FR 2783514 A3 20000324 FR 9811862 A 19980923 L'invention concerne une unité hydraulique de levage rapide utilisée dans un vérin, et en particulier les améliorations apportées aux soupapes du circuit hydrauli- que, avec un ensemble de fixation et un tube de retour d'huile de l'arbre de levage. L'unité selon l'invention vise à définir un espace très précis entre la tige de levage et le mandrin, et à fournir deux vitesses de retour de la tige de levage en fonction de sa charge. Les vérins hydrauliques conventionnels à une phase fonctionnent en faisant démarrer une pompe afin de faire passer la tige de levage d'une position initiale (la position la plus basse) à une position arbitraire dans la gamme de déplacement maximum. Les documents US-A-3 581 499, US-A-2 702 988, US-A-4 339 942 et US-A-5 755 099 ont révélé de tels appareils. La tige de levage des appareils précités se rétracte en venant de la position la plus élevée à faible vitesse uniquement, avec une charge lourde ou sans charge sur le dessus de la tige de levage. Cependant, il est souhaitable de laisser la tige de levage se rétracter à une vitesse plus élevée lorsque la charge sur l'arbre est enlevée. D'un autre côté, la structure de l'appareil décrit dans le document US-A-5 755 099 prévoit un espace entre le mandrin et le réservoir d'huile interne de la tige de levage compte tenu des exigences des composants d'usinage. Cet espace est d'environ 0,4 millimètre. Cependant, il n'y a pas de moyen de retenue permettant d'associer le mandrin au réservoir d'huile interne. On ne peut donc éviter de changer de position après un certain temps d'utilisation. Il en résulte des dommages sur les joints toriques et les bagues de renfort, et par suite des fuites d'huile. La fiabilité de la performance du produit en est très affec- tée. L'objectif principal de l'invention est de fournir une unité hydraulique de levage rapide améliorée pour les vérins. Les améliorations selon l'invention comprennent les changements apportés au circuit hydraulique et un ensemble de fixation disposé sur le mandrin de la tige de levage afin d'obtenir un espace plus précis entre le mandrin et le réservoir d'huile interne de la tige de levage et d'empêcher efficacement le changement de position du mandrin dans le réservoir d'huile interne de la tige de levage. De plus, l'invention vise à faciliter l'usinage des composants, empêcher que les joints étanches à l'huile et les bagues de renforts soient endommagés, et à assurer la promotion de la fiabilité des performances du produit. Cet objectif est atteint grâce à une unité hydraulique de levage rapide utilisée dans un vérin comprenant un corps de cylindre hydraulique extérieur, un corps de cylindre hydraulique intérieur, une tige de levage, un capot et une embase, caractérisée en ce que: le corps de cylindre hydraulique extérieur est connecté à ses deux extrémités respectivement au capot et à l'embase, et contient un réservoir d'huile extérieur rempli de liquide hydraulique, complété par un bouchon, inséré dans un orifice d'admission d'huile formé sur la paroi du cylindre et destiné à fermer le corps du cylindre après l'introduction du liquide hydraulique dans le réservoir d'huile; le corps de cylindre hydraulique intérieur, disposé entre le capot et l'embase, comprend un réservoir d'huile intérieur dans lequel s'étend la tige de levage et comporte une rainure annulaire formée sur la surface de la paroi intérieure près de l'extrémité avant, qui permet le passage du retour du liquide hydraulique du réservoir d'huile intérieur au réservoir d'huile extérieur quand la tige de levage se déplace vers sa position la plus éloi- gnée; la tige de levage comporte une chambre d'huile intérieure, et à l'intérieur de la chambre d'huile inté- rieure se trouve un mandrin relié à l'embase par un jonc disposé à l'extrémité du mandrin, ainsi qu'un ensemble de fixation situé à l'intérieur d'un perçage prévu à l'extré- mité arrière de la tige de levage afin de recevoir le mandrin et de le maintenir en place, l'orifice de sortie de ladite chambre d'huile communiquant avec la chambre d'huile de la pompe associée; le capot est disposé à l'extrémité avant du vérin afin de guider la