Brevet FR2449215A1 — publié le 19800912

La présente invention se rapporte à un vérin hydraulique à double effet, destiné notamment à la commande d'un portail motorisé On connut déjà des systèmes a' vérins hydrauliques pour la commande de l'ouverture et de la fermeture de portails,à un ou plusieurs vantaux. Ces systèmes permettent la manoeuvre automatique,commandée à distance, du ou des vantaux. I1 est souhaitable que ces systèmes comportent des dispositions rendant possible aussi la manoeuvre manuelle du portail, en cas de coupure de l'alimentation électrique,la mise sous pression du fluide hydraulique envoyé dans le ou les vérins étant habituellement assurée par une pompe entraînée au moyen d'un moteur électrique. Le but de la présente invention est de fournir un vérin muni d'un dispositif intégré,simple et peu coûteux, mais très sur, apte à assurer cette fonction supplémentaire de secours. A cet effet,l'invention a essentiellement pour objet un vérin hydraulique à double effet,notamment pour la commande d'un portail,comprenant un bloc d'alimentation dans lequel deux orifices font communiquer avec l'extérieur deux conduits coaxiaux respectifs débouchant aux deux extrémités d'un petit cylindre, à l'intérieur duquel sont montés coulissants deux petits pistons,le premier des conduits précités menant vers l'une des chambres du vérin, située d'un côté du piston principal, et comprenant un clapet apte à être actionné par un poussoir que comporte l'un des deux petits pistons,tandis que le second conduit mene vers l'autre chambre du vérin, située du coté opposé du piston principal,et comprend un clapet apte à être actionné par un poussoir que comporte l'autre petit piston, des moyens manoeuvrables depuis l'extérieur étant prévus pour écarter l'un de l'autre les deux petits pistons, assurant ainsi l'ouverture forcée des deux clapets,ou inversement pour permettre le rapprochement et le contact des deux petits pistons,auquel cas l'un des deux clapets est apte à obturer le conduit correspondant. Suivant une disposition particulière, le bloc d'alimentation est inclus dans le corps du vérin, le petit cylindre et les deux conduits débouchant dans ledit cylindre,avec les deux clapets,étant coaxiaux au corps du vérin. Avantageusement, les moyens manoeuvrables depuis l'exté- rieur, prévus pour écarter l'un de l'autre les deux petits pis tons ou pour permettre leur rapprochement,sont constitués par un doigt pivotant,ayant une partie engagée dans la région centrale du petit cylindre entre les deux petits pistons,cette partie présentant une section oblongue.De préfe'rence,les deux petits pistons possèdent,sur leurs faces situées en regard,des tétons aptes à venir en contact l'un avec l'autre lorsque le doigt pivotant précité occupe une position angulaire permettant le rap prochement des deux petits pistons. Dtune manière générale, le fonctionnement du vérin hydraulique à double effet,réalisé comme défini ci-dessus,s'établit ainsi: Lorsque le doigt pivotant occupe sa position permettant le rapprochement des deux petits pistons, le fluide hydraulique sous pression, envoyé par l'un des orifices d'alimentation du vérin, pénètre dans l'une des deux chambres du vérin,agit donc sur le piston principal, et pousse aussi l'un des deux petits pistons.Celui-ci déplace l'autre piston, qui par son poussoir ouvre le clapet correspondant,ceci permettant l'échappement du flul de hydraulique contenu dans la seconde chambre du vétin.Par conséquent, le vérin peut fonctionner normalement,que ce soit dans le sens de la sortie de sa tige ou dans le sens de la rentrée de sa tige, et il commande ainsi l'ouverture ou la fermeture du portail.De plus, lorsque le vélin n'est plus alimenté,le dispositif interdit au vérin de se déplacer en sens inverse du dernier mouvement commandé.En effet,toute action extérieure,notanent manuelle,qui tendrait à ramener en arrière le vérin, provoque la fermeture de l'un des clapets.Dans le cas d'application à un portail,cette fonction correspond notamment à un blocage en position de fermeture ou d'ouverture. Lorsque le doigt pivotant occupe sa position écartant l'un de l'autre les deux petits pistons, les deux clapets sont maintenus ouverts par