Brevet FR2412731A1 — publié le 19790720

La présente invention, due à DELL Keith, concerne des moyens amortisseurs pour cylindres hydrauliques linéaires. Des moyens amortisseurs sont communément prévus dans un cylindre hydraulique linéaire aux deux extrémités de la course du piston pour empecher le piston de heurter les extrémités du cylindre à une vitesse maximale avec pour conséquence des chocs mécaniques importants. L'amortissement à chaque extrémité est obtenu par un manchon amortisseur cylindrique fixé sur une tige faisant saillie axialement de la tete du piston, ledit manchon pénétrant presque jointivement dans un alésage cylindrique du couvercle terminal du cylindre quand le piston s'approche de la fin de sa course. Le fluide est alors exptjlsf. du cylindre à travers la restriction constituée entre le manchon amortisseur et l'alésage cylindrique, une force d'amortissement étant ainsi réalisée pour ralentir le piston.Pour réaliser un effet amortissur efficace, il est nécessaire que le jeu entre le manchon amortisseur et l'alésage cylindrique soit relativenent faible, mais en raison des variations normales de dimensions et de- concentricités, ce faible jeu ne peut pas toujours etre obtenu et il peut en résulter un grippage entre l'amortisseur et l'alésage cylindrique. Selon la présente invention, un cylindrique hydraulique linéaire est pourvu de moyens amortisseurs pour amortir le choc du piston contre le cylindre à une extrémité ou à chaque extrémité de sa course, caractérisé en ce que le moyen amortisseur ou chacun des moyens amortisseurs comprend un élément obturateur cylindrique porté par la tige de piston ou par le piston et susceptible de coopérer avec une face d'obturation annulaire proche de chaque extrémité du cylindre pour rendre étanche l'espace du cylindre situé entre le piston et l'élément obturateur quand le piston s'approche de cette extrémité, et comprend en outre un passage de fuite restreint dans la paroi du cylindre qui est en dérivation par rapport à la face d'obturation pour permettre l'échappement du fluide dudit espace du cylindre, l'élément d'obturation du cylindre pouvant etre déplacé axialement en direction du piston à l'encontre d'une sollicitation élastique. De préférence les moyens amortisseurs sont prévus pour les deux extrémités de la course du piston et sont de construction similaire. Quand la tige de piston traverse un couvercle terminal une extrémité seulement du cylindre, l'élément d'obturation cylindrique peut être fixé comme un manchon autour de la tige de piston sur le côté du piston dirige vers le couvercle terminal, alors que iTélément d'obturation situé sur l'autre côté du piston peut être monté de manière similaire sur une tige en prolongement. Dans ce type de construction, l'amortissement est déterminé par l'orifice de fuite qui peut être contrôlé avec précision, ce qui évite des problèmes de grippage. La zone annulaire de la tête du piston sur laquelle la force d'amortissement agit peut être augmentée par rapport au type de construction de l'art antérieur du fait que son diamètre interne efficace est déterminé seulement par le diamètre de la partie de la tige sur laquelle l'élément obturateur est monté, plutôt que par le diamètre externe du manchon amortisseur monté sur une tige similaire. Ceci réduit la pression développée lors de l'amortissement. L'-élément d'obturation cylindrique peut agir comme une soupape de retenue à grande surface s1il peut être déplacé8 de sa position d'obturation en direction du piston quand le piston est à une extrémité de sa course. Quand le fluide est introduit pour entraîner le piston vers l'autre extrémité de sa course, l'élément d'obturation est poussé en direction du piston et interrompt ainsi le joint. Le fluide peut alors agir directement surale piston. Quand il s'agit du type habituel de moyens amortisseurs, le fluide peut seulement être introduit lentement dans le cylindre du fait qu'il doit passer entre le manchon amortisseur et l'alésage cylindrique.On peut utiliser des soupapes de retenue de manière à établir une dérivation de cette partie restreinte, mais du fait des limitations d'espace, leur débit est normalement restreint et il en résulte que la course de retour du piston démarre lentement. Un cylindre hydraulique linéaire construit selon la présente invention sera maintenant décrit à titre d'exemple et avec référence au dessin ci-annexé qui représente une coupe transversale d'un cylindre hydraulique linéaire incorporant les moyens amortisseurs, le piston étant à une extrémité de sa course. Le cylindre comprend une section centrale tubulaire 1 et deux couvercles terminaux 2 et 3 