Brevet FR2479356A1 — publié le 19811002

VERIN La présente invention concerne les vérins et plus particulièrement ceux qui peuvent se verrouiller dans une position déterminée. Ce type de vérin se trouve plus particulièrement sur des avions ou analogue, pour commander le déplacement et le maintien des atterrisseurs. Un vérin, d'une façon générale, comporte deux parties principales qui coulissent, l'une dans l'autre. Ces deux parties définissent entre elles deux chambres, une chambre de pression qui permet d'obtenir le vérin dans sa position dite sortie, et une autre chambre qui sera appelée ci-après contre-pression qui donne elle,la position dite rentrée. De plus, certains vérins comportent des systèmes de verrouillage, éventuellement commandables, qui sont généralement places dans l'une des deux chambres. Jusqu'à présent, les v4rins,notamment dans les avions, étaient commandes par du fluide comme de 1'huile transmettant des pressions de l'ordre par exemple de 200 à 300 bars. Cependant, dans ce genre d'engin volant, les pressions utilises sont de plus en plus élevées pour atteindre des pressions de lgordre de 500 à 600 bars ou plus. Une telle pression élevee permet en théorie de réduire l'encombrement des vérins Par contre, il est, d'une part, nécessaire de renforcer certaines parties et, d'autre part, trouver des emplacements pour pouvoir loger les systèmes de verrouillage sans avoir a augmenter considérablement le poids et l'encombrement qui sont gagnés par l'augmen- tation de la pression. La présente invention a pour but de realiser un vérin qui puisse fonctionner avec des fluides de commande à relativement haute pression et comporte des moyens de verrouillage en gagnant du poids et de l'encombrement. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un vérin comportant deux parties coulissantes l'une par rapport à l'autre, formant entre elles deux chambres de pression pour obtenir des positions respectivement dites rentrée et "sor tie", caractérisé par le fait que la partie coulissante à l'intérieur de l'autre supporte une enveloppe définissant un espace annulaire autour de ladite partie coulissante extérieure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnez e en regard des dessins annexes à titre illustratif mais nullement limitatif dans lesquels - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, un mode de Zéalisation d'un vérin selon l'invention pouvant être verrouil lé en position dite sortie, - la figure 2 représente, en coupe longitudinale, un autre mode de réalisation d'un vérin selon l'invention, pouvant être verrouillé en position "rentrée". La figure 1 représente, dans une coupe longitudinale, un vérin à verrouillage en position dite "sortie" qui peut être associés par exemple sur des atterrisseurs. Ce vérin comprend deux parties principales 1 et 2, la partie 1 coulissant à l'intérieur de la partie 2. Celles-ci définissent deux chambres de pression 3 et 4. La chambre 3 est formée entre l'extrémité 8 de la partie 1 et le fond 7 de la partie 2. Elle est alimentée par un conduit 6 permettant le remplissage de cette chambre 3 d'un fluide incompressible soumis éventuellement à une pression déterminée. Ce fluide peut être par exemple de l'huile. Comme les deux parties coulissent l'une dans l'autre, et que la chambre 3 est formée entre celle-ci, son étanchéité est obtenue par un joint 9 circulaire situé dans une gorge 10 réalisée dans l'extrémité 8 de la partie intérieure 1 ; ce joint 9 portant sur la paroi intérieure 12 de la partie coulissante extérieure 2. La deuxième chambre 4 dite de contre pression est une chambre annulaire définie entre la paroi latérale extérieure 11 de la partie intérieure 1 et la paroi intérieure latérale 12 de la partie extérieure 2, l'extrémité 8 en saillie 13 de la partie 1 en combinaison avec le joint d'étanchéité 9, et enfin, un épaulement 14, réalisé sur la partie coulissante extérieure 2. L'épaulement 14 coulissant sur la paroi 11, est aussi muni d'un joint d'étanchéité 15. Bien entendu, cette chambre 4 est alimentée par un conduit 16 qui débouche dans cette chambre le plus près possible de l'extrémité en saillie 13. Cette chambre 4, comme la chambre 3 est aussi apte à etre alimentée par un fluide incompressible soumis à une certaine pression déterminée. Ce fluide peut être comme précédemment de l'huile. Il est à remarquer que les deux conduits d'alimentation 6 et 16 débouchent tous