CH627244A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne, d'une façon générale, des amortisseurs et, plus spécialement, un amortisseur hydraulique réglable perfectionné. L'amortisseur réglable de la présente invention est destiné à de nombreuses applications, par exemple au contrôle du mouvement de divers mécanismes de machines et à l'absorption de vibrations de diverses quantités d'énergie cinétique.

Dans le domaine des amortisseurs hydrauliques, il est connu d'utiliser un tube de pression rempli de fluide dans lequel coulisse un piston supportant une tige destinée à être soumise aux efforts de choc. Jusqu'à présent, certains amortisseurs hydrauliques étaient équipés d'un diaphragme interne pour former un réservoir destiné à contenir un fluide et à se déployer sous l'effet d'une pression pendant l'opération d'absorption d'un effort de choc, puis à se contracter et à refouler le fluide dans le tube de pression après la suppression de l'effort de choc pour ramener le piston à sa position initiale. Toutefois, les amortisseurs antérieurs ne sont pas de construction simple et compacte et sont coûteux à réaliser. Ils exigent la présence de soupapes doseuses et de clapets séparés ainsi que de conduits distincts pour régler le débit du fluide entre le tube de pression et le réservoir. D'autres amortisseurs hydrauliques de la technique antérieure ont l'inconvénient de nécessiter un ressort de rappel pour ramener le piston à sa position initiale après la disparition de l'effort de choc. Les amortisseurs de la technique antérieure ont encore l'inconvénient que les petits orifices doseurs utilisés ont tendance à se colmater.

Pour éviter ces inconvénients, l'amortisseur hydraulique réglable de la présente invention est défini dans la revendication 1.

L'invention sera illustrée plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel:

la fig. 1 est une vue de côté d'un amortisseur réglable selon la présente invention, et la fig. 2 est une vue longitudinale à grande échelle, avec coupe partielle, de l'amortisseur réglable représenté sur la fig. 1, des parties étant enlevées et d'autres en arrachement.

En examinant maintenant les dessins, et plus particulièrement la fig. I, l'amortisseur 10 a un corps ou tube cylindrique externe 11 dont la surface externe est filetée pour le fixer en le vissant en position de fonctionnement dans une structure de support. Le numéro de référence 12 désigne un écrou de blocage qui est vissé sur la surface filetée du tube externe 11 pour fixer l'amortisseur en position de fonctionnement dans une structure de support. Comme le montre la fig. 2, le corps ou tube externe 11 présente un alésage longitudinal couvrant toute sa longueur et comprenant une partie extrême arrière 15 et une partie extrême avant 22 de plus petit diamètre.

Comme on le voit sur la fig. 2, un tube interne, désigné d'une façon générale par le numéro de référence 13, coulisse dans l'extrémité arrière du corps 11. Le tube interne 13 se compose d'une partie arrière 14 de grand diamètre qui coulisse dans la partie arrière 15 de l'alésage du corps ou tube externe 11. Le tube interne 13 se compose également d'une partie avant solidaire 20 de plus petit diamètre se prolongeant vers l'avant dans l'alésage ou chambre 22 de plus petit diamètre de l'extrémité avant du corps ou tube externe 11. Le tube interne 13 présente un alésage ou cylindre central 21 se prolongeant vers l'intérieur à partir de son extrémité avant et se terminant à l'extrémité avant d'un alésage de communication 18 de plus grand

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diamètre qui est ménagé dans la partie arrière 14 du tube interne. Le numéro de référence 19 (fig. 2) désigne d'une façon générale un piston qui comporte une tête 23 coulissant dans le cylindre 21 de la partie 20 du tube interne. Le piston 19 comporte en outre une tige interne 24 dont l'extrémité interne est solidaire de la tête 23 du piston et dont l'extrémité externe est assujettie à une tige externe 30. Comme on le voit sur la fig. 2, la tige externe 30 présente un diamètre supérieur à celui de la tige interne 24. La tête 23 du piston est retenue dans le cylindre 21 et est empêchée de tourner par une goupille transversale 25 coulissant contre un méplat 27 formé le long de la tige 24 du piston. La goupille 25 est fixée en position dans un alésage approprié ménagé dans l'extrémité externe de la partie 20 du tube interne par tout moyen approprié, par exemple un collier 26 qui est fixé autour de la périphérie de l'extrémité externe de la partie 20.

