Brevet FR2302431A1 — publié le 19760924

La présente invention se rapporte à un dispositif pompe vérin comportant une pompe ayant un piston coulissant qui définit, de part et d'autre de lui-meme, respectivement une chambre de travail émétrice et une chambre de réserve, un vérin ayant un piston coulissant qui définit de part et d'autre de lui-même, respectivement une chambre de travail réceptrice et une chambre de réserve, un premier moyen de clapet entre la chambre de réserve de la pompe et la chambre de travail émétrice de la pompe, un deuxième moyen de clapet entre la chambre de travail émétrice de la pompe et la chambre de travail réceptrice du vérin, et des moyens de communication entre les deux chambres de réserve. Plus particulièrement, l'invention concerne un tel dispositif pompe vérin formant un dispositif élévateur pour le réglage de la hauteur de tous organes, machines, appareils, éléments, organes ou parties mobiles, par exemple des plateaux mobiles de sièges, de fauteuils de bureau et autres, de sièges de camions, de sièges d' avions, des parties mobiles de cric ou d'étais de bâtiment, travaux publics et mines, des organes mobiles de presses d'asservissement de secours de vannes,etc... La présente invention a pour objet un dispositif pompe vérin d'une construction monobloc, simple et robuste, peu encombrante et peu onéreuse. Suivant l'invention, un dispositif pompe vérin du type susindiqué est caractérisé en ce que les deux pistons sont axialement alignés et montés coulissants dans un meme corps de cylindre rempli de fluide, une cloison transversale fixe étant disposée dans ledit corps de cylindre entre les deux pistons. Gracie à cette disposition, l'ensemble hydraulique est contenu dans un meme corps de cylindre d'une manière compacte et peu encombrante. Suivant d'autres caractéristiques, les deux chambres de tra- vail sont adjacentes à la cloison de part et d'autre de celle-ci, tandis que les deux chambres de réserve sont disposées aux extrémités des corps de cylindre, le premier moyen de clapet étant monté dans le piston de pompe, le deuxième moyen de clapet étant monté dans la cloison, les moyens de communication entre les deux chambres de réserve comportant un passage annulaire défini entre le corps de cylindre et une chemise entourant celui-ci et des trous ménagés dans le corps de cylindre au niveau des chambres de réserve. Grâce à cet agencement, tous les divers éléments du dispositif hydraulique sont rassemblés dans le bloc qui est constitué par le corps de cylindre entouré de la chemise et qui forme un ensemble étanche se suffisant à lui-meme. Suivant une autre caractéristique, chacun desdits pistons a une tige s'étendant dans la chambre de réserve correspondante et sortant du corps de cylindre tandis qu'un plongeur de compensation de variations de volume est monté coulissant dans la chambre de réserve de la pompe au voisinage de l'extrémité correspondante du corps de cylindre. I1 est à noter que le plongeur de compensation de volume assure automatiquement, par ses déplacements, une adaptation des variations de volume des diverses chambres, compte tenu de la présence des tiges. En outre, suivant l'invention, pour permettre une course de retour du piston de vérin vers une position de départ, un troisième moyen de clapet est interposé entre la chambre réceptrice de travail du vérin et les moyens de communication des deax chambres de réserve, ledit troisième moyen de clapet étant adapté à etre commandé à volonté en ouverture forcée en vue du retour du vérin. De plus, suivant l'invention, pour permettre une circulation à vide de fluide lorsque le piston du vérin a atteint sa position la plus avancée et que la pompe continue à etre actionnée, la chambre de travail réceptrice est adaptée, dans cette position la plus avance du piston du vérin, à entre reliée aux moyens de communication des deux chambres de réserve. