Brevet FR2228973A1 — publié le 19741206

La présente invention concerne un dispositif pour amortir le mouvement du piston d'un vérin hydraulique à l'extrémité de sa course, à l'aide d'un étranglement associé à la chambre de refoulement et situé dans un passage vers une chambre sans pression. Dans un vérin hydraulique connu de ce type, on raccorde à l'extrémité du cylindre une chambre coaxiale de refoulement ou d'amortissement reliée à une chambre sans pression par un point d'étranglement. Sur la tige de piston se trouve un épaississement qui, en fin de course du piston, pénètre dans la chambre d'amortissement où le volume refoulé est séparé de la chambre de travail du vérin par un dispositif d'étanchéité. Le fluide chassé de la chambre de refoulement s'écoule lentement par l'étranglement vers la chambre sans pression, le piston subissant un amortissement dans la phase terminale de son mouvement. Un dispositif de ce genre est, bien sur, facile à construire, mais il a l'inconvénient d'avoir un encombrement important - le vérin hydraulique est plus long - et de nécessiter en outre une construction spéciale du vérin. Un but de l'invention est de réaliser un dispositif du type signalé au début, pour lequel la construction du vérin hydraulique n'est pas modifiée et qui peut être appliquée avec une faible dépense à n'importe quel vérin hydraulique, meme à un stade ultérieur. Le procédé doit également avoir un mode de réponse variable. Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif se compose essentiellement d'un élément de construction prévu spécialement qui peut s'ajouter directement sur le vérin ou etre disposé de façon séparée de celui-ci, et que, dans cet élément de construction, on a disposé un tiroir à piston qui commande le passage. Un vérin de ce type n'est pas plus long qu'un vérin sans dispositif d'amortissement. Etant donné que celui-ci constitue un élément séparé, par exemple une soupape d'étranglement, il peut entre ajouté à n'importe quel vérin. C'est pourquoi il s'applique particulièrement bien aux vérins qui sont fabriqués en grande série certains avec, certains sans dispositif d'amortissement. Le montage ultérieur d'un dispositif d'amortissement sur de tels vérins de série est très simple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se -nt mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une coupe axiale au travers d'un vérin avec un dispositif d'amortissement; et - les figures 2 à 5 représentent des variantes du dispositif d'amortissement de l'exemple de réalisation de la figure 1. Sur la figure 1, on a désigné par 10 un vérin hydraulique qui est fermé des deux cotés par des couvercles 11 et 12. Dans le couvercle 12 se trouve un alésage longitudinal central 13 dans lequel une tige de piston 14 glisse de façon étanche. A la tige 14 est fixé un piston 15 qui porte à sa périphérie un anneau d'étanchéité 16 constitué de préférence de matière plastique. Dans le couvercle 12 est percé un canal 17 qui débouche dans la chambre de travail 18 du vérin. Dans celui-ci débouche en outre à une distance a, du côté du couvercle 12 fermant la chambre de travail, un trou d'étranglement 19 qui sort d'un perçage 20 dans un manchon de raccordement 21 fixé à la périphérie du vérin. La distance a entre le trou 19 et la paroi du couvercle, du ctté chambre de travail, est plus grande que la distance b entre la face du piston, caté couvercle, et le bord de l'anneau 16 opposé au couvercle 12. Près du couvercle 11 débouche, dans une chambre 22 du vérin, un perçage 23 qui se continue en partie dans une douille 24 se trouvant à la périphérie du vérin. A une distance c de l'extrémité c8té chambre de travail du couvercle 11 débouche, dans la chambre de travail, un trou d'étranglement 25 qui sort d'un perçage 26, lequel est réalisé dans une douille de raccordement 27 fixée à la paroi extérieure du vérin. La tige 14 possede un prolongement 28 dépassant le piston 15; la distance entre l'extrémité du prolongement 28 et le couvercle est appelée s. Des tubulures 29 et 30 mènent des douilles de raccordement 24 et 27 à une soupape 31 faisant partie du dispositif d'amortissement. Dans le carter de la soupape se trouve un alésage à épaulement 32 dont la partie ayant un petit diamètre est repérée 32', la partie avec le grand diamètre ayant le repère 32". L'alésage 32 est fermé par un couvercle de carter 31'.