EP0182927B1 - Hydraulic jack with limited travel - Google Patents
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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- B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
- B66F3/24—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads fluid-pressure operated
- B66F3/25—Constructional features
- B66F3/32—Constructional features with means for avoiding excessive shocks on completion of movements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/24—Other details, e.g. assembly with regulating devices for restricting the stroke
Definitions
- the invention relates to hydraulic jacks, consisting of a vertical hydraulic cylinder surrounded by a reserve of coaxial oil and provided with a hand pump, sucking in the reserve and discharging into the base of the jack to ensure the rise, with in in addition to a tap or relief valve allowing the descent.
- a first solution consists in providing the piston of the jack with a lip seal of a form derived from the classic pump leather, and in constituting the hydraulic stroke limiting device simply by a hole or a groove made in the wall of the cylinder of the jack, in the vicinity of the high point of its stroke, to make the interior of the cylinder communicate with the reserve when this hole or this groove is exposed by the lip of the seal of the piston.
- Such a device is relatively effective but has the drawback that the seal lip is caught up in the pressure difference towards the inside of the hole, at the same time as its up and down movement occurs, so that the seal quickly deteriorates, especially if the seal is rubber.
- a leather seal is more often used which is more expensive, less waterproof, and which is nevertheless caught in the hole; this results in the tearing of particles of leather which are then suspended in the oil, which alters the functioning of the entire jack, in particular at the level of the valves of the pump.
- Another minor drawback of the device with a lateral hole is that an additional stroke must be provided at the end of the stroke which is substantially equal to the diameter of the hole in order to be sure of discharging.
- the object of the invention is to eliminate the preceding drawback by producing a stroke limiting device of the preceding type, with a piston mounted axially movable and not leaktight in the central part on the end of its rod, but arranged for use. high pressures ensuring both perfect sealing in normal operation and sufficient leakage rate at the end of the stroke.
- the jack 1 usually comprises a cylinder 2, closed at its lower end by the base 3 of the device and open at its upper end.
- a piston 4 provided with a lip seal 5 and extended at its upper part by a rod 6 which passes through the seal in a sealed manner, using a seal 7 upper 8 of the jack screwed onto the upper end of the cylinder 2.
- the upper end of the rod 6 of the jack may further end in the usual manner by a support piece 9 comprising a threaded lower rod 10 which is screwed freely in the rod 6 in order to allow manual adjustment of the initial height of the jack.
- the pressureless oil reserve is located at 13 between the cylinder 2 and the casing 11.
- a hand pump actuable by a lever not shown and consisting of a sliding plunger 14 in a bore 15 of the base, with in addition communication channels and suction and discharge valves, shown in FIG. 1 and not referenced, to allow the pump to draw the oil into the reserve 13 and to discharge it inside the cylinder 2 through the base thereof.
- a tap or relief valve 16 controlled by hand to allow, with an adjustable pressure drop, the communication between the interior of the cylinder 2 and the reserve 13 in order to ensure the descent control at the desired speed, after the hand pump 14 has produced the rise of the rod 6.
- the piston 4 instead of the lateral discharge hole usually provided in the wall 2, provision is made to mount the piston 4 on the rod 6 in a movable manner with a determined axial play.
- the rod 6 can be extended by a reduced portion 17 on which the piston 4 threads, provided for this purpose with a central bore 18 with a diameter slightly larger than the outside diameter of 17 so to allow both a play and a passage of oil.
- a summary stop constituted for example by a simple circlip 19 placed in a groove 20 near the end of the reduced part 17, makes it possible to prevent the piston 4 from completely detaching from its rod 6.
- a flat seal 21 coming to bear directly on the flat shoulder 22 of the rod 6 around its reduced part 17.
- a vulcanized fiber joint of sufficient hardness preferably 40 to 100 Rockwells, is used to maintain an operating pressure of 1800 to 2500 bars.
- this seal 21 is preferably placed in a groove made in the piston 4 or in the shoulder 22, this groove naturally being of a depth less than the thickness of the uncompressed seal.
