Brevet FR2571460A1 — publié le 19860411

Dispositif de réglage de longueur réglable en continu La présente invention a pour objectif, dans un dispositif hydro- pneumatique réglable en continu muni d'une chambre élastique disposée au niveau de l'extrémité de sortie de la tige de piston, d'empêcher tout déplacement élastique inopportun de la tige de piston vers l'ex- térieur, même si des forces de traction importantes sont brusquement exercées sur la tige de piston. Le dispositif doit être d'un montage le plus simple possible, et présenter une fiabilité fonctionnelle élevée. Afin d'atteindre ces objectifs, dans un dispositif de réglage de longueur réglable en continu, on a prévu un récipient cylindrique pré- sentant un axe, deux parois finales, à savoir une première paroi finale et une seconde paroi finale, et une cavité entre ces deux parois finales. Une tige de piston s'étend axialement à l'intérieur et à l'extérieur de la cavité, à travers la première paroi finale. Un piston est relié à la tige de piston à l'intérieur de la cavité, et divise la cavité en deux sous-cavités, une première sous-cavité voisine de la première paroi finale, et une seconde sous-cavité voi- sine de la seconde paroi finale. La première sous-cavité renferme une chambre de compensation élastiquement comprimable, voisine de la pre- mière paroi finale, et une chambre hydraulique, voisine du piston. La chambre hydraulique et la seconde sous-cavité sont remplies d'un li- quide hydraulique. La chambre hydraulique et la seconde sous-cavité sont mutuellement reliées par des éléments de communication. On a prévu une valve à actionnement volontaire pour l'ouverture et la fer- meture desdits éléments de communication. On a prévu un élément de séparation annulaire à l'intérieur de la chambre hydraulique, axiale- ment intermédiaire entre la chambre de compensation élastique et le piston, l'élément de séparation divisant la chambre hydraulique en une première chambre partielle voisine de la chambre de compensation élastique, et une seconde chambre partielle voisine du piston. Un dispositif d'écoulement étranglé relie entre elles la première cham- bre partielle et la seconde chambre partielle, de sorte qu'il se pro- duit une différence de pression entre une pression supérieure à l'in- térieur de la seconde chambre partielle et une pression inférieure à l'intérieur de la première chambre partielle en réponse à la traction qui, lorsque la valve actionnable volontairement est fermée, agit depuis le récipient sur la tige de piston dans le sens d'extraction de cette dernière. On a prévu un dispositif de blocage pour empêcher l'extraction de la tige de piston, dispositif de blocage qui réagit à ladite différence de pression. - La description qui suit explicite l'invention à l'aide de divers exemples de réalisation présentés sur le dessin annexé, dans lequel: Figure' 1 lest une vue en coupe longitudinale à traversundispositif hydropneumatique réglable en continu muni d'un dispositif de blocage à fermeture en fonction de la pression; Fiqure 2 montre à une plus grande échelle, le mode de réalisation d'un dispositif de blocage relié à un élément de séparation; Figure 3 montre une forme de réalisation du dispositif de blocage o l'élément de séparation est muni d'alésages qui sont fermés par un tiroir plan en cas de différence de pression, et Figure 4 montre un dispositif de blocage disposé dans l'élément de séparation, et serrant rapidement à bloc la tige de piston en cas de différence de pression. Le dispositif hydropneumatique réglable en continu présenté à la figure 1 comprend un récipient cylindrique 1, lequel d'une part est fermé par une paroi finale, à savoir un fond de récipient 2, et d'autre part comprend un élément de guidage et d'étanchéité pour une tige de piston faisant saillie hors du récipient, cet élément de guidage et d'étanchéité définissant une autre paroi finale. Un piston 4 est relié rigidement-à la ti e de piston 3-, et l'on prévu une valve d'isolement 5 qui peut être actionnéevolontairement de l'extérieur au moyen d'un poussoir 6. Au niveau de l'extrémité de sortie de la tige de piston du récipient 1, on a prévu une chambre de