Brevet FR2699256A1 — publié le 19940617

La présente invention concerne un support téles- copique autoverrouillable permettant de régler aisément le niveau de maintien d'une charge. De nombreux dispositifs mettent en oeuvre des sup- ports télescopiques pour régler ou modifier le niveau d'un objet C'est notamment le cas dans l'ameublement, des sièges réglables en hauteur, des tables à niveau réglable Il existe de nombreux mécanismes pour assurer le déplacement, le réglage et le blocage au niveau désiré de l'objet; certains d'entre eux comportent une colonne télescopique avec des moyens pour déplacer l'un des éléments qui est solidaire de la charge par rapport à l'autre élément qui est généralement équipé d'un socle Ces moyens sont du type vérin pneumatique ou à vis notamment pour les sièges Qu'il s'agisse de vérins à vis ou pneumatiques, ces dispositifs comportent des organes à actionnement manuel soit pour engendrer le mouvement, soit pour actionner un organe de verrouillage. Par la présente invention, il est proposé un dis- positif du genre support télescopique pour supporter une charge (qui peut être une table, un siège ou tout autre mobi- lier d'habitation ou de bureau) dans lequel le verrouillage de la position de la charge au niveau choisi est obtenu auto- matiquement, en se dessaisissant de celle-ci, sans avoir recours à des moyens de manoeuvre ou de verrouillage. Plus précisément, l'invention a pour objet un sup- port télescopique autoverrouillable pour une charge, compre- nant un corps de vérin, dans lequel un piston est monté à coulisserent étanche et définit une chambre à volume variable, l'un des éléments corps-piston étant solidaire de la charge, l'autre étant fixe Selon la caractéristique principale de l'invention, la chambre est reliée à un réservoir de fluide par un conduit équipé d'un organe d'interruption mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture du conduit, la position d'ouverture établissant la communi- cation de la chambre avec le réservoir au travers d'une section calibrée, l'organe mobile étant soumis à deux forces antagonistes, l'une de rappel dans sa position d'ouverture, l'autre de rappel dans sa position de fermeture, cette der- nière étant engendrée par la pression régnant dans la chambre à volume variable, la force de rappel à l'ouverture étant in- férieure à la force de rappel à la fermeture engendrée par la pression régnant dans la chambre sous l'effet du poids total de la charge quelle que soit la position de l'organe d'obtu- ration. Dans un premier mode de réalisation, l'organe d'in- terruption est constitué par un tiroir de distributeur dont une extrémité est soumise à l'effet d'un ressort de rappel dans sa position d'ouverture et dont l'autre extrémité est soumise à l'effet de la pression de la chambre de volume varia- ble, rappelant le tiroir dans sa position de fermeture. De manière préférée, la section calibrée est ména- gée dans le tiroir du distributeur Elle peut cependant être placée n'importe o sur le conduit reliant la chambre au réservoir. Dans un second mode de réalisation, l'organe d'obtu- ration est un clapet mobile par rapport à un siège fixe et la section calibrée est constituée par la section d'écoule- ment du fluide délimitée par le siège et le clapet dans la position d'ouverture de ce dernier. De manière préférée, le clapet est porté par le piston, le réservoir étant constitué par la partie d'enceinte située au-dessus du piston. Dans une variante simple, le clapet est un corps pesant et la force de rappel du clapet dans sa position d'ou- verture est constituée par l'attraction de la pesanteur (diminuée de la poussée d'Archimède, notamment lorsque le fluide est un liquide). Dans une autre variante, le clapet est constitué par une lame élastique formant obturateur pour un orifice du piston, normalement écartée de cet orifice. De manière préférée, la chambre et le réservoir sont ménagés dans le corps de vérin de part et d'autre du pistnn,ce dernier étant équipé du conduit calibré et de l'or- gane d'interruption et étant porté par une tige traversante s'étendant dans la chambre et dans le réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description donnée ci-après de plu- sieurs exemples de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels: C la figure 1 est un schéma d'un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une variante de la figure 1, la figure 3 illustre un second mode de réalisa- tion de l'invention, les figures 4 et 5 sont des vues schématiques partielles de premières variantes de ce second mode de réali- sation, les figures 6 et 7 sont des vues schématiques d'autres