Brevet FR2333144A1 — publié le 19770624

L'invention concerne des dispositifs d'amortissement en fin de course de verins hydrauliques ou pneumatiques. Elle s'applique, en particulier, aux verins à double effet comportant deux chambres de manoeuvre avec amortisseurs integres et, tout specialement, aux verins à piston differentiel dont la plus petite face du piston est reliée en permanence à un accumulateur d'énergie et dans lesquels les manoeuvres dans un sens ou dans l'autre sont realisees par la mise en commu- nication de la plus grande face du piston soit avec l'accumulateur d'energie, soit avec le réservoir de detente. L'invention a pour but notamment de realiser des dispositifs d'amortissement qui ne réduisent pas l'acceleration du piston au debut des manoeuvres, qui permettent d'accoler au verin à la fois ces dispositifs, les organes de commuta- tion et l'accumulateur de fluide sous pression, et qui permettent une orientation quelconque du verin. L'invention a pour objet un vin à manoeuvre par fluide, comportant un amortissement à la fin d'une premier course au cours de laquelle un piston se deplace axialement dans un cylindre en refoulant le fluide de man manoeuvre dans une chambre d'amortissement qui est disposes en bout du cylindre et qui sert également à l'admission du fluide de manoeuvre lors d'une deuxieme course inverse, cette chambre ayant une section d'entre inférieure la section du cylindre et entant pénétrée, en fin de premier course, à des fins d'amortissement, par un organe profile solidaire du piston, caractérisé en ce qu'une rondelle battante transversale est dispose entre cylindre et chambre d'amortissement de manie telle qu'elle puisse se déplacer axialement et qu'elle forme clapet assurant une limite tion de la section offerte à ltecoulement du fluide de manoeuvre lorsqu'elle se met dans une position rapprochée de la chambre d'amortissement sous l'action du fluide de manoeuvre lors de ladite premiers course du piston, tandis que, lors de l'admission du fluide de manoeuvre pour la deuxième course, elle s'éloigne de la chambre d'amortissement et supprime ladite limitation. La rondelle peut former clapet de diverses manieres en obturant partiellement ou totalement un orifice, mais on a trouve, suivant d'autres caracteristiques de l'invention, qu'il etait possible de simplifier la construction en faisant remplir à la rondelle elle-même diverses fonctions, ce qui permet d'eviter l'introduction d'organes annexes. C'est ainsi que la rondelle est avantageusement percee d'un trou central de section inférieure à la section d'entrée de la chambre d'amortissement, de sorte qu'elle limite par son bord interne la section de passage du fluide de manoeuvre. Pour former clapet, la rondelle peut sinw,lement venir s'appuyer sur un épaulement porté par la paroi de la chambre d'amortisse- ment.La rondelle est de préférence percée,outre son trou central, d'un trou ou de plusieurs trous auxiliaires permettant, des que la rondelle s'eloigne de la chambre d'amortissement au début de la deuxième course, l'application pratiquement immédiate de la pleine pression du fluide de manoeuvre sur toute la surface du piston. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple de réalisation qui va être décrit à titre non limitatif ê l'aide des figures schématiques ci-jointes qui sont des rotes par l'axe d'un verin a double effet. La figure i represente le vérin en Dosition finale de la deuxieme course, position "tige sortie". La figure 2 represente le verin a la fin de la première course, dans la position "tige rentrée". La figure 3 represente, a plus grande échelle, une portion du vérin dans la position "tige rentrée", au début de la deuxième course. Le vérin comprend une partie mobile constituée par un piston 5 et une partie fixe composée d'un corps 1 formant la tête de vérin, d'un cylindre 2, d'un conduit de pression 3 et d'un second corps 4 contenant un organe de commutation 16 pour la commande de l'une ou l'autre des deux courses, et un amortisseur de fin de course. Le corps 1 comprend un conduit 8 relie à un accumulateur de fluide sous pression et un conduit 9 raccordé au conduit 3. n comprend également un guidage 6 de la tige 26 du piston 5, dont 1' l'étanchéite est assurée par un joint 7, ainsi qu'un alésage 10 assurant le centrage du cylindre 2 et une gorge 36 relisant la mise en com nication du conduit 9 avec des orifices 14 du cylindre 2. L'etancheite dans le corps 1 du cylindre 2 est assurée par des joints llret 12 et celle du conduit 3, par un joint 13. Le corps 4 comprend un épaulement 15, pour le centrage du cylindre 2, et l'organe 16 assurant la conrmutation entre les conduits suivants : conduit 17 relie à une chambre 33 du corps 1 (agissant du côté de la plus petite face 40 du piston 5), conduit 18 relié au réservoir de detente non représente, conduit 19 relie a une chambre 34 (agissant du côte de la plus grande face 41 du piston 5). Le corps 4 comprend également un guidage 20 d'une rondelle battante a autocentrage 21. Cette rondelle 21 présente un trou central 38 et des trous auxiliaires 