Brevet FR2569799A1 — publié le 19860307

RESSORT DE TRACTION PNEUMATIQUE OU OLEOPNEUMATIQUE La présente invention concerne un ressort de traction pneumatique ou oléopneumatique du genre comprenant un réservoir à l'intérieur duquel est monté coaxialement un cylindre, le réservoir et le cylindre délimitant entre eux un espace annulaire rempli d'un liquide et/ou d'un gaz sous pression, tandis qu'une tige de piston est-montée mo- bile en direction axiale, avec une étanchéité extérieure, et est liée à un piston monté glissant contre la paroi in- terne du cylindre, ce piston divisant l'intérieur du cylin- dre en deux chambres de travail séparées l'une de l'autre de façon étanche, la chambre délimitée par un fond du réser- voir étant en communication avec l'atmosphère, tandis que la chambre située du côté de la tige de piston est mise en communication avec l'espace annulaire par un passage ouvert en permanence. On connatt déjà par le brevet US NO 3 326 546, un ressort de traction oléopneumatique de ce genre, dans lequel la tige de piston est rentrée lorsqu'elle n'est sou- mise à aucune sollicitation. Dans le cas de cette réalisa- tion connue, la chambre de travail du cylindre située du côté de la tige de piston communique avec l'espace annulai- re, délimité par le cylindre et le réservoir, par des ca- naux qui réalisent des passages ouverts en permanence, de sorte que l'effet d'amortissement possède la même ampleur dans les deux sens de déplacement de la tige de piston, c'est-à-dire lors de la rentrée de la tige dans le cylindre et lors de la sortie de la tige hors du cylindre. Le but de l'invention est de fournir un ressort de traction pneuma- tique ou oléopneumatique, dans lequel la tige ne parvient plus dans sa position finale entièrement rentrée à une vi- tesse trop élevée, mais peut être, malgré cela, sortie sans effort inutile, ce ressort de traction conservant une struc- ture simple et une grande fiabilité. A cet effet il est prévu, entre la chambre de tra- vail située du côté de la tige de piston et l'espace annu- laire précité, un dispositif d'amortissement qui engendre, lors du mouvement de rentrée de la tige de piston, un effet d'amortissement plus fort que celui crée lors du mouvement de sortie de la tige de piston. Un tel effet d'amortisse- ment, dépendant du sens de déplacement de la tige de piston, permet à la tige de piston de parvenir avec une vitesse contrôlée dans sa position finale entièrement rentrée, tan- dis que le mouvement de sortie de la tige de piston s'ef- fectue sans rencontrer de forces antagonistes, ou du moins avec un effet d'amortissement négligeable. La localisation du dispositif d'amortissement entre l'une des chambres de travail et l'espace annulaire situé entre le réservoir et le cylindre permet une construction simple du ressort de traction et assure une fiabilité élevée. Selon une caractéristique de l'invention, le dis- positif d'amortissement comporte, entre le passage ouvert en permanence, un passage supplémentaire apte à être obturé par un clapet de forme annulaire lors du mouvement de ren- trée de la tige de piston. Par ce moyen l'on obtient d'une manière très simple, que le mouvement de rentrée de la tige s'effectue avec un effet d'amortissement relativement important, tandis que lors du mouvement inverse de sortie de la tige, le passage supplémentaire est libéré par le clapet, ce qui permet de maintenir l'effet d'amortissement à un niveau très faible, le rendant pratiquement impercep- tible. Selon une forme de réalisation de l'invention, le clapet de forme annulaire est constitué par un joint annulaire de section rectangulaire, monté glissant et avec étanchéité autour de la tige de piston, et mobile en direc- tion axiale entre deux faces d'appui, le passage supplé- mentaire étant formé par un canal annulaire entourant la tige de piston. Le joint annulaire, monté autour de la tige avec un faible serrage, obture le canal annulaire lors de la rentrée de la tige par suite du frottement de ce joint sur la tige et de la différence de pression entre l'espace annulaire et la chambre de travail située du côté de la tige de piston, de sorte que seul le passage qui reste ou- vert en permanence assure l'effet d'amortissement du mouve- ment de rentrée de la tige. Ainsi, la vitesse de rentrée de la tige peut être déterminée simplement par le choix de la section du passage restant ouvert en permanence. Dans une variante de l'invention, le clapet de forme annulaire est constitué par un joint annulaire monté mobile en direction axiale entre deux faces d'appui, le joint obturant, lors du