- the device is arranged so that the screw connection between the upper bearing 8 and the upper end of the cylinder 2 is not sealed, for example by not screwing it to the end, as shown in FIG 2, so in providing an annular space 23, and in addition providing one or more orifices 24 for communication between this space 23 and the reserve 13.
- the outside diameter of the rod 6, that is to say therefore the inside diameter of the bore 25 of the upper bearing 8, is slightly less than the outside diameter of the piston 4 and the bore inside 26 of cylinder 2, so that the piston 4 does not run the risk of passing through the bore 25.
- the piston 4 reaches the top of its travel, as shown in FIG. 3, it abuts on the shoulder 27 of the upper bearing 8 surrounding the bore 25, which produces a slight increase in the pressure in the cylinder 2 in a ratio which is the square of the ratio of the diameters of the bore 26 and of the seal 21, whereby the rod 6 continues to rise with an extremely short stroke, just sufficient to allow the decompression of the seal 21 and the escape of the oil through the interval 28, greatly exaggerated in FIG.
- the production of which is just as economical as the usual production, and even more, if you take into account the possibility of using a rubber seal 5 of the usual type, there is the advantage of a very long service life due to the absence of deterioration of the seals, and at the same time a high level of safety while using the entire stroke.
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Description
L'invention concerne les crics hydrauliques, constituée par un vérin hydraulique vertical entouré d'une réserve d'huile coaxiale et munis d'une pompe à main, aspirant dans la réserve et refoulant dans le base du vérin pour assurer la montée, avec en outre un robinet ou clapet de décharge permettant la descente.The invention relates to hydraulic jacks, consisting of a vertical hydraulic cylinder surrounded by a reserve of coaxial oil and provided with a hand pump, sucking in the reserve and discharging into the base of the jack to ensure the rise, with in in addition to a tap or relief valve allowing the descent.
La force développée par ce vérin peut atteindre des valeurs assez considérables, et pour des raisons de sécurité il est imposé de les munir d'un dispositif de limitation de course hydraulique assurant la décharge de la pression lorsque le piston du vérin arrive au point haut de sa course afin d'éviter toute rupture de pièce et effondrement de charge consécutif.The force developed by this jack can reach fairly considerable values, and for safety reasons it is necessary to provide them with a hydraulic stroke limiting device ensuring the discharge of the pressure when the piston of the jack reaches the high point of its stroke in order to avoid any part rupture and subsequent load collapse.
Une première solution, selon le documment US-A-4 077 608, consiste à munir le piston du vérin d'un joint à lèvre d'une forme dérivée du classique cuir de pompe, et à constituer le dispositif de limitation de course hydraulique simplement par un trou ou une rainure pratiqué dans la paroi du cylindre du vérin, au voisinage du point haut de sa course, pour faire communiquer l'intérieur du cylindre avec la réserve lorsque ce trou ou cette rainure se trouve démasqué par la lèvre du joint du piston.A first solution, according to the document US-A-4 077 608, consists in providing the piston of the jack with a lip seal of a form derived from the classic pump leather, and in constituting the hydraulic stroke limiting device simply by a hole or a groove made in the wall of the cylinder of the jack, in the vicinity of the high point of its stroke, to make the interior of the cylinder communicate with the reserve when this hole or this groove is exposed by the lip of the seal of the piston.
Un tel dispositif est relativement efficace mais présente l'inconvénient que la lèvre du joint se trouve happée par la différence de pression vers l'intérieur du trou, en même temps que se produit son mouvement de montée et de descente, de sorte que le joint se trouve rapidement détérioré, surtout si le joint est en caoutchouc. Pour y remédier en partie, on utilise le plus souvent un joint en cuir qui est plus onéreux, moins étanche, et qui se trouve néanmoins happé dans le trou; il en résulte l'arrachement de particules de cuir qui se trouvent ensuite en suspension dans l'huile, ce qui altère le fonctionnement de l'ensemble du cric, en particulier au niveau des clapets de la pompe. Un autre inconvénient mineur du dispositif à trou latéral est qu'il faut prévoir en fin de course un supplément de course sensiblement égal au diamètre du trou pour être sûr d'opérer la décharge.Such a device is relatively effective but has the drawback that the seal lip is caught up in the pressure difference towards the inside of the hole, at the same time as its up and down movement occurs, so that the seal quickly deteriorates, especially if the seal is rubber. To partially remedy this, a leather seal is more often used which is more expensive, less waterproof, and which is nevertheless caught in the hole; this results in the tearing of particles of leather which are then suspended in the oil, which alters the functioning of the entire jack, in particular at the level of the valves of the pump. Another minor drawback of the device with a lateral hole is that an additional stroke must be provided at the end of the stroke which is substantially equal to the diameter of the hole in order to be sure of discharging.