tige de levage quand ladite tige de levage est actionnée par un circuit hydraulique pour se déplacer vers le haut et vers le bas; l'embase se trouve au fond du vérin, et la pompe et un tube de retour d'huile associé sont respectivement prévus sur ses côtés; ladite pompe comporte une chambre d'huile à l'intérieur de laquelle se trouve une soupape unidirection- nelle; ledit tube de retour d'huile est connecté à une extrémité au réservoir d'huile extérieur par l'intermé- diaire d'un passage d'huile, et connecté à l'autre extré- mité à la chambre d'huile de la pompe et au passage d'huile du mandrin par l'intermédiaire d'un autre passage d'huile qui communique respectivement à ses deux extrémités avec le passage d'huile d'une soupape de modulation et le passage d'huile d'une soupape d'équilibrage; ladite soupape d'équilibrage est équipée à son extrémité inférieure d'un passage d'huile supérieur et d'un passage d'huile inférieur, le passage d'huile supérieur étant connecté au réservoir d'huile intérieur, et le passage d'huile inférieur étant connecté au réservoir d'huile extérieur; ladite soupape d'équilibrage est en outre munie d'une bille d'acier disposée entre le passage d'huile supérieur et le passage d'huile inférieur, et d'une autre bille d'acier disposée entre le passage d'huile supérieur et le passage d'huile précité; et ledit passage d'huile inférieur communique avec la chambre d'huile de la pompe. Un autre objectif de l'invention est de fournir une unité hydraulique de levage rapide pour les verins, dans laquelle, grâce à une bille d'acier supplémentaire disposée sur le tube de retour d'huile, lorsque la tige de levage est abaissée et que la charge qui lui est imposée est éliminée, la disparition de la charge va déplacer la bille d'acier inférieure pour ouvrir le passage d'huile et permettre au liquide hydraulique de se déverser rapidement dans un réservoir d'huile extérieur. De ce fait, la tige de levage peut rapidement se rétracter. Ainsi, l'invention permet à la tige de levage de se déplacer à deux vitesses différentes en fonction de sa charge. Elle fournit alors un mouvement de rétraction efficace et satisfait aux exigences des utilisateurs. L'invention, ainsi que ses nombreux avantages, sera mieux comprise grâce à la description détaillée suivante et aux figures du dessin joint, o: la figure 1 est un dessin d'ensemble en coupe transversale montrant un mode de réalisation de l'unité de levage hydraulique rapide d'un vérin selon l'invention, dans lequel la tige de levage est totalement rétractée; la figure 2 illustre le mouvement de levée de la tige de levage selon l'invention; la figure 3 montre un état dans lequel la tige de levage est en position d'extension totale; la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale montrant le passage hydraulique de l'unité de levage; la figure 5 est une vue schématique montrant la construction du circuit hydraulique de l'unité de levage; la figure 6 est une vue schématique en coupe transversale montrant le tube de retour d'huile de l'unité de levage, dans un état o le conduit d'huile du tube de retour d'huile est fermé par la bille d'acier inférieure; la figure 7 est une autre vue schématique mon- trant le tube de retour d'huile dans un état o le conduit d'huile dudit tube est ouvert; la figure 8 est une vue schématique en coupe transversale montrant un collier de fixation de l'unité de levage selon l'invention; la figure 9 est une vue schématique d'un ensemble de vérin selon l'invention. Comme le montrent les figures 1 à 3, l'unité hydraulique de levage rapide d'un vérin selon l'invention comprend principalement un corps de cylindre hydraulique extérieur 1, un corps de cylindre hydraulique intérieur 2, une tige (ou arbre) de levage 3, un capot 4 et une embase 5. Le corps de cylindre hydraulique extérieur 1 contient un réservoir d'huile extérieur 11 rempli de liquide hydraulique, complété par un bouchon 12 inséré dans un orifice d'admission d'huile, formé sur la paroi du cylindre destiné à former le corps du cylindre, après l'introduction du liquide hydraulique dans le réservoir d'huile 11. Le corps de cylindre 1 est relié individuelle- ment à ses deux extrémités au capot 