Brevet FR2634257A1 — publié le 19900119

VERIN A FLUIDE TELESCOPIQUE A DOUBLE EFFET. La présente invention se rapporte a un vérin à fluide télescopique à double effet comprenant plusieurs éléments coaxiaux mobiles axialement les uns par rapport aux autres, à savoir un élément extérieur fermé par un fond à une extrémité, un élément intérieur fermé à l'autre extrémité, et au moins un élément intermédiaire ouvert aux deux extrémités. La plupart des vérins télescopiques utilisés à l'heure actuelle sont du type à simple effet, ce qui est généralement suffisant dans la principale application actuelle de tels vérins télescopiques, à savoir le basculement de bennes. Dans ce cas, à la suite du basculement de la benne par alimentation en fluide sous pression du vérin, il suffit de mettre le vérin hors pression pour que le poids de la benne assure la rentrée du vérin. On a également déjà proposé des vérins télescopiques à double effet dont l'élément intérieur présente deux canaux d'alimentation et d'évacuation de fluide permettant l'un d'envoyer le fluide sous pression sur le fond de l'élément extérieur, en vue de la sortie des éléments les uns des autres, et l'autre d'envoyer le fluide, par des trous radiaux dans ltélément intérieur et dans le ou les éléments intermédiaires, dans des compartiments de rappel prévus entre les éléments, en vue de la rentrée de ces derniers les uns dans les autres. Toutefois, il peut arriver, sur un tel vérin, que lors de la sortie des éléments les uns des autres, les compartiments de rappels étant remplis de fluide, le frottement entre l'un des éléments intermédiaires et l'élément qui l'entoure soit plus grand que le frottement entre ce même élément intermédiaire et l'élément qutil entoure. De ce fait, lors de l'envoi du fluide sous pression sur le fond de l'élément extérieur, les différents éléments risquent de ne pas sortir dans le bon ordre (successivement~ de l'extérieur vers l'intérieur), l'élément entouré par cet élément intermédiaire sortant avant ce dernier.Dans ce cas, des moyens d'étanchéité de l'élément en question viennent, avant la sortie complète de ce dernier, obturer le ou les trous de passage radiaux dudit élément intermédiaire et dans des cas défavorables, peuvent à partir de là empêcher tout échappement ultérieur du fluide contenu dans le compartiment de rappel délimité par cet élément intermédiaire et l'élément qui l'entoure.De ce fait, si, par la suite, le mouvement de sortie dudit élément intermédiaire par rapport à l'élément qui l'entoure commence sous la pression du fluide d'alimentation agissant sur le fond de l'élément extérieur, le fluide enfermé dans ledit compartiment de rappel obturé est très rapidement amené à une pression nettement supérieure à la pression d'alimentation du vérin, en raison de l'effet de multiplication de pression que cet élément intermédiaire agissant en tant que piston différentiel exerce alors sur le fluide contenu dans ledit compartiment. Il peut en résulter, sur le ou les éléments entourant cet élément intermédiaire, sous l'effet de cette augmentation de pression, une déformation allant au-del de la limite élastique du matériau, qui peut provoquer une détérioration permanente dudit élément pouvant même aller jusqu'à un éclatement. La présente invention a pour objet un vérin à fluide télescopique à double effet qui, tout en étant de structure extrêmement simple, remédie avec certitude à ce risque. Le vérin à fluide télescopique à double effet suivant l'invention comprend plusieurs éléments coaxiaux mobiles axialement les uns par rapport aux autres, à savoir un élément extérieurfermé par un fond à une extrémité, un élément intérieur fermé à l'autre extrémité, et au moins un élément intermédiaire ouvert aux deux extrémités, des butées de rentrée et de sorte étant prévues sur les éléments pour limiter les mouvements axiaux relatifs des différents éléments, et des moyens d'étanchéité étant prévus entre les différents éléments, aux deux extrémités, l'élément intérieur présentant deux canaux d'alimentation et d'évacuation