variantes de réalisation de l'invention. Le support de charge selon l'invention, tel qu'il est schématiquement représenté à la figure 1, comprend un corps de vérin 1 dans lequel coulisse de manière étanche un piston 2 Ce piston délimite donc à l'intérieur du corps 1 une chambre 3 de volume variable qui est reliée par un conduit 4 à un réservoir 5 de fluide. Le conduit 4 est équipé d'un organe d'obturation 6 ici représenté sous la forme d'un tiroir 7 de distributeur. L'une des extrémités 7 a de ce tiroir est soumise à l'effet d'un ressort de rappel 8 tendant à placer le tiroir mobile dans sa position d'ouverture du conduit 4 L'autre extrémité 7 b de ce tiroir est logée dans une chambre de pilo- tage 9 reliée par un conduit 10 à la chambre de volume varia- ble 3. En l'absence de pression de pilotage, l'effet du ressort 8 est prépondérant et le tiroir ouvre le conduit 4. On a schématiquement représenté en il une restriction sur la partie du conduit 4 interne au tiroir du distributeur Cette restriction (ou section calibrée) crée une limitation de débit dans le conduit 4 quand le fluide est chassé de la chambre 3 sous l'effet de la charge C Cette restriction est calculée de manière que, si on laisse la charge totalement appliquée sur le piston 2, il se crée instantanément une contre-pression dans la chambre 3 qui se transmet à la chambre de pilotage 9 et qui conduit à la fermeture du conduit 4 Ainsi pour que cette charge C puisse descendre avec le piston 2, convient-il de la soulager S'il s'agit par exemple d'un plateau de table, l'utilisateur soulève légèrement le plateau de sorte que la pression dans la chambre 3 diminue voire disparaisse Le tiroir 7 est alors repoussé dans sa position d'ouverture du conduit 4 et le fluide de la chambre 3 peut s'échapper, pourvu que le plateau soit toujours soulagé par l'utilisateur pen- dant la descente du piston pour empêcher une augmentation de la pression dans cette chambre Au niveau désiré, l'utilisa- teur lâche le plateau qui s'immobilise instantanément du fait de l'accroissement brutal de pression dans la chambre 3 qui fait changer d'état le distributeur 6 On remarquera que quelle que soit la charge supplémentaire appliquée au piston 2, la chambre reste fermée. L'élévation du plateau par l'utilisateur n'est pas entravée puisque l'action de ce dernier fait chuter la pres- sion dans la chambre 3, en y créant une dépression qui ouvre le conduit 4 par lequel la chambre peut être alimentée La restriction 11 pouvant constituer un frein à cette élévation, on peut installer une dérivation 4 a du conduit 4 possédant un clapet 12 unidirectionnel dont le sens passant est du réservoir 5 vers la chambre 3. Le tarage du ressort 8 sera déterminé en fonction de la charge à supporter et de la sensibilité souhaitée du dispositif Si le ressort 8 est assez puissant, il suffira d'un léger soulagement de la charge pour autoriser une descente De même, la restriction 11 sera judicieusement établie en fonction de la vitesse maximum de descente que l'on souhaitera obtenir. La variante représentée à la figure 2, sur laquel- le on retrouve certains des éléments déjà décrits avec les mêmes références, illustre une disposition dans laquelle la restriction 1 l est placée sur le conduit 4, à l'extérieur du distributeur 6 avec, à ses bornes, le clapet unidirectionnel 12 Cette restriction est ici réglable de manière à pouvoir procéder aux ajustements nécessaires à l'obtention d'un bon fonctionnement du dispositif. Le dispositif représenté à ces figures ne fonction- ne que si le fluide est un liquide On verra ci-après une variante de réalisation adaptée à un fluide gazeux. Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté par trois variantes, aux figures 3, 4 et 5 A la figure 3, le piston 32 est creux et comporte à son extrémité plongeant dans le corps 1 un orifice 33 pourvu d'un clapet de fermeture 34 tourné vers la chambre 3 de l'enceinte 1 Les bords de cet orifice 33 forment le siège du clapet 34 dans sa position de fermeture Le clapet est ici constitué par un corps pesant qui, en cas d'égalité de pression entre la cham- bre 3 et le volume intérieur du piston 32 (ou en cas de pression dans la chambre 3 inférieure à celle régnant dans le piston 32) est éloigné de son siège d'une distance déterminée (par exemple par une butée arrière 34 a qui retient le clapet en prenant appui sur les bords de l'orifice 33 à l'intérieur du piston) qui définit la section de passage du fluide de la chambre 3 vers le piston 32 Cette section de passage joue le même rôle que la restriction 11 des réalisations précéden- tes, c'est-à-dire créer une augmentation de pression dans la