-Un piston différentiel 33 glisse de façon étanche dans l'alésage 32. Sa portion 33' avec un petit diamètre glisse dans la portion 32', sa portion 33" avec un grand diamètre glisse dans la portion 32". Dans l'extrémité cOté couvercle de la portion 32" débouche un perçage 34 qui est relié par la tubulure 30 au perçage 26. A l'extrémité 26 de la portion 32", voisine de la portion 32', débouche un perçage 35 qui est relié par la tubulure 29 au perçage 23. Sur la portion 33,t du piston 33 se trouve un prolongement 36 qui est prévu pour qu'il existe toujours une chambre de pression 37 entre la face du piston et l'extrémité côté couvercle. La portion 32' comporte également un prolongement 39 qui est prévu pour que, si le piston à épaulement se trouve dans sa position terminale de gauche, il subsiste une chambre de pression 40 entre sa surface annulaire et l'extrémité de la portion 32". A l'extrémité 41 de la portion 32' est placé un ressort 42 qui agit sur le piston à épaulement. Un canal 43 mène de la chambre 40 à l'extrémité du carter. De là, une tubulure 44 mène à un réservoir 45 au travers d'une soupape de commande non représentée. Du canal 43 part un canal 46 jusqu'à l'extrémité 41 de la portion 32'. De la chambre de pression 37 et de la portion 32" part un alésage à épaulement 47 dans lequel est disposé un élément d'étranglement réglable 48. De la partie inférieure de l'alésage 47 est dérivé un perçage 49 qui mène au perçage 43. A l'aide de l'élément d'étranglement 47, la section de passage entre l'alésage 47 et le perçage 49 peut entre modifiée. Du canal 17 et du perçage 20 de l'extrémité droite du vérin, les tubulures 50, 51 mènent à une soupape 52 qui est constituée exactement de la meme façon que la soupape 31. Elle ne sera donc pas décrite davantage. Si le piston 15 se trouve à peu près au milieu du vérin et s'il se déplace en direction du couvercle 11, le fluide contenu dans la chambre 22, passant par la tubulure 29, le perçage 35, la chambre 40 le perçage 43, est poussé sans résistance au travers de la tubulure 44 vers le réservoir 45. Le passage est donc sans résistance, puisque le ressort 42 pousse le piston 33 dans sa position terminale de droite, dans laquelle le prolongement 36 s'appuie au couvercle 31'. L'écoulement entre le perçage 35 et le perçage 43 est sans étranglement. La pression dans la chambre 22 correspond pratiquement à la pression du réservoir; celle-ci règne aussi dans la chambre 37 et se propage,d'une part,par le trou 25, la tubulure 30 et le perçage 34 et, d'autre part, par les perçages 43, 49 et 47. Dès que le piston 15 a atteint la position représentée sur le dessin, c'est-à-dire quand l'anneau d'étanchéité 16 a dépassé le trou d'étranglement 25, la pression régnant dans la chambre 18 peut s' abolir par le trou 25 dans la chambre 37 Par suite, le piston 33 est poussé vers la gauche, ce qui étrangle progressivement la liaison entre le perçage 35 et le perçage 43. Le fluide de pression ne peut donc plus s'couler de la chambre 22 constituant alors la chambre de refoulement que d'une façon étranglée vers le réservoir 45, si bien que,dans la chambre 22 et, par suite, dans la chambre 40, il s'établit une pression qui, aidée par le ressort 42, s'efforce de ramener le piston 33 vers la droite contre la pression régnant dans la chambre 37.Entre ces deux forces agissant en opposition, il s'établit un état d'équilibre sur le piston 33, l'effet d'étranglement entre les perçages 35 et 43 étant cependant toujours maintenu. La grandeur de cet effet d'étrang1ementpeut etre modifiée à l'aide de la vis d'étranglement 48. En effet, le fluide peut s'écouler, par cet étranglement, de la chambre 37 vers le perçage sans pression 43, par le trou 47. et le perçage 49. Suivant la section de passage déterminée par l'élément 48, l'effet d'étranglement peut entre modifié par le piston 33, ainsi que la pression d'amortissement dans la chambre 22. Grâce à ce montage, on peut atteindre un amortissement avec un ralentissement constant du piston 15. Ce ralentissement peut, il est vrai, être influencé par l'élément 48. Le canal 46, à ltextrémité 41 de l'alésage 32', représente un étranglement à l'aide duquel le piston 33 parvient de façon amortie dans sa position de gauche, ce qui évite un claquement du piston. Si le piston 15 est amené dans son autre position de travail, du fluide est envoyé au perçage 43 par une soupape de commande non représentée. Le piston 33 est alors poussé immédiatement dans sa position terminale de droite et le fluide peut parvenir sans restriction du perçage 43 au perçage 35 et, par la tubulure 29, dans la chambre 22. Le piston 15 est alors poussé vers la droite et le m & e processus se reproduit exactement à la soupape 52. Après le dépassement du trou 25 par le piston 15, le fluide peut naturellement repasser de la chambre 22 - dans laquelle règne la haute pression - dans la chambre 37. Mais cette pression s'exerce aussi sur les autres faces du piston à épaulement, si bien que celui-ci est en équilibre