l'intermédiaire des deux poussoirs res petits. Une libre circulation du fluide hydraulique,dans un sens ou dans l'autre, est alors autorisée, ceci permettant de déplacer manuellement la tige du vérin, dans un sens indifférent.Dans le cas d'application à un portail, cette fonction permet notamment, lorsque l'alimentation électrique est coupée ce qui interdit le fonctionnement normal motorisé,d'effectuer une décondamnation du portail resté en position fermée, de sorte que l'on dispose d'une commande manuelle de secours.Pour des raisons de sécurité évidentes,le doigt pivotant est avan- tageusement associé à une serrure apte à interdire sa manoeuvre,si bien que seule la personne possédant une clé appropriée peut ouvrir manuellement le portail. De toute façon,l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif,une forme d'exécution de ce vérin hydraulique à double effet,notamment pour la commande d'un portail; Figure 1 est une vue d'ensemble,en coupe longitudinale, d'un vérin conforme à l'invention; Figures 2 et 3 sont'des vues partielles en coupe longitudinale, e' échelle agrandie,montrant plus particulièrement le bloc d'alimentation du vérin, en position normale d'utilisation,respectivement pendant la sortie de la tige et la rentrée de la tige; Figure 4 est une vue en coupe similaire aux figures 2 et 3, mais montrant le bloc d'alimentation dans la position permettant la manoeuvre manuelle;; Figures 5 et 6 sont des vues en coupe,respectivement longitudinale et transversale,d'un ensemble hydraulique avec pompe,réservoir et régulateurs,pouvant entre associé au vérin selon l'invention. Le vérin hydraulique, représenté dans son ensemble sur la figure 1, comprend un corps délimité extérieurement par un tube 1, à une extrémité duquel est monté un bloc d'alimentation 2, et à l'autre extrémité duquel est monté un palier 3 traversé par une tige de vérin 4, solidaire d'un piston 5.Ce dernier est monté coulissant à l'intérieur d'un tube 6,coaxial au tube extérieur 1 et reliant, lui aussi, le bloc d'alimentation 2 au palier 3. Une première chambre 7 est ainsi délimitée par le bloc 2, le piston 5 et le tube intérieur 6,tandis qu'une seconde chambre 8 est délimitée par le palier 3,le piston 5 et le tube intérieur 6. ha première chambre 7 est alimentée directement par le bloc 2; la seconde chambre 8 estalimentée,depuis le meme bloc 2, à travers l'espace amnu- laire 9 ménagé entre les deux tubes coaxiaux 1 et 6. A son extrémité éloignée du piston 5, la tige de vérin 4 porte un embout 10 sur lequel est monté un troisième tube 11, qui lui-même entoure le tube extérieur 1 du corps du vérin.Des bagues 12 montées à l'intérieur du tube Il assurent son guidage en coulissement par rapport au corps du vérin. Ces dispositions permettent de réaliser un ensemble très rigide,sans augmenter le diamètre de la tige 4 , donc sans réduire la section utile de la seconde chambre 8. Le piston 5 comporte ici, sur ses deux faces, des prolongements cylindriques respectivement 13 et 14,faisant saillie à l'intérieur des chambres 7 et 8. La partie 13 coopère avec un évidement cylindrique complémentaire 15,creusé dans le bloc d'alimentation 2 et associé à un conduit 16 possédant un étranglement, pour constituer un premier dispositif d'amortissement en fin de course (rentrée de la tige 4 ). De même,la partie 14 eoopère avec un évidement cylindrique complémentaire î?,creu- sé dans le palier 3 et associé à un conduit 18 possédant un étranglewent,pour constituer un second dispositif d'amortissement en fin de course (sortie de la tige 4).On notera encore que l'alimentation de la seconde chambre 8 est assurée par un conduit radial 19 qui relie l'espace annulaire 9 au fond de l'évidement 17. Sur l'embout 10 de la tige de vérin 4, de même que sur une tête 20 du corps du vérin,sont prévues des dispositions 21, 22 telles que chapes,anneaux, etc..., permettant d'articuler le vérin à ses deux extrémités. Ie dispositif faisant plus particulièrement 1'obJet de l'invention, et représenté à plus grande échelle sur les figures 2 à 4,est monté à l'intérieur du bloc d'alimentation 2. Deux orifices radiaux 23 et 24 font communiquer avec l'exté- rieur deux conduits axiaux respectifs 25 et 26, lesquels