention, la bague est retenue dans l'évidement par un anneau d'arrêt élastique et elle comporte des créneaux grâce auxquels elle vient en contact avec l'anneau d'arrêt sans restreindre l'écoulement du fluide. L'invention a également pour objet un vérin hydraulique qui comprend un cylindre ; un piston et une tige de piston pouvant se délacer axialement à l'intérieur du cylindre ; un support disposé entre la tige de piston et le cylindre ; un passage annulaire ménagé entre une extrémité du support et la tige de piston et comportant à une extrémité, une entrée qui débouche dans la chambre du cylindre,en face du piston, tandis que son autre extrémité communique avec un orifice d'alimentation en fluide du cylindre ; un évidement annulaire fraisé dans la face d'extrémité du support à l'entrée dudit passage pour former un siège radial à l'entrée dudit passage ; une première bague disposée dans ledit évidement et dépassant radialement vers l'intérieur sur une partie dudit passage annulaire et définissant un orifice annulaire entre la bague et la tige de piston ; une deuxième bague pouvant se déplacer avec la tige de piston dans ledit orifice ; les faces adjacentes des bagues étant effilées l'une par rapport à l'autre de façon que le passage dudit orifice diminue progressivement au fur et à mesure que la deuxième bague s'enfonce dans ledit'orifice; et un intervalle annulaire entre la face périphérique externe de la première bague et ledit évidement, la première bague pouvant se déplacer axialement dans certaines limites dans ledit évidement, de façon que, lorsque la deuxième bague se rapproche de la première bague, celle-ci soit pressée contre ledit siège par la pression du fluide et que, lorsque le piston a atteint la fin de sa course et que l'orifice est sensiblement fermé par la deuxième bague, ledit piston étant sur le point de commencer sa course retour, la pression du fluide dans ledit passage annulaire sépare la première bague de son siège afin que du fluide puisse pénétrer par ledit intervalle annulaire dans la chambre du cylindre. L'invention vise également un support annulaire, ou tête de vérin, utilisable entre la tige de piston et le cylindre d'un vérin hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend un alésage formé dans son extrémité externe pour recevoir la tige du piston, un alésage de plus grand diamètre formé dans son extrémité interne et agencé de manière à être relié à une source de fluide hydraulique sous pression, un évidement étant fraisé dans la face interne du support pour former un siège radial entre la paroi péri phérique de l'évidement et la paroi périphérique de l'alésage de plus grand diamètre, une bague pouvant se déplacer axialement dans ledit évidement pour venir ou non en contact avec ledit siège, ladite bague ayant un diamètre externe plus grand que celui de l'alésage de plus grand diamètre et un diamètre interne plus petit que celui dudit alésage de plus grand diamètre, un intervalle annulaire étant formé entre la face périphérique externe de la bague et la paroi périphérique de l'évidement, un anneau élastique de butée disposé dans la paroi périphérique dudit évidement limitant le déplacement axial de la bague hors du siège, et des créneaux ménagés dans la face de ladite bague adjacente à l'anneau définissant entre eux des encoches débouchant par une extrémité dans l'intervalle annulaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint, donné à titre d'exemple non limitatif, et qui représente un mode de réalisation de l'invention. Sur le dessin, on a représenté un vérin 1 qui comprend un cylindre 2 dans lequel un piston 3 coulisse de façon étanche aux fluides. Le piston 3 est fait en deux parties : une partie antérieure 4 qui porte une bague d'usure ou une série de garnitures métalliques 5 sur sa surface périphérique externe qui guide le piston 3 dans le cylindre 2, et une portion postérieure 6 qui comporte une gorge périphérique 7 dans laquelle sont logés des joints d'étanchéité 8. Le piston 3 comporte une tige de piston 9 qui porte un collier ou un manchon à collerette 10 dont la surface externe 11 s'effile vers l'intérieur en direction de la tige de piston 9 en s'écartant du piston 3.Les parties 4 et 6 du piston 3 et la collerette du manchon 10 sont montées sur un col 9A de la tige de piston 9 et sont maintenues serrées entre un écrou 13 vissé sur une extrémité filetée du col 9A et un épaulement 12 de la tige de piston 9. La tige de piston 9 traverse un support ou portage 14 qui a sensiblement la forme d'une coupelle et est retenu en position à l'extrémité du cylindre 2 par serrage contre une bague d'arrêt 15 au moyen d'un écrou 16 qui se visse sur une extrémité filetée 17 du support 14 et porte contre l'extrémité du cylindre 2. Des joints annulaires 18 sont disposés entre le support 14 et le cylindre 2 pour éviter les fuites. Le support 14 comporte des joints d'étanchéité 19 qui portent contre la tige de piston 9 et sont maintenus en place par une bague d'arrêt 20. Entre les joints annulaires 18 est formée une galerie annulaire 21 qui est reliée par des conduits 23 à un passage ou