Brevet FR2616489A1 — publié le 19881216

Vérin multiple à au moins trois éléments coulissants et flèche télescopique en faisant application. On connaît déjà des vérins multiples ayant, chacun, au moins trois éléments montés coulissants les uns par rapport aux autres. Il faut être en mesure, lorsqu'un tel vérin est adopté, d'en maîtriser le fonctionnement et, notamment, d'imposer des séquences d'extension et de rétraction particulières désirées. L'invention propose un vérin du type précité, dans lequel la séquence suivante est obtenue, sans ajout de chaîne ou de corde de renvoi, ni de roues-dentées ou de poulies de renvoi: dans le vérin proposé, le deuxième élément sort hors du, ou rentre dans le troisième élément, à la même vitesse que, et simultanément-à la sortie du premier élément hors du, ou à la rentrée de ce premier éLément dans le deuxième élément, ou à une vitesse proportionnelle à celle de ladite sortie du premier élément. Une application intéressante d'un tel vérin est La réalisation d'une flèche télescopique de grue comportant au moins trois tronçons dont les déplacements relatifs peuvent ainsi être commandés très simplement par un seul vérin et selon les séquences désirées. L'invention a donc d'abord pour objet un vérin multiple qui comprend un premier cylindre; un premier piston, qui est monté coulissant à l'intérieur du premier cylindre et qui y délimite une première grande chambre, de grande section utile, et une première petite chambre, de petite section utile; un deuxième cylindre, qui est solidaire du premier piston et qui traverse un fond du premier cylindre délimitant la première petite chambre; un deuxième piston, qui est monté coulissant à l'intérieur du deuxième cylindre et qui y délimite une deuxième grande chambre, de grande section utile, et une deuxième petite chambre, de petite section utile; une tige de piston, qui est solidaire du deuxième piston et qui traverse un fond du deuxième cylindre délimitant la deuxième petite chambre; et un premier passage, qui réalise la communi- cation permanente entre la première petite chambre et la deuxième grande chambre, cependant que la première grande chambre et la deuxième petite chambre sont susceptibles d'être reliées, sélecti- vement, à un dispositif d'alimentation en fluide sous pression et à un échappement de fluide sans pression, et inversement, respecti- vement, par desdeuxième et troisième passages. Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées: - le deuxième passage est constitué par un premier conduit, qui est solidaire du premier piston, traverse ce premier piston, débouche dans la première grande chambre et est monté à coulissement télescopique étanche par rapport à un deuxième conduit qui, Lui, est solidaire du deuxième piston, traverse ce deuxième piston et débouche dans la deuxième grande chambre;-_ - le deuxième conduit est disposé à l'intérieur de la tige de piston; - le troisième passage est constitué par un troisième conduit, qui est ménagé dans la tige de piston, se prolonge à l'intérieur du deuxième piston et débouche dans la deuxième petite chambre. L'invention a également, plus particulièrement, pour objet une flèche télescopique comportant un premier tronçon, interne, un deuxième tronçon, intermédiaire, à l'intérieur duquel le premier tronçon est monté coulissant, et un troisième tronçon, externe, à l'intérieur duquel le deuxième tronçon est monté coulissant, cependant qu'un vérin tel que décrit précédemment y est monté, longitudinalement à l'intérieur des trois dits tronçons, le premier cylindre étant solidaire du premier tronçon, le deuxième cylindre étant solidaire du deuxième tronçon et la tige de piston étant solidaire du troisième tronçon. De manière préférée, le premier cylindre est fixé sur l'extrémité interne du premier tronçon, le deuxième cylindre est fixé sur l'extrémité interne du deuxième tronçon et la tige de piston est fixée sur la partie du troisième tronçon, qui est opposée à l'ouverture axiale de ce troisième tronçon par Laquelle pénètre le deuxième tronçon. L'avantage principal de l'invention réside dans la possibilité d'obtenir des déplacements simultanés et à vitesses relatives égales des éléments du vérin, et des tronçons de flèche, sans avoir recours à des montages mécaniques compliqués, lourds, coûteux et fragiles. L'invention sera mieux comprise, et des caractéris- tiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence au dessin annexé, dans lequel la figure unique est une coupe axiale schématique d'un vérin et d'une flèche télescopique conformes à l'invention. Le vérin représenté sur la figure comprend: - un premier cylindre 1 comportant à chaque extrémité un fond 2, 3; - un premier piston 4, qui est monté coulissant à l'intérieur du premier cylindre 1 et qui y délimite, en coopération avec le fond 2, une première grande chambre 5 de grande section utile S5, et, en coopération avec le fond 3, une première petite chambre 6 de petite section utile S6 (inférieure à la section utile S5); - un deuxième cylindre 7 qui comporte, à une extré- mité,un fond constitué par le premier