Brevet FR2583116A1 — publié le 19861212

Vérin hydraulique annulaire à limiteur de course. L'invention concerne un perfectionnement apporté aux vérins hydrauliques annulaires, notamment ceux utilisés comme tendeurs de boulons. Ces dispositifs, qui sont utilisés notamment dans le montage et le démontage des goujons et boulons prEcontraints, sont constitués par un vérin hydraulique annulaire de faible course axiale, mais de forte poussée, qui exerce une traction sur l'extrémité d'un goujon fileté en prenant appui sur la piece à serrer par l'intermédiaire d'une entretoise, afin de tendre cette tige pour permettre le vissage de l'écrou avec un couple modéré tout en garantissant l'exactitude et la conformité de l'effort de tension exercé par chacun des boulons de fixation d'un ensemble, en rendant notamment ces diverses tensions égales et indépendantes des coefficients de frottement et des usures du matériel. Etant donné les pressions très elevées utilisées, qui sont couramment de 800 à 2000 bars, les joints d'étanchéité utilisés sur les deux surfaces cylindriques intérieure et extérieure sont tres serrés, de sorte que si, lors de la mise en pression, le piston atteint une course supérieure à la faible course maximale prévue qui le fait échapper de ses joints, il devient très difficile de replacer ce piston dans son cylindre, et il en résulte des dommages aux joints ainsi qu'une fuite importante du fluide hydraulique et une introduction d'air nécessitant une purge.De tels incidents se produisent fréquemment en cas de manoeuvre incorrecte tel qu'un vissage initial insuffisant ou un rattrapage de jeu insuffisant sur l'entretoise, ou encore un allongement de la pièce tendue au-delà de sa limite élastique, entratnant réduction de section et rupture. Pour éviter ces dommages survenant aux tendeurs hydrauliques, et éventuellement à la pièce tendue, il serait donc souhaitable, dans un but de sécurité, de limiter la course du piston par rapport à son cylindre à la valeur maximum permise par la disposition des joints. Toutefois, étant donné les très grands efforts axiaux mis en oeuvre, la réalisation pratique d'une telle limitation de course par simple butée est extrêmement difficile par les moyens ordinaires. Le but de l'invention est de réaliser autrement cette limitation de course en ne mettant en oeuvre que des efforts axiaux modérés. L'invention consiste à limiter la course relative de l'un par rapport à l'autre des deux organes, piston annulaire et cylindre, en pratiquant dans un des organes un orifice de fuite refermé par un clapet sur lequel agissent dans le sens de la fermeture à la fois la pression hydraulique et un ressort de rappel initial, et à limiter la course axiale de ce clapet par rapport à l'autre élément au moyen d'une butée appropriée. Le clapet peut, en particulier, comporter une tige qui coulisse dans un des éléments et dans l'étendue de la zone annulaire soumise à la pression, tandis que l'orifice de fuite est pratiqué dans l'autre élément et selon le meme axe que cette tige, un dispositif d'indexation angulaire étant en outre prévu entre les deux éléments. En particulier, ladite tige peut coulisser dans le cylindre, dans l'axe de l'embout d'alimentation hydraulique, et la butée être constituée par un simple écrou vissé sur cette tige et réglable à travers cet orifice par simple démontage de cet embout. D'autres particularités de l'invention apparattront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la figure unique est une coupe axiale du dispositif. On voit sur cette figure le cylindre 1 dans lequel coulisse le piston annulaire 2, avec interposition de deux joints d'étanchéité 3 et 4. L'extrémité de la tige filetée, non représentée, du boulon, peut soit se visser directement au centre du cylindre 1, soit se visser dans un écrou intermédiaire qui prend appui au-dessus de ce cylindre. Inversement, le piston 2 prend appui, par l'intermédiaire d'une entretoise 5, sur le collet de la pièce à serrer à l'entour du boulon. La course axiale maximum d'un tel vérin est toujours relativement modeste relativement à son diamètre. Comme exposé plus haut, il est nécessaire d'empêcher la course axiale réelle de dépasser ce maximum autorisé sous peine de de-té- rioration des joints, de difficultés de remise en service et accessoirement de dommages à la tige tendue. Pour cela, on pratique dans un des organes, par exemple dans le piston 2, un orifice de fuite 6 dans le fond d'un chambrage 7 également pratiqué dans ce piston, cet orifice de fuite 6 communiquant radialement, par exemple vers l'intérieur, par une rainure 8-évitant l'obturation de l'orifice 6 par l'entretoise 5 sous