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif pompe vérin suivant l'invention, illustrant le fonctionnement lorsque le piston de la pompe monte pour faire monter le piston du vérin;; la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 mais dans laquelle le piston de la pompe redescend alors que le piston du vérin reste bloqué en position stationnaire la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 où à la figure 2 mais dans laquelle le piston de la pompe est avancé au-delà de sa course normale pour provoquer à volonté la descente du vérin la figure 4 est une vue partielle de la partie haute de la pompe vérin, montrant le piston du vérin dans sa position la plus avancée, dans laquelle l'actionnement de la pompe provoque une circulation à vide du fluide. la figure 5 est une vue à plus' grande échelle du piston de la pompe montrant un premier clapet monté dans ce piston la figure 6 est une vue, à plus grande échelle encore de la cloison du corps de cylindre et montre un deuxième et un troisième clapets montés dans cette cloison la figure 7 est une vue partielle d'une variante dans laquelle l'alésage de la pompe est prévu plus petit que celui du vérin la figure 8 est une vue partielle d'une autre variante, concernant la fixation de la chemise extérieure au corps du cylindre. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 6, un dispositif pompe vérin comporte un corps de cylindre 10 recevant un piston de pompe P ayant une tige TP sortant à une extrémité et un piston de vérin V ayant une tige TV sortant à l'autre extrémité. La tige TP est adaptée à être reliée à une commande de pompage, par exemple manuelle, donnant au piston P un mouvement alternatif suivant une course qui est comprise entre une position recu- lée montrée à la figure 1 et une position avancée montrée à la figure 2. La tige TV est adaptée à être reliée soit à l'organe que la pompe vérin doit actionner en élévation lorsque le corps de cylindre 10 est fixe, soit à un socle fixe lorsque c'est le corps de cylindre 10 qui est relié à l'organe que la pompe vérin doit actionner en élévation. On peut également envisager que le corps de cylindre 10 et la tige TV ne sont fixes ni l'un ni l'autre mais reliés respectivement à deux parties mobiles que la pompe vérin doit écarter. Pour fixer les idées, dans une application de la pompe vérin à un siège de bureau réglable, le dispositif est utilisé dans une position sens dessus dessous par rapport à celle qui est représentée à la figure 1. La tige TV est placée en bas et montée sur un socle fixe du fauteuil tandis que le corps de cylindre 10 est relié au siège mobile, ladite tige TP étant placée en haut et reliée à un levier placé à portée de main de l'usager pour le pompage en vue de modifier le réglage en hauteur du fauteuil. Le corps de cylindre 10 est formé par un tube cylindrique fermé à ses deux extrémités par des couvercles Il et 12. Une chemise 13 également formée par un tube cylindrique, entoure le tube 10 de manière à définir avec celui-ci un passage annulaire 14. Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 6, le tube 13 est soudé à ses extrémités en 15 et 16 au tube 10, c'est-à-dire indépendam ment des couvercles 11 et 12. Les extrémités du tube 13 sont rabattues et avantageusement obtenues par un repoussage à chaud. Le corps de cylindre 10 et l'espace 14 sont remplis de manière étanche par un fluide hydraulique tel que de l'huile. Une cloison transversale fixe 17 est montée dans le corps de cylindre 10 dans une position intermédiaire comprise entre les couvercles 11 et 12 et y est retenue par des moyens appropriés,par exemple par des circlips 18. Dans l'espace du corps de cylindre 10 qui est compris entre le couvercle 11 et la cloison 17, est monté coulissant le piston de pompe P. Le piston P a sa tige TP qui traverse le couvercle 11 de manière étanche et sort du corps de cylindre pour être reliée à la commande de pompage. Un plongeur de compensation de volume, dit diaphragme 19,est monté coulissant de manière étanche dans le corps de cylindre 10 et autour de la tige TP. Une chambre de travail émétrice 20 est définie dans le corps de cylindre 10 entre la cloison 17 et le piston P, tandis qu'une chambre de réserve 21 est définie dans le corps de cylindre 10 entre le piston P ét le diaphragme 19. Entre le diaphragme 19 et le couvercle 11, est définie, dans le corps de cylindre 10, une chambre 22 qui est mise en communication avec l'atmosphère par un orifice 23 ménagé dans le couvercle 11. L'orifice 23 peut être obstrué après remplissage de la chambre 22 par un gaz inerte du genre azote. Dans ce cas, l'appareil peut être utilisé dans tous