de fluide permettant l'un d'envoyer le fluide sous pression sur le fond de ltélement extérieur, en vue de la sortie des éléments les uns des autres, et l'autre d'envoyer le fluide sous pression, par des trous radiaux dans l'élément intérieur et dans le ou les éléments intermédiaires, dans des compartiments de rappel prévus entre les éléments, en vue de la rentrée des éléments les uns dans les autres. Suivant l'invention, chaque élément intermédiaire comprend au moins deux trous radiaux espacés axialement d'une distance très légèrement supérieure à la largeur axiale des moyens d'étanchéité prévus sur l'élément entouré par ledit élément intermédiaire à l'extrémité tournée vers le fond de l'élément extérieur. Grâce à cette caractéristique, au moins l'un des trous radiaux de l'élément intermédiaire est toujours dégagé par les moyens d'étanchéité prévus à l'extrémité, côté fond, de l'élément entouré par l'élément intermédiaire, de sorte que le fluide contenu dans le compartiment de rappel situé autour de cetélement intermédiaire peut toujours s'échapper pendant le mouvement de sortie des éléments les uns des autres, même lorsque cette sortie ne s'effectue pas dans l'ordre normal. De ce fait, l'établissement, pendant la sortie des éléments les uns des autres, d'une pression excessive dans l'un des compartiments de rappel est impossible. De préférence, l'un desdits trous dans chaque élément intermédiaire est prévu à proximité de la butée de limitation de sortie sur ledit élément et l'autre desdits trous est disposé entre ladite butée et les moyens d'étanchéité de ce même élément. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un vérin conforme à l'invention; sur les dessins la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe axiale, d'un vérin télescopique à double effet conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe axiale partielle à plus grande échelle du vérin de la figure 1, au voisinage de l'extrémité côté fond de l'élément extérieur, montrant la sortie des éléments les uns des autres dans un ordre anormal. Le vérin télescopique à double effet illustré par la figure 1 se compose d'un élément extérieur 1, d'un élément intérieur 2 et de cinq éléments intermédiaires 3, 4, 5, 6 et 7 coaxiaux, de forme générale cylindrique. L'élément extérieur 1 est formé d'un tronçon de tube 8-1 fermé à l'extrémité de gauche par un fond 9, le tronçon de tube 8-1 étant muni à l'extrémité de gauche d'une bague 10 extérieure portant deux tourillons 11 diamètralement opposés. L'élément 3 est formé d'un tronçon de tube 8-3 portant à l'extrémité de gauche intérieurement une bague de butée 13-3 et extérieurement deux joints d'étanchéité 14-3 espacés axialement, rapporté dans des gorges extérieures de manière à coopérer avec la surface intérieure de ltelement 1. A distance vers la droite des deux joints 14-3, le tronçon de tube 8-3 présente extérieurement une butée 15-3 destinée à coopter, lors de la sortie de l'élément 3 de l'élément 1 vers la droite, en fin de course avec une butée 16-1 prévue intérieurement sur une bague 17-1 qui est rapportée sur l'extrémité de droite de l'élément extérieur 1 et porte, au-delà de la butée 14, intérieurement des joints d'étanchéité non représentés coopérant avec la surface extérieure de l'élément 3. De façon analogue, l'élément 4 est formé d'un tronçon de tube 8-4 portant à l'extrémité de gauche intérieurement une bague de butée 13-4 et extérieurement deux joints d'étanchéité 14-' ainsi qu'à distance de cette extrémité une butée extérieure 15-4 coopérant avec une butée intérieure 16-3 d'une bague d'extrémité 17-3 solidaire du tronçon de tube 8-3 de l'élément 3. Les autres éléments intermédiaires 5, 6 et 7 ont la même structure générale que l'élément 4 et il n'y a donc pas lieu de les décrire en détail. L'élément intérieur 2 comprend également un tronçon de tube 8-2 qui comporte à son extrémité de droite une tête extérieure 24 munie d'un oeil d'articulation 25 et de deux raccords 26, 27 décalés de 900 l'un par rapport à l'autre. L'espace intérieur du tronçon de