Brevet FR2709519A1 — publié le 19950310

L'invention concerne un vérin simple effet, en particulier un vérin de levage notamment pour véhicule, comprenant un piston dont la descente est commandée par la charge soulevée et/ou par le poids de la charge embarquée. La présente invention trouvera son application dans le domaine des vérins simple effet, tout particulièrement dans le domaine des vérins de levage de véhicules automobile, ferroviaire ou autre. Plus précisément, il existe, à l'heure actuelle, différents types de dispositifs de levage, notamment pour véhicules, parmi lesquels on distingue les ponts de levage, les colonnes de levage et, finalement, les vérins de levage. En fait, ces derniers sont souvent implantés dans un ouvrage aménagé dans le sol. Un tel ouvrage se présente, fréquemment, sous forme d'une tranchée autorisant une certaine mobilité de ce ou ces vérins de levage. En effet, ces vérins de levage agissent, le plus souvent, sur les essieux d'un véhicule. Or, l'écart entre essieux diffère d'un véhicule par rapport à un autre. Aussi faut-il pouvoir adapter, en conséquence, l'écartement des vérins de levage. Pour des questions de coût, mais, aussi, de sécurité, ces vérins de levage à expansion unique ou multi-expansion sont, habituellement, du type à simple effet, de sorte que leur descente soit commandée par le poids de la charge soulevée, après suppression de la pression hydraulique de levage. Cette descente est, souvent, subordonnée au déblocage d'un système de sécurité, du type à cliquet. Or, précisément, en cas d'absence de charge sur le piston ou lorsque la charge soulevée vient à reposer au sol avant même que le piston soit totalement rétracté, ce qui est notamment le cas lorsque la charge soulevée est un véhicule du type automobile, ce piston ne regagne sa position totalement effacée que sous l'action de la charge de la masse embarquée, c'est-à-dire la masse composant le piston et, éventuellement, l'outillage équipant celui-ci à son extrémité supérieure. Sachant que sous l'action d'une charge importante par exemple, d'un véhicule, la vitesse de descente du piston est volontairement limitée pour, bien sûr, éviter la chute dudit véhicule, cette vitesse devient quasiment nulle lorsque cette charge ne repose plus sur le piston. Par conséquent, avant de retirer le véhicule de dessus les vérins de levage, il faut patienter pendant un laps de temps particulièrement long sans quoi les pistons, encore en position saillante sous le véhicule, risquent d'endommager ce dernier. Finalement, cette attente représente un handicap de taille dans la mesure où l'opérateur voit son outil de travail totalement immobilisé pendant cette durée. Il convient de préciser que pour assurer le synchronisme dans le fonctionnement de ces vérins de levage, ceux-ci sont alimentés au moyen d'une seule pompe hydraulique. De plus, lors de la descente, cette pompe fonctionne à l'inverse de sorte que l'évacuation du fluide de pression des vérins s'effectue avec un même débit. Toutefois, en aucun cas, cette pompe ne doit fonctionner en cavitation, sans quoi elle se détériore rapidement. Pour cela, il est implantée, dans le circuit hydraulique, une valve fonctionnant en dépression mettant en communication la pompe avec le réservoir du fluide dès l'instant que cette pompe risque, précisément, de fonctionner en cavitation. Certains utilisateurs ont tendance à interdire le fonctionnement de la valve de sécurité précitée de manière à faire fonctionner volontairement la pompe en cavitation pour, précisément, accélérer cette descente finale des pistons de vérins de levage, lorsque ceux-ci sont déchargés du véhicule qu'ils supportaient préalablement. Bien sûr, cela conduit à un changement fréquent de la pompe et à une répercussion sensible sur le rendement de l'investissement que représentent de telles installations de levage. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en équipant un vérin simple effet d'un dispositif qui, en cas d'absence de charge susceptible d'assurer la descente du piston, soit en mesure d'assurer cette descente sous l'influence de la seule charge embarquée, ceci en modifiant les possibilités d'évacuation du fluide hydraulique de la chambre du vérin. A cet effet, l'invention concerne un vérin simple effet, en particulier un vérin de levage notamment pour véhicule, comprenant un piston dont la descente est commandée par la charge soulevée et/ou par le poids de la charge embarquée, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de régulation de la vitesse de descente du piston, se présentant sous forme d'un clapet associé à une ouverture secondaire d'évacuation de fluide aménagée au niveau du vérin, ce clapet, sous l'action de moyens de commande extérieurs, étant apte à s'ouvrir lorsque la pression hydraulique ou pneumatique dans le vérin est inférieure ou égale à une valeur seuil. En quelque sorte, l'invention a pour objectif de créer, au niveau du vérin, un canal d'évacuation du fluide qui vient s'ouvrir lorsque la pression, qui règne dans le vérin, est inférieure à une valeur seuil. Ainsi, au travers de cette nouvelle canalisation d'évacuation du fluide, l'on peut courtcircuiter le canal d'évacuation et d'alimentation standard dont la section est déterminée de manière à créer une striction suffisante à même de limiter la vitesse de descente du piston lorsque celui-ci est en charge. On peut, ainsi, obtenir une vitesse sensiblement identique de cette descente du piston lorsque celui-ci est ou non en charge. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant à un mode de réalisation qui n'est donné qu'à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins joints en annexe et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématisée d'une installation de levage comprenant des vérins de levage à simple effet équipés d'un dispositif de régulation conformément à l'invention; - la figure 2 est une vue schématisée et en coupe du dispositif de régulation - la figure 3 est une vue en coupe selon II-II de la figure 2. Telle que représentée dans la figure 1, la présente invention concerne le domaine des vérins, tout particulièrement, des vérins à simple effet, tout comme ceux intervenant dans le cadre d'installations de levage, notamment pour véhicule. En fait, la figure 1 illustre précisément, une application de cette invention à de tels vérins de levage 1 pour véhicule. Cependant, elle n'y est nullement limitée et d'autres applications sont envisageables. De même, toute la description qui va suivre s'attache à des vérins simple effet du type hydraulique. I1 est évident, à ce propos, que l'invention s'applique, également, à une solution pneumatique, les principes développés ci-dessous étant à même d'être reportés à une telle solution pneumatique. Les vérins de levage 1, simple effet, sont fréquemment implantés dans le sol 2 au niveau duquel est aménagé un ouvrage 3, tel qu'un fossé à même de les accueillir. Sous l'effet d'une pression préférentiellement hydraulique dans ce cas et communiquée au moyen d'une pompe 4, le piston 5 d'un tel vérin de levage 1 s'élève de manière à soulever un véhicule. A cet instant le fluide hydraulique 6 est prélevé d'un réservoir 7, dénommé habituellement une bâche, pour être injecté, au moyen de la pompe 4, dans la chambre du vérin de levage 1. La descente du piston 5 est commandée par la charge soulevée. Plus précisément, en l'absence de pression hydraulique communiquée par la pompe 4, le fluide hydraulique est repoussé de la chambre du vérin sous l'influence du poids de la charge reposant sur le piston 5. A noter qu'au niveau du canal 8 d'évacuation du fluide, constituant, simultanément, le canal d'alimentation, il est aménagé des strictions qui ont pour fonction de limiter la vitesse de descente du piston 5 lorsque celui-ci est en charge. Il en découle, par ailleurs, un inconvénient de taille dans la mesure où elles empêchent ou limitent de façon excessive cette descente du piston 5 lorsque celui-ci n'est pas en charge et, par conséquent, n'est soumis qu'au poids de la charge embarquée, c'est-à-dire à son propre poids et, éventuellement, au poids de l'outillage qui l'équipe. De telles strictions existent ne serait-ce que par la présence, habituellement, au niveau de l'embouchure 9 de ce canal d'alimentation et d'évacuation 8 sur le vérin de levage 1, d'une valve de sécurité 10. Celle-ci a pour fonction