4 et à l'embase 5. Le corps de cylindre hydraulique intérieur 2 est disposé entre le capot 4 et l'embase 5, et contient un réservoir d'huile intérieur 21 dans lequel s'étend la tige de levage 3. Le corps de cylindre hydraulique intérieur 2 comporte une rainure annulaire 22 formée sur la surface de la paroi interne près de l'extrémité avant, qui permet le passage du retour du liquide hydraulique du réservoir d'huile intérieur 21 au réservoir d'huile extérieur 11, afin d'éviter l'éclatement du corps du cylindre, quand la tige de levage 3 se déplace vers sa position la plus éloignée (extension totale). La tige de levage 3 est conçue pour soulever un poids lourd. La tige 3 comporte une chambre d'huile intérieure 31 et un stabilisateur de mandrin 33, un collier de renfort 34, et un joint étanche à l'huile 35 disposé autour de la surface de la paroi extérieure près de5 l'extrémité arrière de celle-ci. Le liquide hydraulique est ainsi hermétiquement enfermé à l'intérieur du réservoir d'huile intérieur 21 de façon à permettre le déplacement longitudinal de la tige de levage 3 dans le réservoir d'huile intérieur 21. En outre, il est prévu, à l'intérieur de la chambre d'huile intérieure 31, un mandrin 7 pourvu d'un jonc de retenue 72, d'une bague de renfort 73 et d'un joint étanche à l'huile 74 monté sur la surface de la paroi extérieure près de son extrémité pour s'accoupler à l'embase 5. Un ensemble de fixation 6 est disposé à l'inté- rieur d'un perçage prévu à l'extrémité inférieure de la tige de levage 3 pour recevoir et maintenir le mandrin 7 dans la position indiquée à la figure 8. La disposition de l'ensemble de fixation 6 permet un guidage optimal du mandrin 7. L'orifice de sortie de la chambre d'huile interne 31 communique avec la chambre d'huile 81 d'une pompe associée 8. Le capot ou couvercle 4 est disposé à l'extrémité avant du vérin afin de guider la tige de levage 3 quand la tige de levage est commandée par un circuit hydraulique pour se déplacer selon une trajectoire rectiligne. L'embase 5 se trouve au fond du vérin et est équipée d'une pompe 8 et d'un tube de retour d'huile 9 prévus sur ses côtés. La pompe 8 a une chambre d'huile 81 à l'intérieur de laquelle est prévue une soupape unidirec- tionnelle 82. Une extrémité du tube de retour d'huile 9 est connectée au réservoir d'huile extérieur 11 par un passage d'huile 90 comme le montrent les figures 4 et 5. L'autre extrémité du tube de retour d'huile 9 est connectée par un passage d'huile 91 à la chambre d'huile 81 de la pompe 8 et au passage d'huile 75 du mandrin 7. En outre, le passage d'huile 91 communique à ses deux extrémités, respectivement avec le passage d'huile 521 d'une soupape de modulation 52 et avec le passage d'huile 531 d'une soupape d'équilibrage 53. La soupape d'équilibrage 53 est équipée à son extré- mité inférieure d'un passage d'huile supérieur 532 et d'un passage d'huile inférieur 533, le passage d'huile supérieur 532 étant connecté au réservoir d'huile extérieur 21, et le passage d'huile inférieur étant connecté au réservoir d'huile extérieur 11. Une bille d'acier 534 est disposée entre les passages d'huile supérieur et inférieur 532, 533. De même, une autre bille d'acier 535 est disposée entre le passage d'huile supérieur 532 et le passage d'huile 531 précité. Le passage d'huile inférieur 533 communique avec la chambre d'huile 81 de la pompe 8. Comme on peut le voir sur la figure 4, une bille d'acier 522 est prévue à l'intérieur de la soupape de modulation 52, dans des passages hydrauliques associés. Une butée d'arrêt 523 et un ressort 524 sont disposés sur la bille d'acier 522 et maintenus en place par une vis d'arrêt 525 qui est en fait une vis de réglage. Au dessus de la vis de réglage 525 se trouve un joint torique 526, une rondelle haute pression 527, un boulon de sécurité 528. En faisant tourner la vis de réglage 525, on peut régler la valeur de la pression qui permet de maintenir en place la bille d'acier 522. La soupape d'équilibrage 53 est conçue pour contrôler et réguler le flux de liquide hydraulique tout en équilibrant la différence de pression entre le réservoir d'huile extérieur 11, le réservoir d'huile intérieur 21, et la chambre