les milieux : air libre, sous l'eau, dans le vide, etc.. Le piston de pompe P présente (fig. 5) une rangée circulaire d'orifices 24 qui le traversent de part en part. Sur la face du piston P qui est exposée à la chambre de travail 20, est monté un disque élastique 25 qui recouvre les orifices 24 de manière à former un clapet, dit premier clapet 25. Dans l'espace du corps de cylindre 10 qui est compris entre le couvercle 12 et la cloison 17 est monté coulissant le piston de vérin V. Le piston V a sa tige TV qui traverse le couvercle 12 de manière étanche et sort du corps de cylindre 10 pour être reliée à l'organe à actionner. Une chambre réceptrice de travail 28 est définie dans le corps de cylindre 10 entre la cloison fixe 17 et le piston de vérin V tandis qu'une chambre de réserve 29 est définie dans le corps de cylindre 10 entre le couvercle 12 et le piston de vérin V. La cloison fixe 17 présente un alésage central 30, (Fig.6). Du côté de la chambre 20, cet alésage 30 est prolongé par l'intermédiaire d'un épaulement 31 par un asélage de plus grand diamètre 32. Du côté de la chambre 28, l'alésage 30 est prolongé par l'in- termédiaire d'un épaulement 33 par un alésage de plus grand diamètre 34. Dans l'alésage 30, est engagé coulissant un axe 35 présentant au niveau de l'alésage 34, une collerette 36 ayant une face 37 adaptée à s'appliquer sur l'épaulement 33 tandis que l'autre face 38 de la collerette 36 reçoit un disque élastique 39. La collerette 36 est rendue solidaire de l'axe 35 par un écrou 40 avec interposition d'une rondelle 41. La partie périphérique du disque élastique 39 est adaptée à venir en application contre un siège annulaire terminal 42 de la cloison 17 entourant les perçages 34. Un ressort 43 entoure l'axe 35 dans le perçage 32 et est appliqué entre l'épaulement 31 et une goupille diamétrale 44 de l'axe 35. Le ressort 43 tend à maintenir d'une part, la collerette 36 appliquée contre l'épaulement 33 et d'autre part, le disque 39 appliqué contre la face 42. Un ou plusieurs orifices 45 sont ménagés dans la pièce 17 de façon à faire communiquer la chambre 20 avec le perçage 34. Ces orifices débouchant dans l'épaulement 33 en 46,- c'est-à-dire à 1' extérieur de la collerette 36. Le disque élastique 39 forme ainsi un clapet, dit deuxième clapet 39, entre la chambre de travail émétrice 20 et la chambre de travail réceptrice 28. Un ou plusieurs canaux 47-48 sont ménagés dans la cloison 17 et comportent, une partie 47 parallèle à l'axe et une partie radiale 48. La partie 47 débouche en 49 dans l'épaulement formant siège 33, de façon à pouvoir etre obturée par la collerette 36.La partie radiale 48 débouche dans une gorge annulaire périphérique 50 de la cloison 17. La gorge 50 communique elle-même par un ou plusieurs trous 51 ménagés dans le tube 10 avec l'espace annulaire 14. La collerette 36 forme un clapet, dit troisième clapet 36, entre la chambre 28 et l'espace annulaire 14. Ce clapet est commandé en ouverture forcée par action sur la face terminale 52 de l'axe 35 L'espace annulaire 14 communique avec la chambre de réserve 21 par un ou plusieurs orifices 53 et communique avec la chambre de réserve 29, d'une part, par un ou plusieurs orifices 54 et, d' autre part, par un ou plusieurs orifices 55. Les orifices 54 sont axialement espacés des orifices 55 par une distance correspondant sensiblement à la hauteur du piston V de telle sorte que lorsque le piston V occupe sa position la plus avancée (fig. 4) les orifices 54 soient admis à communiquer avec la chambre 20, tandis que les orifices 55 continuent à communiquer avec la chambre 29. Le fonctionnement est le suivant On suppose que le piston de vérin V est dans sa position la plus reculée définie par butée contre la cloison 17 et que le piston de pompe P est également dans sa position la plus reculée représentée à la figure 1, où il est situé immédiatement au-dessus des orifices 53. Pour faire monter la tige TV du vérin, on actionne la pompe en donnant un mouvement alternatif à sa tige TP, de manière à ce que le piston P ait une course en aller et retour entre la position la plus reculée, représentée à la figure 1, et la position la plus avancée, représentée à la figure 2. Dans la course d'aller du piston P à partir de la position la plus