Brevet FR2522372A1 — publié le 19830902

Vérin télescopique fydraulique à plusieurs étages, compre- nant une amenée de fluide sous pression située du côté du piston d'extrémité. L'invention concerne un vérin télescopique hydraulique à plusieurs étages comprenant une amenée de fluide sous pres- sion située du côté du piston d'extrémité, la conduite à fluide destinée à l'expansion et qui est fermée-par un clapet de non-retour commandé s'étendant au travers du piston d'extrémité et débouchant dans un passage pratiqué dans le fond du piston d'extrémité et en direction de la chambre de pression du piston intermédiaire, et comprenant un passage dans le fond du piston intermédiaire entre la chambre de pression du piston intermédiaire et la chambre de pression du cylindre, ainsi qu'un autre passage dans la zone de fond du piston intermédiaire en direction de la chambre annulaire du cylindre, et la conduite à fluide destinée à la rétraction débouchant dans le piston d'extrémité qui est muni dans sa région de fond d'un passage en direction de la chambre annulaire du piston intermédiaire. Dans les vérins connus de ce type, l'amenée du fluiale sous pression dans la chambre annulaire du cylindre s'effec- tue soit en passant par un passage pratiqué dans le piston intermédiaire et en communication avec le fond du piston d'extrémité quand il vient en position rétractées, soit par un passage partant du fond du piston d'extrémité, s'étendant au travers du piston intermédiaire, et qui se poursuit par un passage pratiqué dans le fond du piston intermédiaire et passant sur la périphérie du fond de ce piston intermédiaire. Dans le premier cas, il faut envisager des garnitures d'étan- chéité dans le fond du piston d'extrémité qui ne laisse pas fuire l'huile et qui passent sur les alésages dits de commande On actionne alors de tels vérins téléscopiques au moyen d'un système différentiel pour éviter une baisse incontrôlée de la pression passant de la chambre de pression du piston intermédiaire vers la chambre annulaire du piston intermédiaire et la course dans le sens contraire à la -2- course d'expansion qui en résulte Mais il en découle que lors de l'expansion et du maintien en position, on pe peut pas compter sur la totalité de la surface du piston d'ex- trémité mais seulement sur une surface de travail réduite formée par la surface de la chambre annulaire du piston intermédiaire, ce qui rend nécessaire des pressions de fonctionnement plus élevées ou encore des sections plus importantes La version fonctionnant avec le passage qui doit être muni de garnitures d'étanchéité hermétiques est comparativement coûteuse En outre, on ne dispose pas non plus dans ce cas de la totalité de la surface du piston d'extrémité en tant que surface de travail. Partant de cet état de la technique, l'invention a pour but de constituer un verin télescopique se caractérisant en ce que sont prévus dans le fond du piston d'extrémité deux garnitures d'étanchéité situées à une certaine distance l'une de l'autre, celle qui est située du côté du cylindre étant une garniture annulaire de piston et celle qui est située du côté du piston d'extrémité étant une garniture élastique et étanche, et le fond du piston d'extrémité étant muni d'un autre passage protégé par une soupape & 3/2 voies conduisant à la chambre de pression du piston intermédiaire, la sortie de la soupape à 3/2 voies qui ne peut pas être fermée débouchant sur la périphérie du fond du piston d'extrémité entre lesdites garnitures d'étanchéité, et la sortie correspondant, à l'état rétracté du piston d'extrémité, avec le passage constitué dans le piston intermédiaire et parvenant dans la chambre annulaire du cylindre Ainsi la surface de travail effective du piston d'extrémité, lorsque le vérin télescope est à l'état d'expansion, est constituée par la surface du piston, et il en résulte en particulier la possibilité de travailler avec une pression de fonctionne- ment plus faible. Le piston intermédiaire qui est commandé en fonction de la surface en système différentiel est le premier à sortir, le fluide sous pression qui se trouve dans la chambre annulaire du cylindre étant envoyé dans la chambre de -3- pression du cylindre par l'intermédiaire du passage addition- nel ouvert alors en direction de la chambre de pression du cylindre, dans le fond du piston d'extrémité Le piston d'extrémité sort ensuite, et le fluide sous pression qui se trouve dans la chambre annulaire du piston intermédiaire est envoyé vers le réservoir Du fait que le cÈté du piston d'extrémité est séparé du c 8 té de la chambre annulaire, on dispose pour l'expansion