Brevet FR2214830A1 — publié le 19740819

La présente invention est relative à un dispositif de vérin hydraulique à simple effet comportant un ensemble cylindre/piston de manoeuvre avec tige de piston de manoeuvre. De tels vérins hydraUliques sont largement utilisés dans divers domaines, l'huile nécessaire pour leur fonctionnement étant normalement fournie à partir d'une source séparée ou incorporée au vérin hydraulique et comportant un réservoir d'huile, une pompe et un système de valves. Dans la plupart des cas, un tel mode de construction s'avère parfaitement satisfaisant, en particulier si plusieurs vérins hydrauliques sont commandés à partir d'un point central ou au moyen d'une huile fournie à partir d'un réservoir central. Toutefois, dans certains cas il n'est fait usage que d'un seul vérin hydraulique dans le système et si parallèlement, il ne faut faire appel qu'à-une partie réduite dudit système, le mode de construction classique exposé ci-dessus ne donne pas toute satisfaction. A titre d'exemple lton peut citer l'utilisation d'un cric hydraulique qui, dans le cas en particulier où on le fait suivre -dans -une automobile, doit avoir un volume aussi restreint que possible tout en faisant montre des performances requises. L'encombrement minimal voulu ne peut être obtenu aveo le mode de construction classique.Par ailleurs, lorsqu'on utilise un cric hydraulique on souhaite également pouvoir disposer d'un appareil de conception simple, tant sur le plan fonctionnel que sur le plan de sa construction, ce qui ne peut être obtenu avec le mode de construction classique. La présente invention vise essentiellement à surmonter les inconvénients et autres difficultés susmentionnés propres à l'utilisation d'un cric hydraulique. A cet effet, la présente invention porte sur un vérin hydraulique qui- est ntn seulement utile dans l'application d'un cric du type susmentionné, mais qui soit universellement applicable dans tous les dispositifs de vérin hydraulique à simple effet, de sorte que la présente invention ne se trouve nullement limitée au cric décrit à titre illustratif ci-contre. Conformément à la présente invention, le dispositif de vérin hydraulique à simple effet du type mentionné ci-dessus comporte un réservoir d'huile affectant la forme d'une chambre entourant la tige de piston de manoeuvre et contenant un ressort de rappel, ainsi qu'un piston-pompe à mouvement alternatif qui est disposé dans un alésage longitudinal ménagé dans le dispositif de piston de manoeuvre en vue de pomper l'huile hors du réservoir d'huile en direction d'une chambre de manoeuvre qui est située à l'avant du dispositif de piston de manoeuvre, par l'intermédiaire d'un système de passages et de valves de réglage. La condition requise pour un fonctionnement simple du vérin hydraulique est obtenue, conformément à la présente in vention, par l'utilisation d'une soupape ou valve de retenue qui peut être positivement ouverte par le piston-pompe dans sa position de rappel limite afin de permettre à l'huile d'entre refoulée de la chambre de manoeuvre Jusqu'à la chambre à ressort de rappel qui est constituée par le réservoir. d'huile. Du point de vue strictement pratique, ce résultat est obtenu au moyen d'un élément de réglage pouvant se déplacer sur une courte distance à l'intérieur de l'alésage du dispositif de piston de manoeuvre et d'une surface terminale qui est apte à agir conjointement avec une tige ou axe de guidage qui déplace la bille d'une valve de retenue secondaire. Le système de passages et de valves de réglage dans le dispositif de piston de manoeuvre est destiné, conformément à la présente invention, à permettre l'écoulement d'huile de la chambre à ressort de rappel vers la chambre de manoeuvre à travers un passage primaire qui est ménagé dans ledit dispositif de piston de manoeuvre et qui est pourvu d'une valve de retenue primaire, par l'intermédiaire de passages périphériques et axiaux ménagés dans l'élément de réglage, et à travers l'un des deux passages ménagés dans ledit dispositif de piston de manoeuvre et qui est pourvu de valves de retenue secondaires, ainsi qu'à permettre l'écoulement d'huile de la chambre de manoeuvre jusqu'à