d'huile 31 de la tige de levage 3, de façon à permettre à la tige de levage de monter rapidement. Le tube de retour d'huile 9, comme le montrent les figures 6 et 7, se compose d'une tige de retour d'huile 92, d'un corps de tube 93, d'une bille d'acier supérieure 94 et d'une bille d'acier inférieure 95. La tige de retour d'huile 92 est munie d'un jonc en forme de C 921 et d'un joint étanche à l'huile 922, ainsi que d'un ressort 923 situé sur sa partie inférieure. Le ressort 923 pousse la tige de retour d'huile 92 vers le haut afin de la séparer de la bille d'acier supérieure 94 et de ce fait, un ressort de compression cylindrique 97 peut maintenir la bille d'acier supérieure 94 contre l'ouverture 924 de la soupape supérieure. La bille d'acier supérieure 94 et la bille d'acier inférieure 95 sont connectées en série par l'inter- médiaire d'une butée d'arrêt 96 et d'un ressort de compres- sion cylindrique 97 situés entre elles. En outre, un ressort de compression conique 98 est placé sous la bille d'acier inférieure 95 pour la pousser contre l'ouverture de la soupape 925. Une vis d'arrêt 99 est disposée sous le fond du ressort de compression conique 98; elle est utilisée pour régler la valeur de la pression des ressorts. Le passage d'huile inférieur 91 du tube de retour 9 communique avec la chambre d'huile 81 de la pompe 8 et le passage d'huile 75 du mandrin 7. Cependant, un petit espace annulaire 931 est prévu entre la paroi extérieure de la partie inférieure du corps du tube 93 et la paroi interne du trou qui reçoit le corps du tube. Quand la bille d'acier inférieure 95 obstrue l'ouverture de la soupape 925, le liquide hydraulique peut passer à travers le passage d'huile 75 du mandrin 7, par l'espace annulaire 931, et ensuite par l'ouverture de la soupape supérieure 924 en produisant un lent relâchement (faible vitesse d'écoulement). Enfin, le liquide hydrauli- que retourne vers le réservoir d'huile extérieur 11 en suivant le chemin indiqué par la flèche A sur la figure 6. Quand l'orifice de la soupape 925 s'ouvre, comme le montre la figure 7, le liquide hydraulique s'écoule en grande quantité le long du passage d'huile 75 du mandrin 7 et passe par l'orifice de la soupape inférieure 925 et i'orifice de la soupape supérieure 924 pendant une courte durée et retourne enfin vers le réservoir d'huile extérieur en suivant la direction indiquée par la flèche B de la figure 7. Avec le circuit hydraulique de l'invention, la tige de levage peut s'élever rapidement lorsque l'on fait démarrer la pompe 8 en faisant passer le liquide hydrauli- que du réservoir d'huile extérieur 11 vers la chambre d'huile 81 de la pompe 8. De ce fait, l'espace intérieur du mandrin 7 est rapidement rempli de liquide hydraulique et amène la tige de levage 3 en position d'attente de levage d'un poids. A ce moment-là, en faisant fonctionner la pompe 8, on pousse la bille d'acier 522 de la soupape de modula- tion 52 qui change de position et ouvre le passage. Par suite, le liquide hydraulique pénètre dans le réservoir d'huile intérieur 21. En conséquence, la tige de levage 3 commence à se déplacer vers le haut pour soulever le poids concerné. D'un autre côté, lors de l'aspiration du liquide hydraulique du réservoir d'huile intérieur, le liquide hydraulique s'écoule progressivement dans le réservoir d'huile extérieur par le passage d'huile 75 du mandrin 7 et l'espace annulaire 931 avec un débit très faible, jusqu'à ce que la tige de levage 3 se sépare du poids qu'il porte. Au fur et à mesure de la disparition de la charge sur la tige de levage 3, la force du ressort de compression cylindrique 97 augmente plus que celle du ressort de compression conique 98. En conséquence, la bille d'acier inférieure 95 est repoussée vers l'arrière et le passage d'huile s'ouvre. Par suite, le liquide hydraulique peut rapidement retourner vers le réservoir d'huile extérieur 11 pour faire revenir la tige de levage 3 à sa position initale. Comme le montre la figure 8, l'ensemble de fixation 6 entoure le mandrin 7 au niveau d'une position proche de l'extrémité inférieure de la tige de levage 3, à l'endroit o la tige de levage 3 supporte le mandrin 7. L'ensemble de fixation 6 comprend à