Brevet FR2894303A1 — publié le 20070608

La présente invention concerne un vérin hydraulique à amortissement, notamment destiné à être utilisé dans le domaine agricole afin d'assurer par exemple la mise en oeuvre de rampes de pulvérisation. On sait que les rampes de pulvérisation ont, pour des raisons d'efficacité, des envergures de plus en plus importantes permettant de traiter de larges surfaces de culture. Dans la mesure où ces rampes de pulvérisation, en dehors de leurs périodes d'utilisation sur le terrain, doivent être déplacées d'une zone de travail à une autre, et pour ce faire emprunter les voies de communications routières, on est contraint d'en diminuer la largeur en les repliant.C'est pourquoi ces rampes sont habituellement constituées d'au moins deux tronçons qui sont montés à rotation sur un cadre support solidaire d'un engin apte à assurer le déplacement de ces rampes aussi bien sur le terrain que lors de leurs périodes de transition d'un champ à un autre. Au cours des périodes de travail le cadre support de ces rampes est soumis lors de son déplacement à des variations brutales de niveau dues aux irrégularités des terrains de culture, si bien que les tronçons de rampes sont soumis à des accélérations et des décélérations importantes, notamment dans le sens horizontal. Le passage de la position repliée, ou position de transport, à la position déployée, ou position de travail, est effectué par un vérin hydraulique à double effet dont une extrémité est solidaire du cadre et l'autre extrémité est solidaire d'un élément fixe de la rampe qui est légèrement décalé vers l'extérieur par rapport au plan de celle-ci, de façon à constituer un bras de levier. Afin d'assurer l'amortissement de la rampe lors de son ouverture, on a proposé dans l'état antérieur de la technique, de doter les chambres du vérin d'un moyen d'amortissement constitué notamment d'une boule d'azote à savoir une enceinte, généralement sensiblement sphérique, qui est partagée par une membrane déformable en deux volumes, à savoir un premier volume contenant un gaz sous pression, habituellement de l'azote, et un second volume qui est en communication avec une chambre du vérin. On comprend que dès lors, sous l'effet d'une surpression, la membrane se déforme en comprimant le gaz contenu dans le premier volume ce qui crée un effet d'amortissement. Les vérins habituellement utilisés sur ces rampes nécessitent la plupart du temps des moyens d'alimentation hydrauliques complexes dès lors que l'on souhaite qu'ils soient de type amorti aussi bien dans le sens de la rétraction que dans celui de l'expansion. Par ailleurs en ce qui concerne l'aspect extérieur de ce type de vérins, ils font appel la plupart du temps à la mise en oeuvre de deux éléments d'amortissement. La présente invention a pour but de proposer un vérin hydraulique de constitution simple présentant visuellement peu de différences avec un vérin d'utilisation classique dans la mesure où il ne fait appel qu'à l'utilisation d'une seule boule d'azote tout en permettant d'amortir élastiquement tout effort brutal exercé sur son piston dans un sens ou dans l'autre, ce vérin ne nécessitant pas par ailleurs de moyens complexes d'alimentation en fluide hydraulique. La présente invention a ainsi pour objet un vérin hydraulique de type à amortissement comportant un corps longitudinal ouvert à l'une de ses extrémités de façon à recevoir à coulissement un piston dans un alésage longitudinal du corps contenant un fluide hydraulique, caractérisé en ce que . - l'alésage longitudinal est délimité en deux chambres par des moyens de butées, à savoir : - une première chambre, - une seconde chambre disposée dans le prolongement de la première, et dans laquelle un coulisseau est monté à coulissement étanche, - le piston, dont le diamètre est inférieur à celui de l'alésage, est monté à coulissement, d'une part, dans le coulisseau et, d'autre part, dans le corps, - le coulisseau et le piston sont aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre sur une longueur déterminée par deux éléments de butée du piston dont l'un est disposé en extrémité de celui-ci, - la seconde chambre est en communication avec un élément d'amortissement. Suivant l'invention les moyens d'amortissement pourront 15 être de type dit à boule d'azote . Préférentiellement l'un des moyens de butée du piston pourra être constitué par une tête disposée en extrémité de celui-ci. De même le second moyen de butée du piston pourra être constitué par un épaulement de celui-ci. 20 Enfin lesdits éléments de butée pourront être constitués par un épaulement formé par un diamètre inférieur de la première chambre par rapport à la seconde. La présente invention est particulièrement intéressante en ce qu'elle permet de réaliser un vérin hydraulique amorti 25 à la fois dans le sens de la rétraction et dans le sens de l'expansion et, qui, vu de l'extérieur, présente les mêmes qualités d'aspect et d'encombrement que les vérins hydrauliques classiques à double effet. La présente invention a également pour objet une rampe de 30 pulvérisation de type repliable comportant une structure destinée à être fixée sur un engin comprenant de part et d'autre de l'axe de déplacement de celui-ci au moins un 3 tronçon de rampe monté à pivotement autour d'un