22. Pour un déplacement du piston 5 dans le sens de la fleche F2 (figure 2), la rondelle 21 crée un amortissement en fin de course en reduisant le passage du fluide entre son trou central 38 et un embout fondé d'un profil 31 et d'un profil calibré 32 en assurant ltétanchéité sur son siege 23 porté par un épaulement du corps 4. Pour un déplacement dans le sens de la fleche FI, la rondelle 21 constitue un clapet d'ouverture permettant le passage du fluide par les trous 22 des qu'elle s'écarte de son siège 23 sous l'action de la pression. Dans le corps 4, l'étanchéité du cylindre 2 est assurée par un joint 24 et celle du conduit 3, par un joint 25. L'organe de commutation 16 n'est pas décrit car il est d'un type classique a boisseau ou a clapet commandé, a bille ou a cône. Le piston 5 du vin est accouplé a l'organe de manoeuvre par la tige 26 et comprend le corps de piston 27 pourvu de deux joints 28 assurant l'etancheite entre la chambre 33, correspondant a la plus petite face 40 du piston, et la chambre 34 correspondant a la plus grande face 41 du piston. Sur la petite face 40 du corps 27 sont montes un profil 29 (conique par exemple) et un profil calibre 30, pour l'amortissement lors du deplacement dans la direction F1, de même que sur la grande face 41 sont montes l'embout profile 31 (conique par exemple) et un profil calibre 32 pour l'amortissement lors du dEpla- cement dans la direction F2. Une chambre 35 d'amortissement formee dans le corps 4 est disposée en bout du cylindre 2, sert de logement en fin de course au cône 31 et assure la communication avec le conduit 19 et l'organe de comeutation 16. Cette chambre 35 présente une section d'entrée 39 inferieure à la section du cylindre 2 et superieure a la section du trou central 38 de la rondelle 21. Le fonctionnement est le suivant. Sur la figure 1, la tige 26 du verin est sortie, les conduits 3, 8 et 17 et les chambres 33 et 34 sont sous pression, une bute 37 du piston est appliquée contre le corps 1. La descente de la tige 26 selon la flache F2 est connendee par le passage de l'organe de commutation 16 a la position de la figure 2. L'organe 16 ferme le conduit 17 et relie la chambre 34 au conduit 18 raccorde au reservoir de detente, ce qui redut la pression dans la chambre 34. L'effort dû a la pression dans la chambre 33 en communication permanente avec l'accumulateur non represente, par le conduit 8, devient preponderant. Le piston se deplace selon la direction F2 en refoulant le fluide de manoeuvre de la chambre 34. Ce fluide est evacue vers le reservoir de detente par la chambre 35 et les conduits 19 et 18. La rondelle battante 21 est maintenant plaquee sur son siège 23 par le fluide qui circule dans la chambre 34 selon les floches de la figure 2. Avant la fin de la course du piston 5, le clone 31 penetre dans l'alésage 38 de la rondelle 21 et limite la section de passage du guide de la chambre 34 vers la chambre 35 à l'anneau compris entre le cône 31 et l'alesage 38 de la rondelle 21. La perte de charge dans le passage annulaire fait croître la pression dans la chambre 34 et fait apparaître un effort vertical ascendant.Le profil 31 est détermine de façon a obtenir la deceleration désirée, compte tenu de la pression existant dans la chambre 33 et de l'inertie du piston et des pieces qui lui sont accouplees. Après l'arrêt du piston ce dernier est maintenu en position de fin de course par la pression admise dans la chambre 33 par le conduit 8 ; les chambres 34 et 35 e-t le conduit 18 restent en conxnunication avec le reservoir de de tente et sans pression (figure 2). La monte de la tige 26 selon la flèche F1 est commandée par le nassage de l'organe de connutation 16 à la position de la figure 1. L'organe 16 ferme le conduit 18 connecté au réservoir de détente et relie la chambre 35 aux conduits 17, 3 et 9 à la chambre 33. L'admission de la pression dans la chambre 35 (fiRure 3) exerce une poussée ascendante sur la rondelle 21 qui quitte son siège 21 et débouche les trous 22. L'effort dû à la pression qui s'exerce dans les chambres 34 et 35 sur la face inférieure du piston devient plus élevé que l'effort dû à la pression dans la chambre 33, car la surface effective de la partie supérieure du piston sur laquelle s'exerce la pression est réduite par la tige 26. Le piston se déplace vers le haut dans la direction FI. Les conduits 9, 3 et 17 assurent le passage du fluide de l'accumulateur nécessaire 9 cette manoeuvre ainsi que le transfert du fluide de la chambre 33 vers la chambre 34. La séparation de la rondelle 21 de son siège 23 permet d'appliquer la pression sur le piston dès le début de la course de ce dernier. Avant la fin de course du piston, le profil 29 obstrue partiellement le passage du fluide par les orifices 14 situés entre les chambres 33 et 34 et le débit est limité par le passage annulaire entre le profil 29 et le diamètre intérieur du cylindre 2. La perte de charge qui en résulte réduit la pression dans la chambre 34. Le profil 29 est déterminé de façon que l'effort différentiel sur le piston corresponde à la décélération