Brevet FR3046824A1 — publié le 20170721

1/7 La présente invention se rapporte au domaine des vérins hydrauliques. Elle concerne plus particulièrement un perfectionnement aux dispositifs appelés ralentisseurs ou amortisseurs de fin de course. Les vérins hydrauliques sont des organes qui transforment l'énergie 5 d'un fluide (généralement de l'huile) sous pression en travail mécanique. Ils sont constitués d'un piston coulissant dans un cylindre. Une étanchéité adaptée entre le piston et le cylindre permet de former une chambre étanche. Sous l'effet de la pression exercée par un fluide dans une chambre du vérin, le piston est mis en mouvement. Le piston est relié à l'organe à io actionner par l'intermédiaire d'une tige. Afin de permettre l'alimentation et l'évacuation du fluide dans la chambre et ainsi obtenir le mouvement du piston, les vérins sont pourvus d'au moins un orifice de passage du fluide. Dans de nombreuses applications, il est nécessaire de ralentir la vitesse de la tige en fin de course afin d'éviter le choc quand le piston arrive 15 en fin de course avant ou arrière. De plus, ce ralentissement doit être progressif, de manière à ne pas avoir de choc au début du ralentissement. De plus, dans certaines applications particulières, il est nécessaire que le démarrage du mouvement de la tige du vérin, puisse se faire de manière progressive. Cette exigence est particulièrement manifeste dans le domaine 20 du matériel agricole pour déplier et replier les rampes de pulvérisateurs, cet exemple étant non limitatif. C'est pour cette application qu'a été développé un ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique, objet de la présente invention. De manière générale, la variation de vitesse du piston est obtenue en 25 emprisonnant une quantité de fluide hydraulique en extrémité de cylindre tout en organisant un débit de fuite contrôlé de ce fluide. Plus précisément, les ralentisseurs de fin de course pour vérin sont classiquement de trois types : les ralentisseurs à bague flottante, les ralentisseurs à segment métallique, les ralentisseurs à bague centrée. 30 Les ralentisseurs à bague flottante ne permettent pas d'avoir un démarrage progressif, les ralentisseurs à segment métallique peuvent rayer les surfaces en contact avec le segment et les ralentisseurs à bague centrée nécessitent une grande précision dans la qualité de fabrication des pièces et sont donc coûteux à réaliser. 35 Le dispositif selon l'invention permet de remédier aux différents inconvénients de l'art antérieur. Le dispositif est un ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course. Il comporte, selon 3046824 2/7 une première caractéristique, dans le fût du vérin et en extrémité, une ou plusieurs rainures de passage de fluide de section variable ou dont la somme des sections des rainures est variable, associées avec un piston comportant au moins une étanchéité apte à circuler sur cette ou ces rainures. Plus précisément, le dispositif comporte, sur le piston, en plus du système d'étanchéité principal, un système d'étanchéité secondaire, espacé du premier et placé de manière à pouvoir emprisonner un volume de fluide en extrémité de cylindre et coopérant avec la ou les rainures pour laisser échapper une quantité contrôlée de ce fluide afin de créer le ralentissement io progressif et laisser entrer dans la chambre d'extrémité une quantité contrôlée de fluide pour créer le démarrage progressif. Mais l'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés dans is lesquels : La figure 1 est une représentation schématique illustrant un vérin équipé d'un ralentisseur et démarreur progressif selon l'invention. La figure 2 est une représentation schématique illustrant un vérin équipé d'un ralentisseur et démarreur progressif selon l'invention 20 montré lors de la phase de ralentissement. La figure 3 est une représentation schématique illustrant un vérin équipé d'un ralentisseur et démarreur progressif selon l'invention montré en fin de course avant. La figure 4 est une vue de détail montrant une variante de 25 réalisation de l'invention. La figure 5 est une vue de détail de l'invention montrant le système d'étanchéité secondaire. Sur la figure 1, est représenté en (1) un vérin comportant un fût cylindrique (2) fermé à chaque extrémité et dans lequel peut coulisser un 30 piston (3) délimitant une chambre arrière (4) et une chambre avant (4'). Ce piston (3) est solidaire d'une tige (5) sortant du fût cylindrique (2). La tige (5) est reliée à l'organe à actionner. Afin de rendre les chambres (4) et (4') étanches, ce vérin comporte des moyens d'étanchéité adaptés entre d'une part le piston (3) et le fût 35 cylindrique (2), et d'autre part, entre la tige (5) et le fût cylindrique (2). 3046824 3/7 De plus, pour assurer le déplacement du piston (3) dans le fût cylindrique (2), le vérin comporte deux orifices de passage du fluide (6) et (6') permettant de relier alternativement les chambres (4) et (4') à une alimentation en fluide ou à un échappement. 5 Tous ces éléments ne sont pas plus décrits car ils sont connus de l'homme du métier. Ce vérin comporte, suivant une première caractéristique, sur la paroi interne (12) du fût cylindrique (2) et en extrémité, une ou plusieurs rainures (9) de section variable. Le profil de ces rainures est quelconque. Dans une variante préférentielle de l'invention, le profil est triangulaire. De plus, il comprend, suivant une autre caractéristique, sur son piston (3), en plus du système d'étanchéité principal (7), au moins un système d'étanchéité secondaire (8). Le premier système d'étanchéité principal (7) a pour fonction de réaliser l'étanchéité entre la chambre arrière (4) et la chambre avant (4') du vérin. Le système d'étanchéité secondaire (8) a pour fonction d'emprisonner l'huile en extrémité du fût cylindrique (2) lors du ralentissement et lors du mouvement inverse, de laisser pénétrer une quantité limitée de fluide dans la chambre d'extrémité (10). Sur la figure 2, est représenté le piston (3) en phase de ralentissement. Lors du déplacement du piston (3), celui-ci, lorsqu'il approche de la fin de course, vient, avec le système d'étanchéité secondaire (8), obturer l'orifice de passage de fluide (6). Dès lors, une quantité de fluide se retrouve emprisonnée devant le piston (3) par le système d'étanchéité secondaire (8) qui forme alors une chambre d'extrémité (10). L'huile ainsi emprisonnée dans cette chambre d'extrémité (10) ne peut s'évacuer que par l'intermédiaire de la rainure (9). Cette rainure (9) est réalisée de manière à présenter une section décroissante au fur et à mesure de l'avancement du piston, la section la plus importante étant au droit de l'orifice de passage de fluide (6), la section la plus faible étant côté extrémité de la course du piston. De cette manière, le débit de fuite de la chambre (10) vers l'orifice de passage du fluide (6) est régulièrement décroissant, ce qui permet d'obtenir un ralentissement progressif et sans choc du piston avant la fin de course. Afin de ne pas obturer complétement l'orifice de passage de fluide (6) par le système d'étanchéité secondaire (8), le fût cylindrique (2) comporte, au niveau dudit orifice, un ou plusieurs perçages (6a) couvrant une longueur supérieure à la largeur du système d'étanchéité secondaire (8). Sur la figure 3, est représenté le piston (3) en fin de course avant. 3046824 4/7 Lorsque le piston (3) arrive en fin de course avant, il est arrêté par la tête (11). Il n'y a plus de mouvement d'huile. Pour faire reculer le piston (3), la chambre d'extrémité (10) doit être alimentée en fluide. Pour qu'il y ait mouvement, le fluide doit passer de l'orifice de passage de fluide (6) vers la 5 chambre d'extrémité (10) en passant dans la rainure (9), sous le système d'étanchéité secondaire (8). Le mouvement de recul du piston (3), se fait donc de manière progressive. En effet, la rainure ayant, dans ce sens de mouvement, une section croissante, le débit de fluide passant de l'orifice de passage de fluide (6) vers la chambre d'extrémité (10) augmente au fur et à 10 mesure que le piston recul, jusqu'à atteindre le plein débit après que le système d'étanchéité secondaire (8) a découvert complétement l'orifice de passage de fluide (6). Selon une réalisation préférentielle de l'invention, la ou les rainures (9) sont hélicoïdales avec une section variable, la section la plus 15 importante étant au droit de l'orifice de passage de fluide (6), la section la plus faible étant côté extrémité de la course du piston (3). Sur la figure 4, est représentée une vue de détail d'une variante de l'invention dans laquelle la ou les rainures (9) sont droites avec une section variable, la section la plus importante étant au droit de l'orifice de passage 20 de fluide (6), la section la plus faible étant côté extrémité de la course du piston (3). Sur la figure 5, est représentée une vue de détail de l'invention montrant la réalisation du système d'étanchéité secondaire (8). Selon une réalisation préférentielle de l'invention, le système 25 d'étanchéité secondaire (8) est un joint composite comportant pour sa partie frottante, au moins une bague de frottement (8a) réalisée dans un matériau permettant de résister au passage sur la ou les rainures (9) et une bague souple de compression (8b). Selon une variante de l'invention, le système d'étanchéité secondaire 30 (8) est réalisé par un ou plusieurs segments métalliques. Selon une variante de l'invention, le nombre de rainures est plus faible côté extrémité de course du piston. Selon une variante de l'invention, les rainures sont de longueurs inégales et leur nombre est plus important au droit de l'orifice de passage de 35 fluide (6). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la réalisation de ralentisseur progressif de fin de course et démarreur 3046824 5/7 progressif de début de course pour vérin hydraulique. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir un ralentissement et un démarrage progressifs même avec un faible débit de fluide. Selon les variantes, un vérin peut être équipé d'un ralentisseur et démarreur progressif en fin de course avant 5 et/ou en fin de course arrière. REVENDICATIONS1. Ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend : - Une rainure ou plusieurs rainures (9) réalisées sur la paroi interne (12) du fût cylindrique (2) du vérin (1) et en extrémité. - Un système d'étanchéité secondaire (8) adapté à circuler sur cette ou ces rainures (9), emporté sur le piston (3) et dissocié du système d'étanchéité principal (7) du piston (3). 2 - Ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la rainure (9) ou la somme des sections des rainures est variable, la section la plus importante étant au droit de l'orifice de passage du fluide (6) et la section la plus faible étant côté extrémité du fût cylindrique (2). 3 - Ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston (3) comporte, en plus du système d'étanchéité principal (7) du piston (3), au moins un système d'étanchéité secondaire (8) espacé du système d'étanchéité principal (7). 4 - Ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le système d'étanchéité secondaire (8) est un joint composite comportant pour sa partie frottante, au moins une bague de frottement (8a) réalisée dans un matériau permettant de résister au passage sur la ou les rainures (9) et une bague souple de compression (8b). 5 - Ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le système d'étanchéité secondaire (8) est réalisé par un ou plusieurs segments métalliques. 6 - Ralentisseur progressif de fin de course et démarreur progressif de début de course pour vérin hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin comporte, dans son fût cylindrique (2), au niveau de l'orifice de passage du fluide (6), un ou 3046824 7/7 plusieurs perçages (6a) couvrant une longueur supérieure à la largeur du système d'étanchéité secondaire (8). 7 - Vérin hydraulique (1) caractérisé en ce qu'il comprend en fin de course avant et/ou arrière, un ralentisseur progressif de fin de course et 5 démarreur progressif de début de course selon une des revendications 1 à 6.