Brevet FR2578889A1 — publié le 19860919

Arrangement de ressorts à gaz comme dispositif d'équilibrage de poids et de retenue pour des pièces pouvant essentiellement pivoter autour d'un axe horizontal L'invention concerne un arrangement de ressorts à gaz comme dis- positif d'équilibrage de poids et de retenue pour des pièces pouvant essentiellement pivoter autour d'un axe horizontal, telles que des vo- lets, couverc].es ou portes, qui sont maintenues à au moins une posi- tion ouverte. On sait que l'on peut, pour des pièces pivotantes de ce type, pré- voir l'arrangement de deux ressorts à gaz. De même, on sait du brevet allemand DE-2 513 302 que l'on peut munir des ressorts à gaz d'un dispositif de blocage agissant en fonction de la course, afin que des pièces pivotantes vers le haut puissent être maintenues à différentes positions ouvertes. Le dispositif de blocage est constitué par des passages de transfert disposés à l'intérieur du ressort à gaz, qui sont fermés en fonction de la course. Pour obtenir un angle d'ou- verture supérieur, il faut exercer une force dans le sens d'ouverture sur la pièce pivotante, afin de dépasser la section neutre des passa- ges de transfert. Les charnières et les points d'articulation des res- sorts à gaz doivent tous deux, notamment en présence de pièces pivo- tantes relativement légères, être renforcés de façon à pouvoir éga- lement absorber, sans être endommagés, les forces appliquées pour surmonter le dispositif de blocage. La présente invention a pour objectif d'éliminer les inconvénients des constructions connues et d'obtenir un arrangement de ressorts à gaz comme dispositif d'équilibrage de poids et de retenue à au moins deux positions ouvertes pour une pièce pivotante autour d'un axe horizontal, avec lequel tant les charnières que les points d'arti- culation des ressorts à gaz puissent être le plus possible libérés de forces d'actionnement supplémentaires. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le premier des deux ressorts à gaz présente une force de poussée vers l'extérieur agissant sur la totalité de la plage de déplacement de la pièce pivotante, tandis que le second ressort à gaz présente une force de poussée vers l'extérieur agissant sur une partie de la plage de -2- déplacement, et une plage de déplacement complémentaire sans force. Du fait des conditions géométriques des points d'articulation du ressort à gaz et de la position ouverte de la pièce pivotante, on obtient ainsi que, à une première position ouverte, la force de poussée vers l'extérieur du premier ressort à gaz est opérante, tandis que le second ressort à gaz est à la fin de sa plage de déplacement o il exerce une force de poussée vers l'extérieur. La pièce pivotante est donc maintenue à cette première position ouverte par les forces de poussée vers l'extérieur des deux ressorts à gaz. Pour continuer à ou- vrir vers l'extérieur la pièce pivotante autour de l'axe horizontal, il faut assurer un léger soutien à la force de poussée vers l'exté- rieur du premier ressort à gaz, tandis que le second ressort à gaz travaille dans la plage de déplacement complémentaire sans force. A la position entièrement ouverte, la force de poussée vers l'extérieur du premier ressort à gaz suffit à retenir de manière fiable la pièce pivotante. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que la lon- gueur du second ressort à gaz correspond, lorsque la tige de piston est entièrement déployée hors du cylindre, à une position ouverte de la pièce pivotante. La position d'ouverture maximale de la pièce pi- votante est obtenue par le fait que le déplacement du premier ressort à gaz agissant avec sa force de poussée vers l'extérieur est totale- ment utilisé, tandis que le second ressort à gaz n'exerce aucune force de poussée vers l'extérieur, attendu qu'il est dans la plage de dé- placement sans force. Selon une caractéristique de l'invention, une forme de réalisation particulièrement avantageuse est obtenue par le fait que la plage de déplacement sans force du second ressort à gaz est obtenue par le fait qu'un manchon, assemblé de manière articulé à une pièce, est capable de coulisser sur une partie du ressort à