de refermer cette embouchure 9 au cas où le débit d'évacuation du fluide hydraulique dépasse un seuil déterminé, ce qui voudrait dire qu'il y a rupture ou disfonctionnement au niveau du réseau hydraulique. En effet, il convient de prendre toutes les précautions, notamment dans le cadre des vérins de levage, d'empêcher, suite à un tel disfonctionnement du réseau hydraulique, la chute de la charge soulevée, en raison de la descente incontrôlée du piston 5. De manière à remédier au problème de la descente du piston 5 du vérin 1 en cas d'absence de charge, ce vérin 1, du type simple effet, comporte, selon l'invention, un dispositif de régulation 11 qui, tel que représenté dans les figures 2 et 3 se présente sous forme d'au moins un clapet 12 aménagé au niveau d'une ouverture secondaire 13 usinée dans la partie inférieure du vérin 1 et communiquant avec la chambre de ce dernier. Plus précisément, ce clapet 12 est conçu de manière à s'ouvrir sous l'action de moyens de commande extérieurs 14, ceci lors de la descente du piston 5 et lorsque la pression à l'intérieur du vérin 1 est en-dessous d'une valeur seuil. En définitive, l'ouverture de ce clapet 12 a pour fonction de conduire à un débit d'évacuation du fluide hydraulique du vérin 1 supérieur à celui normalement obtenu au travers du canal 8. Toutefois, le débit d'évacuation du fluide hydraulique au travers du clapet 12 et, donc, de l'ouverture secondaire 13, peut, là encore, être limité de sorte que, pour une pression hydraulique correspondant à la valeur seuil d'ouverture du clapet 12, la vitesse de descente du piston 5 soit au plus égale à une valeur de consigne qui peut être, par exemple, la même que celle imposée en tant que vitesse maximum de descente du piston 5 lorsque celui-ci est en charge maximum. A titre d'exemple, certaines normalisations imposent que la vitesse de descente du piston 5 d'un vérin de levage 1, ceci sous l'action d'une charge représentée par un véhicule ne dépasse pas 0,15 m/s. Ainsi, la section du passage du fluide hydraulique obtenue lors de l'ouverture du clapet 12 sera de préférence déterminée de sorte que cette vitesse de 0,15 m/s ne soit pas dépassée, non plus, lorsque la pression à l'intérieur du vérin 1 atteint la valeur seuil d'ouverture de ce clapet 12. Préférentiellement, le dispositif de régulation 11 est assujetti directement au corps 15 du vérin 1 au droit de l'ouverture secondaire 13 pratiquée dans ce dernier. Plus précisément, cette ouverture 13 communique avec un évidement 16 pratiqué dans le corps 17 du dispositif de régulation 11. Dans le fond 18 de cet évidement 16 du corps 17 est usiné un ou plusieurs orifices 19 dont la section 20 est définie, avantageusement, de manière à ne pas autoriser le passage d'un débit donné de fluide hydraulique à une pression définie, correspondant, à titre d'exemple déjà mentionné cidessus, à la valeur seuil à laquelle s'ouvre le clapet 12. Dans ce fond 18 de l'évidement 16 est également aménagé un siège de clapet 21, éventuellement garni de moyens d'étanchéité 22, sur lequel peut reposer le clapet 12 en obturant le ou les orifices 19. Ce clapet 12 est guidé, axialement par rapport à son siège 21, au moyen d'un axe 23 dont il est solidaire et coulissant dans un alésage 24 usiné dans le corps 17 parallèlement à l'axe du siège de clapet 21. En fait, selon un mode de construction préférentiel, l'axe de l'alésage 24 est confondu avec cet axe du siège de clapet 21. A noter qu'à hauteur de l'extrémité 25, opposée à celle communiquant avec l'évidement 16, le ou les orifices 19 débouchent dans un collecteur 26 lequel communique avec une conduite secondaire d'évacuation du fluide hydraulique 27 reliée, avantageusement, à la bâche ou réservoir de fluide 7. L'on comprend, au vu de ce qui précède, que sous l'action d'une pression régnant dans la chambre du vérin 1 et, par conséquent, dans l'évidement 16 au travers de l'ouverture secondaire 13, le clapet 12 est maintenu en applique sur son siège 21. Cependant, tel que déjà précisé plus haut, en-dessous d'une valeur seuil de cette pression à l'intérieur du vérin 1, le clapet 12 s'ouvre. En effet, des moyens de commande extérieurs 14 repoussent, alors, ce clapet 