du piston d'extrémité de la tota- lité de la surface du piston d'extrémité en tant que surface de travail, d'o il résulte qu'on peut travailler avec une pression plus faible, ou bien que l'on peut choisir une section plus réduite Du fait de la garniture d'étanchéité hermétique formant un composant du fond du piston d'extré- mité, il n'y a pas de fuites dans le fond du piston d'extré- mité lorsqu'il est à l'état d'arrêt, fuites qui auraient pour résultat que le vérin télescope se rétracterait de façon limitée à la suite de sa course d'expansion, ce qui doit être évité en toutes circonstances Lors de la rétrac- tion, le fluide-sous pression envoyé par l'intermédiaire de la conduite destinée à la rétraction parvient d'une façon connue en soi dans la chambre annulaire du piston intermé- diaire, et après le passage du fond du piston d'extrémité en position de rétraction qui en résulte, et le passage sur l'alésage de commande prévu dans la zone de fond du piston intermédiaire par la seconde garniture d'étanchéité formant un composant du fond du piston d'extrémité, coule par l'alésage de commande pour parvenir dans la chambre annulaire du vérin, d'o résulte la rétraction du piston intermédiaire. A la suite d'une course de rétraction, la garniture d'étan- chéité hermétique prévue dans le fond du piston d'extrémité permet d'être certain que le système reste alors en position stable lorsqu'il est soumis à une charge. En ce qui concerne le clapet anti-retour prévu dans le passage additionnel du fond du piston d'extrémité, il peut s'agir d'un clapet anti-retour commandé par un poussoir coopérant avec le fond du piston intermédiaire en direction du piston d'extrémité, mais il s'est avéré particulièrement -4- avantageux d'utiliser dans cet endroit une soupape à alter- nance. Lorsqu'on utilise une soupape à alternance, on peut prévoir en variante que la conduire à fluide sous pression destinée à la rétraction se prolonge au travers du piston d'extrémité jusqu'au passage additionnel pratiqué dans le fond du piston d'extrémité, que la soupape à alternance soit montée dans la tête du piston d'extrémité et que soit raccordé à la sortie de la soupape à alternance qui ne peut pas être fermée un autre conduit s'étendant au travers du piston d'extrémité et qui se prolonge par un autre passage débouchant à la périphérie du fond du piston intermédiaire et entre les garnitures d'étanchéité A cette solution est lié l'avantage que tous les organes de fermeture sont montés de façon facilement accessible dans la tête du piston d'extrémité. Un autre passage allant à la chambre annulaire du cylindre et pratiqué dans le piston intermédiaire au-dessous de la sortie située sur la périphérie du fond du piston d'extrémité et correspondant, lorsque le piston d'extrémité est à l'état rétracté, avec le passage additionnel du passage du fond du piston d'extrémité en direction de la chambre annulaire du cylindre, permet d'être certain que le système reste totalement stable lorsque le piston d'extrémi- té n'est pas totalement à l'état d'expansion par rapport au fond du piston intermédiaire. L'invention est expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématique sur les dessins dans lesquels: la Fig 1 représente le nouveau vérin télescopique à l'état rétracté, la Fig 2 représente le vérin télescopique dans sa première étape d'expansion, la Fig 3 représente le vérin télescopique à l'état d'expan- sion totale. Le vérin télescopique à deux étages est constitué par un cylindre 11 comprenant le fond 111 et la chambre de pression -5- 112, le piston intermédiaire 12 avec son fond 121 et sa chambre 122, et le piston d'extrémité 13 avec son fond 1 '1, sa chambre 132 ainsi que sa tête 133 Entre le cylindre 11 et le piston intermédiaire 12 est située la chambre annulaire 113 du cylindre et entre le piston intermédiaire 12 et le piston d'extrémité 13 est située la chambre annulaire 123 du piston intermédiaire La chambre de pression 123 du piston intermédiaire est reliée à la chambre annulaire 113 du cylindre par l'intermédiaire de passages 124 et 124 w, dits alésages de commande, prévus dans la zone du fond du piston intermédiaire 12, alors qu'un passage 134 qui est prévu dans la zone de fond du piston d'extrémité 13 établit la liaison entre la chambre 132 du piston d'extrémité 13 et la chambre annulaire 123 du piston intermédiaire. Pour établir l'étanchéité entre le piston intermédiaire et le cylindre 11, on prévoit des garnitures d'étanchéité hermétiques 21 et 22, la garniture 21 étant montée dans le fond 121 du piston intermédiaire et rendant étanche les chambres 112 et 113 l'une par