les deux à la même extrémité 17 de la partie intérieure 1. Cette extrémité comporte comme dans tous vérins, une attache 18, l'autre attache 19 étant fixée à l'extrémité 7 de la partie extérieure 2. L'extrémité 17 de la partie coulissante intérieure 1 supporte une enveloppe 20 formant autour des deux parties coulissantes 1 et 2 une chambre annulaire 21 dans laquelle est apte à se déplacer l'épaulement d'extrémité 14 de la partie coulissante extérieure 2. Cet espace est mis à l'air libre par un orifice 40. Cette enveloppe 20 se termine à son extrémité 22 opposée à celle 17 de la partie intérieure 1, par une couronne 23 qui se rabat sur la paroi exterieure latérale de la partie coulissante extérieure 2 pour former par son ouverture circulaire 24, soit un guide quand la partie 2 se déplace, soit un bouchon protecteur. De plus, espace annulaire 21 renferme les moyens de verrouillage pour obtenir la fonction de contrefiche bien connue dans le domaine de l'aéronautique. Ces moyens de verrouillage dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 comprennent au moins une grille 25, fixée sur la couronne 23 de l'enveloppe 20. Cette griffe peut avantageusement etre constituée d'une pluralité de lamelles relativement sou ples portant des ergots comme 5 à leur extrémité et disposées sur une couronne entourant la partie coulissante 2, dans l'est pace annulaire 21. Ils comprennent, en plus, un piston 26 constitué d'une bague 27 soumise à l'action d'un ressort 28 prenant appui sur l'embase en ;ffieLllie 29 de la partie coulissante 2. De plus, cette bague 27 définit, avec la paroi extérieure 33 de la partie 2, une chambre de pression fluidique 30 délimitée par les joints glissants étanches respectivement 31 et 32, de diamètre très efficaces différents, coopérant avec des rainures réa dans dans la bague 27 et avec la paroi 33 de la partie 2. Cet chambre fluidique 30 est mise en communication par un oriti Le fonctionnement du mode de réalisation du vérin selon la fiç, 1 est le suivant. Le vérin sur la figure 1 est représenté dans sa position rentrée. Il est notamment dans cette position quand, associés à des atterrisseurs principaux, ces derniers sont rentrés. Dans le @@@ ou ceux-ci doivent etre sortis, le fluide de commande une Inet une pression dans la chambre 3 qui augmente de volume. De ce fait, la partie 2 coulissante se déplace par rapport à la pari in 7 de façon que l'embase 29 balaye l'espace annulaire 21. Arrivée presque à sa course totale, la portion 37 se glisse sous a griffe 25 jusqu'à ce que, d'une part, l'extrémité 39 but@ montre le lamage 38 et, d'autre part, que l'ergot 5 tombe da I'encoche 35. A cet instant, dès que l'ergot est positionné dans son encoche, l'extrémité 39 libère le piston qui avait état, comprimé, et sous l'action du ressort 28 alors le bord du laflit:n 38 vient recouvrir l'extrémité de la griffe 25 qui se tr) de ce fait emprisonnée dans un état stable, cet état ne pouvant etre changé que par une contre-action. Ce fonctionnement qui vient d'être décrit est celui qui se pa@@@ Lorsque les atterrisseurs sortent pour un atterrissage. De I1II, dans cette position le vérin est verrouillé en fin de course et a donc son action de contrefiche lors de l'atterrissage pour maintenir fermement les atterrisseurs. Par contre, une fois que l'avion a pris son envol, il est nécessaire de rentrer les atterrisseurs, le vérin doit passer de sa position sortie verrouillé à sa position rentrée. Dans ce cas, le fluide transmetteur de pression est alors envoyé dans la chambre dite de contre pression 4, il est de même envoyé dans la chambre fluidique 30 par l'orifice 34 qui entraine, de façon connue, un glissement de la bague 27 par compression du ressort 28. De ce fait, le bord du lamage 38 découvre l'extrémité de la griffe 25. En même temps, le fluide de commande, transmetteur de pression, remplit la chambre 4 et entraîne une augmentation de volume de celle-ci donc un déplacement de la partie 2 sur la partie 1 pour obtenir la position illustrée sur la figure 1. Ceci estlpossible puisque la griffe est découverte et peut donc se dégager, sous l'effort de la pression, de l'encoche 36.Quand le fluide cesse de transmettre la pression, c'est-à-dire que le vérin est arrive à sa position définitive "rentrée" la bague 27 reprend sa position d'origine sous la pression du ressort 28. il apparat nettement & la description structurelle et fonctionnelle qui