chambre annulaire 22 ménagé entre le support 14 et la tige de piston 9. La galerie 21 communique avec un orifice 24 pratiqué dans le cylindre 2 et dans lequel débouche un conduit 24. A son extrémité axiale interne, le support 14 comporte un siège ou évidement annulaire fraisé 26, à l'extrémité interne du passage annulaire 22. La paroi axiale de l'évidement 26 comporte une gorge 27 dans laquelle est logé un anneau d'arrêt élastique 28. Une bague 29 qui peut se déplacer axialement et est montée à jeu dans le siège 26 est retenue en place par l'anneau d'arrêt 28. La bague 29 comporte sur sa face radiale externe opposée au piston 3, une série de créneaux obliques 30 qui, dans certains cas, viennent buter contre l'anneau d'arret 28 comme on le verra plus loin. La face interne radiale de la bague 29 comporte un chanfrein 31.Le fond de la bague 29 est plat et dépasse radialement vers l'intérieur sur une partie de l'entrée ou extrémité interne du passage 22 et peut dans certains cas reposer sur la paroi radiale 32 du siège 26, comme il sera décrit plus loin. Entre le piston 3 et le cylindre 2 est ménagée une chambre 33. L ' extrémité externe ou extrémité libre du manchon 10 comporte également un chanfrein 34 afin de réduire le choc hydraulique au voisinage du chanfrein 31. Le mécanisme amortisseur suivant l'invention fonctionne de la façon suivante Le support 14 étant fixe et le piston 3 se déplaçant en direction du support, il est clair que la chambre 33 envoie du fluide dans le passage 22 et vers l'extérieur par le conduit 23, la galerie 21, l'orifice 24 et le conduit 25. Dans la position représentée, il n'y a pas de restriction non souhaitable à l'écoulement du fluide, mais, lorsque le piston poursuit sa course, le manchon effilé 10 s'enfonce dans la bague 29 et entre eux s'établit un orifice restreint ou étranglement qui produit une élévation de pression dans la chambre 33. Cette élévation de pression tend à freiner le piston et pousse fortement la bague 29 contre la paroi radiale 32, empêchant ainsi le fluide de s'écouler autour de la bague 29, entre cette dernière et le support 14, et ne permettant l'écoulement du fluide que par l'étranglement précité. Le manchon 10, au fur et à mesure qu'il se déplace vers la droite obture progressivement cet étranglement et le piston 3 est ralenti dans sa course de façon progressive et relativement douce, jusqu'à ce qu'il vienne buter contre le support 14. Lorsqu'on désire déplacer le piston 3 vers la gauche du dessin, on introduit du fluide sous pression élevée dans le passage 22 par le conduit 25, l'orifice 24, et le conduit 23. La pression élevée agit sur la bague 29 pour la séparer de la paroi 32 et presser les créneaux 30 contre l'anneau d'arrêt 28, de sorte que le fluide peut s'écouler autour de la bague 29 et entre les créneaux 30 dans la chambre 33. Le fluide s'écoule également par l'orifice défini entre la bague 29 et le manchon 10 bien que cet orifice constitue d'abord un étranglement qui s'élargit progressivement jusquta ce que le manchon 10 soit degagé de la bague 29. Les avantages de ce mode de réalisation proviennent de ce que le manchon 10 et la bague 29 sont extrêmement faciles et peu onéreux à fabriquer. Ils peuvent également être faits dans un matériau bon marché, ce qui contribue à abaisser leur prix de revient, car ils ne sont pas soumis à des contraintes élevées nécessitant l'emploi de matériaux plus coûteux. Un autre avantage du mécanisme suivant l'invention réside dans le fait que les vérins peuvent être équipés en fonction du travail qu'ils ont à accomplir, en ce qui concerne l'amortissement de leur fin de course, par simple choix d'une bague 29 et d'un manchon effilé 10 de dimensions appropriées. En outre, un vérin peut être éprouvé dans des conditions d'essai, par simple expérimentation d'une série de bagues 29 au lieu d'essai. Cette opération est très facile à effectuer.Il suffit de retirer le support 14 en dévis- sant l'écrou 16 et en retirant la bague d'arrêt 15, puis de retirer l'anneau d'arrêt 28 et de remplacer la bague 29 par une autre de dimensions différentes et enfin de remonter le support dans le cylindre. L'invention couvre l'emploi d'un manchon flottant dans le support et d'une bague fixe sur le piston. En variante, si l'alimentation en fluide s'effectue par la tige de piston, l'élément flottant est disposé sur le piston. L'invention couvre également un agencement suivant lequel la surface effilée est une surface interne de révolution, avec laquelle coopère la face périphérique externe de la bague, de manière à définir l'orifice variable précité. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réa lisation décrit et représenté , elle est susceptible de nomDreu- ses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Mécanisme d'amortissement pour vérin hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend une bague et un élément effilé agencés de manière à définir entre eux un orifice variable, un premier et un deuxième éléments de vérin agencés de manière à se rapprocher l'un de l'autre en fin de course, la bague étant montée sur le premier élément de vérin et l'élément effilé sur le deuxième élément de vérin, la bague ou l'élément effilé étant montés sur leur élément de vérin respectif de manière à permettre un écoulement de fluide entre eux et leur élément de vérin respectif lorsque l'écoulement se produit dans un sens, et à l'empêcher en sens inverse. 