Brevet FR2576651A1 — publié le 19860801

Dispositif de vérin hydraulique, notamment pour appareil de musculation La présente invention a pour objet un dispositif de vérin hydraulique, notamment pour appareil de musculation. On connaît différents appareils, notamment~en ce qui concerne la musculation, la culture physique, la mise en condition physique et la rééducation qui comportent des moyens permettant de créer une charge s'opposant à un mouvement quelconque de l'utilisateur9 de telle sorte que celui-ci ait une force à vaincre pour exercer ledit mouvement. Il est connu d'utiliser dans ce but des poids ou des ressorts qui présentent de nombreux inconvénients tels que l'tncom- brement, le poids à déplacer pour leur transport et les difficultés de réglage de la force s'opposant au mouvement de l'utilisateur. On connaît également un dispositif dans lequel les poids et les ressorts sont remplacés par un vérin hydraulique qii crée une charge s'opposant à un mouvement quelconque de l'utilisateur Ce dispositif de vérin comprend un cylindre à double paroi présentant une chemise intérieure cylindrique dans laquelle se déplace un piston muni d'une tige reliée à des moyens d'actionnement, ladite chemise présentant des orifices à ses deux extrémités mettant en communication son espace intérieur avec un espace annulaire délimité entre la chemise et le corps du cylindre, l'un de ses orifices opposé à la tige du piston étant muni d'un organe d'obturationtcontrô- lantDla section de l'orifice de passage du liquide vers l'espace annulaire et ledit piston comportant au moins un conduit débouchant sur ses deux faces et qui est susceptible d'être obturé d'un côté par un clapet libre lors du déplacement du piston dans un sens de sa course. Toutefois9 dans ce dispositif connu, on utilise un clapet circulaire qui vient reposer sur un siège correspondant et celui-ci ne permet pas d'obtenir une grande précision du débit de fluide et, par suite, il ne permet pas de réguler l'effort musculaire qui doit être fait par l'utilisateur. Pour remédier à cet inconvénient, on utilise le dispositif perfectionné suivant la présente invention. ConformEment à la présente invention, l'orifice de passage opposé à la tige du piston est constitué d'au moins une fente longitudinale ménagée dans un siège fixé sur la chemise, ledit siège présentant un alésage dans lequel est monté coulissant un organe obturateur solidaire d'une tige de ladite fente, ladite tige présentant un filetage qui est engagé dans un trou taraudé du corps de vérin, ladite tige comportant à son extrémité opposée à l'obturateur un bouton de manoeuvre constituant un vernier se déplacant en regard d'une partie fixe graduée sur un prolongement du corps de vérin. Ce dispositif permet par un déplacement du bouton de commande formant vernier de déplacer de façon très précise l'obtu- rateur de la fente de passage du fluide et de lire sur le vernier une valeur qui correspond exactement à la valeur de la charge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure i est une vue en coupe longitudinale d'un vérin hydraulique suivant l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure i - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure i - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure i - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne TJ-V de la figure I - la figure 6 est une vue en perspective d'un appareil de musculation comportant un vérin suivant l'invention ;; - la figure 7 est une vue en élévation d'un mode de montage du vérin. Aux figures 1 à 5 on a représenté un mode de réalisa-- tion d'un vérin hydraulique.suivant l'invention qui comprend un corps cylindrique 1 à l'intérieur duquel est fixée sur son fond la l'une des extrémités d'une chemise 2 constituant ainsi un cylindre à double paroi. A l'une des extrémités du corps 1 est fixé par une partie filetée 3a un flasque 3 qui est prolongé par une partie cylindrique 3b délimitant intérieurement un espace cylindrique 4. A l'intérieur de la chemise 2 est monté coulissant un piston 5 muni d'un joint d'étanchéité et présentant des conduits 7 débouchant sur les deux faces du piston, lesdits conduits étant susceptibles d'être obturés d'un côté par un clapet 8 monté coulissant sur un prolongement 10a de la tige de piston 10, ledit clapet 8 étant soumis à l'action de ressorts 9 en appui contre une butée 9a solidaire du prolongement 10a de la tige de piston. Le clapet est repoussé en position de fermeture contre les orifices des conduits 7 sous l'action des ressorts 9. Le piston 5 est solidaire d'une tige 10 traversant le fond la du corps par des garnitures d'étanchéité 11, ladite tige 10 étant reliée à l'extérieur à des moyens d'actionnement. Entre le corps 1 et la chemise 2 est ménagé un espace annulaire 12 qui est relié à l'intérieur de la chemise 2 par des orifices 13 prévus à l'une des extrémités de la chemise 2 et à l'autre extrémité par deux orifices 14.