boulonnés sur lui. Chaque couvercle terminal comprend un raccord de tuyau 4 communiquant par llintermediaire d'un alésage cylindrique 5 ou 6 avec l'intérieur de la section centrale 1. Un couvercle terminal 2 est pourvu d'une ouverture pour recevoir une tige de piston 7 reliée à une tête de piston 8 coulissant à l'intérieur de la section centrale du cylindre. A chaque extrémité de sa course, la tête de piston 8 vient buter contre une paroi terminale 9 ou 10 formée par le couvercle terminal respectif 2 ou 3, Une tige 11 qui fait saillie axialement à partir de la tête de-piston 8 porte un premier manchon coulissant 12 et un chapeau 13 qui emprisonne le premier manchon sur la tige.Le premier manchon 12 est repoussé de la tête du piston par un ressort à compression 14 et il porte sur sa surface interne une-bague d'obturation 24 formant un joint étanche au fluide avec la tige. Le premier manchon 12 a une surface d'obturation annulaire 15 prévue sur un rebord annulaire faisant projection vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique externe du manchon, la surface d'obturation 15 étant du côté du rebord qui est le plus éloigné de la tête du piston. Le côté du rebord situé le plus près de la tête du piston fournit une surface contre laquelle le ressort å compressio peut agir. La surface d'obturation peut venir buter contre une surface d'obturation annulaire 22 correspondante prévue sur un gradin du diamètre du cylindre, et formant un joint étanche au fluide. La surface d'obturation annulaire 22 peut être prévue dans l'alésage cylindrique 6 du couvercle terminal 3, comme représenté sur le dessin. Le premier manchon 12 est représenté dans cette position d'obturation. Un second manchon coulissant 16, semblable au premier manchon 12, est prévu sur la partie rétrécie de la tige de piston 7. Ce second manchon 16 est repoussé de la tête du piston par un ressort à compression 17. Le manchon 16 est pourvu d'une surface d'obturation annulaire 18, semblable à la surface d'obturation annulaire 15, qui peut former un joint étanche au fluide avec une surface d'obturation annulaire 23 correspondante dans l'alésage cylindrique 5, semblable la surface d'obturation 22 de l'alésage cylindrique 6. Le manchon 16 est représenté éloigné de sa position d'obturation. Dans chaque couvercle terminal 2 et 3 est prévu un passage 19 reliant les extrémités internes et externes de l'alésage 5 et 6 et établissant une dérivation par rapport a la surface en gradin de l'alésage dans la zone duquel est réalisée l'obturation de butée. Ce passage permet au fluide de fuir par le joint et la fuite est contrôlée par une soupape a pointeau-20 réglable. Pour la clarté du dessin, on n'a représenté qu'un seul passage 19 et qu'une seule soupape 20. Dans chaque couvercle terminal 2 et 3 est prévue une soupape S dégagement d'air 21 qui peut être utilisée pour évacuer l'air accidentellement emprisonné l'intérieur du cylindre, bien qu'une seule soupape 21 ait été représentée sur lem essin. En utilisation, le fluide pénètre dans le cylindre à une extrémité en passant par l'un des raccords à tuyau 4 et entraîne la tête de piston 8 vers l'autre extrémité du cylindre. Considérons le cas dans lequel le fluide pénètre dans le cylindre par le raccord å tuyau 4 dans le couvercle terminai 2 et entraîne la tête de piston 8 en direction du couvercle terminal 3. Le fluide contenu dans le cylindre entre la tête de piston 8 et le couvercle terminal 3 s'échappe du cylindre par l'alésage 6. Lorsque la texte de piston s'approche de l'extrémité de sa course, le manchon 12 pénètre dans l'alésage, le manchon étant repoussé de la tête du piston par le ressort à compression 14. La surface d'obturation annulaire 15 du manchon vient buter contre la surface d'obturation 22 correspondante dans l'alésage 6 et forme un joint étanche au fluide. De ce fait, quand la tête de piston a s'approche de la paroi terminale 10, la pression du fluide dans l'enceinte du cylindre située entre la tête du piston et le couvercle terminal 3 s1 accroît et le piston ralentit. Du fluide fuit par le joint d'une manière contrôlée en passant par le passage 19 et la soupape 20. Le débit du fluide qui traverse la soupape 20 contrôle la décélération du piston. Eventuellement, la tête de piston 8 vient buter contre la paroi terminale 10 et la tête de piston est représentée dans cette position sur le -dessin. Quand du fluide pénètre dans le cylindre en passant par le raccord de tuyau 4 du couvercle terminal 3, et entraînant la tête de piston 8 en direction du couvercle terminal 2, on amortit le choc de la tête du piston contre la paroi terminale 9 de la même manière en