l'effet de la pression. Cet orifice 6 est refermé du côté du chambrage 7, c'est-à-dire du côté d'ou arrive la pression, par un clapet constitué par exemple par une bille 9 sertie dans une tête 10 qui se prolonge par une tige 11. Un ressort 12 assure la fermeture initiale de ce clapet 9 en prenant appui indifféremment sur le cylindre 1 ou le piston 2. Ensuite, lors de la mise en pression, l'effort de ce ressort est complété par la pression hydraulique qui agit de manière différentielle sur le clapet 9, de manière à le fermer avec une étanchéité croissante avec la pression. La tige 11 du clapet coulisse, parallèlement à l'axe du piston et dans le prolongement de l'axe de l'orifice 6, à l'intérieur d'un trou 13 pratiqué dans le cylindre 1, au fond d'un chambrage 14 dont l'entrée filetée sert de raccordement à l'embout 15 d'alimentation en pression par le tuyau 16. Dans le fond de ce chambrage 14 sont pratiqués également d'autres trous 17 à l'entour du trou 13 pour permettre le passage de l'huile. Enfin, pour maintenir constamment la comcidence entre l'axe du trou 13 du cylindre 1 et l'axe du trou 6 du piston 2, il est prévu entre ces deux organes un dispositif d'indexation approprié, constitué par exemple par une goupille 18 solidaire du cylindre 1 et coulissant dans un orifice 19 pratiqué dans une collerette 20 entourant le piston 2. Pour limiter la course relative des deux organes 1 et 2, il suffit par conséquent de limiter la course de la tige 11 au travers de l'orifice 13, ce qui s'obtient aisément à l'aide d'un simple écrou 21 vissé à l'extrémité filetée de cette tige. En effet, si la course atteint une valeur telle que ltécrou 21 vienne en butée sur le fond du chambrage 14, elle se trouve automatiquement limitée par le fait qu'elle produit la fuite de l'excédent de pression par l'orifice 6 et la rainure 8. Par ailleurs, on voit facilement que cette limitation de la course ne met en jeu qu'un effort axial sur la tige 11 et sur l'écrou 21 extrêmement réduit, compte tenu de la faible section de l'orifice 6, et qui est sans eommune mesure avec l'effort axial considérable mis en jeu par le vérin. En outre, ce dispositif permet de régler à volonté la course pour chaque application particulière en vissant plus ou moins l'écrou 21 sur la tige 11. I1 suffit pour cela de dévisser l'embout 15 de raccordement et d'entraSner l'écrou 21, en immobilisant la tige 11 en rotation par tout moyen approprié, par exemple en introduisant un tournevis dans une extrémité fendue 22 que comporte la tige 11. Le dispositif selon l'invention est donc extrêmement simple, efficace et réglable, et permet d'éliminer tous les inconvénients signalés plus haut. REVENDICATIONS 1. Vérin hydraulique annulaire constitué par deux éléments, cylindre (1) et piston (2), coulissant axialement l'un par rapporta l'autre d'une manière étanche grâce à des joints d'étanchéité (3,4) et définissant un chambrage annulaire qui est alimenté en pression hydraulique par l'intermédiaire d'un embout de raccordement (15) vissé sur l'un des éléments (1,2), caractérisé par le fait qu'il comporte un limiteur de course constitué par un clapet (9,10,11) muni d'un rappel élastique (12) et coulissant parallèlement à l'axe du vérin dans un des éléments (1), un orifice de fuite (6) pratiqué dans l'autre des éléments en regard dudit clapet (9,10,11) pour être refermé de manière étanche par celui-ci sous l'effet dudit rappel élastique (12) et de la pression hydraulique règnant dans le chambrage, et un moyen de butée (21) limitant la course de coulissement dudit clapet par rapport au premier élément, les deux éléments (1) et (2) comportant en outre un moyen d'indexation assurant le positionnement angulaire convenable de ces deux éléments, l'un par rapport à l'autre. 2. Vérin hydraulique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit clapet est muni d'une tige (11) qui coulisse dans un orifice (13) pratiqué au fond d'un chambrage (14) situé dans un des éléments, et que ledit moyen de butée est constitué par un simple arrêt d'axe (21) fixé au voisinage de l'extrémité de cette tige (11) pour buter dans le fond dudit chambrage (14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit chambrage (14) sert en même temps au raccordement dudit embout (15) d'alimentation hydraulique et se trouve par conséquent refermé extérieurement par ledit embout, des passages d'huile (17) étant ménagés dans le fond de ce chambrage (14), et que ledit arrêt d'axe est constitué par un écrou (21) vissé sur l'extrémité de la tige (11) du clapet de manière à permettre le réglage de la course a travers ledit chambrage (14) par le seul démontage dudit embout (15).