Une autre solution pour remédier au problème exposé consiste, selon le document US-A-3404 868, à utiliser un piston avec joints périphériques d'étanchéité, mais monté à l'extrémité de la tige de manière mobile axialement et non étanche en partie centrale, l'étanchéité de cette partie centrale étant réalisée de manière temporaire à un niveau supérieur par contact métallique directe entre des surfaces coniques du piston et de la tige, de manière que cette étanchéité soit rompue lorsque le piston entre en butée à l'extrémité supérieure de sa course.Another solution to remedy the problem presented consists, according to document US-A-3404 868, of using a piston with peripheral seals, but mounted at the end of the rod in an axially movable manner and not leaktight in the central part. , the sealing of this central part being made temporarily at an upper level by direct metallic contact between conical surfaces of the piston and of the rod, so that this sealing is broken when the piston comes into abutment at the upper end of its course.
Cependant une telle solution est mal adaptée à l'utilisation de hautes pressions par le fait qu'en fonctionnement normal, l'étanchéité métal sur métal est insuffisante, alors qu'en fin de course, lorsque doit se produire la fuite du débit de la pompe, depuis la partie centrale du piston vers l'écoulement prévu à la partie supérieure du cylindre, le contact de la périphérie du piston avec sa butée est au contraire trop étanche pour assurer ce débit.However, such a solution is ill-suited to the use of high pressures by the fact that in normal operation, the metal-to-metal seal is insufficient, whereas at the end of the race, when the flow of the flow from the pump, from the central part of the piston towards the flow provided at the upper part of the cylinder, the contact of the periphery of the piston with its stop is, on the contrary, too tight to ensure this flow.
Le but de l'invention est d'éliminer l'inconvénient précédent en réalisant un dispositif limiteur de course du type précédent, à piston monté mobile axialement et non étanche en partie centrale sur l'extrémité de sa tige, mais agencé pour l'utilisation de hautes pressions en assurant à la fois une parfaite étanchéité en fonctionnement normal, et un débit de fuite suffisant en fin de course.The object of the invention is to eliminate the preceding drawback by producing a stroke limiting device of the preceding type, with a piston mounted axially movable and not leaktight in the central part on the end of its rod, but arranged for use. high pressures ensuring both perfect sealing in normal operation and sufficient leakage rate at the end of the stroke.
Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait
- a) qu'un joint plat (21) est disposé dans une gorge pratiquée dans une des deux surfaces en regard du piston (4) et de l'épaulement (22), et que ledit joint plat (21) est un joint d'une dureté suffisante pour tenir une pression élevée,
- b) que ladite gorge a une profondeur à peine inférieure à l'épaisseur du joint plat (21) à l'état comprimé, et
- c) que des encoches radiales (29) sont pratiquées entre cette gorge et la périphérie de l'organe correspondant (6 ou 4) (pour assurer le passage de l'huile entre le piston (4) et le palier d'extrémité (8) lorsque ladite périphérie vient buter sur le palier supérieur (8).
- a) that a flat seal (21) is arranged in a groove formed in one of the two surfaces facing the piston (4) and the shoulder (22), and that said flat seal (21) is a seal of sufficient hardness to withstand high pressure,
- b) that said groove has a depth barely less than the thickness of the flat seal (21) in the compressed state, and
- c) that radial notches (29) are formed between this groove and the periphery of the corresponding member (6 or 4) (to ensure the passage of the oil between the piston (4) and the end bearing (8 ) when said periphery abuts on the upper bearing (8).