la chambre à ressort de rappél par l'intermédiaire de l'autre desdites valves de retenue secondaires dans la position où elle se trouve positivement ouverte par la tige de guidage, et à travers un passage secondaire ménagé dans ledit dispositif de piston de manoeuvre. La présente invention sera maintenant décrite de façon plus détaillée en référence au dessin ci-annexé, sur lequel la fig. 1 est une vue latérale et partiellement en coupe d'un cric équipé d'un dispositif de vérin hydraulique conforme à la présente invention, et dont une position fonctionnelle est indiquée par des traits en pointillé et par des traits discontinus; la fig. 2 est une vue en coupe, à une échelle agrandie, du vérirp hydraulique proprement dit. Le cric illustrer sur la fig. 1, lequel est plus particulièrement destiné aux véhicules automobiles, oomportè de la façon habituelle un faux-châssis l qui est muni de roulettes 2. Un dispositif de piston de manoeuvre 5 est fixé à un élément transversal 3 du faux-chssis dans un trou traversant au moyen d'un écrou 6 tune description détaillée sera donnée ci-après en référence à la fig. 2. Un cylindre de manoeuvre 7 est supporté sur un autre élément transversal 8 du fauxchaAssis 1, étant par ailleurs libre de se déplacer le long dudit faux-ehâssis. Le cylindre de manoeuvre 7 est pourvu à son extrémité avant d'une tige ou axe fixe 9 qui est articulé-de chaque ctté du cylindre avec une biellette 10 s'étendant jusqu'à un axe d'articulation 11 d'un bras de levage 12. Ledit bras de levage est à son tour articulé sur un axe 13 qui est fixé rigidement au faux-chassi 1. Le bras de levage 12 est articulé à son autre extrémité avec une plaque de levage 14 à profil en U peu profond au moyen d'un axe 15. Afin que la plaque de levage 14 puisse être guidée horizontalement lors-du mouvement de levage, le bras de levage 12 comporte un parallélogramme de guidage se présentant sous laforme d'une biellette 16 qui est articulée à l'une de ses extrémités sur un axe rigide 17 fixé au faux-chAssis 1, à proximité de l'axe d'articulation 13 du bras de levage 12, et à son autre extrémité sur un axe 18 de la plaque de -levage 14 qui est espacé vis-à-vis de l'axe 15 sur une distance égale à l'écartement entre le piston 17 et l'axe 13. Ce mode de construction, lequel est caractéristique pour les crics en question, amène la plaque de levage 14 à se soulever lors du déplacement du cylindre de manoeuvre 7 vers la gauche sur la fig. 1, ledit déplacement vers la gauche étant transformé par la biellette en un mouvement dans le sens des aiguilles d'une montre du bras de levage 12 autour de l'axe 13. Une position partiellement relevée de la plaque de levage 14 est indiquée par des traits discontinus sur la fig. 1. Les caractéristiques nouvelles du cric illustré sur le dessin résident dans le fait que le résérvoir d'huile et le système de pompe et de valves du dispositif de vérin hydrau lique se trouvent incorporés dans le vérin hydraulique proprement dit. Le seul-détail visible sus la fig. 1 est un piston-pompe 19 qui se prolonge dans le dispositif de piston de manoeuvre 5, son extrémité protubérante supportant un élément en bout 20 qui est muni- d'un évidement 21 s'étendant dans le sens vertical. Une pièce de fixation 22 de la tige de la pompe est articulée. de façon pivotante sur un axe 23 qui est assujetti rigidement au faux-chAssis 1, étant pourvue à l'une de ses extrémités d'un axe 23 venant s'insérer dans l'évidement 21. A l'autre extrémité du dispositif de fixation 22 se trouve fixé un manchon 25 à travers lequel s'étend une tige de pompe 26 pouvant occuper deux positions principales, à savoir la position d'emmagasinage ou de transport illustrée sur la fig. 1 et une position de fonctionnement (non représentée) lorsqu'elle est repoussée vers la droite sur la fig. 1 par le manchon 25. Grâce à ce mode d'agencement, les mouvements de pompage verticaux avec la tige de pompe 26 dans la position fonctionnelle de cette dernière amènent le piston-pompe 19 à effectuer un mouvement de va-ét-vient dans le dispositif de piston de manoeuvre 5. Sur la fig. 2 se trouve illustré le vérin hydraulique proprement dit, lequel est essentiellement constitué