formant un joint entre la surface d'obturation 18 sur le manchon 16 et la surface d'obturation 23 a l'intérieur de l'alésage cylindrique 5. Dans le type de construction représenté sur le dessin, chaque manchon pénètre dans son alésage correspondant 5 ou 6, qui sont de diamètre plus petit que la section centrale 1, et le fluide s'écoule librement par le jeu existant entre le manchon et l'alésage, à l'avant de la surface d'obturation annulaire 15 ou 18 du manchon qui vient buter contre la surface d'obturation 22 ou 23 à l'intérieur de l'alésage. La réduction de ce jeu peut produire une étape préliminaire d'amortissement provenant du courant restreint de fluide passant dans le manchon, qui précède l'amortissement final déterminé par la soupape à pointeau. Diverses étapes de cet amortissement préliminaire peuvent etre obtenues en établissant des gradins sur le diamètre du manchon ou en établissant des gradins correspondants sur le diamètre de l'alésage 5 ou 6 de manière à réaliser une réduction progressive du jeu entre le manchon et l'alésage 5 ou 6. Quand on utilise une ou plusieurs étapes préliminaires d'amortissement, le jeu entre le manchon et l'alésage 5 ou 6 se rétrécit et il peut etre nécessaire d'avoir recours à des soupapes de retenue séparées pour éviter un départ lent du piston pour sa course de retour. REVENDICATIONS 1. Cylindre hydrauliquye linéaire pourvu de moyens d'amortissement pour amortir le choc du piston sur le cylindre a une extrémité ou a chaque extrémité de sa course, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comprennent un élément d'obturation cylindrique porté par la tige du piston ou le piston et susceptible de coopérer avec une surface d'obturation annulaire située a proximité d'une extrémité du cylindre pour obturer l'espace du cylindre situé entre le piston et l'élément d'obturation quand le piston s'approche de cette extrémité, et comprend en outre un passage de fuite restreint dans la paroi du cylindre établissant une dérivation par rapport la face d'obturation pour permettre l'échappement du fluide dudit espace du cylindre, ledit élément d'obturation étant susceptible d'être déplacé axialement en direction du piston a l'encontre d'une sollicitation élastique. 2. Cylindrique hydraulique linéaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'obturation cylindrique comprend un manchon cylindrique coulissant sur la tige du piston ou sur une tige montée sur le piston, le manchon étant pourvu d'un rebord annulaire, dont une face peut coopérer avec ladite face d-'obturation annulaire. 3. Cylindre hydraulique linéaire selon l'une quelconque des revendications i ou 2, caractérisé en ce que ledit élément d'obturation cylindrique peut se deplacer de son engagement avec la face d'obturation annulaire en direction du piston quand le piston est a l'extrémité de sa course a ladite extrémité du cylindre. 4. Cylindre hydraulique- linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre de la section du cylindre située 9 ladite extrémite dudit cylindre est réduite 9 un diamètre inférieur b celui du piston et supérieur a celui de l'élément d'obturation cylindrique, ce qui permet d'obtenir ainsi jun premier effet amortisseur quand l'élément d'obturation pénetre dans ladite section du cylindre et restreint 11 écoulement du fluide qui passe dans cette section avant de coopérer avec la face d'obturation annulaire. 5. Cylindre hydraulique linéaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre de ladite section du cylindre est progressivement réduit, l'effet amortisseur préliainaire augmentant ainsi progressivement a mesure que l'élément d'obturation cylindrique se déplace dans ladite section en direction de sa face d'obturation annulaire associée. 6. Cylindre hydraulique linéaire selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le diamètre de l'élément d'obturation cylindrique varie progressivement le long de son axe, étant plus grand a I'extrémité adjacente au piston, l'effet d'amortissement préliminaire augmentant ainsi progressivement a mesure que l'élément d'obturation pénètre dans ladite section du cylindre. 7. Cylindre hydraulique linéaire selon l'une quelconque des revendications 4 a 6, caractérisé en ce qutil est prévu a ladite extrémité du cylindre une entrée a fluide par laquelle le fluide peut être introduit dans le cylindre quand le piston est a l'extrémité de sa course a cette extrémité du cylindre, sans passer entre l'élément d'obturation cylindrique et la paroi de ladite section du cylindre. 8. Cylindre hydraulique linéaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage de fuite restreint comprend une soupape a pointeau.