Comme le montre la fig. 2, l'extrémité avant du corps ou tube externe 11 est fermée par un élément cylindrique de portée 32 fixé en position dans la partie 22 de l'extrémité avant de l'alésage par tout moyen approprié, par exemple par une colle. La tige externe 30 coulisse dans un alésage central 31 de l'extrémité avant de l'élément de portée 32. L'extrémité arrière de l'alésage 31 communique avec un alésage 40 de plus grand diamètre et l'extrémité interne de cet alésage de plus grand diamètre 40 communique avec l'extrémité interne d'un alésage conique 42 se terminant par l'extrémité interne 43 de l'élément de portée 32. La jonction entre l'extrémité arrière de l'alésage 31 et l'alésage 40 forme un épaulement transversal 41. L'élément de portée présente à sa périphérie un méplat longitudinal

29 mesurant environ 0,25 mm. L'extrémité avant du méplat longitudinal 29 est désignée par le numéro de référence 33 sur la fig. 2 et son extrémité arrière par le numéro de référence 34. Le méplat 29 de l'élément de portée 32 forme un passage entre l'extérieur du corps 11 et la partie 22 de l'extrémité avant de l'alésage de ce dernier.

Comme le montre la fig. 2, le numéro de référence 35 désigne d'une façon générale un diaphragme cylindrique constituant une paroi expansible pour un réservoir ou accumulateur de fluide. Le diaphragme 35 forme avec la structure adjacente un réservoir de volume variable qui contient un fluide approprié pour amortisseurs, l'extrémité avant du tube interne 13, la tige 24 de piston et une partie de la tige 30. Le diaphragme 35 est réalisé en tout élastomère approprié et comporte deux parties élastiques solidaires 36 et 37. La partie interne 36 présente une paroi épaisse pour former une partie du corps. La partie externe 37 du diaphragme 35 présente une paroi plus mince permettant un roulement de cette dernière et le déplacement des tiges 24 et 30. La partie externe 37 du diaphragme forme une boucle dont l'extrémité libre est fixée le long de l'extrémité interne de la tige 30 et l'extrémité externe adjacente de la tige 24. Une nervure cylindrique interne solidaire 38 est formée sur la surface interne de l'extrémité libre de la partie 37 du diaphragme et se loge dans une gorge complémentaire 28 ménagée dans la périphérie de la tige 24 du piston. La partie 37 du diaphragme est fixée aux tiges 24 et

30 du piston par tout moyen approprié, par exemple un collier 39.

Comme on le voit sur la fig. 2, la partie 36 du diaphragme comporte une extrémité interne 50 se prolongeant radialement vers l'intérieur qui est fixée au corps 11 par un élément cylindrique de retenue désigné d'une façon générale par 52. Ce dernier comprend un corps cylindrique 49 coulissant dans l'alésage arrière 15 du tube externe. L'élément de retenue 52 comprend un manchon 48, se prolongeant axialement, qui est solidaire de la face avant du corps 49 de l'élément de retenue et qui forme un épaulement 47 avec ce dernier. Les extrémités externes du manchon 48 s'appuient contre l'épaulement 53 formé à la jonction entre les parties d'alésage 15 et 22 du tube externe. Une nervure périphérique radiale 51 est formée à l'extrémité externe de la partie du corps 49 de l'élément de retenue pour s'engager dans une gorge interne 57 de la partie 36 du diaphragme à proximité du bord avant de la bride formée à l'extrémité interne de la partie 50 du corps 36 du diaphragme. On voit que l'extrémité interne de la partie 36 du diaphragme est retenue par la structure décrite ci-dessus dans une position fixe et étanche à l'intérieur du corps 11. L'espace ou volume interne du diaphragme 35

forme un réservoir ou accumulateur 55. Le tube interne 13 présente un épaulement 54 à la jonction entre sa partie 14 de plus grand diamètre et sa partie avant 20. La face arrière 56 de l'élément 52 de retenue du diaphragme s'appuie contre l'épaulement 54 pour maintenir l'élément de retenue 52 en position contre l'épaulement 53 du tube externe 11. Comme le montre la fig. 2, l'élément 52 de retenue du diaphragme présente un alésage axial cylindrique 58 dans lequel se loge la partie 20 de plus petit diamètre du tube interne 13. Deux gorges longitudinales et diamétralement opposées 60 sont ménagées dans la surface de l'alésage 58 de l'élément de retenue 52. L'extrémité avant de chacune des gorges 60 communique avec le réservoir 55. L'extrémité arrière de chacune des gorges 60 communique avec l'extrémité interne de l'une d'une paire de gorges transversales ou radiales 61 ménagées dans la face transversale arrière 56 de l'élément de retenue 52. L'extrémité externe de chacune des gorges transversales 61 communique avec l'extrémité avant de l'une d'une paire de gorges longitudinales adjacentes 62. Ces dernières sont ménagées dans des positions diamétralement opposées de la périphérie de la partie 14 de grand diamètre du tube interne. L'extrémité arrière de chacune des gorges longitudinales 62 communique avec une gorge annulaire 72 ménagée entre la face arrière 63 de la partie 14 du tube interne et la face avant 71 de la partie centrale 68 de l'élément de retenue du tube interne, désigné d'une façon générale par le numéro de référence 59.