axe de la structure, sous l'action d'un vérin d'actionnement hydraulique à double effet, caractérisé en ce que le vérin d'actionnement est de type à amortissement comportant un corps longitudinal ouvert à l'une de ses extrémités de façon à recevoir, à coulissement, un piston, sous l'action d'un fluide hydraulique admis à chacune des extrémités du corps, - le corps étant creusé d'un alésage longitudinal délimité en deux chambres par des moyens de butées, à savoir : - une première chambre, une seconde chambre disposée dans le prolongement de la première et dans laquelle un coulisseau est monté à coulissement étanche, - le piston, ayant un diamètre inférieur à celui de 15 l'alésage, et étant monté à coulissement, d'une part, dans le coulisseau et, d'autre part, dans le corps, - le coulisseau et le piston étant aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre sur une longueur déterminée par deux éléments de butée du piston, dont l'un est disposé en 20 extrémité de celui-ci, - la seconde chambre étant en communication avec un élément d'amortissement. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au 25 dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue en coupe diamétrale et longitudinale d'un vérin hydraulique suivant la présente invention représenté en position rétractée, - la figure 2 est une vue en coupe diamétrale et 30 longitudinale du vérin hydraulique suivant la figure 1 représenté en position déployée, -5- - la figure 3 est une vue en coupe diamétrale et longitudinale du vérin hydraulique suivant les figures 1 et 2 représenté en position intermédiaire, - la figure 4 est une vue en coupe diamétrale et 5 longitudinale d'un vérin hydraulique passif, ou amortisseur, suivant la présente invention, - la figure 5 est une vue en coupe diamétrale et longitudinale partielle d'un mode de réalisation des moyens de butée suivant l'invention. 10 Le vérin hydraulique représenté sur les figures 1 à 3 est essentiellement constitué d'un corps 1 à l'intérieur duquel un piston 2 est monté coulissant. Le corps 1 du vérin est creusé à cet effet de deux chambres, à savoir une première chambre 3 de diamètre dl qui 15 s'étend sur environ le quart de la longueur de celui-ci et une seconde chambre 4 de diamètre d2 plus important disposée dans le prolongement de la première et qui reçoit un coulisseau 5 qui est monté dans celle-ci à coulissement étanche. A l'égard du coulisseau 5, l'épaulement 7 constitué 20 par la différence de diamètre des deux chambres 3 et 4 constitue un moyen de butée limitant son déplacement. Ainsi que représenté sur la figure 5, ces moyens de butée peuvent également être constitués d'une rainure circulaire 16 creusée dans l'alésage du corps 1 formant les chambres 3 et 4, dans 25 laquelle une rondelle métallique élastique 18 est encastrée. Le vérin comporte un piston 2 qui est composé de trois parties cylindriques, à savoir un bras 2a qui sort du corps 1 du vérin par son extrémité opposée à la chambre 3, et qui se prolonge à l'intérieur de celle-ci par une tige 2b qui 30 coulisse dans le coulisseau 5 et se termine par une tête 2c. Les chambres 3 et 4 comportent des entrées/sorties de liquide hydraulique respectives 10 et 11. De plus l'entrée/sortie 11 est en communication avec un accumulateur d'énergie 12, notamment du type à boule d'azote , apte à exercer une fonction d'amortissement. Ainsi que représenté sur les figures, il est constitué d'une enceinte 20 plus ou moins sphérique dont le volume interne est séparé en deux par une paroi déformable 21. Un premier volume 20a, qui est en communication avec la chambre 4, est rempli de liquide hydraulique et le second volume opposé 20b est rempli d'azote sous pression. La pression est contrôlable par une valve 13, ce qui permet d'ajuster le taux d'amortissement du dispositif par le réglage de la pression d'azote. Le vérin étant dans la position rétractée représentée sur la figure 1, pour déployer celui-ci on admet le fluide hydraulique par son entrée 10, ce qui a pour effet de repousser le coulisseau 5 sur la droite, sur le dessin, et, lorsque celui-ci entre en contact avec l'épaulement 6, formé par l'intersection de la tige 2b avec le bras 2a, il entraîne le piston 2 dans le sens du déploiement. A l'inverse, lorsque le vérin se trouve en position déployée, ainsi que représenté sur la figure 2, on admet le fluide hydraulique par l'entrée 11, ce qui a pour effet de déplacer le coulisseau 5 sur la gauche, sur le dessin et lorsque celui-ci entre en contact avec la tête 2c il entraîne alors le piston 2 dans le sens de la rétraction. Par ailleurs, lorsque le vérin est dans une position de fonctionnement intermédiaire, illustrée par la figure 3, et que l'on exerce une sollicitation F1 sur le piston 2, dans le sens d'une rétraction, ainsi que représenté, la tige 2b pénètre dans la chambre 3 avec pour effet d'augmenter la pression du liquide hydraulique dans celle-ci en raison de la diminution du volume qu'elle y aura provoqué, si bien que le coulisseau 5 est alors repoussé vers la droite jusqu'à ce que les pressions s'équilibrent dans les deux chambres 3 et 4 et qu'une partie du liquide hydraulique de la chambre 4 ait ainsi été chassé dans la boule d'azote 12 qui exerce alors sa -7- fonction d'amortissement élastique. Dès que la sollicitation F1 