chambre 3 quand le débit de fluide déplacé par l'enfoncement du piston 32 dans la chambre 3 est supérieur à celui que peut laisser librement s'écouler cette section calibrée. Si tel est le cas, le clapet est soumis à une pres- sion différentielle dont la résultante R est opposée à l'at- traction P de la pesanteur (corrigée de la poussée d'Archimède si celleci n'est pas négligeable, en cas de fluide liquide par exemple) et lorsqu'elle la surmonte dép lace le clapet 34 en direction de son siège La communication entre la chambre 3 et le volume intérieur du piston 32 est alors interrompue et le piston est immobilisé. Cette condition est remplie sous l'effet de la charge C Si on veut que le piston descende néanmoins, il convient de soulager cette charge jusqu'à obtenir une résultan- te R qui devienne inférieure à l'attraction P Dans ces condi- tions, le clapet 34 est à nouveau ouvert et le fluide peut s'écouler au travers de l'orifice 33 On prendra garde, pour la réalisation de ce clapet, aux effets d'entraînement du clapet 34 vers son siège dûs à l'écoulement du fluide La descente de la charge doit donc être accompagnée par un allé- gement que l'utilisateur doit exercer sur celle-ci. Pour élever cette charge, il suffit simplement de la tirer vers le haut, Dans ces conditions, le clapet s'ouvre et est maintenu ouvert tant que dure l'action de levage Dès que l'utilisateur relâche la charge, le clapet se ferme et la charge s'immobilise instantanément. La variante de la figure 4 concerne un clapet 35 constitué par une lame élastique qui, en position de repos, délimite une section restreinte calculée de passage en amont de l'orifice 33 pour le fluide s'écoulant de la chambre 3 vers le piston 32 A cet effet, la lame peut, dans cette position, reposer sur une butée 35 a qui détermine la section restreinte. Cette lame élastique peut donc être plaquée sur l'orifice 33 si la pression qu'elle subit sur sa face tournée vers la chambre 3 est supérieure à celle tournée vers l'orifice d'une valeur suffisante pour surmonter l'effet ressort de cette lame. L'avantage d'une telle disposition par rapport à la précéden- te réside dans le fait que le dispositif n'a pas à être obligatoirement vertical pour contrôler le mouvement vertical d'une charge à laquelle il serait relié par un jeu de leviers de renvoi A cette figure 4 on a également représenté le canal de by-pass 4 a avec son clapet unidirectionnel 12. On trouvera à la figure 5 une variante des deux réalisations précédentes dans laquelle le clapet 36 est main- -tenu écarté de son siège par un ressort 37 Ce clapet possède des moyens de réglage de la valeur maximale de la distance le séparant de son siège Ceux-ci sont schématiquement représen- tés par une tige 38 équipée d'un oeillet 39 oblong à son extrémité opposée au clapet, la longueur de la tige étant réglable par vissage plus ou moins prononcé de l'oeillet sur la tige. Les figures 6 et 7 illustrent deux autres variantes de réalisation de l'invention dans lesquelles le réservoir 5 est incorporé dans le corps de vérin, Dans ces deux figures, le piston 2 partage donc le corps 1 du vérin en une chambre 3 et le réservoir 5 Le piston 2 est à tige traversante de sorte que son mouvement dans le corps 1 se traduise par un simple transfert de volume entre la chambre 3 et le réservoir 5 Le dispositif est complètement étanche vis-à- vis de l'extérieur rempli d'un fluide (liquide ou gazeux) sous pression ou non Il peut être livré sous forme d'une cartou- che réglée en usine à insérer dans un piètement Dans le cas d'un fluide gazeux, la pression sera suffisamment élevée pour que le gaz ait perdu une grande partie de sa compression élastique à l'égard de la charge afin d'être suffisamment raide au blocage. A la figure 6 la charge C est attelée à la tige du piston, le corps 1 du vérin restant fixe (solidaire par exemple d'un piètement) A la figure 7 la charge est solidai- re du corps 1 du vérin, le piston étant fixe solidaire du piètement On notera dans ce cas qu'il est avantageux de pré- voir un clapet 35 à lame plutôt qu'un clapet pesant 34 comme à la figure 6 La variante de la figure 7 peut en outre fonctionner dans toute position, pour se bloquer contre un effort mobile avec une vitesse au moins égale à celle attein- te par la charge C sous l'effet de la pesanteur quand le canal 3 est ouvert. L'invention n'est pas limitée aux différents clapets décrits ci-dessus, mais couvre également ceux qui pourraient remplir les mêmes fonctions. On notera, pour ce qui concerne les réalisations de l'invention mettant en oeuvre un fluide liquide, que le réservoir ou le piston creux seront pourvus d'un évent