gaz. L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques, avantages et objectifs spécifiques seront mis en évidence, à l'aide de l'exposé suivant qui présente un mode de réalisation préférentiel de l'invention, figuré sur le dessin annexé, dans lequel: Figure 1 présente une pièce pivotante autour d'un axe horizontal, à une première position de retenue stable, -3- Figure 2 présente la pièce pivotante à une seconde position de re- tenue stable (position d'ouverture totale), et Figure 3 présente, de manière schématique, le déplacement de la pièce pivotante de la position de retenue totalement fermée à].a posi- tion de retenue totalement ouverte, en passant par la position de re- tenue partiel].ement ouverte, les schémas-du haut présentant les diffé- rentes positions d'un premier ressort à gaz, et les schémas du bas les positions correspondantes du second ressort à gaz. La figure 1 présente un boîtier 1 qui est muni d'un couvercle 2 présentant un axe de pivotement horizontal 3. Un premier ressort à gaz 4 est disposé à l'aide d'un élément d'assemblage 5 sur le couverc]le 2,. et à 'aide de].'élément d'assemb]lage 6 sur le boîtier 1. Les éléments d'assemblage 5 et 6 sont par exemple formés par un tourillon prévu respectivement sur le couvercle 2 et sur le boitier 1, qui s'engage à chaque fois dans un oeillet d'assemblage du ressort à gaz 4. Le ressort à gaz 4 est réalisé sous la forme d'un ressort à gaz comprimé qui possède un cylindre 10 contenant une charge de gaz sous pression, tandis qu'une tige de piston 11 est guidée en déplacement axial et de manière étanche vers l'extérieur dans le cylindre 10. Un second ressort à gaz 7 est disposé de l'autre côté du couvercle 2; il est assemblé par l'intermédiaire de l'élément d'assemblage 8 au couvercle 2 et par l'intermédiaire de].'élément d'assemblage 9 au boîtier 1. Un oeillet d'assemblage destiné à l'élément 8 est fixé sur la partie finale d'un manchon 12, lequel est disposé avec possibilité de déplacement axial sur un cylindre 14 du second ressort à gaz 7. Ce cylindre 14 contient une charge de gaz sous pression, tandis qu'une tige de piston 13 est guidée en dép].acement axial et de manière étanche vers l'extérieur dans ce cylindre 14, et porte à son extrémité extérieure un oeillet d'assemblage destiné à].'élément 9. La mobilité axiale du manchon 12 sur]e cylindre 14 fournit une plage de déplacement sans force 15. Le boitier 1 muni du couvercle 2 est par exemple prévu pour une machine reproductrice qui a besoin d'une première position ouverte du couvercle 2 pour son séchage pendant la nuit, tandis qu'une seconde position ouverte présentant un angle d'ouverture supérieur est néces- -4- saire aux fins d'entretien et de réparation de la machine. Afin d'ob- tenir la première position d'ouverture, le couvercle 2 est légèrement soulevé, les forces de poussée vers l'extérieur des ressorts à gaz 4 et 7 poussant alors le couvercle 2 vers le haut jusqu'à ce que la tige de piston 13 du second ressort à gaz atteigne sa distance maximale de poussée vers l'extérieur hors du cylindre 14 (figure 1). Attendu que la force de poussée vers l'extérieur du ressort à gaz 4 ne suffit pas à elle seule à ouvrir encore plus le couvercle 2, une première po- sition d'ouverture stable est donc ainsi atteinte (figure 1). La force de poussée vers l'extérieur du ressort à gaz 4 est prévue pour suffir à retenir le couvercle 2 à la position d'ouverture maximale souhaitée (figure 2). Afin d'atteindre cette seconde position ouverte -à partir de la première position ouverte-, le couvercle 2 est soulevé à la main, et ce mouvement d'ouverture est assisté par la force de poussée vers l'extérieur du ressort à gaz 4, tandis qu'en ce qui concerne le ressort à gaz 7, la plage de déplacement sans force 15 entre en jeu par le fait que le manchon 12 se déplace sur le cylindre 14. C'est le seul ressort 4 qui assure -la stabilité de cette seconde position ouverte. Lors de la fermeture du couvercle 2, une force est exercée sur ce dernier qui doit tout d'abord surmonter la force de poussée vers l'extérieur du ressort à gaz 4 puis, une fois la première po- sition atteinte, qui doit également surmonter la force de poussée vers l'extérieur