Brevet FR2547872A1 — publié le 19841228

Vérin à fluide et circuit de commande d'un tel vérin. on connaît déjà un vérin principal constitué par - un cylindre principal délimité par deux fonds, - un piston monté coulissant dans le cylindre principal et délimitantg à l'intérieur de celui-ci et en coopération avec lui et ses deux fonds, deux chambres distinctes, et - un dispositif amortisseur de fin de course du piston destiné à éviter le choc du piston sur au moins un premier des deux fonds lorsqu'une première des deux chambres, opposée à celle délimitée par le premier fond, est en communication avec une source de fluide sous pression. Les dispositifs amortisseurs de fin de course connus présentent généralement des inconvénients graves parmi lesquels on note, outre une complexité et un court importants, le fait que souvent le piston est freiné en étant introduit, en fin de course dans une chambre borgne, ou munie d'un échappement calibré. Il s'ensuit une augmentation très grande de la pression, dans une zone du cylindre à épaisseur non augmentée, et souvent des déformations définitives du cylindre entraînant la mise au rebut du vérin. L'invention entend remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau vérin dans lequel, en fin de course, il y a, non pas freinage direct, mais commande de l'arrtt de l'alimentation en fluide sous pression, cette commande étant au surplus réalisée par la pénétration d'un piston auxiliaire, de dia mètre plus faible que le diamètre du piston principal, dans un cylindre auxiliaire ménagé dans l'un des fonds du cylindre principal, c'est-à-dire dans une zone de matière à épaisseur augmentée. Selon l'invention, le dispositif amortisseur comprend donc un vérin auxiliaire constitué par un appendice cylindrique attelé au piston du c8té de celui-ci délimitant la deuxième des deux chambres et par un cylindre auxiliaire supporté par ledit premier fond, disposé en regard de l'appendice et susceptible, en fin de course du piston, de former avec cet appendice une chambre auxiliaire, qui comme nique avec l'extérieur du cylindre principal par un conduit interne. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adaptées - la chambre auxiliaire est' reliée à un échappement sous pression de fluide par l'intermediaire dsune restriction calibrée, - le cylindre auxiliaire est ménagé dans le premier fond lui-mtme du cylindre principal. L'invention a également pour objet un circuit de commande d'un vérin principal selon l'une des définitions précédents, et comprenant, outre un tel vérin - une source de fluide sous pression - un réservoir de décharge, - un distributeur de fluide de type progressif å au moins deux positions, - un conduit d'alimentation reliant la première chambre au distributeur, - un conduit d'échappement reliant la deuxième chambre au distributeur, - un conduit de refoulement reliant la source de fluide sous pression au distributeur, la première position du distributeur réalisant les mises en communication du conduit de refoulement avec le conduit d'alimentation, et du conduit d'échappement avec Le réservoir de déchargea la deuxième position réalisant l'obturation du conduit d'alimentation, ce distributeur progressif réalisant le passage progressif de sa première à se deuxième position, - un vérin de pilotage du distributeur, qui y est attelé est susceptible, par un conduit de pilotage, d'être sélectivement mis en communication avec une source de fluide de pilotage et avec un réservoir de décharge, et dont l'effet est, lorsqu'il est en communication avec la source de fluide de pilotage, de placer le distributeur dans sa première position, - un conduit de décharge reliant le conduit de pilotage à un réservoir de décharge, et - une valve à deux positions, qui est disposée sur le conduit de décharge pour, dans sa première position,ltobturer, et, dans sa deuxième position,assurer la communication des deux tronçons de ce conduit de décharge qui y sont raccordés; qui est munie d'un organe de pilotage commandé par le fluide contenu dans la chambre auxiliaire; et qui est placée dans sa deuxième position par ledit organe de pilotage lorsque la chambre auxiliaire contient un fluide sous pression. De manière préférée, ce Circuit comprend es avanSWa- geuses dispositions suivantes - une res=riction, de préférence de valeur réglable, est disposée sur le conduit de décharge; - l'organe de pilotage de la valve est, soit constitue par un vérin relié par un conduit de liaison à la chambre auxiliaire, soit commandé par le fluide contenu dans la chambre auxiliaire par l'intermédiaire d'un manocontact relié à ladite chambre auxiliaire. Les dispositions conformes à l'invention permettent d'obtenir un contre de la course du vérin pendant la fin de cette course. Elles présentent l'avantage de ne pas réaliser le freinage du piston principal par une augmentation dangereuse de la pression dans le cylindre principal. En outre, la pression de commande qui règne dans la chambre auxiliaire, en fin de course du piston principal, est reprise par des parois dpaissesç en tout cas plus épaisses que les parois du cylindre principal et qui, de ce simple fait, éliminent les risques des déformations antérieurement observées. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d'exemple. I1 est entendu que la description et les dessins ne sont: donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale donc extrémité d'un vérin conforme à l'invention; et - les figures t et 3 sont les schémas de deux cer- cuits de commande d u vérin de la figure 1. Le vérin principal conforme à 1' invention représenté sur les figures, comprend - un cylindre principal 1, comportant un alésage 2, - un premier fond 3 et un deuxième fond 4 délimitant le cylindre, - un piston principal 5, qui est monté coulissant dans le cylindre principal 1, en y délimitant une première chambre 6 et une deuxième chambre 7, distinctes, - une tige de piston 8, !ui est solidaire du piston principal 5 et qui traverse le deu::ième fond 4; - un cylindre auxiliaire 9, dont l'alésage a un diamètre D9 sensiblement inférieur au diamètre D2 de l'alésage 2, et qui est ré.agé sns le premier fond 3 lui-même, en ayant son ouverture 1G débouchant dans ladite deuxième chambre 7;; - un piston auxiliaire 11, qui constitue en fait une extrémité de la tige de piston 8, prolonge le piston principal 5 du cuté de la deuxième chambre 7 en lui étant coaxial, et est disposé en regard de l'ouverture 10 du cylindre auxiliaire 9, de manière à pouvoir pénétrer dans ce cylindre auxiliaire 9 en fin de course du piston principal 5 et à constituer, ave c ce cylindre auxiliaire 9, un vérin auxiliaire, ayant une chambre auxiliaire 16 de travail du fluide - des premier 12 et deuxième raccords principaux 13 permettant le raccordement de conduits14 et 15 aux première 6 et deuxième chambres7 du vérin principal, respectivement, - un premier conduit interne 17, ménagé dans le premier fond 3, qui relie la chambre auxiliaire 16 à un raccord 18 de branchement d'un conduit externe 19, - un deuxième conduit interne calibré, 20, constituant une restriction et reliant la chambre auxiliaire 16 au deuxième raccord principal 13. Le circuit de commande de la figure 2 comporte le vérin qui vient d'être décrit et en outre - un distributeur principal 21, progressif, à trois positions3 runi de deux vérins de pilotage 22 et 23 d'effets antaagonistes, dont les effets, lorsqutils sont prépondérants3 sont aptes à placer le distributeur 21 dans ses première et troisième positions respectives, et de ressorts 24 de rappel du distributeur 21 dans sa deuxième position;; - une pompe principale 25, - un réservoir de fluide 26, - un distributeur de fluide de pilotage 27, à également trais positions muni d'un organe de commande 28, - une pompe de fluide de pilotage 29, - une valve à deux positions 30, qui est munie d'un vérin de pilotage 31 susceptible, lorsqutil est alimentS en fluide sous pression, de placer cette valve dans sa deuxième posi- tion, et d'un ressort 32 de rappel de la valve 30 dans sa première position, - une restriction 33, de valeur réglable (34). Ces divers éléments sont reliés par les conduits suivants - le conduit 14 relie le raccord principal 12 au distributeur principal 21, - le conduit 15 relie le raccord principal 13 au distributeur principal 21, - la pompe principale 25 est reliée, par son conduit dtaspiration 35 au réservoir 26 et par son conduit de refoulement 37 au distributeur principal 21, - un conduit 38 relie le distributeur principal 21 au réservoir 26, - la pompe de pilotage 29 est reliée, par son conduit d'aspiration 3% au réservoir 26, et par son conduit de refoulement 40 au distributeur de fluide de pilotage 27, - des conduits 41 et 42 relient le distributeur de fluide de pilotage 27 aux vérins de pilotage 22 et 23, respectiveb ment, - un conduit 43 relie le distributeur de fluide de pilotage 27 au réservoir 26, - le conduit 19 relie le raccord 18 au vérin de pilotage 31, - un conduit 44 relie le conduit 41 à la valve 30, - un conduit 45 relie la valve 30 au réservoir 26, la restriction 33 étant placee sur ce conduit 45. Les trois positions du distributeur principal 21 correspondent - la première position, aux mises en communication des conduits 37 et 14, et des conduits 15 et: 38; - la deuxième position, à l'obturation des conduits 14 et 15, et à la mise en communication des conduits 37 et 38; et - la troisième