rapport à l'autre, et la garniture 22 montée dans le cylindre 11 rendant étanche la chambre annulaire 113 du cylindre vis-à-vis de 1 environ- noaient. De façon correspondante, on prévoit des garnitures d'étanchéité 23, 24 et 26 pour rendre étanche 1 i jpistoft d'extrémité 13 vis-à-vis du piston intermédiaire 12, lee garnitures 23 et 26 montées dans le fond 131 du piston d'extrémité s'appuyant contre le piston intermediai-re 12 et rendant étanche la chambre de pression 122 du piston ioii er- médiaire vis-à-vis de la chambre annulaire 123 de ce piston intermédiaire, et la garniture 24 montée dans le pîs Ujn intermédiaire 12 et s'appuyant contre Le piston d'extrémité 13 rendant étanche la chambre annulaire 123 du piston intermédiaire vis-à-vis ue l'environnement En ce qui concerne les garnitures d'étanchéité 23 et 24, il s'agit là encore de garnitures d'étanchéité hermétiques, alors que la garniture 26 associée par ailleurs au fond 131 du piston d'extrémité est une garniture d'étanchéité annulaire de piston qui est à même de glisser sur les alésages de comman- de 124 et 124 ' prévus dans le piston intermédiaire 12. La conduite à fluide sous pression 31 destinée à l'ex- pansion et la conduite à fluide sous pression 41 destinée à la rétraction sont raccordées à la tête 133 du piston d'extrémité 13 La conduite 31 destinée à l'expansion et qui est protégée d'une façon connue en soi par un clapet de non- retour 32 muni d'une commande ( 42) se prolonge sous la forme d'une conduite 33 qui traverse la chambre 132 du piston d'extrémité 13 et parvient par un passage 136 pratiqué dans le fond 131 du piston d'extrémité jusque dans la chambre de pression 122 du piston intermédiaire Dans le fond 121 du piston intermédiaire est pratiqué un passage 126 reliant la chambre de pression 122 du piston intermédiaire à la chambre de pression 112 du cylindre La conduite 41 destinée à la rétraction débouche directement dans la chambre 132 du piston d'extrémité 13 Dans le fond 131 du piston d'extré- mité est en outre prévu un autre passage 137 allant de la chambre 132 du piston d'extrémité 13 à la chambre de pres- sion 122 du piston intermédiaire, passage dans lequel est montée une soupape à alternance 43 dont la sortie 433 qui ne peut être fermée débouche dans une gorge annulaire 138 prévue sur la périphérie du fond 131 du piston d'extrémité, entre les garnitures 23 et 26. Le verin téléscopique est amené à l'état d'expansion par envoi de fluide sous pression par la conduite 31, la pres- sion étant appliquée simultanément sur le fond 121 du piston intermédiaire et sur le fond 131 du piston d'extrémité. L'organe de fermeture 434 de la soupape à alternance 43 montée dans le fond 131 du piston d'extrémité occupe alors la position représentée à la Fig 2 Du fait de sa surface de fond plus importante, le piston intermédiaire 12 est le premier à sortir, suite à quoi le fluide sous pression qui se trouve dans la chambre annulaire 113 du cylindre passe par l'alésage de commande 124 pratiqué dans le piston intermédiaire 12 et ensuite par la gorge annulaire corres- pondante 138 pratiquée dans-le fond 131 du piston d'extré- mité et à laquelle il peut avoir accès, le passage 137 -7- pratiqué dans le fond 131 du piston d'extrémité étant fermé par la soupape à alternance 43 en direction de la chambre 132 du piston d'extrémité 13 Lorsque le piston intermédiai- re 12 est à l'état déployé, le piston d'extrémité 13 se déploie sous l'effet du fluide sous pression qui est appliqué contre son fond 131 Le fluide sous pression qui est alors refoulé de la chambre annulaire 123 du piston intermédiaire s'échappe par le passage 134 pratiqué dans le piston d'extrémité 13 pour parvenir dans la chambre 132 du piston d'extrémité 13 et de là dans le réservoir en passant par la conduite 41 Dans ce cas, il s'agit d'une commande de la séquence de sortie du piston intermédiaire et du piston d'extrémité qui est fonction des surfaces. Si le vérin télescopique à l'état déployé (Fig 3) doit être rétracté, on envoie du fluide sous pression par la conduite 41, l'organe de fermeture 434 de la soupape à alternance 43 passant alors à la position représentée à la Fig 1 dans le fond 131 du piston d'extrémité Il en résulte que la chambre annulaire 123 du piston intermédiaire est obligatoirement alimentée en fluide sous pression et que le piston d'extrémité 13 se rétracte Le fluide sous pression refoulé de ce fait de la chambre de pression 122 du piston intermédiaire s'écoule en passant par le clapet de non- retour commandé 32 pour parvenir dans la conduite 31 en passant par le passage 136 pratiqué dans le fond 131 du