tube 8-2 est subdivisé par une cloison, en l'occurrence une cloison tubulaire 28, en deux compartiments 29 et 30, à savoir un compartiment extérieur 29 relié au raccord 26 et un compartiment intérieur 30 relié au raccord 27. Le compartiment 29 est obturé à l'extrémité de gauche, alors que le compartiment 30 débouche à l'extrémité de gauche sur le fond 9 de l'élément extérieur 1. La tronçon de tube 8-2 de l'élément intérieur 2 porte à son extrémité de gauche deux joints d'étanchéité 14-2 extérieurs et à distance vers la droite une butée de limitation de course 15-2 extérieure. Chacun des éléments 1, 3, 4, 5, 6 et 7 ménage, entre lui-même et l'élément 3, 4, 5, 6, 7, 2 qu'il entoure un compartiment de rappel 31-3, 31-4, 31-5, 31-6, 31-7 et 31-2 respectivement situé entre ses joints d'étanchéité de droite (non représentés) et les joints d'étanchéité 14-3, 14-4,... 14-2 de gauche de l'élément 3, 4, 5, 6, 7, 2 qu'il entoure. Tous ces compartiments de rappel communiquent les uns avec les autres et avec le compartiment 29 à l'intérieur de l'élément 2, lorsque le vérin se trouve en position rentrée comme représenté sur la figure 1, par deux cercles de trous radiaux 32-3, 32-4, 32-5, 32-6, 32-7 et 32-2 respectivement. Sur les figures i et 2, on n'a représenté qu'un seul des trous de chacun de ces deux cercles de trous.Les deux cercles de trous 32-3,... 32-2 de chacun des éléments 3, 4, 5, 6, 7, 2 sont espacés axialement l'un de l'autre d'une distance légèrement supérieure à la distance séparant extérieurement les deux joints d'étanchéité 14.4, 14.5, 14.6, 14.7, 14.2 de gauche des éléments 4, 5, 6, 7, 2, respectivement, de telle manière, comme le montre clairement la figure 2 pour les trous 32-3 de l'élément 3 et les joints d'étanchéité 14-4 de l'élément 4, les trous de chaque élément 3, 4, 5, 6, 7, 2 ne puissent jamais être obturés tous les deux par les joints 14 de l'élément qu'il entoure, respectivement 4, 5, 6, 7, 2.On reconnaît sur cette figure, en ce qui concerne les trous 32-3 de l'élément 3, que dans la position représentée les trous de droite font communiquer les compartiments de rappel 31-3 et 31-4 l'un avec l'autre, tandis que les trous de gauche font communiquer le compartiment de rappel 31-3 avec le compartiment 30 de l'élément intérieur 2. L'un des cercles de trou de chaque élément 3, 4, 5, 6, 7, 2 se trouve à proximité à droite de la butée 15-3, 15-4, 15-5, 15-6, 15-7 et l'autre se trouve à distance vers la gauche de cette butée. On va décrire ci-après le mode de fonctionnement du vérin télescopique à double effet rel qu'illustré par les figures. Pour allonger le vérin à partir de la position rentrée de la figure 1, on envoie du fluide sous pression au raccord 27, en mettant le raccord 26 à la bâche. Le fluide sous pression parvient ainsi dans le compartiment intérieur 30 de l'élément intérieur 2 et agit sur le fond 9 de l'élément extérieur 1. En admettant que la tête 24 est fixe, il en résulte un déplacement vers la gauche de l'élément 1 seul ou en combinaison avec un ou plusieurs des éléments 3, 4, 5, 6, 7, selon le frottement entre les éléments 1, 3, 4, 5, 6, 7 et 2. Si les éléments 1, 3, 4, 5, 6, 7 se dégagent vers la gauche dans cet ordre, le fluide contenu dans les compartiments 31 entre les différents éléments peut, au fur et mesure que le volume de ces compartiments diminue, s'écouler sans problème par les trous 32 jusque dans le compartiment 29 et s'échapper à la bâche par le raccord 26. Si la sortie vers la gauche des éléments 1, 3, 4, 5, 6, 7 ne s'effectue pas dans cet ordre, par exemple si le frottement entre les éléments 1 et 3 est plus important que le frottement entre les éléments 3 et 4, les éléments I et 3 se dégagent d'abord conjointement vers la gauche par rapport à l'élément 4 et il arrive un moment ou les trous 32-3 du cercle de droite de ltélément 3 se trouvent situés entre et obturés par les deux joints 14-4 de l'élément 4.En l'absence de l'autre cercle de trou 32-3 de l'élément 3, le compartiment 31-3 ne communiquerait alors plus avec le compartiment 31.4 et de là