mouvement de rentrée de la tige, des perçages de direction axiale ménagés dans une pièce de fermeture du cylindre, du côté de la tige, et servant de passages pour le fluide. Selon une caractéristique complé- mentaires de l'invention, le joint annulaire est sollicité par un ressort de compression. -Le passage ouvert en permanence, entre l'une des chambres de travail et l'espace annulaire précité, est réa- lisable sous la forme d'au moins un perçage ménagé dans le cylindre à proximité de la pièce de fermeture située du côté de la tige de piston. Le passage ouvert en permanence est, dans ce cas, totalement séparé du passage supplémentai- re apte à être obturé. Selon un autre mode de réalisation, ce passage ouvert en permanence est réalisé sous la forme d'au moins un canal ménagé dans le clapet de forme annu- laire. Dans une autre variante, le passage considéré est réalisé sous la forme d'un canal transversal, raccordé à un canal tel qu'un perçage de direction axiale, et court- circuitant le clapet de forme annulaire. 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'exemples non limitatifs, quelques formes de réalisation de ce ressort de traction pneumatique ou oléopneumatique: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un ressort de traction oléopneumatique conforme à l'in- vention; Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un ressort de traction pneumatique conforme à l'invention; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un ressort de traction pneumatique ou oléopneumatique, avec clapet de forme annulaire; Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un ressort de traction pneumatique ou oléopneumatique, avec combinaison d'un passage ouvert en permanence et d'une ouverture de passage de fluide apte à être obturée; Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un ressort de traction pneumatique ou oléopneumatique, avec un clapet sollicité par un ressort et avec un passage ouvert en permanence qui court-circuite ce clapet. Le ressort de traction oléopneumatique représenté à la figure 1 comporte un réservoir cylindrique 1, à l'in- térieur duquel est monté coaxialement un cylindre 2. Le réservoir 1 est pourvu d'un fond 3 qui assure le centrage du cylindre 2 à l'une de ses extrémités, l'autre extrémité du cylindre 2 portant une pièce de fermeture 11. Le volume intérieur du cylindre 2 est divisé, par un piston 5 lié à une tige de piston 4, en une chambre de travail 6 située du côté du fond 3 et en une autre chambre de travail 7 si- tuée du côté de la tige de piston 4, ces deux chambres 6, 7 étant séparées l'une de l'autre de façon étanche par le piston 5. L'espace annulaire 8 situé entre le cylindre 2 et la paroi du réservoir 1 est rempli de gaz sous pression ainsi que d'un liquide, un piston de forme annulaire 20 assurant la séparation du gaz et du liquide qui remplissent l'espace 8. La chambre de travail 7 située du côté de la tige de piston 4 est, elle aussi, remplie de liquide, une communication avec la précédente partie remplie de liquide étant réalisée par un canal 12 formant un passage ouvert en permanence, qui dans le cas présent est réalisé sous la forme d'un alésage ménagé dans la pièce de fermeture 11. Du côté extérieur, la tige de piston 4 est étanchée par une garniture de tige 9, et elle est guidée en coulissement axial dans un guide de tige 10 qui forme le réservoir 1 à l'opposé du fond 3. La pièce de fermeture 11 présente un alésage central, dont le diamètre est supérieur au diamètre de la tige de piston 4, de manière à former un canal annu- laire 14 entre l'alésage central de la pièce de fermeture 11 et la surface extérieure de la tige de piston 4. Ce ca- nal annulaire 14 est prolongé dans un disque de commande 18, qui forme une face d'appui 16 pour un joint annulaire de section rectangulaire. Un second disque de commande 19, situé en regard du précédent, forme également une face d'appui 17 pour le joint 15, ces deux faces d'appui 16 et 17 autorisant un déplacement axial du joint 15. Pour l'ad- mission d'air dans la chambre de travail 6, il est prévu dans le fond 3 du réservoir 1 un canal 13, qui met la cham- bre 6 en communication avec l'atmosphère. Par l'effet de la pression qui règne à l'intérieur du ressort, la tige de piston 4 est soumise à un effort dans le sens de sa rentrée, effort donné par le produit de la pression interne et de la différence de surface entre la section du piston 5 et la section de la tige de piston 4. Lors de la rentrée de la tige de piston 4 dans le réser- voir 1, le joint 15 s'applique contre la face d'appui 16 du disque