hydraulique et que le ressort le pousse dans sa position extrême de droite. Les pertes en fluide par les trous d'étranglement 19 et 25 sont négligeables. Evidemment, un dispositif d'amortissement, tel que décrit ci-dessus, peut être prévu seulement sur un cOté du vérin, quand aucun amortissement n'est nécessaire sur l'autre c8té. Les soupapes 31, 52 peuvent etre fixées directement aux surfaces de bride du vérin, ou à un emplacement quelconque éloigné de celui-ci. Cela se détermine suivant le point de vue le plus avantageux. I1 n'est donc pas absolument indispensable que les raccordements se présentent comme on les a indiqués sur la figure 1, c'est-à-dire avec des douilles 24, 27, 21 soudées. Dans le cas d'un vérin à simple effet, il suffit d'un dispositif d'amortissement sans elles. La soupape 53 de l'exemple de réalisation de la figure 2 correspond largement à la soupape 31 de l'exemple de réalisation de la figure 1. La différence essentielle consiste en ce que l'élément d'étranglement 48 disparaît de l'ensemble des perçages. Une autre différence consiste en ce que le piston à épaulement - repéré 54 - est guidé par sa portion 54' à petit diamètre avec un certain jeu dans la partie 55' d'un alésage å épaulement 55. Le grand étage de piston 54" glisse de façon étanche dans la portion d'alésage 55". I1 s'ensuit une fente d'étranglement 56 entre une chambre 58 à l'extrémité terminale de l'alésage 55 et la chambre 57 sur la petite portion du piston. Dans la chambre 58 de la partie terminale se trouve un ressort 59. Dans l'alésage à épaulement débouchent trois perçages 60, 61, 62.La tubulure 29 mène au perçage 60, la tubulure 30 mène au perçage 61 et la tubulure 44 mène au perçage 62. L'amortissement du piston 54 provient ici de la fente d'étranglement 56. L'étranglement pour l'amortissement du mouvement du piston 15 est réalisé au passage du perçage 60 dans l'alésage 55, par l'épaulement du piston à étage. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, cet étranglement se trouve par contre au pasage entre le perçage 43 et l'alésage 32. Dans l'exemple de réalisation de la. figure 2, la pression d'amortissement pour le mouvement du piston 15 s'établit devant le piston 54 dans le perçage 60. Le piston à épaulement n'est donc pas soumis à la pression d'amortissement pour amortir le piston 15, si bien que, sur le piston à épaulement, agit uniquement la force hydraulique de la pression dans la chambre de travail 18 et à nouveau par les perçages 25, 26, la tubulure 30 et le perçage 61. Le ressort 59 agit contre cette force. Ainsi, il s'établit une section d'étranglement fixe en 55, 60, d'où il résulte que la pression pour l'amortissement du piston 15, et par suite son ralentissement, diminuent sur le trajet d'amortissement. Par ailleurs, le fonctionnement est le m8me que celui décrit ci-dessus. L'exemple de réalisation de la figure 3 est une a:ociation des exemples de réalisation des figures 1 et 2. Les mêmes éléments que ceux de la figure 2 portent les mêmes repères. La portion 54' du piston 54 est, ici encore, guidée avec du jeu dans la portion terminale 55' de l'alésage 55, de façon qu'il s'établisse entre la chambre 47 et l'extrémité 58 de l'alésage une fente d'étranglement 56 qui sert à nouveau pour l'amortissement du piston à épaulement. L'étranglement pour l'amortissement du piston 15 est à nouveau à l'entrée du perçage 60 dans la chambre 57. Du perçage 62, un canal 63 mène à la chambre de pression 64 sur la portion à gros diamètre du piston. Ce canal est commandé par l'élément d'étranglement 48.Le fonctionnement est également le meme que précédemment, mais la pression d'amortissement peut entre modifiée par l'élément 48. L'exemple de réalisation de la figure 4 montre une variante de la soupape 31 de la figure 1. Elle porte le repère 65, elle est fermée par un couvercle 66 et elle possède un alésage longitudinal 67 qui ne débouche pas. Dans l'alésage 67 glisse de façon étanche un tiroir 68 qui possède deux collets 69 et 70. Entre ces deux collets se trouve une partie 71 avec un diamètre plus petit. Le tiroir 68 possède d'un cOté un prolongement 72 avec lequel il est poussé contre le couvercle 66 par un ressort 73 disposé dans l'alésage 67. La chambre de pression autour du prolongement 72 est repérée 74, la chambre du ressort 73 est repérée 75. La chambre de la partie de piston à diamètre 71 réduit porte le repère 76. Dans cette chambre débouche un perçage 77 à laquelle est raccordée la tubulure 29. Dans la chambre 74 débouche un perçage 78 où aboutit la tubulure 30. De plus, la chambre 76 reçoit un perçage 79 auquel est raccordée une tubulure 44 qui mène à une soupape de commande ou au réservoir 45. Du perçage 