D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel
- la fig. 1 est une vue en coupe axiale de l'ensemble du vérin;
- la fig. 2 est une coupe partielle à plus grande échelle au niveau du piston; et
- la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 2 montrant le piston arrivé en fin de course.
- fig. 1 is an axial sectional view of the entire cylinder;
- fig. 2 is a partial section on a larger scale at the piston; and
- fig. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the piston reaching the end of the stroke.
Le cric 1 comprend d'une manière usuelle un cylindre de vérin 2, fermé à son extrémité inférieure par la base 3 de l'appareil et ouvert à son extrémité supérieure. Dans l'alésage intérieur 26 de ce cylindre peut coulisser de manière étanche un piston 4, muni d'un joint à lèvre 5 et prolongé à sa partie supérieure par une tige 6 qui traverse de manière étanche, grâce à un joint 7, le palier supérieur 8 du vérin vissé sur l'extrémité supérieure du cylindre 2. L'extrémité supérieure de la tige 6 du vérin peut en outre se terminer d'une manière usuelle par une pièce d'appui 9 comportant une tige inférieure filetée 10 qui se visse librement dans la tige 6 afin de permettre manuellement une adaptation de la hauteur initiale du cric.The jack 1 usually comprises a
Autour du cylindre principal 2 se trouve disposé concentriquement une enveloppe extérieure 11 qui se raccorde de manière étanche avec la base 3 et avec le palier supérieur 8 et qui comporte un bouchon 12 de niveau d'huile. En effet, la réserve d'huile sans pression est située en 13 entre le cylindre 2 et l'enveloppe 11.Around the
Dans la base 3 est prévue une pompe à main actionnable par un levier non représenté et constitué par un piston plongeur 14 coulissant dans un alésage 15 de la base, avec en outre des canaux de communication et des clapets d'aspiration et de refoulement, représentés sur la fig. 1 et non référencés, pour permettre à la pompe d'aspirer l'huile dans la réserve 13 et de la refouler à l'intérieur du cylindre 2 par la base de celui-ci. En outre, il est prévu un robinet ou clapet de décharge 16 commandé à la main pour permettre, avec une perte de charge réglable, la communication entre l'intérieur du cylindre 2 et la réserve 13 afin d'assurer la commande de descente à la vitesse voulue, après que la pompe à main 14 ait produit la montée de la tige 6.In the
Comme exposé plus haut, avec un tel vérin il existe le danger qu'une fois que le piston 4 est arrivé à l'extrémité supérieure de la course il se produise, lorsqu'on force sur le piston 14, un accroissement important de la force développée qui puisse amener des ruptures de pièces ou de joints produisant l'effondrement de la charge soulevée par la tête 9. C'est pour cette raison qu'il est imposé un limiteur hydraulique de course.As explained above, with such a cylinder there is the danger that once the
Conformément à l'invention, à la place du trou latéral de décharge habituellement prévu dans la paroi 2, il est prévu de monter le piston 4 sur la tige 6 d'une manière mobile avec un jeu axial déterminé. Par exemple, la tige 6 peut se prolonger par une partie réduite 17 sur laquelle s'enfile le piston 4, muni à cet effet d'un alésage central 18 d'un diamètre légèrement plus grand que le diamètre de l'extérieur de 17 afin de permettre tout à la fois un jeu et un passage d'huile. Un arrêt sommaire, constitué par exemple par un simple circlip 19 placé dans une gorge 20 près de l'extrémité de la partie réduite 17, permet d'empêcher le piston 4 de se désolidariser complètement de sa tige 6.According to the invention, instead of the lateral discharge hole usually provided in the
En outre, conformément à l'invention, il est prévu dans la partie supérieure du piston 4 un joint plat 21 venant porter directement sur l'épaulement plan 22 de la tige 6 à l'entour de sa partie réduite 17. Pour éviter tout écrasement exagéré de ce joint 21, on utilise un joint en fibre vulcanisée d'une dureté suffisante, de préférence de 40 à 100 Rockwell pour tenir une pression de service de 1800 à 2500 bars. En outre, ce joint 21 se trouve de préférence placé dans une gorge pratiquée dans le piston 4 ou dans l'épaulement 22, cette gorge étant naturellement d'une profondeur inférieure à l'épaisseur du joint non comprimé.In addition, in accordance with the invention, there is provided in the upper part of the piston 4 a