compensation élastique 7 qui comprend des éléments élastiques sous pression méca- niques ou sous pression de gaz, avec lesquels elle agit sur un piston séparateur 8 déplaçable dans le sens axial. A l'intérieur du réci- pient 1, au niveau du fond 2 du récipient, on a prévu une chambre partielle ou sous-cavité 9 remplie de liquide, qui est délimitée par le piston 4, et qui peut être reliée à la chambre partielle 10 située sur le côté de la tige de piston lorsque la valve d'isolement 5 est ouverte Une autre chambre partielle 11 remplie de liquide est délimi- tée d'une part par le piston séparateur 8 et d'autre part par un élé- ment de séparation 12. Sur la face terminale de l'élément de sépara- tion 12 qui est tournée vers la chambre partielle 10 située sur le côté de la tige de piston, on trouve un joint d'étanchéité annulaire 13 en U ou en V, qui est muni d'une lèvre d'étanchéité intérieure 14 et d'une lèvre d'étanchéité extérieure 15. En cas d'égalité de pres- sion dans les chambres partielles 10 et 11, la lèvre d'étanchéité intérieure 14 forme, conjointement avec la surface extérieure de la tige de piston 3,une section d'écoulement 16. Un coussinet 17 sert de butée pour le piston 4 et, guidé avec frottement en déplacement axial sur la paroi interne du cylindre 1, il vient s'appuyer,par une de ses faces terminales,contre la lèvre d'étanchéité extérieure 15 du joint d'étanchéité annulaire 13 en U ou en V, de sorte que la lèvre d'étanchéité extérieure 15 forme une butée élastique pour le piston 4. Le liquide qui remplit les chambres partielles 9, 10 et 11 est initialement contraint par la force exercée dans la chambre élastique 7 sur le piston séparateur 8, de sorte que lorsque la valve d'isole- ment 5 est ouverts une forte poussée vers l'extérieur, correspondant au produit de la pression du liquide par la superficie de la section de la tige de piston 3, est exercée sur la tige de piston 3. De la sorte, lorsque la valve d'isolement 5 est ouverts on peut régler la longueur de poussée vers l'extérieur souhaitée de la tige de piston 3. Une fois la position souhaitée atteinte, la valve. d'isolement 5 est ferméeen relâchant le poussoir 6, à la suite de quoi le piston 4, et par suite la tige de piston 3, sont hydraulique- ment bloqués. Du fait du caractère non comprimable duliquide quiremplit dans la chambre partielle 9, le piston 4 ne peut absolument pas, ou seulement de manière insignifiante, être poussé dans le sens de pous- sée vers l'intérieur de la tige de piston 3. Si par ailleurs une force de traction agit sur la tige de piston 3, le liquide occupant les chambres partielles 10 et 11 exerce alors une force dirigée en sens opposé de la force de ressort de la chambre élastique 7, de sorte que lorsque cette force de ressort est dépassée, le piston 4, et par suite la tige de piston 3, peuvent être tirés élastiquement vers l'ex- térieur. Ce phénomène constitue en particulier un inconvénient lorsque de tels dispositifs hydropneumatiques réglables en continu sont em- ployés pour des sièges de véhicules à moteur, en cas d'apparition de forces importantes telles par exemple que celles exercées lors d'une collision sur le dossier du siège. Afin d'empêcher ce comportement en cas de forces importantes apparaissant brusquement, si la tige de piston 3 est soumise à une brusque contrainte de traction, la pression dans la chambre partielle 10 sera augmentée, de sorte que la lèvre d'étanchéité 14 sera appuyée contre la paroi extérieure de la tige de piston 3, fermant ainsi la section d'écoulement 16. De la sorte, il n'y a plus aucun échange de liquide entre les chambres partielles 10 et 11, de sorte qu'on obtient un blocage hydraulique du piston 4, et par suite de la tige de piston 3. En conséquence, même si une force puissante agit sur le dossier du siège du véhicule, ce dernier ne cédera pas. Lorsque la force de traction exercée sur la tige de piston 3 s'estompe, un abaissement de pression a lieu dans la chambre partielle 10, et lorsqu'il y a égalité de pressions entre les chambres partielles 10 et 11, la lèvre d'étanchéité 14 revient à la position représentée à la figure 1. Lorsque la tige de piston 3 est amenée à sa