L'élément de retenue 59 comporte une partie centrale cylindrique 68 ayant un diamètre externe d'une dimension lui permettant de coulisser dans la partie de l'extrémité arrière 15 de l'alésage du tube externe 11. L'élément 59 de retenue du tube interne comporte en outre une partie avant cylindrique solidaire de plus petit diamètre 69 coulissant dans l'alésage 18 ménagé dans la partie de l'extrémité arrière 14 du tube interne 13. L'élément de retenue 59 retient le tube interne 13 en position de fonctionnement dans le tube externe 11 et est retenu en place par deux bagues élastiques amovibles 84.

Comme on le voit sur la fig. 2, la gorge 72 communique avec deux alésages transversaux ou radiaux 64 qui sont ménagés dans la partie avant cylindrique 69 de l'élément 59 de retenue du tube interne. Les extrémités internes des alésages 64 communiquent avec un alésage 65 ménagé dans la partie 69 de l'élément de retenue du tube interne. L'extrémité avant de l'alésage 65 communique avec un alésage conique 66 de section croissante qui communique lui-même avec un alésage axial 67. L'extrémité avant de ce dernier communique avec un alésage axial 70 de grand diamètre relié au cylindre 21 de la partie avant 20 du tube interne. Une bague torique appropriée 73 est logée dans une gorge ménagée dans la périphérie de la partie avant 69 de l'élément 59 de retenue du tube interne pour venir en contact étanche avec la paroi de l'alésage 18 de la partie arrière 14 du tube interne. Une bague d'étanchéité et d'appui appropriée 74 est également logée dans la même gorge derrière la bague torique 73.

Un clapet sphérique 75 est logé dans l'alésage conique 66 qui constitue un siège pour ledit clapet. Un ressort approprié 76 est monté dans l'alésage 67 et sollicite normalement le clapet 75 vers la gauche, en observant la fig. 2, en position de dosage par rapport au siège 66. Une plaque convenable de retenue 77 est montée dans l'alésage 70 à l'extrémité avant 69 de l'élément 59 de retenue du tube interne pour maintenir le ressort 76 en place. La plaque de retenue 77 peut être maintenue en position par tout moyen approprié, par exemple par ajustage serré. La plaque 77 présente un orifice 78 destiné à laisser passer le fluide. Un pointeau de réglage 79 ayant la forme d'une tige cylindrique est mobile dans l'alésage axial 65 pour venir au contact du clapet sphérique 75 afin de le régler à distance du siège 66. Le pointeau 79 est solidaire d'une broche cylindrique 80 coulissant dans un alésage 81 de grand diamètre qui communique par son extrémité avant avec l'alésage 65. Une bague torique appropriée 82 est logée dans une gorge ménagée autour de la périphérie de la broche 80. Une bague torique appropriée 83 est également placée autour de la périphérie de la partie centrale 68 de l'élément 59 de retenue du tube interne.

Le mécanisme qui sera décrit ci-après constitue un dispositif

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destiné à déplacer le pointeau 79 vers l'intérieur et vers l'extérieur pour ajuster la position du clapet sphérique 75 constituant une soupape doseuse. Comme le montre la fig. 2, un arbre fileté 87 de grand diamètre est solidaire de la broche 80 et est vissé dans un alésage taraudé 91, ménagé dans un manchon 90 solidaire de l'extrémité arrière de la partie centrale 68 de l'élément 59 de retenue du tube interne. Le manchon taraudé 90 présente un diamètre inférieur à celui de la partie centrale 68 de l'élément 59 de retenue du tube interne et est entouré d'un collier 94 supportant des repères appropriés de calibrage 95. Le collier 94 est fixé de façon amovible sur le manchon 90 par tout moyen convenable, par exemple par une vis de fixation 92 qui est vissée dans un alésage taraudé 93 ménagé radialement dans le collier 94.