vient d'entre faite ci-dessus les avantages d'un tel vérin. Les chambres de pression, contenant le fluide de commande, sont d'un volume le plus réduit possible puisqu'elles sont entièrement contenues à l'intérieur de la partie coulissante 2, et que les parois de ces chambres sont suffisamment résistantes puisqu'elles supportent les efforts des atterrissages et/ou décollages. Le fluide de commande peut donc transmettre des pressions très élevées par exemple de l'ordre de 500 & 600 bars. Les moyens de verrouillage sont dans des dimensions des plus réduites en entourant les deux parties 1 et 2 dans un enoombre- ment minimum tout en étant recouverts par une enveloppe en un matériau très léger puisqu'elle ne supporte aucune pression fluidique ou mécanique très importante. En résumé, avec un tel vérin, on utilise des pressions très élevées de commande dans un minimum de poids et d'espace d'encom brement. Le mode de réalisation décrit ci-dessus représente un vérin à verrouillage dans la position dite "sortie" qui est généralement nécessaire pour atterrisseurs principaux. Par contre, il peut être nécessaire de réaliser des vérins à verrouillage en position dite "rentrée" aux atterrisseurs ~ avants. La figure 2 représente un mode de réalisation d'un vérin permettant un tel verrouillage. il comprend une partie intérieure 101, pratiquement identique dans sa structure à celle de la figure 1, mais dont l'enveloppe 120, faisant office de carter de protection, se termine, du côté de l'extrémité 117 de la partie 101,en une partie annulaire saillante 150 à l'intérieur de laquelle est pratiquée une conduite 151, coopérant avec la conduite 106 d'alimentation en fluide sous pression de la chambre 103, et débouchant en regard du piston 126 conformé en bague 127 qui est soumise à l'action du ressort 128 prenant appui contre l'extrémité 117 de la partie intérieure 101. De plus, une gorge intérieure 132 est pratiquée dans la partie annulaire saillante 150, dans laquelle coulisse la paroi exté rieure de la bague 127 l ; étanchéité entre le fluide hydrauli- que situé dans la conduite 151 et la chambre annulaire 121 est assurée par deux joints 131 et 132 disposés respectivement dans deux gorges pratiquées autour de la périphérie extérieure de la bague 127, en regard de la paroi intérieureà l'enveloppe 120 et de la gorge annulaire 152. Cette partie intérieure 101 est enfin munie å son extrémité 117 du système de verrouillage constitué par les griffes 125 équipées de leurs ergots 105, et sont maintenues pressées par la périphérie d'un alésage 149 pratiqué dans la bague 127. La partie extérieure 102 située entrel'enveloppe 120 et la partie intérieure 101, de façon similaire au premier mode de réalisation, est guidée à l'intérieurde l'enveloppe 120,d'une part, au moyen de l'embase en saillie 129 et, d'autre part, au moyen de l'ouverture annulaire 124 pratiquée dans la couronne 123, dans laquelle coulisse cette partie 102 lors de la sortie ou de la rentrée des atterrisseurs.Son guidage est également assurée vis-à-vis de la partie intérieure 101, d'une part, au moyen de l'extrémité 108 de la partie en saillie 113 équipée d'un joint d'étanchéité 109 et, d'autre part, au moyen d'une portion en saillie 153, se prolongeant de l'embase 129 à l'ex- trémité 117 de la partie 101, et en s'enclenchant dans les griffes 125 fixées à l'extrémité 117 en position vérin rentré; un joint 154 disposé dans une gorge intérieure 155 de la portion en saillie 153 assure l'étanchéité entre la chambre annulaire 121 et la chambre hydraulique 104. De plus, il est prévu entre l'embase 129 et la portion en saillie 153 deux épaulements annulaires 156 et 157 entre lesquels est montée une entretoise 158 maintenant une extrémité d'un ressort 159, la seconde ex trémité de ce ressort étant maintenue contre l'épaulement 157. Lorsque la partie extérieure 102 se déplace, l'épaulement 156 entraRne l'entretoise 158 ; mais en position vérin rentré, c'est-à-dire partie extérieure 102 verrouille par les griffes 125, l'entretoise 158 prend appui contre un épaulement intérieur 159 adjacent à l'alésage 160 de la bague 127. Les chambres de fluide hydraulique 103 et 104 sont alimentées de la même façon que dans le premier mode de réalisation et ne seront donc pas décrites de nouveau. Le fonctionnement de ce second mode de réalisation du vérin selon la figure 2 est le suivant. Ce vérin est représenté dans sa position