Brevet FR2415244A1 — publié le 19790817

La présente invention concerne les dispositifs amortisseurs, et plus particulièrement les amortisseurs du type hydraulique comportant au moins un fluide de travail en phase liquide. On connaît de nombreuses variantes d'amortisseurs hydrauliques fondées sur le principe d'un amortissement par compression et laminage d'un fluide en phase liquide faiblement compressible et de préférence visqueux, par exemple de l'huile. Ces amortisseurs comportent généralement un moyen de piston monté de façon coulissante dans un carter, ce carter étant le plus souvent monté sur une structure fixe et l'extrémité de la tige du piston solidaire d'un organe mobile déplaçable par rapport à la structure fixe ou placée sur le trajet d'un organe mobile de façon à en freiner le mouvement dans une direction.Pour ramener le moyen de piston dans sa position de pleine extension, un organe élastique de rappel, constitué le plus souvent d'un ressort de compression, est prévu à l'extérieur du carter, prenant appui respectivement sur une paroi de ce dernier et sur une collerette solidaire de la tige. Dans le cas plus particulier des amortisseurs de chocs, la force de rappel de cet organe élastique est relativement importante pour permettre une réponse plus rapide de l'amortisseur en cas de chocs répétés fréquents. Si la fonction d'amortissement propre, c 'est-à-dire dans le sens de la compression de l'amortisseur, a conduit à de nombreux développements permettant un amortissement optimum suivant éventuellement des raideurs d'amortissement variables, ce type d'amortisseurs présente I'inconvénient d'un retour brutal du moyen de piston dont la course est forcément limitée à l'extension normale du piston, provoquant de ce fait un problème d'amortissement ou de freinage en retour de la masse de l'équipage mobile constitué par le moyen de piston par rapport à la structure fixe de l'amortisseur. La reprise du choc en retour de l'équipage mobile est jusqu'à présent réalisée mécaniquement, soit par une butée d'arrêt se présentant le plus souvent sous la forme d'une goupille montée sur le palier de la tige du piston en encaissant l'effort de détente, soit par un organe élastique,du type à ressort ou à bague en matériau synthétique, monté à l'intérieur du carter et coopérant avec un épaulement formé sur la tige du piston ou par la te te du piston. Ces dispositifs présentent le double inconvénient d'entrai ner une usure du moyen de butée, surtout dans le cas d'amortisseurs fonctionnant avec des fréquences élevées, comme c'est le cas dans les métiers à tisser, et corrélativement d'engendrer la formation de limaille ou de poussière affectant grandement les qualités de coulissement et d'étanchéité de l'organe mobile et entraînant une réduction considérable de la durée de vie de l'amortisseur. La présente invention a précisément pour objet d'obvier à ces inconvénients en proposant un procédé pour réaliser un freinage de la course de retour du piston d'un amortisseur hydraulique mettant à profit les qualités intrinsèques du fluide d'amortissement de l'amortisseur, réalisant un freinage efficace, diminuant considérablement les risques d'usure et autorisant de ce fait des durées de vie notablement augmentées sans obérer notablement les couts de fabrication de l'amortisseur. Pour ce faire, et selon une caractéristique de la présente invention, un tel procédé consiste à faire coopérer la face arrière de la tête du piston et une cavité, conformée aux dimensions de la tête du piston, ménagée dans une paroi fixe transversale de l'amortisseur pour réaliser un freinage du piston par compression et laminage d'un faible volume du fluide de l'amortisseur. Un tel procédé permet un freinage progressif et quasi instantané du piston dans sa course de retour, supprimant ainsi l'effet de choc nuisible à la tenue mécanique de l'ensemble et ne provoquant pas de rebonds, même minimes, de l'équipage mobile. Selon une caractéristique de la présente invention, un amortisseur pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend un flasque monté en avant du palier support de la tige de piston dans le carter, la face interne de ce flasque présentant une cuvette cylindrique coaxiale à la tige du piston et destinée à recevoir une portion de la tête du piston lorsque ce dernier est en fin de course d'extension. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la cuvette a un profil interne cylindrique droit, le fond de la cuvette étant sensiblement perpendiculaire à la direction de coulissement de la tige du piston. La présente invention sera mieux comprise au vue de la description suivante d'un mode de réalisation,donné à titre explicatif mais nullement limitatif, faite en référence avec le dessin annexé, sur lequel La figure unique représente de façon schématique un amortisseur hydraulique selon la présente invention, en coupe partielle pour montrer l'agencement des éléments constitutifs au niveau de la partie arrière du carter de l'amortisseur. L'amortisseur représenté sur la figure unique est un amortisseur de chocs du type de ceux vendus commercialement sous la marque "Hydrochoc" et utilisés couramment dans l'industrie textile pour le freinage des équipages de navettes, dont la fréquence de va et vient peut dépasser 100 chasses par minute, et qui sant donc soumis à des chocs répétés et violents. Un tel amortisseur comporte de fa çon générale un carter, référencé I, par exemple en aluminium coulé définissant une chambre intérieure cylindrique 2 enfermant un fluide de travail 50 occupant la majeure partie du volume de la chambre 2, des moyens d'alimentation et de purge 3, 3' étant prévus dans la paroi du carter 1. Dans le mode de réalisation représenté, le carter présente une embase de montage 4 et est fermé à ses extrémités par des flasques 5 et 5'. L'amortisseur comprend, également de façon traditionnelle, un moyen de piston comportant une tige 6 en acier cémenté trempé montée coulissante dans un palier 7 solidaire du carter 1 et terminée à son extrémité intérieure par une tête de piston 8 d'une seule pièce avec la tige 6 et présentant un diamètre supérieur au diamètre de la tige 6, la tête de piston 8 étant destinée à coopérer avec une cuvette cylindrique 9 en acier montée