2.- Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément effilé est porté par le piston et la bague est portée.par le cylindre du vérin dans un évidement qui lui permet de reposer de façon étanche sur l'évidement lorsque le fluide sort du cylindre par l'orifice variable et de se soulever hors du siège pour permettre le retour du fluide dans le cylindre à la fois par l'orifice et par l'évidement lorsque l'écoulement est en sens inverse. 3.- Mécanisme suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la bague est retenue dans l'évidement par un anneau d'arrêt élastique et elle comporte des créneaux grâce auxquels elle vient en contact avec l'anneau d'arrêt sans restreindre l'écoulement du fluide. 4.- Vérin hydraulique caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3. 5.- Vérin hydraulique caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre ; un piston et une tige de piston pouvant se déplacer axialement à l'intérieur du cylindre ; un support disposé entre la tige de piston et le cylindre ; un passage annulaire ménagé entre une extrémité du support et la tige de piston et comportant à une extrémité une entrée qui débouche dans la chambre du cylindre, en face du piston, tandis que son autre extrémité communique avec un orifice d'alimentation en fluide du cylindre ; un évidement annulaire fraisé dans la face d'extrémité du support à l'entrée dudit passage pour former un siège radial à l'entrée dudit passage ; une première bague disposée dans ledit évidement et dépassant radialement vers l'intérieur sur une partie dudit passage annulaire et définissant un orifice annulaire entre la bague et la tige de piston ; une deuxième bague pouvant se déla- cer avec la tige de piston dans ledit orifice, les faces adjacentes des bagues étant effilées l'une par rapport à l'autre de fa çon que le passage dudit orifice diminue progressivement au fur et à mesure que la deuxième bague s'enfonce dans ledit orifice et un intervalle annulaire entre la face périphérique externe de la première bague et ledit évidement, la première bague pouvant se déplacer axialement dans certaines limites dans ledit évidement, de façon que, lorsque la deuxième bague se rapproche de la première bague, celle-ci soit pressée contre ledit siège par la pression du fluide et que, lorsque le piston a atteint la fin de sa course et que l'orifice est sensiblement fermé par la deuxième bague, ledit piston étant sur le point de commencer sa course retour, la pression du fluide dans ledit passage annulaire sépare la première bague de son siège afin que du fluide puisse pénétrer par ledit intervalle annulaire dans la chambre du cylindre. 6.- Vérin hydraulique suivant la revendication 5, caractérise en ce que le déplacement axial de la première bague hors de son siège est limité par un anneau d'arrêt élastique disposé dans la paroi périphérique de l'évidement, la face de la première bague qui vient en contact avec l'anneau d'arrêt comportant des cré- neaux qui définissent entre eux des encoches pour le passage du fluide lorsque la première bague porte contre l'anneau d'arrêt. 7.- Vérin hydraulique suivant la revendication 5 ou 6, ca- ractérisé en ce que l'évidement et la première bague sont disposés dans le piston, tandis que la deuxième bague est disposée sur le support, l'alimentation en fluide s'effectuant par la tige de piston. 8.- Vérin hydraulique suivant une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la première bague est cylindrique, la face externe de la deuxième bague étant effilée. 9.- Support annulaire, ou tête de vérin, utilisable entre la tige de.piston et le cylindre d'un vérin hydraulique, carac térisé en ce qu'il comprend un alésage formé dans son extrémité externe pour recevoir la tige de piston, un alésage de plus grand diamètre formé dans son extrémité interne et agence de manière à être relié à une source de fluide hydraulique sous pression, un évidement étant fraisé dans la face interne du support pour former un siège radial entre la paroi périphérique de l'évidement et la paroi périphérique de l'alésage de plus grand diamètre, une bague pouvant se déplacer axialement dans ledit évidement pour venir ou non en contact avec ledit siège, ladite bague ayant un diamètre externe plus grand que celui de l'alésage de plus grand diamètre et un diamètre interne plus petit que celui dudit alésage de plus grand diamètre, un intervalle annulaire étant formé entre la face périphérique externe de la bague et la paroi périphérique de l'évidement, un anneau élastique de butée disposé dans la paroi périphérique dudit évidement limitant le déplacement axial de la bague hors du siège, et des créneaux ménagés dans la face de ladite bague adjacente à l'anneau définissant entre eux des encoches débouchant par une extrémité dans l'intervalle annulaire.