Brevet FR2244925A1 — publié le 19750418

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Alphonse PY se rapporte. à des dispositifs amortisseurs de fin de course de vérins, en particulier de vérins hydrauliques. On connaît des dispositifs assurant cette fonction, constitués par une cavité cylindrique de plus faible diamètre que le cylindre du vérin, concentrique à celui-ci et le prolongeant à ses extrémités, dans laquelle vient stengager un piston cylindrique, de meme diamètre, solidaire du.vérin par des conduits à étrangle ments à perte de charge réglable, l'alimentation et ltévacuation du vérin se faisant à travers cette cavité. Dès que cette cavité est obturée par son piston, ltévacuation ne se fait plus qutà travers le débit de fuite réglable qui amortit donc la fin de course. Ces dispositifs de l'art antérieur présentent l'inconvénient de n'entre pas progressifs. On connaît également des dispositifs dans lesquels la cavité d t extrémité qui est de forme tronconique reçoit un prolongemment également tronconique du piston du vérin. Ces derniers dispositifs permettent une certaine progressivité de freinage, étant donné que la section de ltemmanche ment tronconique est décroissante. Ils- présentent l'inconvénient dtetre coûteux, du fait que ltajùsternent des pièces tronconiques est délicat. En outre, tout défaut de centrage relatif de ces pièces entraîne des variations de débit importantes qui rendent le système peu fiable et peu reproductible. Un tel dispositif présente en outre les inconvénients suivants - il se produit une surpression importante dans la cham bre à la rentrée du plongeur dans ltalésages Cette surpression provoque une décélération très importante préjudiciable au vérin, aux mécanismes de liaison et à la charge transportée; - le changement de régime d'écoulement de lthuile (passage du laminaire au turbulent) provoque un choc; - on enregistre une perte de temps due au fait que les pointeaux sont généralement réglés pour obtenir une vitesse uniforme de 10 mm/s à l'accostage ; or, une partie importante de la course d'amortissement se fait à cette vitesse; - les soupapes de surpression ont. généralement une section de passage trop faible et surtout un temps de réponse trop long; - la valeur de la décélération augmente avec la vitesse d'enfoncement du pis.tnn. On connaît encore des dispositifs dont les pistons plongeurs solidaires du piston ou vérin en s'engageant dans les cavités d'extrémité du cylindre comportent un évidement axial de grand diamètre dans lequel débouche une pluralité de trous percés radialement sur la surface cylindrique de ces pistons plongeurs et réalisant l'amortissement sommaire par obturation successive de ces trous par la surface interne de la cavité d'extrémité. correspondante, au fur et à mesure de la pénétration dudit piston plongeur dans cette cavité. Dans une variante, les pistons plongeurs, non évidés, T engagent dans des anneaux cylindres solidaires des extrémités du cylindre et comportent des trous radiaux visant le même résultat. Les dispositifs cités dans le présent paragraphe favorisent un meilleur amortissement que les précédents, cependant la présence des pistons plongeurs et cavités ou anneaux d'extrémités correspondants provoque une augmentation sensible de l'encombre- ment du vérin. La présente invention a pour but de proposer un nouveau dispositif qui obvie aux inconvénients précités et qui de plus est de conception simple et d'un prix de revient peu élevé. Ce dispositif est caractérisé par le fait que dans le-s zones d'extrémité de la paroi de cylindre du vérin, on a prévu une pluralité d'orifices d'évacuation qui font communiquer des chambres annulaires formées dans les recouvrements d'extrémité du vérin avec les chambres d'amortissement respectives et permettent au fluide de s'écouler entre une chambre d'amortissement et la chambre annulaire correspondante, l'étanchéité de chaque chambre d'amortissement étant assurée par un segment en fonte monté sur le vérin et servant en fonctionnement à obturer successivement lesdits orifices d'évacuation.Ce dispositif amortisseur de fin de course du vérin hydraulique est en outre caractérisé, du fait de l'absence de plongeurs solidaires du vérin, par les points suivants 10/ la section maximale du piston est utilisée pour l'amortissement, les pressions étant ainsi réduites pour une même capacité d'amortissement 20/ la course utile d'amortissement est susceptible d'etre allongée sans augmentation des cotes d'encombrement des vérins actuellement construits 30/ la chemise étant percée de trous radiaux de faible profondeur placés sur une ligne hélicoïdale et reportés en diamètre et en nombre, compte tenu de la loi d'amortissement à obtenir grâce à ce dispositif, l'amortissement est rendu rapide, progressif et reproductible. L'invention sera maintenant décrite à titre uniquement illustratif à l'aide de la description suivante faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif amortisseur de-fin de course de vérin selon la présente invention - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 1- représentant en coupe un orifice d'amortisserment Le dispositif