79, un canal 80 mène à la chambre 75. Le canal 80 est en outre relié par le trou d'étranglement 82 à la chambre 76. Par l'élément d'étranglement 81, la pression peut être modifiée dans la chambre 75 et, par suite, la force de la pression sur la face gauche du piston à épaulement. A la différence avec l'exemple de réalisation de la figure 1, dans lequel la pression peut être modifiée sur la partie droite du piston à épaulement dans la chambre 37, la pression régnant dans la chambre 75 peut etre modifiée cette fois par l'élément d'étranglement 81. Si le tiroir 68 se déplace vers la gauche sous l'effet de l'augmentation de pression dans la chambre 74 au début du processus d'amortissement, il étrangle à nouveau la liaison entre les perçages 77 et 79. Le trou 82 sert alors d'étranglement fixe supplémentaire pour l'amortissement, si bien que maintenant la liaison entre les perçages 77, 79 n'est plus étranglée uniquement par le collet 70 du tiroir 68. Dans tous les exemples de réalisation, il est toujours possible de modifier à l'aide de vis ou de moyens connus analogues la tension préalable des ressorts s'appuyant sur le tiroir de commande. Par suite, l'effet d'amortissement peut également être inodifié, si bien que l'élément d'étranglement 48 des figures 1 et 3 ainsi que l'élément 81 de la figure 4 peuvent etre supprimés, ainsi que les canaux de liaison correspondants. Une telle réalisation est représentée sur la figure 5. La soupape d'amortissement 83 possède d'un bout à l'autre un trou à épaulement 84 dans lequel glisse de façon étanche le piston à épaulements 85. Le carter 83' est fermé par un couvercle 86. Dans la zone de grand diamètre débouchent deux perçages 87, 88 qui sont reliés avec les tubulures 29, 30 ou 50, 51. D'un trou d'évacuation 89, un canal 90 mène à la partie arrière 91 de l'alésage à épaulement. Dans celui-ci est disposée une vis 92 avec laquelle on peut modifier la tension préalable d'un ressort 93 s'appuyant sur le piston à Epaulement. Le fonctionnement peut s'expliquer facilement à l'aide des exemples ci-dessus. Bien entendu, diverses modifications peuvent entre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'entre décrits uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour amortir le mouvement du piston d'un vérin hydraulique à l'extrémité de sa course, à l'aide d'un étranglement associé à la chambre de refoulement et situé dans un passage vers une chambre sans pression, caractérisé en ce que le dispositif se compose essentiellement d'un élément de construction prévu spécialement qui peut s'ajoter directement sur le vérin ou être disposé de façon séparée de celui-ci, et que, dans cet élément de construction, on a disposé un tiroir à piston qui commande le passage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé er ce que le tiroir à piston est soumis,d'une part,à la pression dans la chambre de refoulement et à la force d'un ressort, d'autre part, est sollicité par 1à pression dans une chambre de travail du vérin hydraulique, laquelle pression est acheminée au tiroir à piston par un trou ménagé dans la paroi du vérin hydraulique et commandée par le piston au voisinage de sa position terminale. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et/ou 2, caractérisé en ce que la chambre de pression du tiroir à piston, dans laquelle règne la pression de la chambre de travail, est déchargée par un deuxième étranglement vers une chambre sans pression. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre de pression dans laquelle est disposé le ressort est reliée à une chambre sans pression par un étranglement reglable. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les trous dans la paroi du vérin et le trou de la soupape sont des trous d'étranglement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tiroir à piston est un piston différentiel et que sa grande face est soumise à la pression dans ia chambre de travail du vérin, alors que sa surface annulaire est soumise à la pression dans la chambre de refoulement. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le vérin est à double effet et qu'un dispositif d'amortissemént est associé à chaque face du vérin. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, dans la soupape faisant partie du dispositif d'amortissement, se trouvent deux perçages d'admission qui sont reliés à deux perçages du vérin - éventuellement par des tubulures - dont l'un se trouve à l'une des extrémités de la chambre de travail et dont l'autre est à une distance de celui-ci qui est plus grande que la largeur du piston. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tension préalable du ressort s'appuyant au tiroir à piston peut etre modifiée.