permet- tant le remplissage, la vidange de leur volume intérieur, et le maintien à la pression atmosphérique de la surface libre du liquide Cet évent pourra recevoir un bouchon pour éviter les fuites lors du transport de l'appareil, et être équipé d'un obturateur automatique afin d'éviter un écoulement de liquide si ce dernier parvient à son niveau. L'application la plus simple de l'invention réside dans une colonne télescopique supportant directement la charge mais on peut incorporer ce dispositif dans un mécanis- me plus compliqué avec des systèmes de leviers de renvoi qui transmettraient tout ou partie du poids de la charge au sup- port selon l'invention Dans la mesure o une partie seule- ment du poids de la charge serait transmise au support, il serait intéressant de prévoir à cet endroit des moyens de préhension pour l'utilisateur lorsqu'il a à soulever ou soula- ger cette charge. L'un des avantages de l'invention réside dans la simplicité de sa construction, et dans la sécurité de son fonctionnement En effet, aucune partie n'est mise sous forte contrainte non équilibrée, contrairement à la plupart des dispositifs à vérins connus. REVENDICATIONS 1 Support télescopique autoverrouillable pour une charge, comprenant un corps de vérin ( 1) dans lequel un pis- ton ( 2) est monté à coulissement étanche et définit une cham- bre ( 3)de volume variable, l'un des éléments corps de vérin- piston étant solidaire de la charge, l'autre étant fixe, carac- térisé en ce que la chambre ( 3) est reliée à un réservoir ( 5) de fluide par un conduit ( 4) équipé d'un organe d'interrup- tion ( 7) mobile entre une position d'ouverture et une position de fermeture du conduit, la position d'ouverture établissant la communication de la chambre ( 3) avec le réservoir ( 5) au travers d'une section calibrée ( 11), l'organe mobile étant soumis à deux forces antagonistes, l'une de rappel dans sa position d'ouverture, l'autre de rappel dans sa position de fermeture, cette dernière étant engendrée par la pression régnant dans la chambre à volume variable ( 3), la force de rappel à l'ouverture étant inférieure à la force de rappel à la fermeture engendrée par la pression régnant dans la chambre sous l'effet du poids total de la charge (C) quelle que soit la position de l'organe d'interruption ( 7). 2 Support selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'interruption est constitué par un tiroir ( 7) de distributeur ( 6) dont une extrémité ( 7 a) est soumise à l'effet d'un ressort de rappel ( 8) dans sa position d'ou- verture et dont l'autre extrémité ( 7 b) est soumise à l'effet de la pression de la chambre de volume variable ( 3). 3 Support selon la revendication 2 caractérisé en ce que la section calibrée ( 11) est ménagée dans le tiroir ( 7) du distributeur ( 6). 4 Support selon la revendication 2 caractérisé en ce que la section calibrée ( 11) est ménagée en dehors du distributeur ( 6), sur le conduit ( 4) reliant la chambre au réservoir. Support selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'obturation est un clapet mobile ( 34,35, 36) par rapport à un siège fixe et en ce que la section cali- brée est constituée par la section d'écoulement du fluide délimitée par le siège et le clapet ( 34, 35, 36) dans la posi- tion d'ouverture de ce dernier. 6 Support selon la revendication 5 caractérisé en ce que le clapet ( 34, 35, 36) est porté par le piston ( 32), le réservoir étant constitué par un volume intérieur de ce piston ( 32) qui est creux. 7 Support selon la revendication 6 caractérisé en ce que la force de rappel (P) du clapet dans sa position d'ouverture est engendrée par l'attraction de la pesanteur sur le clapet ( 34), mobile verticalement par rapport au pis- ton et pesant à cet effet. 8 Support selon la revendication 6 caractérisé en ce que la force de rappel du clapet dans sa position d'ouver- ture est engendrée par un ressort ( 37) attelé entre le piston ( 32) et le clapet ( 36). 9 Support selon la revendication 6 caractérisé en ce que le clapet est constitué par une lame souple élastique ( 35) formant obturateur pour un orifice ( 33) du piston, normalement écartée de cet orifice. Support selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes caractérisé en ce que le réservoir ( 5) est constitué par le volume du corps de vérin ( 1) situé à l'opposé du piston par rapport à la chambre ( 3), le piston ( 2) étant traversé par le conduit ( 4) de section calibrée et comportant l'organe ( 34,35) d'interruption. 11 Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que le piston ( 2) oppose en regard de la chambre ( 3) et en regard du réservoir ( 5) une surface identique.