12 du siège 21 de manière à permettre l'évacuation du fluide hydraulique au travers du ou des orifices 19. Lesdits moyens de commande extérieurs 14 peuvent être du type mécanique et/ou hydraulique et/ou pneumatique et/ou électromécanique. Dans le cadre du mode de réalisation illustré dans les dessins ci-joints, il est représenté des moyens de commande extérieurs 14 du type hydraulique. Ainsi, une pression hydraulique de pilotage agit sur l'extrémité libre 28 de l'axe 23 du clapet 12 de manière à repousser celui-ci de son siège 21. En vue d'obtenir une pression suffisante susceptible de compenser celle persistant dans le vérin 1, et, par conséquent, s'exerçant sur le clapet 12, cette extrémité libre 28 de l'axe 23 peut être équipée d'un embout 29 sous forme d'un piston de section ajustée à cet effet et à même de se déplacer dans un évidement cylindrique 30 usiné dans le corps 17 du dispositif de régulation 11. Avantageusement, la pression hydraulique de pilotage est obtenue au travers de la pompe 4 du réseau hydraulique. Plus précisément, tel qu'exposé dans la partie introductive de la présente description, cette pompe 4, lors de la commande en descente du piston 5, tourne en sens inverse en vue d'obtenir un synchronisme dans le fonctionnement de plusieurs vérins de levage 1 composant une telle installation complète. Par conséquent, cette pompe 4 délivre une pression de fluide hydraulique à même de servir en tant que pression hydraulique de pilotage du dispositif de régulation 11. L'on comprend bien que le choix de cette pression hydraulique de pilotage, tout comme la section conférée à l'extrémité libre 28 de l'axe 23 sont définis de manière à obtenir le résultat recherché, à savoir l'ouverture du clapet 12 lorsque la pression à l'intérieur du vérin 1 est au plus égale à la valeur seuil, elle-même définie, une fois pour toutes, en fonction du type d'application dudit vérin. A titre d'exemple, cette valeur seuil sera choisie de l'ordre du double de la pression obtenue au travers de la charge de la masse embarquée, c'est-à-dire de la masse du piston et, éventuellement, de l'outillage qui l'équipe à son extrémité supérieure, comme c'est souvent le cas pour des vérins de levage. Avantageusement et tel que représenté dans la figure 2, le clapet 12 peut être soumis à des moyens 31 de rappel élastique en position de fermeture de sorte qu'en position de repos, c'est-à-dire non activé par une quelconque pression hydraulique de pilotage, ledit clapet 12 soit maintenu sur son siège 21. Bien sûr, lors de la détermination de cette pression hydraulique de pilotage, tout comme la section de l'embout 29 équipant l'extrémité libre 28 de l'axe 23 correspondant au clapet 12, il conviendra de tenir compte de la raideur de ces moyens de rappel élastique 31. Tel que déjà mentionné ci-dessus, à cette pression hydraulique de pilotage peuvent se substituer des moyens de commande mécaniques, par exemple un ressort ou analogue, à même de commander l'ouverture du clapet 12 lorsque la pression à l'intérieur du vérin 1 est inférieure à une valeur seuil. De même, l'on peut retenir une solution du type électromécanique pour obtenir ce résultat. Il est cependant souhaitable que lors de la commande en montée du piston 5, ces moyens de commande extérieurs 14 sont désactivés. Dans le cadre d'une solution hydraulique, telle que décrite ci-dessus, il suffira de couper la pression hydraulique de pilotage. Celle-ci est automatiquement réduite à zéro dans le montage préconisé pour une application à des vérins de levage 1. En effet, lors de la montée du ou des pistons 5, la pompe 4, fonctionnant dans le sens normal, il lui est impossible de délivrer une pression hydraulique de pilotage. Tel que cela apparaît clairement ci-dessus, la présente invention notamment dans le cadre de son application à des vérins de levage de véhicule résout l'ensemble des problèmes rencontrés jusqu'alors dans ce domaine, lors de la commande en descente des pistons en l'absence de charge. Elle conduit, notamment à un gain de temps considérable pour l'utilisateur, puisque celui-ci évite une immobilisation inutile de son application de levage. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications, de forme, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Vérin simple effet, en particulier vérin de levage (1) notamment pour véhicule, comprenant un piston (5) dont la descente est commandée par la charge soulevée et/ou par le poids de la charge embarquée, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de régulation (11) de la vitesse de descente du piston (5), dispositif se présentant sous forme d'un clapet (12) associé à une ouverture secondaire (13) d'évacuation de fluide aménagée au niveau du vérin (1), ce clapet (12), sous l'action de moyens de commande extérieurs (14), étant apte à s'ouvrir lorsque la pression hydraulique ou pneumatique dans le vérin (1) est inférieure ou égale à une valeur seuil. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture du clapet (12) conduit à un débit d'évacuation de fluide entraînant une vitesse de descente du piston (5) au plus égale à une valeur de consigne lorsque la pression à l'intérieur du vérin (1) est égale à la valeur seuil d'ouverture dudit clapet (12). 3. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens de commande extérieurs (14) sont du type mécanique et/ou hydraulique et/ou pneumatique et/ou électromécanique. 4. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif de régulation (11) est assujetti, directement au corps (15) du vérin (1), au droit de l'ouverture secondaire (13). 5. Vérin selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'ouverture secondaire (13) pratiquée dans le vérin (1) communique avec un évidement (16) présent dans le corps (17) du dispositif de régulation (11), dans le fond (18) de cet évidement (16) étant usinés un ou plusieurs orifices (19) communiquant avec un collecteur (26) relié à une conduite secondaire d'évacuation du fluide (27), dans le fond (18) dudit évidement (16) étant défini, en outre, un siège de clapet (21) sur lequel est à même de reposer le clapet (12) en obturant le ou les orifices (19). 6. Vérin selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la section (20) du ou des orifices (19) est déterminée de manière à ne pas autoriser le passage d'un débit donné de fluide lorsque la pression à l'intérieur du vérin (1) correspondant à la valeur seuil à laquelle s'ouvre ledit clapet (12). 7. Vérin selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le clapet (12) est guidé, axialement par rapport au siège du clapet (21), au moyen d'un axe (23) dont il est solidaire et coulissant dans un alésage (24) usiné dans le corps (17). 8. Vérin selon les revendications 1 et 7, caractérisé par le fait que les moyens de commande extérieurs (14) sont du type hydraulique ou pneumatique et agissent, au moyen d'une pression hydraulique ou pneumatique de pilotage sur l'extrémité libre (28) de l'axe (23) du clapet (12). 9. Vérin selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'extrémité libre (28) de l'axe (23) est équipée d'un embout (29) sous forme d'un piston à même de se déplacer dans un évidement cylindrique (30) usiné dans le corps (17) du dispositif de régulation (11), la pression hydraulique ou pneumatique de pilotage ainsi que la section de cette extrémité libre (28) de l'axe (23) et, donc, de l'embout (29) étant déterminées de manière à obtenir l'ouverture du clapet (12) lorsque la pression à l'intérieur du vérin (1) est au plus égale à la valeur seuil. 10. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le clapet (12) est soumis à des moyens (31) de rappel élastique en position de fermeture, en applique sur le siège de clapet (21). 11. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est utilisé en tant que vérin de levage (1) dans le cadre d'une installation de levage notamment de véhicule. 12. Vérin dans le cadre d'une application selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'installation de levage comporte un circuit hydraulique muni d'une pompe hydraulique (4) à même de fonctionner à l'inverse, d'une part, pour assurer le synchronisme de la descente des pistons (5) de l'ensemble des vérins de levage (1) composant l'installation, et, d'autre part, pour délivrer une pression hydraulique de pilotage en tant que moyens de commande extérieurs (14) du clapet (12).