du ressort à gaz 7. Du fait de la géométrie de l'installation des ressorts à gaz 4 et 2-5 7 et du poids du couvercle 2 qui doit être supporté conformément à ses différentes positions ouvertes, la combinaison décrite ci-dessus d'un ressort à gaz à course longue et d'un ressort à gaz à course courte présentant une plage de déplacement complémentaire sans force fournit une solution très simple pour maintenir une pièce pivotante à deux positions ouvertes stables. Il est bien sûr tout-à-fait possible de réunir cet ensemble de ressorts à gaz en une même unité de construction, telle qu'une unité de construction comprenant les deux ressorts à gaz représentés aux figures 1 et 2, ainsi que des éléments de fixation respectivement reliés de manière articulée aux deux par- ties finales de chaque ressort à gaz, et prévus pour être fixés sur - 5 - le boîtier 1 et sur le couvercle 2. Il est en outre possible, en mo- difiant]le ressort à gaz 4, d'obtenir des positions de retenue stables supplémentaires, intermédiaires entre la première et la seconde positions ouvertes du couvercle 2. Ceci peut être par exemple obtenu au moyen des dispositifs connus de blocage pour les passages de trans- fert, agissant en fonction de la course, tels par exemple qu'illustrés dans le brevet allemand DE-2 513 302. La figure 3 présente de manière schématique le mode de fonction- nement de l'arrangement représenté aux figures 1 et 2. Les schémas du haut présentent la partie de l'arrangement comprenant le ressort 4, et les schémas du bas la partie comprenant].e ressort 7. A la position a (non représentée aux figures 1 et 2), le couvercle 2 est entièrement fermé, et se trouve à une position sensiblement horizontale. A cette position, les forces additionnées des ressorts à gaz 4 et 7 sont insuffisantes pour surmonter le couple du poids du couvercle 2 agissant autour de l'axe 3. Ceci est dû à la position géométrique des éléments d'assemblage 5, 6, 8 et 9. Du fait de cette disposition géométrique, le couple des forces additionnées des ressorts à gaz au- tour de l'axe 3 est faible, par suite du bras de levier court entre les lignes d'action des ressorts à gaz 4 et 7 et 'axe 3. On obtient ainsi une position stable, même en].'absence de moyens pour bloquer le couvercle 2 à la position fermée, sensiblement horizontale. Afin d'atteindre la position b (correspondant à la figure 1), un faible couple d'ouverture doit être exercé sur le couvercle 2; cette force manuelle assiste le couple d'ouverture exercé par les ressorts à gaz 4 et 7. Apres un court déplacement angulaire vers la position b, le bras de levier des ressorts à gaz 4 et 7 par rapport à l'axe 3 est tel que la poursuite du déplacement du couvercle vers la position b nécessite impérativement l'action combinée des ressorts à gaz 4 et 7. A la position b,]le ressort à gaz 7 a atteint sa longueur maximale, par le fait par exemple que le piston 20 du ressort à gaz 7 bute contre la paroi finale 21 du cylindre 14. Maintenant, le ressort à gaz 7 ne peut plus exercer de force, ni de couple autour de l'axe 3. La force du ressort à gaz 4 est choisie de façon que le couple exercé par cette seule force autour de l'axe 3 soit insuffisant pour poursuivre -6- l'ouverture du couvercle 2. La position b est donc elle-aussi une position stable. Afin d'atteindre -à partir de la position b- la position c, il est à nouveau nécessaire d'exercer une faible force d'ouverture sur le couvercle 2. Lors du déplacement du couvercle 2 de la position b à la position c par une force manuelle assistant la force du ressort à gaz 4, le bras de levier entre le ressort à gaz 4 et l'axe 3 est à nouveau augmenté et le couple du poids du couvercle 2 autour de l'axe 3 est à nouveau réduit, de sorte telle qu'avant que la position c soit atteinte, le couple du ressort à gaz 4 autour de l'axe 3 surmonte le couple exercé autour de l'axe 3 par le poids du couvercle 2. En conséquence, la plage finale de déplacement entre les positions b et c, au voisinage de la position c, peut n' être obtenue que par l'ac- tion du ressort à gaz 4. Enfin, à la position c, la course vers l'ex- térieur du piston ll par rapport au cylindre 10 atteint sa valeur ma- ximale, par exemple