Un arbre 88 de plus petit diamètre est assujetti à l'extrémité externe de l'arbre fileté 87. A l'arbre 88 est assujetti un bouton 89 de grand diamètre qui est destiné au réglage manuel du pointeau 79. Le bouton 89 présente à proximité de sa périphérie un alésage taraudé 97 dans lequel est vissée une vis de fixation 96. L'extrémité pointue externe de cette dernière se prolonge vers l'avant dans une partie évidée 98 de l'extrémité arrière du collier 94. La vis de fixation 96 est utilisée évidemment pour indiquer la position du pointeau 79 par rapport aux repères de calibrage 95. La vis de fixation peut être également vissée vers l'intérieur pour venir en contact de blocage avec le collier 94 afin de maintenir le pointeau 79 dans une position réglée voulue. En service, une dépression est appliquée à l'extérieur du diaphragme 35 par l'intermédiaire du passage délimité par la surface plane 29 de l'élément de portée 32. Lorsque le pointeau 79 est enlevé, un fluide approprié pour amortisseurs hydrauliques est refoulé dans le cylindre 21 et, par l'intermédiaire de l'alésage 64, de la gorge 72, des gorges 62,61 et 60 dans l'accumulateur 55, de façon à remplir entièrement la totalité du volume décrit en dernier lieu de l'amortisseur. Ensuite, le pointeau 79 est introduit dans le tube externe 11. Bien entendu, le fluide hydraulique est introduit sous pression dans l'amortisseur et après la mise en place du pointeau 79, le fluide hydraulique contenu dans l'amortisseur est maintenu sous pression et le diaphragme 35 est soumis à une pression et est déployé à la position indiquée en trait plein.sur la fig. 2.

La fig. 2 montre l'amortisseur 10 dans la position dans laquelle les tiges 24 et 30 du piston sont en extension au début d'une course de travail. Lorsqu'une force externe est appliquée à l'extrémité externe de la tige 30, comme indiqué par la flèche 99, le piston est déplacé vers l'intérieur ou vers la gauche, en observant la fig. 2, jusqu'à la position 23a, et le fluide contenu dans le cylindre 21 est mis sous pression de façon à provoquer une réaction s'opposant à cette force. Le fluide s'écoule du cylindre 21 vers la gauche, en observant la fig. 2, par les alésages 70,67 et 66 et au-delà du clapet 75. Ce dernier est représenté dans une position réglée dans laquelle il est légèrement à l'écart du siège 66. Il est bien entendu que le clapet sphérique 75

constituant la soupape doseuse est réglé par rapport à son siège 66 en fonction du réglage souhaité de la vitesse. Le fluide coule ou s'échappe en regard du clapet sphérique 75 à un débit constant par l'intermédiaire des alésages 65 et 64 des gorges 72, 62, 61 et 60, puis dans le réservoir ou accumulateur 55, afin de régler à une valeur constante la vitesse de déplacement sous l'effet de la force. Le fluide qui s'échappe est refoulé à l'encontre de la pression initiale du fluide contenu dans l'amortisseur et, lorsque le fluide supplémentaire est refoulé dans le réservoir 55, le corps 36 du diaphragme est déployé vers l'extérieur jusqu'à la position indiquée en traits mixtes et désignée par le numéro de référence 36a sur la fig. 2. Il est évident que la paroi mince de la partie avant 37 du diaphragme 35 permet à cette dernière de rouler axialement pour que les tiges 24 et 30 du piston puissent effectuer un mouvement alternatif. Pendant le déploiement du diaphragme 35, l'air se trouvant à l'extérieur de ce dernier, mais à l'intérieur du tube externe 11, s'échappe par le passage délimité par la partie aplatie 29 de l'élément de portée 32. Dès que la force cesse de s'exercer sur la tige externe 30, le diaphragme flexible tendu 35 est ramené à sa position initiale indiquée en trait plein sur la fig. 2 et refoule dans le cylindre 21 le fluide qu'il a reçu de ce dernier. Cette dernière action remène la tête 23 du piston à la position initiale indiquée en trait plein sur la fig. 2. Cette dernière fonction du diaphragme 35 est assurée par la pression initiale qui s'exerce normalement sur le diaphragme lorsque l'amortisseur est rempli de fluide sous pression, ainsi que par l'énergie potentielle accumulée par le diaphragme expansible 35 au cours d'une course vers l'intérieur de la tête 23 du piston de sa position indiquée en trait plein sur la fig. 2 à une position avancée vers l'intérieur, comme indiqué en 23a.

Il est évident que l'amortisseur peut être calibré en fonction de la position du clapet sphérique 75 par rapport au siège 66 pour constituer un dispositif permettant de régler la vitesse d'une charge mobile à une valeur constante voulue.