position externe maximale, le piston 4 se place lui-même avec sa face terminale contre le coussinet 17 servant de butée, tandis que la lèvre d'étanchéité extérieure 15 du joint d'étanchéité 13 en U ou en V constitue un tampon amortisseur élastique. Dans le présent cas, la lèvre d'étanchéité extérieure 15 est dimensionnée de façon que le piston 4 puisse, à la position de butée, absorber la dilatation du liquide hydraulique remplissant la chambre partielle 9 par suite de son chauffage, même en présence de la variation de température maxi- male incidente, et se déplace vers l'extérieur dans le sens de trac- tion. L'augmentation de la pression dans la chambre partielle 9 est ainsi uniquement due à la caractéristique de ressort provenant de l'effet de ressort de la lèvre d'étanchéité extérieure 15. Le joint d'étanchéité annulaire 13 en U ou en V forme donc, par sa lèvre d'étanchéité 14 qui coopère avec la tige de piston 3, le dispositif de blocage qui se ferme en cas de différence de pression; en outre, il sert de joint d'étanchéité par rapport à la paroi intérieure du récipient 1, et de butée élastique par l'intermédiaire de la lèvre d'étanchéité extérieure 15. Le mode de réalisation d'un dispositif de blocage de tension présenté à la figure 2 est constitué d'un élément de séparation 18 qui est doté d'une ouverture dans laquelle est disposée une rondelle de O10 pression 19 déplaçable dans le sens axial. L'élément de séparation 18 est disposé à l'intérieur d'un cylindre de la même manière que l'élé- ment de séparation 12 est disposé dans le récipient cylindrique 1 de la figure 1, la face terminale de droite de l'élément de séparation 18 selon la figure 2 correspondant à la face terminale supérieure de l'élément de séparation 12. Entre l'élément de séparation 18 et une face terminale de la rondelle de pression 19, on a disposé une bague d'étanchéité 21 qui, dans la position représentée, est initialement contrainte par la rondelle de pression 19 de sorte telle que la sec- tion de passage entre la tige de piston (non représentée) et les cham- bres partielles séparées par l'élément de séparation 18 est ainsi fermée. Dans le présent cas, et exactement de la même manière qu'au cas décrit en référence à la figure 1, ceci s'effectue par l'augmen- tation de pression dans la chambre partielle, qui appuie la rondelle de pression 19 contre la bague d'étanchéité 21. Afin de limiter le déplacement axial de la rondelle de pression 19 en cas d'égalité de pression dans les chambres partielles contiguës, on a prévu dans l'élément de séparation 18 une butée 20, constituée par exemple par une bague de retenue. Dans une autre forme de réalisation, présentée à la figure 3, le dispositif de blocage de traction agissant en fonction de la pression est formé par un élément de séparation 22 muni d'alésages 23, tandis qu'un tiroir plan 24, formé par exemple par une rondelle élastique en caoutchouc, est maintenu en position ouverte par une rondelle de serrage 25 en cas d'égalité de pression entre les chambres de travail contiguës. La rondelle de serrage 25 est munie de perçages au niveau de son diamètre interne, de sorte qu'en cas d'augmentation de pression dans la chambre partielle tournée vers la rondelle de serrage 25, le tiroir plan 24 ferme les alésages 23, et réalise ainsi le blocage de traction du piston et de la tige de piston. La figure 4 présente un dispositif de blocage de traction agis- sant mécaniquement. Ce dernier est constitué par l'élément de sépara- tion 26, dans l'ouverture duquel on a prévu une rondelle 27 agissant comme bague de serrage, qui est appuyée par un ressort 29 contre une bague de retenue 28. Cette rondelle 27 peut se déplacer axialement dans l'ouverture et, en cas d'augmentation de pression dans la chambre partielle située sur le côté de la bague de retenue, elle se place d'elle- même,par son diamètre extérieurcontre une surface de butée 30, de sorte qu'en cas d'une brusque contrainte de traction, la rondelle 27 est appuyée contre le ressort 29 et, du fait de son appui sur la surface de butée 30, bascule légèrement, serrant ainsi rapidement à bloc la tige de piston (non représentée). Les faces terminales de