reculée, le fluide hydraulique tel que de l'huile contenu dans la chambre émétrice de travail 20 tend à titre chassé de cette chambre et ne peut pas passer dans la chambre de réserve 21 du fait que le clapet 25 est énergiquement appliqué par la pression d'huile contre les orifices 24. L'huile de la chambre 20 est admise à accéder à la chambre réceptrice de travail 28 en passant par les orifices 45 et dans le perçage 34 puis est admise à soulever le clapet 39 de son siège 42. L'huile de la chambre 20 ne soulève pas l'axe 35 par action sur la section terminale 52 étant donné que la pression d'huile de la chambre 28 agit en sens contraire sur la plus grande section du clapet 39 alors que par ailleurs le ressort 43 tend à maintenir le clapet 39 appliqué sur le siège 42 et le clapet 38 appliqué sur le siège 33. L'huile passant ainsi de la chambre 20 à la chambre 28 soulève le piston V. L'huile de la chambre 29 peut être chassée de celle-ci par les trous 54 et 55, passe par l'espace annulaire périphérique 14 et par les trous 53 pour accéder à la chambre 21 qui augmente en volume exactement de la meme quantité que la chambre 29 diminue elle-meme de volume, étant donné que, dans l'exemple représenté aux figures 1 à 6, les pistons P et V ont la même sec tion, en étant engagés coulissants dans une meme section du tube 10 tandis que les tiges TP et TV ont, de leur côté, la même section. Si l'élévation désirée du piston 26 est obtenue après tout ou partie de la course aller du piston P, on arrête le pompage et le piston V est maintenu bloqué stationnaire grâce au verrou hydraulique que constitue la chambre 28 avec appui sur le clapet fermé 39 (fig. 2). I1 est possible de faire revenir la pompe dans sa position la plus reculée en faisant descendre la tige TP alors que le piston V est maintenu bloqué stationnaire. L'huile passe sans difficulté de la chambre 21 à la chambre 20 en soulevant le clapet 25. Etant donné que la section de la chambre 21 est plus petite que la section de la chambre 20 en raison de la présence de la tige TP, le diaphragme 19 est admis à descendre pour assurer une compensation des variations de volume. Si le réglage en hauteur de la tige TV exige une nouvelle montée du piston V, il suffit de recommencer le pompage en faisant monter le piston P jusqu'à ce que le piston V ait atteint la hauteur désirée. Le fonctionnement est analogue à celui qui a été précédemment décrit. I1 peut arriver que le piston V atteigne sa position la plus avancée où il est en butée sur le couvercle 12 et il ne faudrait pas que la poursuite du pompage risque de provoquer une détérioration de l'appareil. C'est pourquoi, dans la position la plus avancée du piston V représentée à la figure 4, ce piston V démasque les orifices 54 et le pompage réalisé par le déplacement alternatif du piston P se traduit uniquement par une circulation à vide de l'huile passant de la chambre 20 par les orifices 54 dans le passage annulaire 14, puis par l'orifice 53 dans la chambre 21, tandis que la chambre 29 est elle-même mise en communication avec le perçage 14 par les orifices 55. Pour faire redescendre le piston V, il est prévu de faire avancer le piston P au-delà de la position la plus avancée de sa course normale (fig. 3) de manière à ce que le piston P soulève l'axe 35. Dans ce cas, la chambre 29 est mise en communication par le soulèvement des clapets 39 et 36, avec les orifices 47,48 et les trous 51 avec le passage 14 qui lui-même communique par les trous 54 et 55 avec la chambre 29, tandis qu'une communication est également établie entre la chambre 28 et la chambre 20 par les orifices 45. Le piston V est dès lors libre de descendre par suppres sion du verrou hydraulique de la chambre 28. I1 est à noter quele diaphragme 19 peut librement se déplacer pour compenser les différences de variations de volume dues à la présence des tiges TP et TV. On se réfèrera maintenant à la figure 7 où la disposition est analogue à celle qui a été décrite en référence aux figures 1 et 6 mais où le piston désigné par P' est admis à coulisser dans une fourrure 60 montée à l'intérieur du corps de cylindre 10 afin que soit diminuée la section active de la pompe en vue de permettre une démultiplication de la commande de levage. Le fonctionnement est analogue à