débouchent aux deux extrémités d'un petit cylindre 27,creusé suivant l'axe du bloc 2. Le premier conduit 25 forme le siège 28 d'un clapet, ici constitué par une simple bille 29 poussée par un ressort 30 en direction du siège 28; ce conduit 25 relie l'orifice 23 au tond de l'évidement cylindrique 15, donc à la première chambre 7 du vérin.Le second conduit 26 forme le siège 31 d'un autre clapet,aussi constitué par une bille 32 poussée par nn ressort 33 en direction du siège 31; ce-conduit 26 est prolongé par un autre conduit axial 34,qui le relie à l'espace annulaire 9, donc qui relie l'orifice 24 à la seconde chambre 8 (figure1)En résumé, les orifices 23 et 24 sont reliés respectivement,par l'intermédiaire de clapets, aux deux chambres 7 et 8. A l'intérieur du petit cylindre 27 sont montés coulissants deux petits pistons symétriques 35 et 36. Le piston 35, dont une face est tournée vers le débouché du conduit axial 25,conporte un poussoir 37 engagé dans ce conduit 25 et lui permettant d'agir sur la bille 29. D'une façon symétrique,le piston 36, dont une face est tournée vers le débouché du conduit axial 26, comporte un poussoir 38 engagé dans ce conduit 26 et lui permettant d'agir sur la bille 32. Les deux pistons 35 et 36 possèdent en outre, sur leurs faces situées en regard, des tétons respectivement 39 et 40 aptes à venir en contact l'un avec l'autre. Enfin un doigt radial 41 est monté à l'intérieur d'un logement cylindrique d'axe radial 42 qui débouche dans la région centrale du petit cylindre 27. Le doigt 41 peut pivoter autour de l'axe 42 de son logement; il est manoeuvrable depuis l'extérieur, et a une partie 43 engagée dans le cylindre 27 entre les deux pistons 35 et 36,cette partie présentant une section non pas circulaire mais oblongue. Pour permettre le fonctionnement normal du vérin, le doigt 41 est placé dans une position angulaire telle que sa partie de section oblongue 43 soit disposée transversalement,comme le montrent les figures 2 et 3, ce qui permet aux deux petits pistons 35 et 36 de décrire une certaine course à l'intérieur du cylindre 27. Supposons que le fluide hydraulique sous pression soit alors envoyé à travers I'orifice 23 du bloc d'alimentation 2, l'orifice 24 étant relié au réservoir. Le fluide sous pression admis dans le conduit 25, suivant la flèche 44 ( voir figure 2), pousse d'une part la bille 29 à l'encontre de l'action du ressort 30, d'autre part le piston 35 en direction du doigt 41. Par son téton 39, le piston 35 pousse lui-mOme le téton 40 de l'autre piston 36, dont le poussoir 38 déplace la bille 32 i l'encontre de l'action du ressort 33. En conséquence, le fluide arrivant par l'orifice 23 est admis dans la chambre 7,tandis que le fluide contenu dans la chambre 8 peut s'échapper par ltorifice 24 ,suivant la flèche 45, la bille 32 restant éloignée de son siège 31. Le piston principal 5 du vérin est ainsi déplacé dans le sens de la flèche 46, correspondant à la sortie de la tige 4. Supposons, à l'inverse, que le fluide hydraulique sous pression soit envoyé à travers l'orifice 24 du bloc d'alimentation 2, l'orifice 23 étant relié au réservoir. Le fluide sous pression admis dans le conduit 26, suivant la flèche 47 (voir figure 3), pousse d'une part la bille 32 à l'encontre du ressort 33, d'autre part le piston 36 en direction du doigt 41.Par son téton 40, le piston 36 pousse lui-même le téton 39 de l'autre piston 35, dont le poussoir 37 déplace la bille 29 à l'encontre de l'action du ressort 30. En conséquence, le fluide arrivant par l'orifice 24 est admis dans la chambre 8,tandis que le fluide contenu dans la chambre 7 peut s'échapper par l'orif i- ce 23,suivant la flèche 48, la bille 29 restant éloignée de son siège 28.Le piston principal 5 du vérin est ainsi déplacé dans le sens de la flèche 49, correspondant à la rentrée de la tige 4. En outre, lorsqu'on n'alimente plus le vérin, la position jusqu'roi considérée du doigt 41 interdit tout déplacement relatif du corps et de la tige du vérin, dans le sens inverse du dernier mouvement commandé. Supposons par exemple que l'alimentation du vérin ait été coupée au cours de la sortie de la tige 4, et que l'on essaye de faire rentrer la tige 4,par exemple