cesse, le système reprend sa position d'équilibre. De façon similaire, lorsque la sollicitation F2 s'exerce dans le sens d'une expansion, ainsi que représenté sur la figure 1, la tête 2c entraîne le déplacement du coulisseau 5 vers la droite avec pour effet de refouler un volume de liquide hydraulique vers la boule d'azote 12 qui, comme précédemment, assure également sa fonction d'amortissement. Autrement dit, quel que soit le sens de la sollicitation F1/F2, on aboutit à un déplacement du coulisseau 5 dans la chambre 4 qui entraîne le refoulement d'un volume de liquide hydraulique vers les moyens d'amortissement 12. Ainsi que mentionné précédemment, le présent vérin hydraulique à amortissement est particulièrement adapté à une utilisation dans le domaine agricole, notamment afin d'équiper des rampes de pulvérisation de grandes dimensions et amortir les accélérations et décélérations subies par celles-ci au cours de leur fonctionnement, ces phénomènes étant accrus du fait des vitesses de déplacement relativement élevées de ce type d'engin. On a décrit précédemment un vérin hydraulique suivant l'invention de type actif, en ce sens que ce vérin comportait des entrées/sorties de fluide hydraulique sous pression. Suivant l'invention, et ainsi que représenté sur la figure 4, le vérin hydraulique peut être également de type passif, en ce sens qu'il ne comporte dès lors aucune alimentation de fluide hydraulique, si bien qu'il se comporte alors comme un simple amortisseur exerçant sa fonction à la fois dans le sens de la rétraction et dans la sens de l'expansion.30 REVENDICATIONS 1.- Vérin hydraulique de type à amortissement comportant un corps longitudinal (1) ouvert à l'une de ses extrémités de façon à recevoir à coulissement un piston (2) dans un alésage longitudinal du corps (1) contenant un fluide hydraulique, caractérisé en ce que : - l'alésage longitudinal est délimité en deux chambres par des moyens de butées (16, 18 ;7), à savoir : - une première chambre (3), - une seconde chambre (4) disposée dans le prolongement de la première, et dans laquelle un coulisseau (5) est monté à coulissement étanche, - le piston (2), dont le diamètre est inférieur à celui de 15 l'alésage, est monté à coulissement d'une part dans le coulisseau (5) et d'autre part dans le corps (1), - le coulisseau (5) et le piston (2) sont aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre sur une longueur (1) déterminée par deux éléments de butée (2c,6) du piston (2) dont l'un 20 (2c) est disposé en extrémité de celui-ci, - la seconde chambre (4) est en communication avec un élément d'amortissement (12). 2.- Vérin hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des extrémités de l'alésage est 25 relié à des moyens d'alimentation {10,11) en fluide hydraulique. 3.- Vérin hydraulique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première chambre (3) est d'une longueur inférieure à celle de la seconde. 30 4.- Vérin hydraulique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comprennent au moins un amortisseur de type à bouled'azote (12) constitué d'une enceinte (20) pourvue d'une paroi déformable (21) séparant son volume interne en deux volumes secondaires l'un (20a) étant en communication avec la seconde chambre (4) du vérin contenant le fluide hydraulique et l'autre (20b) contenant le gaz sous pression. 5.- Vérin hydraulique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des éléments de butée du piston (2) est constitué d'une tête (2c) disposée en extrémité de celui-ci. 6.-Vérin hydraulique suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'autre élément de butée du piston (2) est constitué par un épaulement (6) de celui-ci. 7- Vérin hydraulique suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de butée sont constitués d'une rainure périphérique (16) creusée dans ledit alésage, dans laquelle prend place à dépassement une rondelle élastique (18). 8- Rampe de pulvérisation de type repliable comportant une structure destinée à être fixée sur un engin comprenant de part et d'autre de l'axe de déplacement de celui-ci au moins un tronçon de rampe monté à pivotement autour d'un axe de la structure, sous l'action d'un vérin d'actionnement hydraulique à double effet, caractérisée en ce que le vérin d'actionnement est de type à amortissement comportant un corps longitudinal (1) ouvert à l'une de ses extrémités de façon à recevoir à coulissement un piston (2), sous l'action d'un fluide hydraulique admis à chacune des extrémités du corps (1), - le corps (1) étant creusé d'un alésage longitudinal 30 délimité en deux chambres (3,4) par des moyens de butées (16,18;7), à savoir : - une première chambre (3),- 10 - - une seconde chambre (4) disposée dans le prolongement de la première, et dans laquelle un coulisseau (5) est monté à coulissement étanche, - le piston (2), ayant un diamètre inférieur à celui de 5 l'alésage, et étant monté à coulissement d'une part dans le coulisseau (5) et d'autre part dans le corps (1), - le coulisseau (5) et le piston (1) étant aptes à coulisser l'un par rapport à l'autre sur une longueur (1) déterminée par deux éléments de butée (2c,6) du piston (2) dont l'un est 10 disposé en extrémité de celui-ci, - la seconde chambre (4) étant en communication avec un élément d'amortissement (12). 15