- Les orifices de passage 14 (figure 1) sont constitués d'une fente longitudinale de largeur constante ménagée dans un siège 15 fixé de façon étanche sur la chemise 2. Le siège 15 présente un alésage 15a dans lequel est montée coulissante une tige 16 d'obturation des fentes 14. L'orifice 14 est relié à l'espace annulaire 12 par des orifices 17 prévus dans le flasque 3. La tige d'obturation 16 est solidaire de l'une des extrémités d'une tige 18 traversant l'espace cylindrique 4 et présentant une partie filetée 18a engagée dans un trou taraudé de la partie cylindrique 3b du flasque 3. A l'autre extrémité de la tige 18 est fixé par une vis 21 un bouton de manoeuvre 22 permettant de régler la position de la tige 16 par déplacement de la partie vissée de la tige 18, ledit bouton 22 constituant la partie mobile d'un vernier se déplaçant devant la partie fixe 19 graduée dudit vernier. A l'intérieur de l'espace cylindrique 4 est monté coulissant librement sur la tige 18 un piston 23 muni d'un joint d'étanchéité 24, ledit piston qui est soumis d'un côté à la pression du liquide et de l'autre côté à l'action d'un ressort 25 a pour but de compenser les variations de volume de liquide dans le corps 1 en fonction du déplacement de la tige 10 du piston dans ledit corps. A l'extrémité opposée de la tige d'obturation 16, le fond la du corps 1 présente des orifices 26 fermés normalement par des bouchons 7 et qui sont destinés à procéder au remplissage du vérin en liquide. Le vérin fonctionne de la manière suivante: La tige 16 étant réglée en position déterminée au moyen du bouton 22 du vernier, on obtient une hauteur déterminée des fentes 14 qui sont découvertes par la tige d'obturation 16 et qui donnent une section de passage pour un débit déterminé de liquide. A titre d'exemple hon limitatif), on a défini une résistance par tour proportionnelle à l'effort fourni à une même vitesse soit 10 N correspondant à-une largeur donnée de la rainure, sur une hauteur de lmm coincidant avec le pas du vernier de 1 mm (X largeur de la rainure X 1 mm = section de passage). Chaque millimètre de montée ou de descente du vernier (un tour) équivaut à 10 N en plus ou en moins d'effort à fournir. Atitre d'exemple non limitatif, on définit la circonférence du vernier pour obtenir 200 divisions de 1 mm, ce qui donne dans la pratique 10 N/200 = 0,05 N/mm. Dans cet exemple, l'effort nul jusqu'à 10 N part du point zéro qui se trouve sur le même plan que le bas de la tige 16 et le haut de la rainure jusqu'à 1 mm en dessous. Le déplacement sur la rainure correspond à la section de passagede 0 à 10 N divisible par 200, les divisions du vernier par tour étant transposables en hauteur (section) d'ouverture de la rainure. Si on exerce une poussée sur la tige 10, le piston 5 se déplace suivant la flèche.F, le clapet 8 venant occuper une position d'obturation des conduits 7 du piston sous l'action du liquide. Lors du déplacenent du piston 5, le liquide est refoulé à travers l'orifice 14 et les orifices 17 en direction de l'espace annulaire 12 et il revient dans la chemise 2 par les orifices 13 pour se retrouver sous le piston 5 lors du déplacement de celui-ci dans le sens de la flèche F. Du fait que la tige 16 obture plus ou moins les orifices 14, le fluide ens'écoulant par cet orifice rencontre une résistance plus ou moins importante qui s'oppose au déplacement du piston et de la tige 10, de telle sorte que l'on doit exercer sur la tige 10 une force plus ou moins grande qui est reglée par le bouton de manoeuvre 22 agissant sur la tige d'obturation 16. Lorsque la course du piston est terminée, celui-ci peut etre entraîné en sens inverse de la flèche F afin d'être ramené à sa position de départ comme représenté à la figure 1. Pendant cette course > le clapet 8 qui est libre s'ouvre sous l'effet du fluide à l'encontre des ressorts 9 laissant celui-ci s'écouter par les conduits 7, de telle sorte qu'aucune résistance ne s'oppose au retour du piston et que son rappel peut être effectué automatiquement par un organe élastique. A la figure 6, on a représenté un appareil de musculation utilisant e vérin et qui est constitué d'une embase 28 reposant sur le sol sur laquelle sontmontésd'un côté de façon articulée autour d'axes 29 un premier cadre 30 de faible hauteur et du côté opposé de façon articulée autour d'axes 31 un