rentrée verrouillé grâce aux griffes 125 maintenant la portion en saillie 153 donc la partie extérieure coulissante 1020 Lorsque l'atterris- seur doit être sorti, le fluide de commande transmet une pression hydraulique par l'intermédiaire de la conduite 106 dans la chambre 3 ainsi que dans la chambre coopérant avec la conduite 151 ; de ce fait, la bague 127 est poussée vers l'épau- lement 160 de la partie annulaire saillante 150 et libère les griffes 125 qui étaient maintenues pressées par la périphérie de l'alésage 149 de cette bague ; la chambre 103 augmente de volume sous l'action de l'arrivée d'huile sous pression et, de ce fait, la partie coulissante 102 se déplace par rapport à la partie 101 de façon à ce que l'embase 129 balaye l'espace annulaire 121 pour venir, éventuellement, en butée contre le fond 123 de l'enveloppe 120. Le vérin est donc maintenu en position sortie gracie & la pression hydraulique envoyée dans la chambre 3. Lorsque le vérin doit passer de sa position sortie à sa position verrouillée, le fluide transmetteur de pression est alors envoyé dans la chambre dite de contre pression 104 par la conduite 116, les conduites 106 et 151 n'étant plus alimentées, et va donc entraîner une augmentation de volume de cette chambre et, par conséquent, déplacer la partie coulissante 2 sur la partie 1. La portion en saillie 153 arrive en contact des griffes 125 jusqu'à ce qu'elles enclenchent toute la portion en saillie 153 ; de plus, la bague 127 est ramenée dans sa position initiale par l'intermédiaire de l'entretoise 158 sous l'action du ressort 159 jusqu'à ce que l'alésage 149 emprisonne les griffes 125 de manière à exercer une pression mécanique sur ces dernières. Dans cette configuration, le vérin est dit en position verrouillée, partie coulissante rentrée Les deux modes de réalisation de vérin décrit et illustré pré-- sentent des avantages certains, notamment par rapport à ceux de l'art antérieur. En effet, notamment les deux parties coulissantes peuvent avoir des dimensions très réduites plus particulièrement dans le cas de leur commande par du fluide à haute pression et de plus 1' enveloppe peut être réalisée en des matériaux qui peuvent être dans certains cas très légers et surtout dimensionnés au plus juste. R E V E N D I C A T I 0 N S 1/ Vérin comportant deux parties coulissantes l'une par rapport à l'autre formant entre elles deux chambres de pression pour obtenir des positions respectivement dites rentrée et sortie, caractérisé par le fait que la partie coulissante d l'intérieur de l'autre supporte une enveloppe définissant un espace annulaire autour de ladite partie coulissante extérieure. 2/ Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enveloppe comporte une couronne, épousant sensi blement la forme extérieure de la partie coulissante extérieure, pour former un guide de cette dite partie. 3/ Vérin selon l'une des revendications 1 ou 2, carac térisé par le fait qu'il comporte des moyens de verrouillage disposés dans ledit espace annulaire coopérant avec ladite envelop pe et ladite partie coulissante extérieure. 4/ Vérin selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de verrouillage sont constitués par au moins une griffe solidaire de ladite enveloppe, une encoche réa lisée sur ladite partie coulissante extérieure apte à coopérer par encliq etage avec ladite griffe pour une position déterminée de ladite partie coulissante extérieure,par rapport A ladite partie coulissante intérieure et un piston glissant autour de ladite partie coulissante extérieure apte à venir maintenir ladite griffe quand celle-ci est encliquetée dans ladite encoche. 5/ Vérin selon la revendication 4, caractérisé par le fait que pour obtenir la position dite sortie verrouillée, ledit piston forme avec ladite partie coulissante extérieure une chambre fluidique reliée avec la chambre de pression donnant la position dite rentrée. 6/ Vérin selon la revendication 4D caractérisé par le fait gué pour obtenir la position dite rentrée verrouillée, ledit piston forme avec ladite enveloppe une chambre fluidique reliée avec la chambre de pression donnant la position dite sortie. 7/ Vérin selon l'une des revendications 4 A 6, caractérisé par le fait que ledit piston comporte une bague et un ressort précontraint , appuyant, d'une part, sur ladite bague et, d'autre part, sur au moins un point d'appui situé sur ladite partie coulissante extérieure.