piston 4 et, à l'autre extrémité, un fond 8 qui est solidaire du premier piston 4, et, qui traverse avec étanchéité 3b le fond 3 du premier cylindre 1 qui, en coopération avec le premier piston 4, délimite la première petite chambre utile 6; - un deuxième piston 9, qui est monté coulissant à l'intérieur du deuxième cylindre 7 et qui y délimite, en coopération avec le premier piston 4, une deuxième grande chambre de granrde section utile S10, et, en coopération avec le fond 8 du deuxième cylindre, une deuxième petite chambre 11 de petite section utile Sll (inférieure à la section utile S10) ; - une tige de piston 12, qui est solidaire du deuxième - piston 9 et qui traverse avec étanchéité 8b le fond 8 du deuxième cylindre, qui, en coopération avec Le deuxième piston 9, délimite la deuxième petite chambre 11; - un premier passage 13, qui est ménagé dans le premier piston 4 et qui réalise la communication permanente de la deuxième grande chambre 10 avec la première petite chambre 6; - un deuxième passage, constitué par un premier conduit 14, solidaire du premier piston 4, traversant ce premier piston (trou 15) et débouchant ainsi dans la première grande chambre 5, et par un deuxième conduit 16, solidaire du deuxième piston 9, contenu dans la tige de piston 12, traversant ce deuxième piston (trou 17) et débouchant dans la deuxième grande chambre 10, le premier conduit 14 coulissant avec étanchéité 17b à l'intÉrieur dudit deuxième conduit 16; et, - un troisième passage, qui est constitué par un troisième conduit 18, ménagé à l'intérieur de la tige de piston 12, et par un quatrième conduit 19, ménagé dans le deuxième piston 9 et reliant en permanence le troisième conduit 18 à la deuxième petite chambre 11. Le deuxième conduit 16 et le troisième conduit 18 débouchent à l'extérieur de la tige de piston 12 par des raccords , 21, respectivement. Le circuit d'alimentation du vérin est lui-même constitué par: - un réservoir de fluide 22; - une pompe 23; - un distributeur à trois positions 24; - un clapet de décharge taré 25; - le conduit d'aspiration 26 et le conduit de refoulement 27 de la pompe 23, qui la relient au réservoir 22 et au distributeur 24, respectivement; - des conduits 28 et 29, qui relient le distributeur 24 aux raccords 20, 21, respectivement; un conduit 30, qui relie le distributeur 24 au réservoir 22; et - un conduit 31, qui relie le conduit de refoulement 27 au réservoir 22 et sur lequel est placé le clapet de décharge taré 25. Les trois positions du distributeur 24 correspondent: - la première position, aux mises en communication des conduits 27 et 28, et, des conduits 29 et 30; - la deuxième position, à l'obturation des conduits 28 et 29, et à la mise en communication des conduits 27 et 30; et - la troisième position, aux mises en communication des conduits 27 et 29, et des conduits 28 et 30. Par ailleurs, le vérin est placé à l'intérieur d'une flèche télescopique à trois tronçons, l'axe 32 du vérin coïncidant sensiblement avec l'axe de cette flèche. -- Celle-ci est constitué par un premier tronçon interne 33, un deuxième tronçon intermédiaire 34 et un troisième tronçon externe 35, montés coulissants, le premier tronçon 33 à l'intérieur du deuxième tronçon 34, dans lequel il pénètre par une ouverture 34a, et le deuxième tronçon 34 à l'intérieur du troisième tronçon 35, dans lequel il pénètre par une ouverture a. Des organes de coulissement, galets ou patins de glissement, rendent possibles ces coulissements. Il s'agit, dans La réalisation décrite, des galets 36 et 37, montés à l'intérieur du deuxième tronçon 34 et du troisième tronçon 35, respectivement, à proximité de leurs ouvertures respectives, et des galets 38 et 39, montés à l'extérieur du premier tronçon 33 et du deuxième tronçon 34, respectivement, à proximité de leurs fonds respectifs, opposés aux ouvertures 33a et 34a de ces tronçons. A noter que les fonds 3 et 8 des premier (1) et deuxième (7) cylindres sont prolongés par des voiles, qui sont fixes (3a, 8a) aux extrémités internes des premier (33) et deuxième (34) tronçons de la flèche télescopique et constituent les fonds de ces tronçons respectifs. Enfin, à l'opposé de son ouverture 35a, le troisième tronçon 35 est fermé par un fond 40, sur lequel est fixée (41) l'extrémité de la tige de piston 12. La section S10 de la deuxième grande chambre 10 est, dans la réalisation décrite, égale à la section S6 de La première petite chambre 6. Du fait que ces deux chambres sont en communi- cation permanente entre elles, et avec aucune autre chambre, le volume de fluide qui sort de l'une de ces deux chambres (ou qui y pénètre) est nécessairement reçu dans l'autre chambre (ou en sort). Lorsque les sections S10 et S6 sont égales, cela implique que le deuxième cylindre 7 se déplace par rapport au deuxième piston 9 à la même vitesse et simultanément au déplacement du premier cylindre 1 par rapport au premier piston 4. On obtient donc également les sorties ou les rentrées simultanées et à la même vitesse du premier tronçon 33 de La flèche par rapport au deuxième tronçon 34, et du deuxième tronçon 34 