désirée, compte tenu de la pression existant dans la chambre 33 et de l'inertie du piston et des pièces qui lui sont accouplées, tout en s'assurant qu'unie pression suffisante pour éviter la cavitation est maintenue dans la chambre 34. En fin de course, après l'arrêt du piston, ce dernier est maintenu dans la position de la figure I par l'existence dans la chambre 34 d'une pression pratiquement égale à la pression dans la chambre 33 grâce au passage du fluide par le jeu annulaire compris entre le profil 30 et le diamètre intérieur du cylindre 2 au niveau des orifices 14. Cette section d'écoulement permet, pour un déhit prati- quement nul, de maintenir dans la chambre 34 une pression presque égale à celle de l'accumulateur. Le dispositif qui vient d'être décrit peut être dispose selon une orientation quelconque : verticale ou inclinée avec la tige sortante en haut ou en bas, ou horizontale ; le vérin, les dispositifs d'amortissement, l'organe de commutation, l'accumulateur neuvent être accolés ; dans les deux sens de manoeuvre, la pression peut être appliquée sur la face correspondante du piston dès le début de la manoeuvre, ce qui communique au piston l'accélération maximale ; dans les deux sens de manoeuvre, les deux dispositifs.d'amortissement ne réduisent pas l'acc6- aération du piston ; pendant toutes les manoeuvres, y compris les amortissements, le joint 7 assurant ltétanchéité vers l'extendeur (entre la tige 26 et le corps 1) et l'organe de commutation ne sont pas soumis a une pression supérieure à celle de l'accumulateur de fluide sous pression. BENDICATIONS 1/ Vérin a manoeuvre par fluide, comportant un amortissement à la fin d'une première course au cours de laquelle un piston se déplace axialement dans un cylindre en refoulant le fluide de manoeuvre dans une chambre d'alnortissement qui est disposée en bout du cylindre et qui sert également à l'admission du fluide de manoeuvre lors d'une deuxième course inverse, cette chambre ayant une section d'entrée inferieure à la section du cylindre et étant pénétrée en fin de première course, à des fins d'amortissement, par un organe profilé solidaire du piston, caractérisé en ce qu'une rondelle battante transversale (21) est dispose entre cylindre (2) et chambre d'amortissement (35) de maniere telle qu'elle puisse se déplacer axialement et qu'elle forme clapet assurant une limitation de la section offerte à ltecoulement du fluide de manoeuvre lorsqu'elle se met dans une position rapprochee de la chambre d'amortissement sous l'action du fluide de manoeuvre lors de ladite première course du piston, tandis que, lors de l'admission du fluide de manoeuvre pour la deuxieme course, elle s'éloigne de la chambre d'amortissement et supprime ladite limitation. 2/ Verin selon la revendication 1, caracterise en ce que ladite rondelle (21) est percée d'un trou central (38) de section inférieure a ladite section d'entrée (39). 3/ Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que la paroi de la chambre d'amortissement (35) porte un epaulement (23) sur lequel ladite rondelle (21) vient s'appuyer pour former clapet. 4/ Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite rondelle (21) comporte, outre un trou central (38), au moins un autre trou (22) permettant, des qu'elle s'éloigne de la chantre d'amortissement (35), au début de la deuxième course, l'application pratiquement immédiate de la pleine pression du fluide de manoeuvre sur toute la face concernee du piston (5). 5/ Vérin a double effet selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le piston presente d'un côte une grande face munie dudit organe profile et de l'autre côté une petite face, le fluide de manoeuvre étant admis sur la seule petite face lors de la premiere course et agissant de façon différentielle a la fois sur la grande face et la petite face lors de la deuxieme course, caracterisé en ce que la petite face (40) présente un profil (29) tel qu'elle agisse, en fin de deuxieme course, sur un passage du fluide de manoeuvre vers la grande face (41), de manier e a provoquer un amortissement a la fin de cette deuxieme course. 6/ Vérin a double effet selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite petite face (40) du piston réduit elle-mne la section d'orifices (14) situés sur un produit (9, 3, 17) de mise en comnsunication d'un accumulateur de fluide de manoeuvre avec ladite grande face (41) du piston. 7/ Vérin double effet selon la revendication 6, caractétisé en ce que le profil (30) de ladite petite face (40) du piston ménage, antres l'achèvement de la deuxieme course, une section calibrée desdits orifices (14) permettant de maintenir la pression contre la grande face (41) du piston et de bloquer le piston en butée (37), tout en limitant les fuites du fluide de manoeuvre lors de la commutation suivante sur la premiere course. 8/ Verin å double effet selon l'une des revendications 5 a 7, caracteriser en ce que ledit passage du fluide de manoeuvre vers la grande face (41! du Piston est alimente Par une chambre (33) du vérin qui comnande la petite face (40) du piston.