représenté- à la figure 1 comprend une chemise de vérin 1 dans laquelle coulisse un piston 2 pourvu de deux segments 3 et 4 montés chacun à une des extrémités du piston 2. Les fonds de vérin 5 et 6 formant recouvrements d'extrémité comportent chacun une chambre annulaire 7 et 8 en communication avec les orifices 9, 9a d'alimentation et refoulement d'une part et, d'autre part avec les chambres d'amortissement 12a et 12b par les orifices calibrés 15, à savoir 15a - 15f et 15"a - 15 tuf, percés aux extrémités de la chemise 1. Ces orifices calibrés présentent, comme indiqué sur la figure 2, une profondeur e inférieu -re ou au plus égale à leur diamètre d, ainsi qu' une partie évasée orientée côté chambre annulaire Ils sont disposés suivant une ligne hélicoïdale et leur nombre et leur diamètre sont fonction de la loi d'amortissement à obtenir grace à ce dispositif. La vitesse d'accostage du piston 2 peut être réglée à l'aide d'une vis pointeau 13 interposée entre un ensemble de canaux 10 et Il de refoulement faisant communiquer la chambre d'amortissement 12a avec la chambre annulaire 8. De même, l'accélération du piston 2 peut être réglée à l'aide d'un clapet formé drune bille 14 dont la pression d'application sur san siège au moyen d'un ressort 17 peut être ajustée par une vis 16, ledit clapet étant lui-même interposé entre un ensemble de canaux 10 et 12 d t alimentation faisant communiquer la chambre annulaire 8 avec la chambre d'amortissement 12a:: Sur la figure 2, l'évasement en entonnoir 151 permet de réduire la hauteur e de la partie cylindrique du trou à une valeur sensiblement inférieure à son diamètre d, ce qui assure un -écoule- ment turbulent du fluide dans toutes les conditions de fonctionnement et supprime l'à-coup dû au passage de l'écoulement laminaire à l'écoulement turbulent du fluide hydraulique. Le dispositif offre les avantages suivants - la décélération du piston est efficace et indéréglable, - la décélération est peu sensible à la viscosité et à la température en raison de l'écoulement turbulent dans les orifices calibrés, - le même vérin peut être utilisé sans modification du réglage sur une plage importante de vitesse et de charge, le temps de décélération variant peu avec la vitesse : c'est ainsi qu'à grande vitesse toute la longueur de décélération est utilisée alors qu'à faible vitesse l'amortisseur agit sur une course réduite, - les joints et les mécanismes liés au vérin ont une meilleure tenue du fait de la surpression très faible enregistrée à l'entrée du piston dans la zone amortie. Dans le cas de l'accélération, on observe des phénomènes identiques. Par ailleurs - le dispositif est d'une grande simplicité de réalisation et, n'entraînant aucun encombrement supplémentaire en longueur, s'adapte aisément aux modèles de vérins existants, - l'étanchéité est obtenue par un segment dont l'excen- tration ne modifie pas le débit contrôlé par les orifices 15a 15f, 15'a - 15'f, - la réalisation ne nécessite pas de tolérances serrées de construction comme pour la concentricité du piston et dru plongeur dans le cas d'amortisseur à plongeur. I1 est bien entendu que le dispositif décrit ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et que de nombreuses modifications et variantes à la portée de l'homme de l'art pourront être apportées sans sortir pour autant ni du cadre ni de l'esprit de l'invention. C'est ainsi que l'on pourra faire varier le nombre, le diamètre et la disposition des trous radiaux afin d'obtenir un amortissement répondant à volonté à une loi bien déterminée. RtVENDtCATION s 1. Dispositif amortisseur de fin de course de vérin hydraulique, caractérisé par le fait que dans les zones d'extrémité de la chemise de cylindre (1) du vérin, on a prévu une pluralité d'arifices d'évacuation (15) qui font communiquer des chambres annulaires (7, 8) formées dans les recouvrements d'extrémité (5 et 6) du cylindre avec des chambres d'amortissement (12a, 12b) respectivement, et permettent .au fluide de s'écouler entre une chambre d'amortissement et la chambre annulaire correspondante., l'étanchéité de chaque chambre d'amortissement étant assurée par un segment en fonte (3 ou 4Y servant en fonctionnement à obturer successivement les dits orifices d'é.vacuation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les orifices d'évacuation (15) sont disposés suivant une ligne hélicoïdale et sont répartis en diamètre et en nombre compte tenu de la loi d'amortissement à obtenir. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que sont logés dans le- fond de. vérin (5) une vis pointeau (13) contrôlant la vitesse d'accostage du piston (2) ainsi qu'un clapet composé d'une bille (14), d'une vis (16) et d'un ressort (17) et destiné à régler l'accélération dudit piston (2). 4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les orifices d'évacuation (15) comportent un trou cylindrique de hauteur (e) sensiblement égale ou inférieure à son diamètre (d) assurant un écoulement turbulent permanent. 5. Dispositif selon la revendication 4.dans lequel la hauteur de la partie cylindrique (e) des orifices d'évacuation est réduite par au moins un évasement (151).