Brevet FR2876757A1 — publié le 20060421

Vérin, de préférence double effet, à amortisseur de fin de course La présente invention concerne un vérin, de préférence double effet, à 5 amortisseur de fin de course. De nombreux vérins, en particulier hydrauliques, sont équipés aujourd'hui d'un dispositif qui permet de freiner la vitesse de déplacement du piston du vérin à, ou au voisinage de, sa position de fin de course et ce jusqu'à sa position de fin lo de course. De tels amortisseurs de fin de course équipent des vérins du type comprenant un corps de vérin logeant un piston d'actionnement d'une tige de vérin. Le corps de vérin est muni d'au moins un conduit d'évacuation de fluide. Ce conduit d'évacuation de fluide est généralement disposé dans une tête de vérin obturant l'une des chambres, dite chambre de pression ou grande chambre du corps de vérin. La tête de vérin est généralement équipée d'un gicleur déposé en sortie du conduit d'évacuation de fluide. Ce gicleur est généralement vissé à l'extrémité du conduit d'évacuation de fluide débouchant dans la chambre de pression. Le corps de piston est quant à lui équipé d'un logement destiné à venir coiffer le gicleur au fur et à mesure du déplacement du piston en direction de la tête de vérin. Lorsque le gicleur est logé au moins partiellement dans le logement du piston, l'évacuation de fluide s'opère à travers le corps du gicleur après écoulement du fluide à l'intérieur d'un passage délimité entre le corps du piston et le corps du gicleur. Une telle solution pose différents problèmes. Tout d'abord, dès qu'un défaut d'alignement survient entre le piston et le corps du vérin, le logement du piston ne vient plus coiffer le gicleur de manière telle que le gicleur est centré à l'intérieur dudit logement et un risque de coincement du piston survient. En outre, lors de l'alimentation en fluide de la chambre de pression qui s'opère par le conduit d'évacuation, le fluide doit obligatoirement passer par le corps du gicleur puis par le passage qui s'étend entre corps et logement. Du fait du faible niveau d'alimentation en fluide qui en résulte, on constate des problèmes de cavitation. De ce fait, cette solution a jusqu'à présent été abandonnée. Il est également connu un vérin incorporant un amortisseur de fin de course réalisé sous forme d'un obturateur équipant le piston du vérin. Cet obturateur s'applique au voisinage de la fin de course du vérin contre un siège débouchant dans un premier conduit d'évacuation de fluide. Cet obturateur est monté coulissant dans le corps de piston avec interposition d'un ressort de compression autorisant la course totale du piston dans le corps du vérin. A l'état obturé, la vidange de la chambre de pression s'effectue par l'intermédiaire d'un second conduit d'évacuation calibré de manière à freiner la vitesse de io déplacement du piston jusqu'à sa position de fin de course. Ce second conduit est ménagé en parallèle du premier conduit d'évacuation de fluide au niveau de la tête de vérin et débouche dans la chambre de pression. Cette solution présente divers inconvénients. On peut constater tout d'abord des colmatages du second conduit d'évacuation de fluide en raison des faibles dimensions de ce conduit. Par ailleurs, lorsqu'on souhaite modifier le réglage de la vitesse de déplacement du piston au voisinage de sa position de fin de course, il est nécessaire de changer la tête de vérin. Un but de la présente invention est donc de proposer un vérin avec amortisseur de fin de course du type précité dont la conception permet une facilité de réglage de la vitesse de déplacement du piston au voisinage de sa position de fin de course, sans avoir à changer les pièces du vérin. Un autre but de la présente invention est de proposer un vérin à amortisseur de fin de course intégré dont la conception permet de limiter, voire de supprimer les risques de coincement du piston lors du déplacement en va-et-vient de ce dernier sans augmenter l'encombrement de l'ensemble. Un autre but de la présente invention est de proposer un vérin à amortisseur de fin de course intégré dont la conception permet de supprimer les risques de colmatage ou de bouchage du conduit d'évacuation de fluide tout en supprimant les problèmes de cavitation lors