de commande 18 et il obture ainsi le canal annulaire 14.Lorsque le mouvement de la tige 4 s'effectue dans ce sens, seul le canal 12 de la pièce de fermeture 11 formant un étranglement ouvert en permanence, relie la chambre de travail 7 remplie de liquide avec la partie de l'espace annulaire 8 également remplie de liquide. L'effet d'amortissement, résultant du passage du liquide par le canal 12, détermine la vitesse de rentrée de la tige de piston 4, tandis que dans la chambre de travail 6 située du côté du fond 3 il ne peut s'établir aucune pression, cette chambre 6 étant reliée à l'atmosphère par le canal 13. La sortie de la tige de piston 4 hors du réservoir 1 est obtenue en exerçant sur cette tige 4 un effort de traction qui permet au joint 15, monté autour de la tige avec une faible friction, de s'appliquer contre la face d'appui 17 du disque de commande 19 et de libérer ainsi le passage par le canal annulaire 14. Au cours de cette phase d'extraction de la tige, le liquide refoulé hors de la chambre de travail 7 est envoyé, par le canal annulaire 14 et les ouvertures de passage correspondantes, dans la partie de l'espace annulaire 8 remplie de liquide, et une fraction du liquide refoulé parvient aussi dans l'espace annulaire 8, depuis la chambre 7, en passant par le canal 12 qui forme un passage ouvert en permanence. Un choix judicieux de la section du canal annulaire 14 permet au mouvement de sortie de la tige 4 de s'effectuer pratique- ment sans amortissement. Le ressort de traction pneumatique représenté à la figure 2 se distingue essentiellement de celui décrit précédemment, au point de vue de la structure et du fonc- tionnement, par le fait qu'ici la chambre de travail 7 et l'espace annulaire 8 ne comportent pas de remplissage de liquide, et qu'en conséquence, le piston annulaire de sé- paration est aussi supprimé. Dans cette forme de réalisa- tion, l'amortissement du mouvement de la tige de piston 4 est purement pneumatique. Les autres parties, non modifiées sont désignées par les mêmes repères que sur la figure 1. Le ressort de traction de la figure 3 est repré- senté dans une exécution oléopneumatique sur la moitié droite de la figure, et dans une exécution pneumatique sur la moitié gauche de la figure. Cette variante se distingue essentiellement des réalisations selon les figures 1 et 2 par le fait que le dispositif d'amortissement comprend un passage ouvert en permanence réalisé sous la forme d'au moins un perçage radial 22 ménagé dans le cylindre 2 à pro- ximité de la pièce de fermeture 11, tandis que des alésages de direction axiale 23, ménagés dans la pièce de fermeture 11, peuvent être obturés par un joint d'étanchéité 21 monté mobile en direction axiale sur la pièce 11 entre les deux faces d'appui 16 et 17. Lors de la rentrée de la tige de piston 4 dans le réservoir 1, la pression régnant dans la chambre de travail 7 diminue, de sorte que le joint 21 s'applique contre la face d'appui 16 de la pièce de ferme- ture 11, et vient ainsi obturer les alésages 23. Le fluide d'amortissement ne peut alors s'écouler depuis l'espace annulaire (8) vers la chambre (7) qu'en passant par les perçages 22, dont les dimensions déterminent la vitesse de rentrée de la tige 4. La forme de réalisation selon la figure 4 donne également lieu -à une exécution en ressort de traction oléo- pneumatique, indiquée sur la moitié droite de la figure, et à une exécution en ressort de traction pneumatique indi- quée sur la moitié gauche de la même figure. Cette forme de réalisation se distingue essentiellement de celle de la figure 3 par le fait que les alésages de direction axiale 23, ménagés dans la pièce de fermeture 11, sont masqués lors de la rentrée de la tige 4 dans le cylindre 2 par un joint d'étanchéité 24 monté avec une faible friction sur la tige 4. Le joint 24 présente une gorge annulaire 25 avec une échancrure de sortie 26, ce qui ménage, lorsque le joint 24 est appliqué contre la face d'appui 16, une communica- tion entre la chambre 7 et l'espace annulaire 8 par l'échan- crure 26. La section de passage définie par la gorge annu- laire 25 et l'échancrure 26détermine ici l'effet d'amortis- sement, lors du mouvement de rentrée de la tige de piston 4. Enfin, la figure 5 montre elle aussi, sur sa moi- tié droite, une exécution oléopneumatique et, sur sa moitié gauche, une exécution pneumatique d'un ressort de traction. Dans la pièce de fermeture 11 sont ménagés des alésages de direction axiale 23, dont l'un est raccordé à un canal trans- versal 28. Lorsque le joint 15 est appliqué contre la face d'appui 16, le canal