par les autres trous 32-4, 32-5, 32-6, 32-7 et 32-2 avec le compartiment 29, de sorte que le volume de fluide contenu dans le compartiment 31-3 serait emprisonné et subirait, au cours du déploiement ultérieur du vérin, une augmentation de pression brutale, ce qui pourrait provoquer une sollicitation de l'élément 1 au-del de sa limite élastique, voire un éclatement de l'élément 1.Or, par la présence des trous 32-3 du deuxième cercle de trous séparé du premier cercle de trous d'une distance supérieure à la distance extérieure entre les joints 14-4, le compartiment 31-3 communique, dès que les trous 32-3 du cercle de droite sont obturés par les joints 14-4, par l'autre cercle de trous 32-3 avec le compartiment 30 de l'élément intérieur 2 et ne se reçoit donc, dans ce cas, qu'une pression égale à la pression d'alimentation du vérin (pression régnant dans le compartiment 30). Cette pression d'alimentation ne peut en aucune manière provoquer une sollicitation excessive de l'élément extérieur 1. Après déploiement complet ou partiel du vérin, il suffit d'inverser l'alimentation en fluide sous pression du vérin, c' est-à- dire d'alimenter le raccord 26 en fluide sous pression et de mettre le raccord 27 à la bâche, pour envoyer le fluide sous pression par les trous 32 dans les compartiments de rappel 31 et ainsi faire rentrer les éléments 2, 7, 6, 5, 4 et 3 les uns dans les autres et dans l'élément extérieur 1. La présence de deux cercles de trous dans chacun des éléments 3, 4, 5, 6, 7 et 2 est d'autant plus justifiée que la largeur axiale des joints 14 est plus importante, dans la mesure où l'augmentation de pression que peut subir le fluide emprisonné dans les compartiments 31, lorsque les éléments 1, 3, 4, 5, 6, 7 et 2 ne sortent pas dans l'ordre normal lors de l'allongement du vérin, est fonction de la course sur laquelle les trous 32 d'un cercle unique de trous de chacun des éléments 3, 4, 6, 7 peuvent être obturés par les joints 14 des éléments 4, 5, 6, 7, 2, respectivement. REVENDICATIONS 1. Vérin à fluide télescopique à double effet comprenant plusieurs éléments coaxiaux mobiles axialement les uns par rapport aux autres, à savoir un élément extérieur fermé par un fond à une extrémité, un élément intérieur fermé à l'autre extrémité, et au moins un élément intermédiaire ouvert aux deux extrémités, des butées de rentrée et de sortie étant prévues sur les éléments pour limiter les mouvements axiaux relatifs des différents éléments, et des moyens d'étanchéité étant prévus entre les différents éléments, aux deux extrémités, l'élément intérieur présentant deux canaux d'alimentation et d'évacuation de fluide permettant 'un d'envoyer le fluide sous pression sur le fond de ltelément extérieur, en vue de la sortie des éléments les uns des autres, et l'autre d'envoyer le fluide sous pression, par des trous radiaux dans l'élément intérieur et dans le ou les éléments intermédiaires, dans des compartiments de rappel prévus entre les éléments, en vue de la rentrée des éléments les uns dans les autres, caractérise par le fait que chaque élément intermédiaire (3, 4, 5, 6, 7) comprend au moins deux trous radiaux (32 -3, 32-4, 32-5, 32-6, 32-7) espacés axialement d'une distance très légèrement supérieure à la largeur axiale des moyens d'étanchéité (14-4, 14-5, 14-6, 14-7, 14-2) prévus extérieurement sur l'élément (4, 5, 6, 7, 2) entouré par ledit élement intermédiaire, à l'extrémité tournée vers le fond (9) de l'élément extérieur (1). 2. Vérin suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un desdits trous (32-3, 32-4, 32-5, 32-6, 32-7) de chaque élément intermédiaire (3, 4, 5, 6, 7) est prévu à proximite de la butée de limitation de sortie (15-3, 15-4, 15-5, 15-6, 15-7) sur ledit élément et l'autre desdits trous est disposé entre ladite butée et les moyens d'étanchéité extérieurs (14-3, 14-4, 14-5, 14-6, 14-7, 14-2) de ce même élément. 3. Vérin suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque élément interoédiaire (3, 4, 5, 6, 7) comprend deux cercles de trous (32-3, 32-4, 32-5, 32-6, 32-7).