la suite un joint étanche à l'huile 61, une bague de renfort 62, une douille 63 et un jonc 64. Le mandrin 7 est situé près de la tige de levage 3. Si S est l'espace entre le mandrin 7 et la tige de levage 3 réalisé par usinage, il représente la somme des espaces entre la douille 63 et le mandrin 7, et entre la douille 63 et la tige de levage 3. La présence de la douille 63 peut empêcher l'espace S de varier en raison du déplacement du mandrin 7. La variation de l'espace S pourrait en effet causer des dommages aux joints étanches à l'huile et aux bagues de renfort. En outre, la présence de la douille 63 facilite également le contrôle de la précision de l'usinage des composants concernés, et améliore la fiabilité des performances du produit. Enfin, la figure 9 illustre le processus de commande de la tige de retour d'huile 92 du tube de retour d'huile 9. Sur un côté de la tige de retour d'huile 92 se trouve une barre décalée 10. La barre décalée 10 est en outre connectée à une barre de liaison 101 et à une pédale 102 de façon que la pression sur la pédale 102 entraîne le déplacement d'un plateau mobile 103 relié à la barre décalée 10 pour pousser la tige de retour d'huile 92. REVEND I CATIONS 1. Unité hydraulique de levage rapide utilisée dans un vérin comprenant un corps de cylindre hydraulique extérieur (1), un corps de cylindre hydraulique intérieur (2), une tige de levage (3), un capot (4) et une embase (5), caractérisée en ce que: le corps de cylindre hydraulique extérieur (1) est connecté à ses deux extrémités respectivement au capot (4) et à l'embase (5), et contient un réservoir d'huile extérieur (11) rempli de liquide hydraulique, complété par un bouchon (12), inséré dans un orifice d'admission d'huile formé sur la paroi du cylindre et destiné à fermer le corps du cylindre après l'introduction du liquide hydraulique dans le réservoir d'huile (11); le corps de cylindre hydraulique intérieur (2), disposé entre le capot (4) et l'embase (5), comprend un réservoir d'huile intérieur (21) dans lequel s'étend la tige de levage (3) et comporte une rainure annulaire (22) formée sur la surface de la paroi intérieure près de l'extrémité avant, qui permet le passage du retour du liquide hydraulique du réservoir d'huile intérieur (21) au réservoir d'huile extérieur (11) quand la tige de levage (3) se déplace vers sa position la plus éloignée; la tige de levage (3) comporte une chambre d'huile intérieure (31), et à l'intérieur de la chambre d'huile intérieure (31) se trouve un mandrin (7) relié à l'embase (5) par un jonc (64) disposé à l'extrémité du mandrin (7), ainsi qu'un ensemble de fixation (6) situé à l'intérieur d'un perçage prévu à l'extrémité arrière de la tige de levage (3) afin de recevoir le mandrin (7) et de le maintenir en place, l'orifice de sortie de ladite chambre d'huile (81) communiquant avec la chambre d'huile (81) de la pompe associée (8); le capot (4) est disposé à l'extrémité avant du vérin afin de guider la tige de levage (3) quand ladite tige de levage (3) est actionnée par un circuit hydraulique pour se déplacer vers le haut et vers le bas; l'embase (5) se trouve au fond du vérin, et la pompe (8) et un tube de retour d'huile associé (9) sont respectivement prévus sur ses côtés; ladite pompe (8) comporte une chambre d'huile (81) à l'intérieur de laquelle se trouve une soupape unidirectionnelle; ledit tube de retour d'huile (9) est connecté à une extrémité au réservoir d'huile extérieur (11) par l'intermédiaire d'un passage d'huile (90), et connecté à l'autre extrémité à la chambre d'huile (81) de la pompe (8) et au passage d'huile (75) du mandrin (7) par l'intermé- diaire d'un autre passage d'huile (91) qui communique respectivement à ses deux extrémités avec le passage d'huile (521) d'une soupape de modulation (52) et le passage d'huile (531) d'une soupape d'équilibrage (53); ladite soupape d'équilibrage (53) est équipée à son extrémité inférieure d'un passage d'huile supérieur (532) et d'un passage d'huile inférieur (533), le passage d'huile supérieur (532) étant connecté au réservoir d'huile intérieur (21), et le passage d'huile inférieur étant connecté au réservoir d'huile extérieur (11); ladite soupape d'équilibrage (53) est en outre munie d'une bille d'acier (534) disposée entre le passage d'huile supérieur (532) et le passage d'huile inférieur (533), et d'une autre bille d'acier (535) disposée entre le passage d'huile supérieur (532) et le passage d'huile (531) précité; et ledit passage d'huile inférieur (533) communique avec la chambre d'huile (81) de la pompe (8). 2. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 1, dans laquelle la tige de levage (3) comporte un stabilisateur de mandrin (33), un collier de renfort (34), et un joint étanche à l'huile (35) disposé à la suite sur son extrémité arrière afin d'y enfermer hermétiquement le liquide hydraulique. 3. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 1, dans laquelle le mandrin (7) situé dans la chambre d'huile intérieure (3) de l'arbre de levage (3) comporte un jonc de retenue (72), une bague de renfort (73), et un joint étanche à l'huile (74) montés sur la surface de la paroi externe près de son extrémité pour s'accoupler à l'embase (5). 4. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 1, dans laquelle la soupape de modulation (52) du circuit hydraulique comporte une bille d'acier (534) située à l'intérieur de ladite soupape de modulation, ainsi qu'une butée d'arrêt (523) et un ressort (524) disposés au-dessus de la bille d'acier (522) et maintenus en place par une vis de réglage (525), ladite soupape de modulation (52) ayant en outre un joint torique (526), une rondelle haute pression (527), et un boulon de sécurité (528) disposés au-dessus de ladite vis de réglage (525), et la valeur de la pression permettant de maintenir la bille d'acier (522) en place pouvant être réglée en tournant la vis de réglage (525). 5. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 1, dans laquelle le tube de retour d'huile (9) se compose d'une tige de retour d'huile (92), d'un corps de tube (93), d'une bille d'acier supérieure (94) et d'une bille d'acier inférieure (95), ladite tige de retour d'huile (92) comportant un ressort sur sa partie inférieure afin de maintenir la bille d'acier supérieure (94) contre l'orifice de la soupape supérieure, ladite bille d'acier supérieure (94) et ladite bille d'acier inférieure (95) appuyant séparément sur les orifices de la soupape inférieure à l'aide d'une butée d'arrêt (96), d'un ressort de compression cylindrique (97), et d'un ressort de compression conique (98) disposé entre elles en série, et une vis étant disposée sous le ressort de compression conique afin de fournir un moyen de réglage de la force du ressort, de façon que, par un réglage approprié de la force du ressort, le passage d'huile inférieur (91) du tube de retour communique avec la chambre d'huile (81) de la pompe (8) et le passage d'huile (75) du mandrin (7). 6. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 5, dans laquelle est prévu un petit espace annulaire (931) entre la paroi extérieure de la partie inférieure du corps du tube (93) et la paroi intérieure du trou qui reçoit ledit corps du tube, de telle sorte que la bille d'acier inférieure (95) obstrue l'orifice de la soupape, et que le liquide hydraulique puisse passer par le passage d'huile (75) du mandrin (7), par l'espace annulaire (931), et ensuite par l'orifice de la soupape supérieure, avec une faible vitesse d'écoulement. 7. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 1, dans laquelle un ensemble de fixation (6) entourant le mandrin (7) près de l'extrémité inférieure de la tige de levage (3) à l'endroit o ladite tige de levage supporte le mandrin (7), comprend successivement un joint étanche à l'huile (61), une bague de renfort (62), une douille (63), et un jonc de retenue (64) de façon qu'avec l'aide du jonc (64), le mandrin (7) peut avoir une position stable et un guidage positif. 8. Unité hydraulique de levage rapide selon la revendication 1, dans laquelle, à côté de la tige de retour d'huile (92), se trouve une barre décalée (10), la barre étant en outre connectée à une barre de liaison (101) et à une pédale (102) de façon que le fait d'appuyer sur la pédale (102) déplace un plateau mobile (103) relié à la barre décalée (10) afin de pousser la tige de retour d'huile (92).