transversal 28 forme un passage ouvert en permanence, réalisant une communication entre la chambre de travail 7 et l'espace annulaire 8. Le joint 15 est pres- sé contre la face d'appui 16 au moyen d'un ressort de com- pression 27, de sorte que, lors de la rentrée de la tige de piston 4 dans le cylindre 2, la section du passage ouvert en permanence qui crée l'effet d'amortissement, est fixée et détermine la vitesse de rentrée de la tige. Lors de la sortie de la tige de piston 4, le joint 15 est soulevé de la face d'appui 16 et le fluide peut s'échapper de la cham- bre 7 vers l'espace annulaire 8 sans effet d'amortissement notable. REVENDICATIONS 1- Ressort de traction pneumatique ou oléopneuma- tique, comprenant un réservoir (1) à l'intérieur duquel est monté coaxialement un cylindre (2), le réservoir (1) et le cylindre (2) délimitant entre eux un espace annulaire (8) rempli d'un liquide et/ou d'un gaz sous pression, tandis qu'une tige de piston (4) est montée mobile en direction axiale, avec une étanchéité extérieure (9), et est liée à un piston (5) monté glissant contre la paroi interne du cylindre (2), ce piston (5) divisant l'intérieur du cylin- dre (2) en deux chambres de travail (6, 7) séparées l'une de l'autre de façon étanche, la chambre (6) délimitée par un fond (3) du réservoir (1) étant en communication avec l'atmosphère, tandis que la chambre (7) située du côté de la tige de piston (4) est mise en communication avec l'es- pace annulaire (8) par un passage (12, 22, 26, 28) ouvert en permanence, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre la chambre de travail (7) située du côté de la tige de piston (4) et l'espace annulaire (8), un dispositifd'amortissemnent qui engendre, lors du mouvement de rentrée de la tige de piston (4), un effet d'amortissement plus fort que celui crée lors du mouvement de sortie de la tige de piston (4). 2- Ressort de traction pneumatique ou oléopneu- matique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement comporte, outre le passage (12, 22, 26, 28) ouvert en permanence, un passage supplémentai- re (14, 23) apte à être obturé par un clapet de forme annu- laire (15, 21, 24) lors du mouvement de rentrée de la tige de piston (4). 3- Ressort de traction pneumatique ou oléopneu- matique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet de forme annulaire est constitué par un joint annu- laire (15) de section rectangulaire, monté glissant et avec étanchéité autour de la tige de piston (4), et mobile en direction axiale entre deux faces d'appui (16, 17), le passage supplémentaire étant formé par un canal annulaire (14) entourant la tige de piston (4). 4-Ressort de traction pneumatique ou oléopneuma- tique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet de forme annulaire est constitué par un joint annu- laire (21, 24) monté mobile en direction axiale entre deux faces d'appui (16, 17), le joint (21, 24) obturant, lors du mouvement de rentrée de la tige de piston (4), des per- çages de direction axiale (23) ménagés dans une pièce de fermeture (11) du cylindre (2), du côté de la tige (4), et servant de passages pour le fluide. 5- Ressort de traction pneumatique ou oléopneuma- tique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint annulaire (24) est monté autour de la tige de piston (4) avec une liaison par friction. 6- Ressort de traction pneumatique ou oléopneu- matique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le joint annulaire (24) est sollicité par un ressort de compression (7). 7- Ressort de traction pneumatique ou oléopneu- matique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le passage ouvert en permanence, entre la chambre de travail (7) et l'espace annulaire (8), est réalisé sous la forme d'au moins un perçage (22) ménagé dans le cylindre (2) à proximité d'une pièce de fermeture (11) située du côté de la tige de piston (4). 8- Ressort de traction pneumatique ou oléopneuma- tique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le passage ouvert en permanence, en- tre la chambre de travail (7) et l'espace annulaire (8), est réalisé sous la forme d'au moins un canal, tel qu'un canal transversal (26), ménagé dans le clapet de forme annu- laire (24). 9- Ressort de traction pneumatique ou oléopneu- matique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le passage ouvert en permanence, en- tre la chambre de travail (7) et l'espace annulaire (8), est réalisé sous la forme d'un canal transversal (28), raccordé à un canal tel qu'un perçage de direction axiale (23), et court-circuitant le clapet de forme annulaire (15).