par un cylindre de manoeuvre 7, un dispositif de piston de manoeuvre 5 et un piston-pompe 19. Le dispositif de piston 5 est inséré avec une extrémité d'un diamètre.rédult à travers un trou ménagé dans l'élément transversal 3, lequel est rigidement fixé au fauxchâssis 1. L'extrémité du dispositif de piston de manoeuvre 7 est filetée, étant assujettie à l'élément transversal 3 au moyen d'un écrou 6 qui est vissé sur les filetages précités.L'élément en bout 20 du piston-pompe avec son évidement 21 se trouve également représenté sur la fig. 2, Le cylindre de manoeuvre 7 se présente sous la forme d'un cylindre circulaire rectiligne 7a qui est fileté extérieurement à l'extrémité située sur la gauche sur la fig. 2, étant fileté intérieurement à son extrémité opposée. A l'extrémité gauche du cylindre est vissé un couvercle de cylindre 7b, 1'é- tanchéité requise entre les éléments étant obtenue par un joint torique 7c qui est inséré entre eux. A l'autre extrémité du cylindre se trouve vissée -une douille cylindrique filetée extérieurement 7d, laquelle comporte une gorge circulaire intérieure destinée à recevoir un joint torique 7e qui contribue à assurer l'étanchéité requise conjointement avec le dispositif de piston de manoeuvre 5. Le dispositif de piston de manoeuvre 5 est rigidement monté dans l'élément transversal 3 du faux-châssis comportant un piston de manoeuvre 5a et une tige de piston de manoeuvre 5b. Derrière le piston de manoeuvre 5a (c'est-à-dire ntre la tige de piston 5b et le cylindre 7a) est ménagée une chambre 27 dans laquelle est disposé un ressort de rappel 28 qui agit entre le piston de manoeuvre a et la douille 7d,- de sorte que ladite chambre 27 peut etre désignée par les termes de "chambre à ressort de rappel'1. A l'avant du piston de manoeuvre 5a, c'est i-dire à gauche sur la fig. 2, se trouve ménagée une chambre de manoeuvre 29 où huile est amenée à s'écouler pour repousser le cylindre 7 vers la gauche.En pareil cas, l'huile est prélevée dans la chambre à ressort de rappel-27 qui sert alors également de réservoir huile. L'huile est amenée à s' écouler de la chambre à ressort de rappel 27 vers la chambre de manoeuvre -29 sous l1impul- avion des mouvements alternatifs du-piston-pompe 19,- lequel comporte une gorge annulaire dans laquelle est disposé un joint torique 3Oj ainsi qu'une bague d'étanchéité en V 31 qui est insérée entre le piston-pompe lui-mAeme et une partie saillante 32 du piston, dont l'objet apparaîtra plus clairement ci-après. Le piston de manoeuvre 5a est pourvu d'une gorge annulaire dans laquelle est insérée une bague d'étanchéité en V 33 destinée à assurer une étanchéité hermétique contre le cylindre 7a. Ainsi qu'il a été mentionné précédemment, le dispositif de piston de manoeuvre est muni d'un alésage longitudinal 34 dont une partie présente un diamètre réduit- à travers laquelle s'étend le piston-pompe 19, et dont une partie présente un diamètre supérieur (à l'extrémité gauche sur la fig. 2), à savoir dans le piston de manoeuvre 5a. Dans la partie de l'alésage 34 d'un diamètre supérieur est inséré un élément intermédiaire 35, cependant qu'un élé- ent de recouvrement 36 se trouve vissé sur les filetages intérieurs situés à l'extrémité de l'alésage. Afin d'obtenir ltétan- chéité requise; un joint torique 37 est interposé entre un chanfrein ménagé à l'extrémité de ltélément intermédiaire 35 et le fond de la partie de l'alésage 34 présentant un diamètre supérieur. Dans la partie de l'alésage 34 présentant un diamè tre réduit se trouve disposé, en plus du piston-pompe 19, un élément de réglage 38 ne pouvant se déplacer que sur une courte distance dans le sens axial, du fait de l'action conjointe entre vln évidement circulaire 39 ménagé dans l'élément de- réglage 38 et l'extrémité d'une vis de butée 40 qui est vissée dans le piston de manoeuvre 5a. L'extrémité de la vis de butée 40 est de di zensions plus petites dans le sens axial de l'alésage 34 que l'é- évidement. Un passage primaire 41 s'étend à partir de la chambre à ressort de rappel 27 jusqu'à l'évidement circulaire 39 de l'élément de réglage 38. Ledit passage primaire 41 abrite une valve de retenue comportant une bille 42 