en exerçant manuellement une poussée sur le tube extérieur 11 lié à ladite tige. Le fluide hydraulique est mis en pression dans la chambre 7, de sorte que la bille 29 est appliquée contre son siège 28 et assure l'obturation du conduit 25, la position du doigt 41, du petit piston 35 et du poussoir 37 autorisant l'application de la bille 29 contre le siège 28.Cependant,il reste possible de provoquer manuellement le déplacement du vérin, dans le sens initialement commandé. On comprend aisément que,si le vérin est parvenu en fin de course,le même effet interdit son retour en arrière, de sorte que dans ce cas on obtient un véritable " blocage ",qui assure un verrouillage dans le cas d'application à un portail. Pour obtenir un n déblocage " du vérin en cas de coupure de son alimentation, on manoeuvre le doigt 41 de manière à lui faire décrire,autour de l'axe 42, une rotation de 900 qui amène sa partie de section oblongue 43 dans une position longitudinale. Comme le montre la figure 4,cette partie 43 écarte alors les deux petits pistons 35 et 36 l'un de l'autre. Par l'intermédiaire du poussoir 37, le piston 35 éloigne la bille 29 de son siège 28, à l'encontre de l'action du ressort 30; de même,par l'intermédiaire du poussoir 38, le piston 36 éloigne la bille 32 de son siège 31, à l'encontre de l'action du ressort 33.Les deux clapets n'obturent plus les conduits 25 et 26,de sorte que les deux chambres 7 et 8 sont mises en communication avec les orifices respectifs 23 et 24. il est alors possible de déplacer manuellement, dans un sens indifférent, la tige 4 du vérin, le fluide hydraulique entrant par l'orifice 23 et sortant par l'orifice 24, ou vice versa, selon le sens de déplacement,comme illustré par les flèches 50 et 51. Avantageusement, la manoeuvre du doigt pivotant 41, en vue de permettre le fonctionnement décrit en dernier lieu, est commandée par l'intermédiaire d'une serrure nécessitant une clé appropriée. Pour que le fluide hydraulique puisse ainsi circuler librement,dans un sens quelconque, lorsque le doigt occupe la position visible sur la figure 4, il faut que la libre circulation du fluide soit aussi autorisée dans l'ensemble situé à distance du vérin et comprenant la pompe, le réservoir et les régulateurs éventuels de pression et de débit . Les figures 5 et 6 représentent un mode de réalisation possible d'un tel ensemble, conçu pour l'alimentation simultanée de deux vérins hydrauliques à double effet, qui commandent respectivement les deux vantaux d'un portail. Une pompe à engrenages 52,apte à être entraSnée par un arbre 53 dans un sens ou dans l'autre, selon le sens de déplacement désiré du vérin, est intercalée sur un conduit transversal 54 (voir figure 6) dont les extrémités sont raccordées à deux conduits longitudinaux parallèles 55, un seul de ces derniers conduits, creusés dans un corps 56, étant visible sur la figure 5. Le réservoir 57 surmonte le corps 56 et communique avec chaque conduit 55 par l'intermédiaire d'un passage 58 d'axe vertical. Sur chaque conduit 55 est branché le départ 59 vers l'un des orifices d'alimentation du premier vérin, et le départ 60 vers l'orifice d'alimentation correspondant du second vérin. Chacun des départs 59 et 60 comporte un clapet anti-retour, respectivement 61, 62, et est associé à un régulateur de débit, respectivement 63, 64.L'ensemble comprend encore un régulateur de pression 65. Les dispositions plus particulièrement prévues pour permettre le fonctionnement des vérins sont montées dans le passage 58 et comprennent - une bille 66 susceptible de se déplacer verticalement,dans la partie centrale du passage 58; - un siège 67 situé dans la partie supérieure du passage 58,audessus de la bille 66; - une butée 68, prévue dans la partie inférieure du passage 58, au-dessous de la bille 66. Lorsque la pompe 52 est entraidée dans un sens qui correspond à la mise en pression du fluide contenu dans le conduit 55 de la figure 5, la bille 66 est soulevée et appliquée contre son siège 67. Le fluide est envoyé vers les deux vérins alimentés en parallèle, à travers les départs respectifs 59 et 60. Dès que cesse la mise en pression du fluide par la pompe, la bille 66 retombe par gravité, et est retenue