position, aux mises en communication des conduits 37 et 15, et, des conduits 14 et 38. Les trois positions du distributeur de fluide de pilotage 27 correspondent : - la première position, aux mises en communication des conduits 40 et 41, et des conduits 42 et 43; - la deuxième position} aux mises en communication des conduits 40, 41, 42 et 43, et à la deuxième position du distributeur principal 21; et - la troisième position, aux mises en communication des conduits 40 et 42, et des conduits 41 et 43. Les deux positions de la valve 30 correspondent - la première position à l'obturation des conduits 44 et 45, et à la prépondérance de l'effet du ressort 32, et - la deuxième position à la mise en communication des conduits 44 et 45. Le circuit de la figure 3 possède la mime constitution que celui de la figure 2 sauf les particularités suivantes : - remplacement de la valve 30 par une valve analogue 30a munie d'un électro-aimant de pilotage 31aX dont l'effet antagoniste de celui d'un ressort 32a est, lorsqu'il est prépondérant, de placer cette valve dans sa deuxième position, - présence d'un contacteur électrique 47, dont liun des contacts est relié à l'électro-aimant 3~par une liaison 47a, son autre contact étant relié, par une liaison 47b, à une source de courant continu 48. Le contacteur est attelé à un ressort 49, à tension réglable, qui tend à le maintenir ouvert, et à un vérin 50, dont l'effet tend à fermer ce contacteur, et auquel est raccordé le conduit l9. Les conduits 44 et 45 sont raccordés à la valve 30a, dont les deux positions correspondent - la première position, à l'obturation des conduits 44 et 45, et à la prépondérance de l'effet du ressort 32a et - la deuxième position' à la mise en communication des conduits 44 et 45. Les fonctionnements des circuits des figures 2 et 3 sont très semblables. Après la démonstration de cette similitude il ne sera donc fait référence qu'à un seul de ces circuits : celui de la figure 2. Dans le circuit de la figure 2, la pression du fluide contenu dans la chambre auxiliaire16 est transmise au vérin de pilotage 31 de la valve 30, plaçant cette valve dans sa deuxième position dès que ladite pression devient supérieure à une valeur déterminée (notamment par la valeur de la tension du ressort 32). Dans le circuit de la figure 3, le contacteur électrique 47 constitue un intermédiaire. La pression dans la chambre auxiliaire 16, dès qu'elle dépasse une valeur déterminée, ferme le contacteur 47. L'électro-aimant 31a, mis alors en communicatiQn avec la source d'énergie électrique 48, place la valve 30a dans sa deuxième position. I1 y a bien similitude des fonctionnements obtenus. I1 suffit donc d'etudier uniquement celui du circuit de la figure 2. Le coulissement du piston principal 5 est observé du deuxième fond 4 vers le premier fond 3. I1 est donc supposé que le distributeur de fluide de pilotage 27, placé dans sa première position, a initialement placé le distributeur principal 21 également dans sa première position. Le fluide sous pression refoulé par la pompe principale 25 parvient dans la première chambre 6, son effet étant de pousser effectivement le piston principal 5 vers le premier fond 3. Lorsque le piston auxiliaire 11 pénètre dans le cylindre auxiliaire 9, la pression du fluide enfermé dans la chambre auxiliaire 16 augmente et, transmise au vérin de pilotage 31, place la valve 30 dans sa deuxième position. Le fluide contenu dans le conduit 41 peut ainsi faire retour au réservoir 26, progressivement en traversant la restriction 33. La conséquence ultime est la remise en place, également progressive, du distributeur principal 21 dans sa deuxième position, sous l'effet des ressorts 24. Ainsi, les fins de l'alimentation de la première chambre 14 et de 1 'échappeent du fluide hors de la deuxième chambre 15 sont elles oteenues avec progressivité, permettant d'arrêter le piston principal 5 avant qu'il arrive au contact du premier fond 3. Il convient de bien observer que l'arrêt du piston @ a été obtenu en contrôlant l'alimentation et l'échappement normaux du vérin principal, et non par un quelconque effet de freinage du piston auxiliaire 1 se déplaçant dans le cylindre auxiliaire 9. Au surplus, il doit être également observé que seur importante des parois de la chambre auxiliaire 16 est garante d'une absence de déformations provoquées par la pression. Enfin, le piston principal 5 ayant été arrête, il convient de provoquer la chute de la pression dans la chambre auxiliaire 16. La restriction calibrée 20 y pourvoit, permettant l'évacuation du fluide de la chambre 16 vers le raccord 13, c'est- à-dire vers le réservoir 26 pendant le temps où le distributeur principal 21 continue à assurer la liaison entre les conduits 15 et 38. De plus, la restriction 20 permet également, avant même l'arret du piston principal 5, de limiter le volume de la pression du fluide dans la chambre auxiliaire 15. Bien entendu, une disposition tout à fait analogue à celle qui vient d'être décrite est applicable à la réalisation c un amortisseur de fin de course lorsquele piston principal 9 se rapproche du deuxième fond 4. I1 suffit de prévoir un autre piston auxiliaire et une autre chambre auxiliaire, de l'autre côté du pis- ton principal 5. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, msis en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS I. Vérin principal constitué par - un cylindre principal (2) délimité par deux fonds (3 et 4), - un piston (5) monté coulissant dans le cylindre principal et délimitant, à l'intérieur de celui-ci et en coopération avec lui et ses deux fonds, deux chambres distinctes (6 et 7), et, - un dispositif amortisseur de fin de course du piston destiné à éviter le choc du piston sur au moins un premier (3) des deux fonds lorsqu'unie première (6) des deux chambres, opposée à celle délimitée par le premier fond (3), est en communication avec une source de fluide sous pression, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur comprend un vérin auxiliaire constitué par un appendice cylindrique (11) attelé au piston (5) du côté de celui-ci délimitant la deuxième (7) des deux chambres et par un cylindre auxiliaire (9) supporté par ledit premier fond, disposé en regard de l'appendice et susceptible en fin de course du piston de former avec cet appendice une chambre auxiliaire (16), qui communique avec l'extérieur du cylindre principal par un conduit interne (17). 2. Vérin principal selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre auxiliaire (16) est reliée à un échappement sans pression de fluide (15) par l'intermédiaire d'une restriction calibree (20). 3. Verin principal selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cylindre auxiliaire (9) est ménagé dans le premier fond luimême (3) du cylindre principal. 4. Circuit de commande d'un vérin principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, outre un tel vérin, il comprend - une source de fluide sous pression (25), - un réservoir de décharge (26), - un distributeur de fluide (21) de type progressif à au moins deux positions, - un conduit d'alimentation (14) reliant la première chambre (6) au distributeur (21), - un conduit daéchappement (15) reliant la deuxième chambre (7) au distributeur (21), - un conduit de refoulement (37) reliant la source de fluide sous pression (25) au distributeur (21), la première position du distributeur réalisant les mises en communication du conduit de refoulement (37) avec le conduit dlalimen- tation (14), et, du conduit d'échappement (15) avec le réservoir de décharge (38, 26), la deuxième position réalisant l'obturation du conduit d'alimentation (14), ce distributeur progressif réalisant le passage progressif de sa première è sa deuxième position, - un vérin de pilotage (22) du distributeur (21), qui y est attelé, est susceptible, par un conduit de pilotage (41), d'autre sélectivement (27) mis en communication avec une source de fluide de pilotage (29) et avec un réservoir de décharge (26), et dont lteffet est, lorsqu'il est en communication avec la source de fluide de pilotage, de placer le distributeur (21) dans sa première position, - un conduit de décharge (44-45) reliant le conduit de pilotage (41) à un réservoir de décharge (26), et, - une valve (30) à deux positions, qui est disr,- sur le conduit de décharge (44-45) pour, dans sa première position l'obturer, et, dans sa deuxième position assurer la communication des deux tronçons (44 et 45) de ce conduit de décharge qui y sont raccordés ; qui est munie d'un organe de pilotage (31) commandé par le fluide contenu dans la chambre auxiliaire (16) ; et qui est placée dans sa deuxième position par ledit organe de pilotage (31) lorsque la chambre auxiliaire (16) contient un fluide sous pression. 5. Circuit de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une restriction (33), de préférence de valeur réglable (34), est disposée sur le conduit de décharge (44-45). 6. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'organe de pilotage (31) de la valve (30) est constitué par un verin relié par un conduit de liaison (19) à la chambre auxiliaire (16). 7. Circuit de commande selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'organe de pilotage (31a) de la valve (30a) est commandé par le fluide contenu dans la chambre auxiliaire par l'intermédiaire d'un manocontact (47) relié (19) à ladite chambre auxiliaire (16).