agissant contre un épaulement disposé dans le passage 41 et qui permet à l'huile de s'écouler de la chambre à ressort de rappel jusqu'à l'élément de réglage 38, tnterdisant tout écoulement en sens inverse. Un passage secondaire 43 s'étend dans le piston demanoeuvre 5a de la chambre à ressort de rappel 27 jusqu'à un évidement circulaire 44 ménagé dans l'élément intermédiaire 35. Un passage radial 45 s'étend à partir dudit évidement jusqu'à l'un des deux passages axiaux 46 ménagés dans l'élément intermédiaire 35. Chacun desdits passages axiaux est pourvu à son extrémité faisant face à l'élément de recouvrement 36 d'une deuxième bille de valve de retenue 47 qui est disposée dans une partie élargie dudit passage et qui est maintenue sur son siège au moyen d'une bague 49 qui est sollicitée par un ressort 48 dans l'élément de recouvrement 36. La bague et le ressort précités sont disposés dans un évidement ménagé dans l'élément de recouvrement 36, lequel est également pourvu de passages axiaux 50 débouchant dans la chambre de manoeuvre 29. Outre l'évidement circulaire 39, l'élément de réplage 38 comporte un passage axial 51, ainsi que des passages ~axiaux 52 situés entre ledit évidement et le passage axial 51. I1 convient également de noter que la vis de butée 40 est pourvue d'une valve de retenue 53 soumise à l'action d'un ressort et qui est disposée dans un passage traversant qui entre on communication avec la chambre à ressort de rappel 27. Finalement, l'ensemble comporte une tige ou axe de guidage 54 dans le passage axial 46 de l'élément intermédiaire 35 où débouche le passage radial 45 L'axe de guidage 54 affecte une configuration tronconique présentant un petit angle de sommet, l'extrémité la plus grande dudit axe de guidage qui est orientée vers la droite sur la fig. 2 présentant un diamètre identique à celui du passage axial 46. L'axe de guidage 54 présente une longueur supérieure à la distance comprise entre la bille de la valve de retenue 47 et 11 extrémité de l'élément intermédiaire 35 faisant face à l'élément de réglage 38, de telle sorte qu'il fait normalement saillie dans une certaine mesure. I1 convient de remarquer à ce propos que ltévide- ment ménagé pour la bille de la valve de retenue 47 en un point adjacent à l'axe de guidage 54 est à ce point peu profond que la bague 49 vient porter en permanence contre ladite bille 47, tandis que l'évidement destiné à l'autre bille de la valve de retenue peut être plus profond, raison pour laquelle ladite bille n'est pas soumise à l'faction de la bague 49 sollicitée par un ressort. En imprimant un mouvement alternatif au piston pompe l9, 1'huile peut être pompée à partir de la chambre à ressort de rappel 27, laquelle constitue en même temps un réservoir d'huile, jusqu'à la chambre de manoeuvre 29 par l'intermédiaire du passage primaire 41, les passages radiaux 52 et le passage axial 51, respectivement, dans l'élément de réglage 38, le passage axial supérieur 46 dans l'élément intermédiaire 35 et les passages axiaux 50 dans l'élément de recouvrement 36 jusqu'à la chambre de manoeuvre 29, de façon que le cylindre 7 soit repoussé vers la gauche sur la fig. 2. Lorsqu'on désire que le ressort de rappel 28 ramène le cylindre 7 vers la droite sur la fig. 2, l'huile doit être renvoyée de la chambre de manoeuvre 29 dans la chambre à ressort de rappel 27. Ceci peut s'effectuer en faisant mouvoir le piston-pompe 19 vers l!intérieur Çà savoir vers la gauche sur la fig, 2) pour l'amener dans sa position intérieure limite où il repousse lte;lément de réglage 38 vers la gauche. Ledit élément de réglage 38 agit à son tour sur l'axe de guidage 54 qui repousse la bille 47 y associée vers la gauche sur la fig. 2 contre l'action de la bague à ressort 49.L'huile peut alors s'écouler audelà de ladite bille 47 et au-delà de l'axe de guidage légèrement conique 54 à travers les passages 45 et 43+ pour aboutir dans la chambre à ressort de rappel 27. La vitesse de 11 écoulement d'huile peut astre entièrement réglée au moyen du piston-pompe 19, à savoir grâce à la position imposée à l'axe de guidage 54. La valve de retenue 53 de la vis de butée 40 peut être qualifiée de soupape de sûreté ou soupape