celui qui a été précédemment décrit. Dans une autre variante (fig. 8), la chemise extérieure 13, au lieu d'etre directement soudée en 18 au tube 10, est fixée aux couvercles 11 et 12. La figure 8 illustre une telle fixation avec le couvercle 12. Un joint torique 61 est prévu entre les tubes 10 et 13 et est disposé au contact du couvercle 12 pour assurer l'étanchéité. REVENDICATIONS 1) Dispositif pore-vérin, comportant une pompe ayant un piston coulissant qui définit, de part et d'autre de lui-même, respecti vouent, une première et une deuxième chambres, un vérin ayant un piston coulissant qui définit, de part et d'autre de lai-meme, respectivement une première et une deuxième chambres, un premier moyen de valve entre les chambres de la pompe, ce premier moyen de valve étant à sens unique dans le sens allant de la deuxième à la première chambre de la pompe, un deuxième moyen de valve entre les premières chambres de la pompe et du vérin et des moyens de commni- cation entre les deux deuxième chambres de la pompe et du vérin, les deux pistons étant axialement alignés et montés coulissants dans un même corps de cylindre rempli de fluide, une cloison transversale fixe étant disposée dans ledit corps de cylindre entre les deux pistons, caractérisé en ce qu'un plongeur de compensation de variations de volume est monté coulissant dans une des deux deueiè- mes chambres au voisinage de l'extrémité correspondante du corps de cylindre. 2) Dispositif ponSe-vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le plongeur de compensation de volume est monté cOs1- lissant dans la deuxième chambre de la pope. 3) Dispositif porape-vérin suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel le piston de la pompe est solidaire d'une tige qui s'étend dans la deuxième chambre de la pompe et qui sort du corps dl cylindre, caractérisé en e que ledit plongeur de compensation est traversé de manière étanche par ladite tige. 4) Dispositif suivant 1 revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pCemiêres chambres sont adjacentes à la cloison de part et d'autre de relle-ci, tandis que les deux deuxièmes cila:.iares sont disposées aux extrémités du corps de cylindre. 5) Dispositif suivant une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le premier moyen de valve est monté dans le piston de pompe. 6) Dispositif suivant une quelconque des revendications prévu dentes, caractérisé en ce que le deuxième moyen de valve est monté dans la cloison. 7) Dispositif suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de communication entre les deux deuxièmes chambres comportent un passage annulaire défini entre le corps de cylindre et une chemise entourant celui-ci et des trousménagés dans le corps cylindre au niveau des deuxièmes chambres de réserve. 8) Dispositif suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits pistons a une tige s'étendant dans la chambre de réserve correspondante et sortant du corps de cylindre. 9) Dispositif suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour permettre une course de retour du piston de vérin vers une position de départ, un troisième moyen de valve est interposé entre la première chambre du vérin et les moyens de communication des deux deuxièmes chambres, ledit troisième moyen de valve étant adapté à être coninandé en ouverture forcée en vue du retour du vérin. 10) Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le troisième moyen de valve est monté dans la cloison et est commandé en ouverture forcée en réponse à une action du piston de la pompe qui est adapté à être avancé à cet effet au-delà de sa course normale de travail. 11) Dispositif suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le deuxième moyen de valve est associé au troisième moyen de valve de manière à être commandé en ouverture forcée lorsque le troisième moyen de valve est lui-même commandé en ouverture forcée. 12) Dispositif suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour permettre une circulation à vide de fluide lorsque le piston du vérin a atteint sa position la plus avancée et que la pompe continue & être actionnée, la première chambre est adaptée, dans cette position la plus avancée du piston du vérin, a être reliée aux moyens de co!wmunication des deux deuxièmes chambres.