On voit également que la disposition du clapet sphérique 75 et des passages d'écoulement du fluide constitué un système de dosage ayant la faculté de se nettoyer automatiquement. Le jeu radial laissé autour du clapet 75 par rapport au siège 66 établit un orifice de dosage qui se nettoie de lui-même lorsque le fluide est renvoyé de l'accumulateur 55 dans le cylindre 21. Le clapet sphérique 75 assure donc un dosage déterminant la vitesse de déplacement de la tête 23 du piston vers l'intérieur sous l'effet d'une charge mobile et permet au fluide de s'écouler librement de l'accumulateur 55 dans le cylindre 21, lorsque la charge n'est plus appliquée à la tête 23 du piston. L'amortisseur selon l'invention est simple et peut être réalisé à une petite dimension. Les frais de fabrication peu élevés de l'amortisseur 10 permettent de le réaliser soit sous la forme d'un modèle réparable, soit sous la forme d'un modèle peu coûteux à jeter lorsqu'il est hors d'usage.

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1 feuille dessins

Claims (10)

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   REVENDICATIONS

   1. Amortisseur hydraulique réglable, caractérisé en ce qu'il comporte:

   un corps allongé;

   un cylindre dans ledit corps;

   un piston mobile dans le cylindre et comportant une tige se prolongeant hors d'une extrémité du corps pour être soumise à des efforts de choc et présentant une extrémité interne continue sans passage à travers le piston;

   un diaphragme tubulaire flexible à double effet logé dans le corps de façon que son extrémité interne soit fixée à ce dernier et que son extrémité externe soit fixée à la tige du piston pour former un réservoir expansible destiné à contenir un fluide;

   un passage bidirectionnel, comprenant un siège de clapet, reliant le cylindre au réservoir pour permettre au fluide de s'écouler du cylindre au réservoir pendant une opération d'amortissement puis dans le sens inverse, le passage, le cylindre et le réservoir étant remplis de fluide sous pression pour déplacer normalement le piston vers une extrémité du cylindre dans une position initiale d'application d'une force;

   un ensemble d'un clapet de retenue constituant une soupape doseuse monté dans ledit passage pour coopérer avec le siège et doser le débit du fluide du cylindre dans le réservoir lorsque le piston est déplacé vers l'intérieur dudit cylindre sous l'effet d'une charge et pour permettre au fluide de s'écouler librement dans ledit passage du réservoir au cylindre lorsque la charge n'est plus imposée au piston,

   et un dispositif destiné à ajuster l'ensemble du clapet de retenue pour en régler l'action de dosage de façon que, lorsqu'une charge est imposée à la tige du piston, le piston soit déplacé vers l'intérieur du cylindre pour refouler le fluide en quantité dosée dans le cylindre en regard du clapet et par le passage dans le réservoir, et le diaphragme est déployé et la vitesse de déplacement de la charge est maîtrisée et, lorsque la charge ne s'exerce plus sur la tige de piston, le diaphragme se contracte pour ramener le fluide du réservoir par l'intermédiaire du passage et en regard du clapet, en un écoulement libre, dans le cylindre pour repousser le piston à sa position initiale.
2. 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble du clapet de retenue constituant une soupape doseuse comprend:

   un obturateur monté dans le passage en relation de fonctionnement avec le siège, et un dispositif élastique destiné à solliciter normalement l'obturateur contre ledit siège pour ajuster le clapet afin d'établir un passage dosant le débit du fluide entre le siège et l'obturateur lorsque le piston est déplacé vers l'intérieur du cylindre pour doser le fluide s'écoulant de ce dernier dans le réservoir et pour permettre à l'obturateur d'être mis par le fluide sous pression à une position éloignée du siège, afin de permettre audit fluide de s'écouler librement du réservoir dans le cylindre lorsque l'effort de choc n'est plus appliqué à la tige de piston.
3. 3. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif élastique se compose d'un ressort.
4. 4. Amortisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'obturateur est constitué par une bille.
5. 5. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif destiné à ajuster l'ensemble du clapet de retenue comprend un pointeau réglable.
6. 6. Amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif destiné à ajuster l'ensemble du clapet de retenue comprend un élément destiné à maintenir le pointeau dans une position réglée.
7. 7. Amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps allongé se compose d'un tube externe et en ce que le cylindre ou chambre du piston est ménagé dans un tube interne séparé qui est monté dans le tube externe.
8. 8. Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de retenue du tube interne monté dans le tube externe pour maintenir le tube interne en position de fonctionnement dans ce dernier.
9. 9. Amortisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de retenue du diaphragme destiné à fixer l'extrémité interne dudit diaphragme au tube externe.
10. 10. Amortisseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le passage est délimité par le tube interne, l'élément de retenue de ce dernier et l'élément de retenue du diaphragme.