de l'alimentation en fluide de la chambre de pression. A cet effet, l'invention a pour objet un vérin, du type comprenant un corps de vérin logeant un piston d'actionnement d'une tige de vérin, ce corps de vérin étant muni d'au moins un conduit d'alimentation et d'au moins un conduit d'évacuation de fluide, ledit conduit d'évacuation de fluide étant disposé dans une tête de vérin obturant l'une des chambres, dite chambre de pression, du corps de vérin, le piston du vérin étant équipé, côté tête de vérin, d'un obturateur s'appliquant, au voisinage de la fin de course du vérin, contre un siège débouchant dans le conduit d'évacuation de fluide, cet obturateur étant io monté coulissant dans le corps du piston avec interposition d'un ressort de compression autorisant la course totale dudit piston dans le corps de vérin et le passage du fluide dans un passage calibré freinant la vitesse de déplacement du piston jusqu'à sa position de fin de course, caractérisé en ce que le corps de l'obturateur est un corps creux délimitant un canal, ce canal mettant en is communication la chambre de pression du piston avec le conduit d'évacuation de la tête de vérin à l'état appliqué de l'obturateur sur son siège de manière à limiter la vitesse de déplacement du piston, en particulier au voisinage de sa fin de course. Grâce au fait que l'obturateur est embarqué sur le corps de piston et que cet obturateur est réalisé sous forme d'un corps creux apte à délimiter un canal qui coopère à la délimitation du passage calibré, mettant en communication, la chambre de pression du piston avec le conduit d'évacuation de la tête de vérin, à l'état appliqué de l'obturateur sur son siège, il devient aisé de réduire, de manière réglable, la vitesse de déplacement du piston, en particulier au voisinage de sa fin de course sans accroître l'encombrement de l'ensemble, la conception de l'obturateur permettant un changement aisé de ce dernier pour permettre un ajustement de la vitesse de déplacement du piston en fonction des souhaits de l'utilisateur. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue partielle en coupe d'un vérin conforme à l'invention au cours de la rétraction de la tige de vérin en position non appliquée de l'obturateur contre un siège débouchant dans le conduit d'évacuation de fluide; la figure 2 représente une vue partielle en coupe d'un vérin, conforme à l'invention, en position d'application de l'obturateur, au voisinage de la fin de course du vérin, contre un siège débouchant dans le conduit d'évacuation du fluide; la figure 3 représente une vue partielle en coupe d'un vérin conforme à l'invention en position de fin de course du vérin, à l'état appliqué de l'obturateur sur son siège; la figure 4 représente une vue partielle en coupe du vérin, dans une position voisine de sa position de fin de course, lors du début de l'alimentation en fluide de la chambre de pression pour permettre la sortie de la tige du vérin et la figure 5 représente une vue partielle en coupe du vérin conforme à l'invention. Comme mentionné ci-dessus, le vérin 1, objet de l'invention, comprend un corps 2 de vérin logeant un piston 3 d'actionnement d'une tige 4 de vérin. Ce corps 2 de vérin est muni d'au moins un conduit 5 d'alimentation et d'au moins un conduit 6 d'évacuation de fluide. Dans les exemples représentés, le conduit 6 d'évacuation de fluide est disposé dans une tête 9 de vérin obturant l'une des chambres 7, 8, dite chambre 8 de pression, du corps 2 de vérin. Cette chambre 8 de pression peut encore être appelée chambre de poussée du piston du vérin. L'alimentation en fluide de cette chambre 8 commande la sortie de la tige du vérin. A l'inverse, la vidange de cette chambre provoque une rentrée de la tige du vérin. Pour les vérins double effet, le piston permet de délimiter deux chambres, appelées respectivement grande et petite chambres, chaque chambre étant munie d'un conduit d'alimentation en fluide et d'une conduite d'évacuation de fluide. On peut également imaginer une solution dans laquelle le vérin serait un vérin simple effet, la chambre de pression étant apte à être alimentée et à être vidangée en fluide, un ressort étant positionné dans l'autre chambre, ce ressort tendant à rappeler le piston dans une position