droite des éléments de séparation 22 et 26, respectivement aux figures 3 et 4, correspondent donc à la face terminale supérieure de l'élément de séparation 12 à la figure 1. La fixation dans le récipient des éléments de séparation 12, 18, 22 et 26 présentés dans les figures est réalisée au moyen de nervures adéquates prévues dans le récipient 1, qui s'engagent dans une rainure correspondante prévue sur la circonférence externe de l'élément de séparation, ou qui retiennent l'élément de séparation dans le sens axial au moyen de deux nervures correspondant à sa hauteur axiale. Les formes de réalisation selon les figures 2, 3 et 4 permettent un pré-montage du dispositif de blocage de traction, l'élément de sépa- ration correspondant étant réalisé en une pièce avec le dispositif de blocage, puis monté dans le récipient cylindrique à l'aide des ner- vures. REVENDICATIONS 1- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu, caractérisé, a) en ce qu'on a prévu un récipient cylindrique (1) présen- tant un axe, deux parois finales, à savoir une première paroi finale et une seconde paroi finale (2), et une cavité (9, 10, 11, 7) entre ces deux parois finales, b) en ce qu'une tige de piston (3) s'étend axialement à l'in- térieur et à l'extérieur de la cavité (9, 10, 11, 7) -à travers la pre- mière paroi finale, c) en ce qu'un piston (4) est relié à la tige de piston (3) à l'intérieur de la cavité (9, 10, 11, 7), et divise la cavité (9, 10, 11, 7) en deux sous-cavités (9; 10,11, 7), une première souscavité (10, 11, 7) voisine de la première paroi finale, et une seconde sous- cavité (9) voisine de la seconde paroi finale (2), d) en ce que la première sous-cavité (10, 11, 7) renferme une chambre de compensation (7) élastiquement comprimable, voisine de la première paroi finale, et une chambre hydraulique (10l,11), voisine du piston (4), e) en ce que la chambre hydraulique (10, 11) et la seconde sous-cavité sont remplies d'un liquide hydraulique, f) en ce que la chambre hydraulique (10, 11) et la seconde sous-cavité (9) sont mutuellement reliées par des éléments de communi- cation, g) en ce qu'on a prévu une valve (5) à actionnement volontai- re pour l'ouverture et la fermeture desdits éléments de communication, h) en ce qu'on a prévu un élément de séparation (12) annulai- re à l'intérieur de la chambre hydraulique (10, 11) axialement intermé- diaire entre la chambre de compensation élastique (7) et le piston (4), l'élément de séparation (12) divisant la chambre hydraulique (10, 11) en une première chambre partielle (11) voisine de la chambre de compen- sation élastique (7), et une seconde chambre partielle (10) voisine du piston (4), i) en ce qu'un dispositif d'écoulement étranglé (7) relie entre elles la première chambre partielle (11) et la seconde chambre partielle (10), de sorte qu'il se produit une différence de pression entre une pression supérieure à l'intérieur de la seconde chambre par- tielle (10) et une pression inférieure à l'intérieur de la première chambre partielle (11) en réponse à la traction qui, lorsque la valve (5) actionnable volontairement est fermée, agit depuis le récipient (1) sur la tige de piston (3) dans le sens d'extraction de cette dernière; k) et en ce qu'on a prévu un dispositif de blocage pour empê- cher l'extraction de la tige de piston (3), dispositif de blocage qui réagit à cette différence de pression. 2- Dispositif-de réglage de longueur réglable en continu se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de compensation élastique (7) renferme un piston séparateur annulaire (8) disposé axia- lement entre la première paroi finale et l'élément de séparation, et qui est en contact étanche avec la surface intérieure du récipient (1) et avec la tige de piston (3), et renferme en outre un corps de gaz sous pression contenu entre la première paroi finale et le piston séparateur annulaire (8). 3- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de compensation élastique (7) renferme un piston séparateur annulaire (8) disposé axia- lement entre la première paroi finale et l'élément de séparation, et qui est en contact étanche avec la surface intérieure du récipient (1) et avec la tige de piston (3), et renferme en outre un ressort mécanique qui s'appuie axialement tant sur ladite première paroi finale que sur le piston séparateur annulaire (8). 4- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de blocage comprend une valve (14) réagissant à la pression, qui ferme le dispositif d'écoulement (16) en réponse à un montant pré- déterminé de la différence de pression. - Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'écoule- ment (16) comprend un canal d'écoulement annulaire (16) délimité radia- lement par la tige de piston (3) d'une part et l'élément de séparation (12) d'autre part, et en ce que la valve (14) réagissant à lapression comprend un élément d'étanchéité annulaire (13) supporté par l'élément de séparation annulaire (12) et muni d'une lèvre d'étanchéité (14) qui s'appui hermétiquement sur la tige de piston (3) en réponse au mon- tant prédéterminé de la différence de pression. 2 5 7 1 460 6- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité annu- laire (13) est disposé à côté de la seconde chambre partielle (10), et en ce qu'une de ses extrémités libres est tournée vers le piston (4). 7- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu se- lon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité annulaire (13) est muni d'une rainure annulaire s'étendant sensiblement dans le sens axial et s'ouvrant vers le piston (4), et en ce que la lèvre d'étanchéité (14) est voisine de cette rainure annulaire sur le côté radialement intérieur de cette dernière. 8- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'écoule- ment (16) comprend un canal d'écoulement annulaire (16) délimité radia- lement par la tige de piston (3) d'une part et par l'élément de sépara- tion (12) d'autre part, et en ce que la valve réagissant à la pression comprend un élément d'étanchéité annulaire (21) disposé axialement en- tre l'élément de séparation (18) et une rondelle de pression (19) qui est exposée à la pression supérieure qui règne dans la seconde chambre partielle (10), de manière à comprimer axialement l'élément d'étanchéi- té annulaire (21), lequel s'appuie sur la tige de piston (3) en réponseà sa compression axiale. 9- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu se- lon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'écoule- ment comprend au moins un alésage (23) orienté sensiblement dans le sens axial pratiqué à travers l'élément de séparation (22), et en ce que la valve réagissant à la pression comprend une rondelle élastique en caoutchouc (24) qui est serrée entre une rondelle de serrage (25) et l'élément de séparation (22). - Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de blocage comprend un élément de serrage (27) qui serre la tige de piston (3) en réponse à la différence de pression. 11-Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de serrage (27) est une rondelle annulaire (27) pouvant se déplacer axialement en réponse à la différence de pression à l'encontre d'un élément de support (29) élastique, et pouvant être basculée selon une ligne 257 1460 circonférentielle autour de cet axe, le basculement de la rondelle (27) réalisant l'appui de la rondelle (27) sur la tige de piston (3). 12- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu se- lon l'une quelconque des revendicatiorsprécédentes, caractérisé en ce qu'un élément de butée élastique (15) pour le piston (4) est disposé à côté de l'élément de séparation (12). 13- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu se- lon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément de butée élas- tique (15) comprend un élément élastique (15) voisin de l'élément de séparation (12). 14- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément élastique (15) est constitué par une partie de l'élément d'étanchéité annulaire (13) lequel est lui-même un élément du dispositif de blocage. 15- Dispositif de réglage de longueur réglable en continu selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le piston (4) s'appuie sur l'élément de butée élastique (15) par l'intermédiaire d'un coussinet annulaire (17) guidé en coulissement sur la face intérieure du récipient cylindrique (1).