dans la chambre 2 coaxialement au piston et présentant un alésage tronconique 10. L'extrémité extérieure de la tige 6 supporte une collerette 11 dont le diamètre est supérieur au diamètre de la tige, et qui forme une face d'appui pour un ressort de rappel 12 monté entre le flasque 5' et la collerette 11, en appui sur la surface extérieure du palier 7. La collerette il est prolongée par un organe de butée 12 destiné, dans le mode particulier de réalisation représenté, à coopérer avec un mobile en mouvement d'un métier a tisser,tel qu'une navette,pour en amortir et freiner le mouvement dans une direction lors de sa course en va-et-vient. Conformément à la présente invention, un flasque 13 est monté dans le carter I, centré par rapport à celui-ci et étanchéifié par un joint annulaire 21. Ce flasque 13 forme une chambre intérieure 14 servant de logement à un joint à lèvres 15 dont les lèvres 16 coopèrent avec la surface externe de la tige 6 du piston. La chambre 14 est en communication avec la chambre 2 du carter par des passages longitudinaux 17 permettant d'équilibrer la pression dans la chambre 14 pour maintenir correctement appliquées les lèvres 16 sur la tige 6. Conformément à la présente invention, le flasque 13 est prolongé par une partie cylindrique 18, s'étendant vers l'intérieur de la chambre 2, dans laquelle est formée une cuvette cylindrique 19 conformée aux dimensions de la tête de piston 8 afin d'en recevoir la portion aval lorsque le piston est en pleine extension sous l'action du ressort de rappel 12. La profondeur de la cuvette 19 est comprise entre environ 3 mm et environ 5 mm, le diamètre moyen de la cuvette étant légèrement supérieur au diamètre externe de la tête de piston 8, pour réaliser un jeu moyen de l'ordre de 5 centièmes de millimètres. La cuvette 19 communique avec la chambre 14 par un alésage 20 dimensionné et surfacé pour permettre un coulissement sans frottement de la tige de piston 6. De cette façon, conformément au procédé selon la présente invention, lors de la phase retour de l'équipage mobile constitué de la tige 6 et la tête 8, cette dernière sortant de la cuvette 9 vient se présenter en face de la cuvette 19 qui se trouve remplie du fluide 50 de l'amortisseur, de sorte que la face avant 21 de la tete de piston 8 vient comprimer ce volume de fluide se trouvant dans la cuvette, provoquant par là-même, un effet de laminage par le jeu entre la paroi externe de la tête 8 et la paroi interne de la cuvette 19, réalisant un freinage rapide, efficace et sans heurts de l'équipage mobile. Outre l'effet de laminage entre la tête de piston 8 et les parois latérales de la cavité 19, il se produit également un laminage entre la paroi externe de la tige 6 et les parois internes de l'alésage 20 vers la chambre 14. La surpression ainsi engendrée dans la chambre 14 est négligeable et sans effets nocifs sur les lèvres 16 du joint puisque, le volume additionnel résultant du laminage dans l'alésage 20 se répartissant dans l'ensemble de la chambre 2 de l'amortisseur. Au lieu de présenter un profil intérieur cylindrique droit, la cavité 19 peut, de la même façon que la cuvette 9, présenter une légère conicité, inférieure à 10 pour réaliser un laminage plus progressif de la quantité de fluide contenu dans cette cavité lors de l'introduction de la tête 8. Quoique elle ait été décrite en relation avec un amortisseur particulier, la présente invention ne s'en trouve pas limitée, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS I - Procédé pour réaliser un freinage de la course de retour d'un piston d'amortisseur hydraulique comprenant une tête de piston coopérant avec une cuvette tronconique dans la chambre de l'amortisseur, caractérisé en ce qu'il consiste à faire coopérer la face ar rière de la tête du piston avec une cavité conformée aux dimensions de cette tête de piston ménagée dans une paroi fixe transversale de l'amortisseur pour réaliser un freinage du piston par compression et laminage d'un volume du fluide de l'amortisseur. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité présente la forme d'une cuvette cylindrique dont le diamètre interne moyen est légèrement supérieur au diamètre de la tête du piston. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cavité présente un profil interne tronconique, le sommet du cône étant dans la direction opposée à celle de la tête du piston par rapport à la paroi transversale. 4 - Procédé selon luneqielconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surpression provoquée en aval de la paroi fixe transversale par le débit de fuite entre la tige du piston et cette paroi transversale est réduite par des ouvertures traversant la paroi transversale à l'extérieur de la cuvette. 5 - Amortisseur hydraulique comprenant un carter définissant une chambre renfermant au moins un fluide de travail sous forme liquide, un moyen de piston dont la tige est susceptible de coulisser dans une structure de palier solidaire du carter et dont la tête coopère avec une cuvette tronconique coaxiale à la tige ménagée à l'intérieur de la chambre du carter, caractérisé en ce qu'il comprend un flasque monté dans le carter en avant du palier, la face interne de ce flasque présentant une cuvette cylindrique destinée à recevoir une portion de la tête de piston lorsque ce dernier est en fin de course d'extension. 6 - Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond de la cuvette est sensiblement plat et perpendiculaire à la direction de coulissement, la cuvette communiquant avec une chambre d'équilibrage de joint à lèvres élastiques par un alésage dans lequel coulisse sans frottement la tige du moyen de piston. 7 -Amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cuvette présente un profil intérieur cylindrique droit, le jeu entre la paroi interne de la cuvette et la paroi externe du piston étant compris entre 1/100émue et 5/100 éme de mm. 8 - Amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cuvette présente un profil interne tronconique, l'angle de conicité étant inférieur à un degré. 9 - Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la face arrière annulaire de la tête du piston est plane et située dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction de coulissement du piston.