de fin de course correspondant à une position de rétraction de la tige 4 de vérin. Il est également possible d'imaginer une solution exempte de ressort, la rétraction de la tige étant obtenue par le poids de la charge, dans le cas notamment d'un vérin de levage. i0 Le piston 3 du vérin est quant à lui équipé, côté tête 9 de vérin, d'un obturateur s'appliquant, au voisinage de la fin de course du vérin 1, contre un siège 11 débouchant dans le conduit 6 d'évacuation de fluide. Cet obturateur 10 est monté coulissant dans le corps du piston 3 et en particulier dans le corps de la tige du vérin lorsque la tige traverse le piston 3 et constitue une partie du piston 3. Cet obturateur 10 est chargé par ressort 12 et est positionné axialement à l'intérieur du corps de vérin pour être en disposition axiale avec la tige 4 de vérin. Le ressort 12 se comprime à l'intérieur du logement 13 ménagé dans le corps de piston, au fur et à mesure du déplacement du piston 3 en direction de sa position de fin de course, à l'état appliqué de l'obturateur contre le siège du conduit 6 d'évacuation de fluide. A l'état appliqué de l'obturateur contre le siège 11 du conduit 6 d'évacuation de fluide, lors du déplacement du piston 3 jusqu'à sa position de fin de course correspondant à sa position d'application contre la tête 9 de vérin, le fluide ne peut plus s'écouler directement de la chambre 8 de pression vers le conduit 6 d'évacuation de fluide. Il emprunte alors un passage calibré dont une partie est constituée par un canal 14 délimité par le corps de l'obturateur 10. Ce corps se présente en effet sous forme d'un corps creux qui délimite le canal 14. Ce canal 14 permet ainsi la mise en communication de la chambre 8 de pression du piston 3 avec le conduit 6 d'évacuation de la tête 9 de vérin à l'état appliqué de l'obturateur 10 sur son siège 11. Pour atteindre ce canal 14, le fluide emprunte un passage 19 ménagé entre le corps de l'obturateur et son logement dans le piston. Ce passage 19, qui sera décrit ci- après, constitue une section de passage calibrée et permet donc l'amenée du fluide depuis la chambre 8 jusque dans le canal 14. Le canal 14 communique avec le conduit 6 d'évacuation de fluide et permet, par évacuation du fluide, la vidange de la chambre 8. Le canal 14 est de dimension inférieure, en particulier de section de passage inférieure au conduit 6 d'évacuation du fluide. Dans les exemples représentés, ce canal 14 de l'obturateur est constitué par un ajutage 14a axial traversant et des ajutages 14b radiaux du corps de l'obturateur 10. io Pour éviter les phénomènes de cavitation, on constate que le conduit 6 d'évacuation de fluide de la chambre 8 de pression, ménagé dans la tête 9 de vérin, constitue en outre le conduit 5 d'alimentation en fluide de ladite chambre 8 de pression. Ainsi, lorsque la chambre 8 de pression du vérin est réalimentée en fluide, comme l'illustre la figure 4, la partie de l'obturateur, destinée à s'appliquer sur le siège 11 du conduit 6 d'évacuation, s'écarte de ce dernier sous l'effet de la pression et autorise ainsi directement le passage du fluide du conduit 5 dans la chambre 8 de pression, sans passage par l'obturateur 10, pour entraîner le piston dans une direction correspondant à la sortie de la tige du vérin. Ainsi, aucun phénomène de cavitation n'est constaté. Pour supprimer les risques de coincement lors des manoeuvres de va-etvient du piston 3, l'obturateur 10 télescopique est monté flottant à l'intérieur de son logement 13 dans le corps du piston 3. Ce montage flottant permet d'une part de délimiter le passage 19 calibré communiquant avec le canal 14 et autorisant le freinage de la vitesse de déplacement du piston, d'autre part de rectifier les défauts d'alignement qui pourraient s'exercer entre l'obturateur 10 et le corps de piston 3. Dans l'exemple représenté, le montage flottant de l'obturateur 10 dans son logement 13 est réalisé par une bague 15 montée avec jeux radial et axial dans le logement 13 du piston 3. Cette bague 15 est retenue axialement dans ledit logement 13 du piston 3 par un jonc 16. Dans un mode de réalisation plus détaillé de l'invention, le corps de l'obturateur 10 est muni, à l'une de ses extrémités, d'une excroissance 17 radiale destinée à