par la butée 68. Ainsi une communication est réalisée entre le conduit 55 et le réservoir 57. Lorsque le doigt pivotant 41 occupe sa position visible sur la figure 4, si l'on déplace manuellement la tige de vérin, le " déblocage " peut se réaliser : du c8té du conduit 55 où se produit une arrivée de fluide, la bille 66 est légèrement soulevée et trouve une position d'équilibre, entre le siège 67 et la butée 68, ce qui permet le retour du fluide au réservoir 57. il en est de même pour l'autre sens de déplacement du vérin, auquel cas ce sont évidemment les dispositions similaires associées à l'autre conduit 55 qui interviennent. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce vérin hydraulique à double effet qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse,au contraire,toutes les variantes de réalisation et d'application comportant des moyens équivalents. C'est ainsi,notamment,que les clapets peuvent ne pas être du type à bille, et que le même vérin est utilisable, en conservant les mêmes avantages,avec des systèmes d'alimentation et de distribution autres que l'ensemble par ticulier représenté aux figures 5 et 6. Dans le même ordre d'idées, l'invention n'est pas limitée aux vérins destinés à la commande de portails. -REVENDICAUIONS 1.- Vérin hydraulique à double effet,notawment pour la commande d'un portail,caractérisé en ce qu'il comprend un bloc d'alimentation dans lequel deux orifices font communiquer avec l'extérieur deux conduits coaxiaux respectifs débouchant aux deux extrémités d'un petit cylindre, à l'intérieur duquel sont montés coulissants deux petits pistons, le premier des conduits précités menant vers l'une des chambre du vérin, située d'un caté du piston principal, et comprenant un clapet apte à être actionné par un poussoir que comporte l'un des deux petits pistons, tandis que le second conduit mène vers l'autre chambre du vérin, située du coté opposé du piston principal, et comprend un clapet apte à être actionné par un poussoir que comporte l'autre petit piston, des moyens manoeuvrables depuis l'extérieur étant prévus pour écarter l'un de l'autre les deux petits pistons, assurant ainsi l'ouverture forcée des deux clapets,ou inversement pour permettre le rapprochement et le contact des deux petits pistons,auquel cas l'un des deux clapets est apte à obturer le conduit correspondant. 2. Vérin hydraulique selon la revendication ?,caractérisé en ce que le bloc d'alimentation est inclus dans le corps du vérin, le petit cylindre et les deux conduits débouchant dans ledit cylindre,avec les deux clapets,étant coaxiaux au corps du vérin. 3.- Vérin hydraulique selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que les moyens, manoeuvrables depuis l'extérieur, prévus pour écarter l'un de l'autre les deux petits pistons ou pour permettre leur rapprochement,sont constitués par un doigt pivotant, ayant une partie engagée dans la région centrale du petit cylindre entre les deux petits pistons, cette partie présentant une section oblongue. 4.- Vérin hydraulique selon l'ensemble des revendications 2 et 3,caractérisé en ce que le doigt pivotant précité est monté à l'intérieur d'un logement d'axe radial qui débouche dans la région centrale -du petit cylindre,ledit doigt pouvant pivoter autour de l'axe de son logement. 5.- Vérin hydraulique selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux petits pistons possèdent,sur leurs faces situées en regard,des tétons aptes à venir en contact l'un avec l'autre lorsque le doigt pivotant précité occupe une position angulaire permettant le rapprochement des deux petits pistons. 6.- Vérin hydraulique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le doigt pivotant précité est associé à une serrure apte à interdire sa manoeuvre. 7.- vérin hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est associé à un ensei- ble d'alimentation à porte et réservoir,avec deux conduits dont chacun constitue le départ vers l'un des deux orifices d'alimentation du vérin, et dans lequel le réservoir cowsuni- que avec chacun desdits conduits par l'intermédiaire d'un passage d'are vertical, renfermant une bille susceptible de se déplacer entre un siège supérieur et une butée inférieure.