cadre 32 de plus grande hauteur. Le cadre 32 est constitué d'éléments 32a, 32b, qui sont eux-mêmes repliables autour d'axes 33, afin de pouvoir replier le cadre 32 sur l'embase 28 de même que le cadre 30 pour l'obtention de l'ensemble replié représenté à la figure 5 pour le transport. Entre les cadres 30 et 32 est montée de façon réglable en hauteur une table 34 destinée à recevoir l'utilisateur 35. Par ailleurs, le cadre 30 porte un accessoire 36 destiné à être actionné avec les pieds et le cadre 32 un autre accessoire 37 de musculation monté de façon réglable sur ledit cadre. Sur une traverse inférieure 38 du cadre 32 (figures 6 et 7) sont montées deux tiges 39, 39a qui supportent par une entretoise 40 le corps 1 d'un vérin hydraulique identique à celui représenté à la figure 1. Le vérin 1 comporte une tige 10 de piston, dont l'extrémité est fixée sur uné barre 41 montée coulissante au moyen de manchons 42, 42a sur les barres 39, 39a qui portent des ressorts 43, 43a, susceptible de ramener le piston 5 du vérin dans la position représentée aux figures 1 et 6. Aux deux extrémités de la barre 41 sont fixées par l'une de leurs extrémités deux courroies 44, 44a dont l'autre extrémité est fixée pour son enroulement sur un arbre 45 entre des flasques de guidage 46, 46a. L'arbre 45 est monté en rotation libre dans des paliers 47, 47a fixés à la partie supérieure du cadre 32. Aux deux extrémités'de l'arbre 45 sont fixées des poulies 48, 48a (figures 4 et 6) sur lesquelles sont enroulées des sangles 49, 49a qui sont guidées sur des galets 50, 50a et qui sont fixées aux extrémités d'un organe de manoeuvre, notamment une barre 51 actionnée par l'utilisateur 35. Bien entendu, les sangles 49, 49a pourraient être reliées à tout autre accessoire, tel que 36, qui serait actionné par une autre partie du corps de l'utilisateur. Pour actionner le dispositif, i suffit à l'utilisateur d'exercer une poussée sur la barre 51 afin de dérouler les sangles 49, 49a enroulées sur les poulies 48, 48a et d'entraîner en rotation la barre 45 provoquant ainsi l'enroulement des courroies 44, 44a sur cette dernière et la montée de la barre 41 et de la tige de piston 10. La montée de la tige de piston entraînelemouve- ment ascendant du piston 5 de vérin (figure 1) qui rencontre une résistance nécessitant un effort de lapant de l'utilisateur. Le retour du piston du vérin 1 s'effectue sans effort sous l'action des ressorts 43, 43a ainsi qu'il a été décrit ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. REVENDICATION S 1. Dispositif de vérin hydraulique pour la régulation d'un effort ou d'une poussée, comprenant un cylindre (1) à double paroi présentant une chemise (2) intérieure cylindrique dans laquelle se déplace un piston (5) muni dtune tige (10) reliée àdes moyens d'actionnement, ladite chemise (2) présentant des orifices (13, 14) à ses deux extrémités mettant encommuniçationson espace intérieur avec un espace annulaire (12) délimité entre la chemise (2) et le corps (1) du cylindre, l'un de ses orifices (14) opposé à la tige du piston étant muni d'un organe d'obturation'\contrôlane'la section de l'orifice de passage du liquide vers l'espace annulaire (12) et ledit piston (5) comportant au moins un conduit (7) débouchant sur ses deux faces et qui est susceptible d'entre obturé d'un côté par un clapet lors du déplacement du piston dans un sens de sa course, caractérisé en ce que l'orifice de passage (14) opposé à la tige (10) du piston 0) est constitué d'au moins une fente longitudinale ménagée dans un siège (15) fixé sur la chemise (2), ledit siège (15) présentant un alésage (15a) dans lequel est montre coulissant un organe obturateur (16) solidaire d'une tige (18) de ladite fente (14), ladite tige (18) présentant un filetage (18a) qui est engagé dans un trou taraudé du corps de vérin, ladite tige (18) comportant à son extrémité opposée à l'obturateur un bouton de manoeuvre (22) consti- tuant un vernier se déplaçant en regard d'une partie fixe graduée sur un prolongement (3b) du corps (1) de vérin. 2. Dispositif de vérin hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la fente (14) de l'orifice de passage présente une largeur constante. 3. Dispositif de vérin hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet d'obturation 03) de I'orifice des conduits (7) prévus dans le piston (5) est en appui au moyen de ressorts (9) contre un organe de butée (9a) fixé à I'extri-ité de la tige (10) du piston (5). 4. Dispositif de vérin suivant la revendication 1,caractérisé en ce que la hauteur de la fente de passage (14) du fluide est proportionnelle au nombre de pas choisis pour le vernier.