constituer le siège d'application du ressort 12 de compression. Cette excroissance 17 forme, par appui sur l'une des faces de la bague 15, une butée de fin de course de l'obturateur 10 marquant la position extrême de sortie de son logement 13 dudit obturateur 10. La bague 15 est quant à elle logée à l'intérieur d'une portion 18 épaulée du piston 3 de vérin formant siège de ladite bague 15. Une gorge 21 est ménagée dans cette portion 18 épaulée pour le logement du jonc 16. Cette bague peut être munie en outre d'un détrompeur empêchant son montage à l'envers. Le corps de l'obturateur 10 peut présenter une génératrice conique de manière à créer un passage 19 à ouverture io variable entre le corps d'obturateur 10 et la bague 15 de guidage. On obtient ainsi une action de freinage qui s'accroît au fur et à mesure que le piston approche de sa position de fin de course. Comme cette limitation de la vitesse s'opère au voisinage de la fin de course du piston, on évite ainsi tout endommagement du piston qui viendrait, en l'absence d'amortisseur, heurter is brutalement la face de la tête 9 du vérin disposée en regard de la face de poussée du piston. Le passage 19 peut également être à ouverture constante dans le cas d'un corps d'obturateur réalisé cylindrique, l'action de freinage s'opérant alors à vitesse constante. La partie de l'obturateur 10, destinée à s'appliquer sur le siège 11 du conduit 6 d'évacuation de fluide, se présente quant à elle sous forme d'une excroissance 20 d'allure sphérique pour s'appliquer à contact étanche contre une arête ménagée dans le siège 11 du conduit 6 d'évacuation. A nouveau, cette configuration de la partie de l'obturateur 10 destinée à s'appliquer sur le siège 11 du conduit 6 d'évacuation permet de garantir une étanchéité de l'ensemble, y compris lors de défaut d'alignement entre obturateur et corps de piston. Cette excroissance 20 donne à l'obturateur une forme générale de champignon dont la tige constituerait le corps du champignon et l'excroissance 20, la tête du champignon. Le fonctionnement d'un tel vérin est le suivant. Lorsque la chambre 8 de pression du vérin est remplie de fluide, la tige de vérin est sortie. Pour permettre la rentrée de cette tige, la vidange de la chambre est commandée. A cet effet, le conduit 6 d'évacuation de fluide de la chambre 8 de pression est ouvert ou placé à l'échappement. L'ensemble tige/piston peut alors se déplacer en direction de la tête 9 de vérin obturant ladite chambre 8. Cet ensemble se déplace jusqu'à ce que la tête de l'obturateur 10 vienne s'appliquer contre le siège du conduit 6 d'évacuation de fluide. Le fluide est alors contraint de circuler depuis la chambre 8 de pression entre la bague et le corps de l'obturateur à travers le passage 19 calibré pour atteindre les ajutages radiaux 14b puis l'ajutage axial 14a ménagés dans le corps de l'obturateur 10 et disposés dans le prolongement du conduit 6 d'évacuation de fluide. Les ajutages 14a et 14b sont calibrés pour créer un débit de fuite. Le fluide s'écoule ensuite à travers le conduit 6 d'évacuation de fluide autorisant un déplacement io du piston au fur et à mesure de la vidange de la chambre. En position de fin de course du piston, dans laquelle ce dernier est appliqué contre la tête 9 du vérin, le corps de l'obturateur est logé pour l'essentiel à l'intérieur du logement 13 ménagé dans le corps de piston et le ressort est comprimé. is Lorsque l'on souhaite, à l'inverse, commander un mouvement de sortie de la tige de vérin, on alimente le conduit 6 d'évacuation de fluide qui devient alors un conduit 5 d'alimentation de fluide de la chambre 8 de pression. Cette alimentation provoque automatiquement un décollement de la tête de l'obturateur 10 du siège 11 équipant la sortie de conduit 6 d'évacuation de fluide. Le fluide s'écoule alors directement du conduit 5 d'alimentation de fluide vers la chambre 8 de pression pour provoquer un déplacement du piston dans le sens d'une sortie de la tige de vérin. Lorsqu'un nouveau réglage de la vitesse de déplacement du piston au voisinage de sa position de fin de course est souhaité, il suffit de remplacer l'obturateur équipant le piston par un nouvel obturateur dont les dimensions extérieures ont été modifiées en fonction du