par rapport au troisième tronçon 35, ce qui est souhaitable pour l'application décriteaux flèches télescopiques de grue. Les courses relatives C 33/34 et C 34/35 du premier tronçon 33 par rapport au deuxième tronçon 34, et du deuxième tronçon 34 par rapport au troisième tronçon 35 sont en outre égales. Mais on comprend bien qu'il suffit de modifier le rapport des sections S6/S10, pour, par exemple, si la section S6 était égale à la moitié de la section S10 IS6 = (S10) x 0,5?, obtenir une vitesse de sortie, et une course, du premier tronçon 33 par rapport au deuxième tronçon 34, égales à deux fois la vitesse de sortie, et la course du deuxième tronçon 34 par rapport au troisième tronçon 35. La commande proprement dite du télescopage est la suivante: - pour la sortie des tronçons les uns par rapport aux autres, et l'extension de la flèche, on place le distributeur 24 dans sa première position: le fluide refoulé par la pompe 23 emplit la première grande chambre 5; le premier piston 4 se rapproche du fond 3 du premier cylindre 1; le fluide contenu dans la première petite chambre 6 est chassé hors de cette chambre et va emplir la deuxième grande chambre 10; le deuxième piston 9. se rapproche du fond 8 du deuxième cylindre 7; et le fLuide contenu dans La deuxième petite chambre 11 en est chassé et, par les quatrième 19 et troisième conduits 18, et le conduit 29, retourne au réservoir 22; - pour la rentrée des divers tronçons et la rétraction de la flèche, la mise en place du distributeur 24 dans sa troisième position provoque les déplacements inverses de ceux décrits en ce qui concerne la sortie de ces tronçons. L'invention n'est pas limitée à la réalisation décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Vérin multiple à au moins trois éléments montés coulissants les uns par rapport aux autres, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier cylindre (1); - un premier piston (4), qui est monté coulissant à l'intérieur du premier cylindre et qui y délimite une première grande chambre (5), de grande section utile (S5), et une première petite chambre (6), de petite section utile (S6); - un deuxième cylindre (7), qui est solidaire du premier piston (4) et qui traverse un fond (3) du premier cylindre délimitant la première petite chambre (6); - un deuxième piston (9), qui est monté coulissant à l'intérieur du deuxième cylindre (7) et qui y délimite une deuxième grande chambre (10), de grande section utile (S10), et une deuxième petite chambre (11), de petite section utile (Sll); - une tige de piston (12), qui est solidaire du deuxième piston (9) et qui traverse un fond (8) du deuxième cylindre (7) délimitant la deuxième petite chambre (11); et, - un premier passage (13), qui réalise la communication permanente entre la première petite chambre (6) et la deuxième grande chambre (10); et, en ce que la première grande chambre (5) et la deuxième petite chambre (11) sont susceptibles d'être reliées, sélectivement (24), à un dispositif (23) d'alimentation en fluide sous pression et à un échappement (22) de fluide sans pression, et inversement, respectivement, par des deuxième et troisième passages. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième passage est constitué par un premier conduit (14), qui est solidaire du premier piston (4), traverse (15) ce premier piston, débouche dans la première grande chambre (5) et est monté à coulissement télescopique étanche par rapport à un deuxième conduit (16) qui, lui, est solidaire du deuxième piston (9), traverse (17) ce deuxième piston et débouche dans la deuxième grande chambre (10). 3. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que Le deuxième conduit (16) est disposé à l'intérieur de la tige de piston (12). 4. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le troisième passage est constitué. par un troisième conduit (18), qui est ménagé dans la tige de piston (12), se prolonge (19) à l'intérieur du deuxième piston (9) et débouche dans la deuxième petite chambre (11). 5. Flèche télescopique comportant un premier tronçon (33), interne, un deuxième tronçon (34), intermédiaire, à l'intérieur duquel le premier tronçon (33) est monté coulissant, et un troisième tronçon (35), externe, à l'intérieur duquel le deuxième tronçon (34) est monté couLissant, caractérisée en ce qu'un vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 y est monté, longitudinaLement (32) à l'intérieur des trois dits tronçons, le premier cylindre (1) étant solidaire (3a) du premier tronçon (33), le deuxième cylindre (7) étant solidaire (8a) du deuxième tronçon (34) et la tige de piston (12) étant solidaire (41-40) du troisième tronçon (35). 6. Flèche selon la revendication 5, caractérisée en ce que le premier cylindre (1) est fixé (3a) sur l'extrémité interne du premier tronçon (33) , le deuxième cylindre (7) est fixé (8a) sur l'extrémité interne du deuxième tronçon (34) et la tige de piston (12) est fixée (41) sur la partie (40) du troisième tronçon (35), qui est opposée à l'ouverture axiale (35a) de ce troisième tronçon par laquelle pénètre le deuxième tronçon (34).