par le fait que le piston 22 bute contre une paroi finale 23 du cylindre 10. La position c est donc à nouveau une po- sition stable. On notera qu'au'cours du déplacement de la position b à la position c, le manchon 12 coulisse sur le cylindre 14. On notera qu'un manchon monté coulissant sur un cylindre de ressort à gaz est connu du brevet allemand DE-2 849 267, page 5. -- 7 - REVENDICATIONS 1. Arrangement de ressorts à gaz (4, 7) comme dispositif d'équili- brage de poids et de retenue pour des pièces (2) pouvant essentielle- ment pivoter autour d'un axe horizontal (3), telles que des volets, couvercles ou portes, qui sont maintenues à au moins une position d'ouverture, o la pièce pivotante (2) est soumise à l'action de deux ressorts à gaz, et o chaque ressort à gaz est articulé à la fois à la pièce pivotante (2) et à une pièce fixe (1), et comprend un cylindre (10, 14) qui reçoit une charge de gaz sous pression, tandis qu'une tige de piston (11, 13) est guidée en déplacement axial et de manière étanche vers l'extérieur dans le cylindre, caractérisé en ce que le premier (4) des deux ressorts à gaz (4, 7) présente une force de poussée vers l'extérieur agissant sur la totalité de la plage de déplacement de la pièce pivotante (2), tandis que le second ressort à gaz (7) présente une force de poussée vers l'extérieur agissant sur une première partie d'une plage de déplacement,et une plage de dépla- cement complémentaire sans force (15). 2. Arrangement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du second ressort à gaz (7) correspond, lorsque la tige de piston correspondante (13) est entièrement déployée hors du cylindre correspondant (14), à une première position d'ouverture de la pièce pivotante (2). 3. Arrangement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du premier ressort à gaz (7) correspond, lorsque la tige de piston correspondante (11) est entièrement déployée hors du cylindre correspondant (10), à une position d'ouverture maximale de la pièce pivotante (2). 4. Arrangement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage de déplacement sans force (15) du second ressort à gaz (7) est obtenue par le fait qu'un manchon (12) est capable de coulisser soit sur]le cylindre correspondant (14), soit sur la tige de piston corres- pondante (13), manchon qui est assemblé de manière articulée soit à la pièce pivotante (2), soit à la pièce fixe (1) à laquelle est articulée la pièce pivotante (2). 5. Arrangement selon une quelconque des revendications 1 à 4, ca- - 8- ractérisé en ce que la pièce pivotante (2) peut être déplacée d'une première position stable (a) à une troisième position stable (c) en passant par une deuxième position stable (b), la pièce pivotante (2) exerçant à la première position stable (a) un couple de pesanteur maximal autour d'un axe de pivotement (3) de cette pièce, et les forces additionnées du premier et du second ressorts à gaz (4, 7) étant, à la première position (a), insuffisantes pour surmonter ce couple de pesanteur maximal, la pièce pivotante (2) exerçant à la deuxième position stable (b) un couple de pesanteur réduit autour de l'axe de pivotement (3), le se- cond ressort à gaz (7) étant, à la deuxième position (b), déployé sur la totalité de ladite première partie de sa plage de déplacement, les forces additionnées du premier (4) et du second (7) ressorts à gaz étant, à la deuxième position, suffisantes pour surmonter ce couple de pesanteur réduit, et le premier ressort à gaz (4) étant, à la deuxième position (b), insuffisant pour surmonter ledit couple de pesanteur réduit, la pièce pivotante (2) exerçant à la troisième position stable (c) un couple de pesanteur à nouveau réduit autour de l'axe de pivotement (3), le second ressort à gaz (7) étant, à la troisième position (c), déployé sur ladite plage de déplacement complémentaire sans force, le premier ressort à gaz (4) exerçant, à la troisième position (c), une force de ressort suffisante pour surmonter ce couple de pesanteur à nouveau réduit, et un nouveau déplacement de la pièce pivotante (2) étant, à la troisième position (c), empêché par le premier ressort à gaz (4), par l'entrée en contact de moyens de butée (22, 23).