piston d'extrémité, le passage 33 s'étendant dans le piston d'extrémité 13 et la conduite 31 pour revenir au réservoir. Dès que le piston d'extrémité 13 est rétracté, le fluide sous pression qui continue à passer par la conduite 41 parvient, en passant par le passage 137 qui est fermé vis-à- vis de la chambre de pression 122 du piston intermédiaire et par la sortie 433 qui ne peut être fermée de la soupape à alternance 43 montée dans le passage 137 et en outre par le passage 124 pratiqué dans le piston intermédiaire 112 et correspondant avec la gorge annulaire 138, jusque dans la chambre annulaire 113 du cylindre lorsque le fond 131 du piston d'extrémité est dans sa position de rétraction terminale, de qui fait que le piston intermédiaire 12 se rétracte également sous l'action de ce fluide Le fluide sous pression qui est alors refoulé de la chambre de pres- sion 112 du cylindre est également renvoyé au réservoir en passant par le passage 126 pratiqué dans le fond 121 du piston intermédiaire, le passage 136 pratiqué dans le fond 131 du piston d'extrémité, le passage 33 s'étendant dans le piston d'extrémité 13 et la conduite 31 Il s'agit donc dans ce cas d'une séquence de rétraction à commande obligatoire du piston d'extrémité et du piston intermédiaire. Le passage additionnel 124 ' pratiqué dans le piston intermédiaire 12 est prévu par prévoyance pour que lorsque le piston d'extrémité 13 n'est pas totalement à l'état rétracté, le fluide sous pression qui est également refoulé, lors de l'expansion du vérin télescopique de la chambre annulaire 113 du cylindre puisse parvenir dans la chambre de pression 112 du cylindre. 9- REVENDICATIONS 1.Vérin téléscopique hydraulique à plusieurs étages comprenant une amenée de fluide sous pression située du côté du piston d'extrémité, la conduite à fluide destinée à l'expansion et qui est fermée par un clapet de nonretour commandé s'étendant au travers du piston d'extrémité et débouchant dans un passage pratiqué dans le fond du piston d'extrémité et en direction de la chambre de pression du piston intermédiaire, et comprenant un passage dans le fond du piston intermédiaire entre la chambre de pression du piston intermédiaire et la chambre de pression du cylindre, ainsi qu'un autre passage dans la zone de fond du piston intermédiaire en direction de la chambre annulaire du cylindre, et la conduite à fluide destinée à la rétraction débouchant dans le piston d'extrémité qui est muni dans sa région de fond d'un passage en direction de la chambre annulaire du piston intermédiaire, caractérise en ce que sont prévus dans le fond ( 131) du piston d'extrémité ( 13) deux garnitures d'étanchéité ( 23, 26) situées à une certaine distance l'une de l'autre, celle qui est située du côté du cylindre étant une garniture annulaire de piston et celle qui est située du côté du piston d'extrémité étant une garniture élastique et étanche, et le fond ( 131) du piston d'extrémité étant muni d'un autre passage (lj 7) protégé par une soupape à 3/2 voies ( 43) conduisant à la chambre de pression du piston intermédiaire ( 12), la sortie soupape à 3/2 voies ( 43) qui ne peut pas être fermée debou- chant sur la périphérie du fond ( 131) du piston d'e xtrémité entre lesdites garnitures d'étanchéité ( 23, 26), et la sortie ( 138) correspondant, à l'état rétracteé dl piston d'extrémité ( 13), avec le passage ( 124) constitue dans le piston intermédiaire ( 12) et parvenant dans la chambre annulaire ( 113) du cylindre ( 11). 2 Vérin téléscopique selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il est prévu dans le piston intermédiaire ( 12), au- dessous du passage ( 124) et à une certaine distance de ce dernier, un autre passage ( 124 ') en direction de l'enceinte -10- annulaire ( 113) du cylindre. 3 Cylindre téléséopique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la soupape à 3/2 voies ( 43) prévue dans le passage additionnel ( 137) constitué dans le fond du piston intermédiaire est une soupape à alternance. 4 Modification du vérin télescopique selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que la conduite à fluide sous pression destinée à la rétraction se prolonge au travers du piston d'extrémité jusqu'au passage additionnel pratiqué dans le fond du piston d'extrémité, la soupape à 3/2 voies étant montée dans la tête du piston d'extrémité et la sortie de la soupape à 3/2 voies qui ne peut pas être fermée étant raccordée a un autre conduit s'étendant dans le piston d'extrémité, ce conduit se prolongeant par un autre passage débouchant sur la périphérie du fond du piston intermédiaire, entre les garnitures d'étanchéité.