souhait de l'utilisateur. II devient ainsi extrêmement aisé de procéder au réglage de la vitesse de déplacement du piston au voisinage de sa position de fin de course. En outre, comme l'obturateur est monté flottant à l'intérieur de son logement, les risques d'endommagement d'un tel obturateur sont réduits. REVENDICATIONS 1. Vérin (1), du type comprenant un corps (2) de vérin logeant un piston (3) d'actionnement d'une tige (4) de vérin, ce corps (2) de vérin étant muni d'au moins un conduit (5) d'alimentation et d'au moins un conduit (6) d'évacuation de fluide, ledit conduit (6) d'évacuation de fluide étant disposé dans une tête (9) de vérin obturant l'une (8) des chambres (7, 8), dite chambre (8) de pression, du corps (2) de vérin, le piston (3) du vérin étant équipé, côté tête (9) de vérin, d'un obturateur (10) s'appliquant, au voisinage de la fin de course du vérin (1), io contre un siège (11) débouchant dans le conduit (6) d'évacuation de fluide, cet obturateur (10) étant monté coulissant dans le corps du piston (3) avec interposition d'un ressort (12) de compression autorisant la course totale dudit piston (3) dans le corps (2) de vérin et le passage du fluide dans un passage calibré freinant la vitesse de déplacement du piston (3) jusqu'à sa position de fin de course, caractérisé en ce que le corps de l'obturateur (10) est un corps creux délimitant un canal (14), ce canal (14) mettant en communication la chambre (8) de pression du piston (3) avec le conduit (6) d'évacuation de la tête (9) de vérin à l'état appliqué de l'obturateur (10) sur son siège (11), de manière à limiter la vitesse de déplacement du piston (3), en particulier au voisinage de sa fin de course. 2. Vérin (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal (14) est constitué par un ajutage (14a) axial 25 traversant et des ajutages (14b) radiaux du corps de l'obturateur (10). 3. Vérin (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'obturateur (10) télescopique est monté flottant à l'intérieur de son logement (13) dans le corps du piston (3) pour délimiter un passage (19) calibré communiquant avec le canal (14) de l'obturateur, ce montage flottant permettant de rectifier les défauts d'alignement qui pourraient s'exercer entre obturateur (10) et corps de piston (3) et ainsi supprimer les risques de coincement lors des manoeuvres de va-et-vient du piston (3) . 4. Vérin (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le montage flottant de l'obturateur (10) dans son logement (13) est réalisé par une bague (15) montée avec jeux radial et axial dans le logement (13), cette bague (15) étant retenue axialement dans ledit logement (13) par un jonc (16). 5. Vérin (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps de l'obturateur (10) est muni, à l'une de ses extrémités, d'une excroissance (17) radiale destinée à constituer le siège d'application du ressort (12), cette excroissance (17) formant, par appui sur l'une des faces de la bague (15), une butée de fin de course de l'obturateur (10) marquant la position extrême de sortie de son logement (13) dudit obturateur (10). 6. Vérin (1) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la bague (15) est logée à l'intérieur d'une portion (18) épaulée du piston (3) de vérin formant siège de ladite bague (15), une gorge (21) étant ménagée dans cette portion (18) épaulée pour le logement du jonc (16). 7. Vérin (1) selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le corps de l'obturateur (10) présente une génératrice conique de manière à créer un passage (19) à ouverture variable entre le corps 25 d'obturateur (10) et la bague (15) de guidage. 8. Vérin (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie de l'obturateur (10), destinée à s'appliquer sur le siège (11) du conduit (6) d'évacuation de fluide, se présente sous forme d'une 30 excroissance (20) d'allure sphérique pour s'appliquer à contact étanche contre une arête ménagée dans le siège (11) du conduit (6) d'évacuation. 9. Vérin selon l'une des revendications 1 à 8, Il caractérisé en ce que le conduit (6) d'évacuation de fluide de la chambre (8) de pression, ménagé dans la tête (9) de vérin, constitue en outre le conduit (5) d'alimentation en fluide de ladite chambre (8) de pression.