de trop-plein. Si la force s' exerçant à la droite du cylindre 7 est supérieure à la force de la pression d'huile s'exerçant à la gauche de la chambre de manoeuvre 29, l'huile se trouve refoulée vers la chambre à ressort de rappel 27 par l'intermédiaire de la valve de retenue 53. Le cylindre illustré sur la fig. 2 est approximativement dessiné à l'échelle réelle, et il est bon de mentionner que la pression de fonctionnement du vérin hydraulique est de l'ordre de 200 à 300 atmosphères et que la capacitédelevage du cric équipé avec un tel vérin hydraulique est de 1,5 tonne, ce qui est largement suffisant pour une voiture de tourisme. Le cric équipé avec le vérin hydraulique conforme à la présente invention présente un volume ou encombrement considérablement inférieur aux crics précédemment disponibles jouissant des mêmes performances, ce qui constitue bien entendu un très grand avantage. I1 doit être bien entendu que la présente.inven- tion ne se limite nullement à l'application décrite ci-dessus sous forme d'un cric, le dispositif de vérin hydraulique en question étant susceptible de trouver au contraire des applications universelles. Par ailleurs, la présente invention ne se limite nullement au mode de réalisation décrit en ce qui concerne le dispositif de cylindre hydraulique proprement dit, toutes variantes ou modifications pouvant y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention. REVENDI CATI ONS 1. Dispositif de vérin hydraulique à simple ef Set, caractérisé par le fait qu'il comporte un cylindre et un dispositif de piston de manoeuvre qui est pourvu d'un piston de manoeuvre et d'une tige de piston de manoeuvre, un réservoir d'huile affectant la forme d'une chambre entourant la tige de piston de manoeuvre et contenant un ressort de rappel, ainsi qu'un pis on-pompe à mouvement alternatif qui est disposé dans un alésage ongitudinal ménagé dans ledit dispositif de piston de manoeuvre our pomper l'huile hors du réservoir d'huile en direction d'une chambre de manoeuvre se situant à l'avant du dispositif de piston de manoeuvre, et ce par l'intermédiaire d'un système- de passages et de valves de réglage qui sont montés dans ledit dispositif de piston de manoeuvre. 2. Dispositif de vérin hydraulique, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte une valve de retenue qui est apte à astre positivement ouverte par le pison-pompe lorsqu'il se trouve dans sa position limite de rappel, en vue de permettre le refoulement de l'huile hors de la chambre de manoeuvre en direction de la-chambre à ressort de rappel constituant le réservoir d'huile précité. 3. Dispositif de vérin hydraulique, suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément fe réglage pouvant se déplacer sur une courte distance dans l'alé- age ménagé dans le dispositif de piston de manoeuvre, l'une des surfaces en bout dudit élément de réglage étant apte à agir con tintement avéc l'extrémité du piston-pompe, tandis que l'autre surface en bout dudit élément de réglage est apte à agir conjoin -ement avec un axe de guidage qui déplace sur son siège la bille tune valve de retenue secondaire. 4. Dispositif de vérin hydraulique, suivant l'une quelconque des revendications précédentes > caractérisé par le fait due le système de passages et de valves de réglage dans le dis rositif de piston de manoeuvre est apte à permettre l'écoulement de huile de la chambre à ressort de rappel en direction de la chambre de manoeuvre à travers un passage primaire qui est ménagé dans e dispositif de piston de manoeuvre et qui est pourvu d'une valve Se retenue primaire, par l'intermédiaire de passages axiaux et -driphériques dans l'élément de réglage précité et à travers l'un ees deux passages ménagés dans le dispositif de piston de manoeuvre et qui est pourvu de valves de retenue secondaires, ainsi qugà permettre l'écoulement de l'huile hors de la chambre de manoeu vre en direction de la chambre à ressort de rappel par l'interX médiaire de l'autre desdites valves de retenue secondaires telle qu'en position d'ouverture positive sous l'action de l'axe de guidage précité, et à travers un passage secondaire ménagé dans redit dispositif de piston de manoeuvre.