Enfin, le dispositif est agencé pour que le raccordement vissé entre le palier supérieur 8 et l'extrémité supérieure du cylindre 2 ne soit pas étanche, par exemple en ne le vissant pas jusqu'au bout, comme représenté sur la fig 2, de manière à ménager un espace annulaire 23, et en prévoyant en outre un ou plusieurs orifices 24 de communication entre cet espace 23 et la réserve 13.Finally, the device is arranged so that the screw connection between the upper bearing 8 and the upper end of the
Lorsqu'on actionne la pompe 14 pour mettre en pression l'intérieur du cylindre 2, le piston 4 appuie fortement sous l'épaulement 22 de la tige 6 ce qui assure par conséquent l'étanchéité entre le piston et la tige et assure l'ascension de la charge d'une manière habituelle.When the
Comme à l'ordinaire, le diamètre extérieur de la tige 6, c'est-à-dire par conséquent le diamètre intérieur de l'alésage 25 du palier supérieur 8, est légèrement inférieur au diamètre extérieur du piston 4 et de l'alésage intérieur 26 du cylindre 2, de sorte que le piston 4 ne risque pas de passer à travers l'alésage 25. Au contraire de cela, lorsque le piston 4 arrive au sommet de sa course, comme représenté sur la fig. 3, il vient buter sur l'épaulement 27 du palier supérieur 8 entourant l'alésage 25, ce qui produit une légère augmentation de la pression dans le cylindre 2 dans un rapport qui est le carré du rapport des diamètres de l'alésage 26 et du joint 21, grâce à quoi la tige 6 continue à monter d'une course extrêmement faible, juste suffisante pour permettre la décompression du joint 21 et l'échappement de l'huile par l'intervalle 28, fortement exagéré sur la fig. 3, existant entre le joint 21 et l'épaulement 22. Par sécurité il est prévu également des encoches radiales 29 dans le dessus du piston 4 entre la gorge recevant le joint 21 et la périphérie du piston (ou de la tige) afin de permettre à l'échappement de l'huile par 28 à se continuer par les encoches 29, par la chambre annulaire 23, puis par les orifices 24 jusqu'à la réserve.As usual, the outside diameter of the
On voit que cette décharge de la pression a lieu sans aucune détérioration possible du joint principal 5 ni du joint auxiliaire 21 qui ne rencontre jamais que des surfaces lisses et continues.It can be seen that this pressure relief takes place without any possible deterioration of the
En réalité, naturellement cette décharge de la pression ne se produit jamais complètement tant que la charge demeure sur la tête 9, et seul l'excédent est évacué, comme c'est le cas habituellement, de manière à assurer la sécurité et en même temps le maintien de la charge en postion haute, la descente n'étant produite que par l'action manuelle sur la décharge 16. Ceci revient à dire qu'aucun supplément de course n'est nécessaire pour le piston 4, et que le supplément de course qui intervient seulement pour la tige 6 n'utilise qu'une fraction infime du jeu axial prévu pour le piston 4 sur la partie réduite 17, cette partie infime étant celle nécessaire pour assurer la décharge de la pression sur le grand diamètre du joint 21.In reality, of course, this pressure discharge never occurs completely as long as the charge remains on the head 9, and only the excess is evacuated, as is usually the case, so as to ensure safety and at the same time maintaining the load in the high position, the descent being produced only by manual action on the
En effet, pour limiter le rapport d'augmentation de pression en fin de course à une valeur tolérée, on a intérêt à donner au diamètre du joint 21 une valeur aussi proche que possible du diamètre de l'alésage 26.In fact, to limit the ratio of pressure increase at the end of travel to a tolerated value, it is advantageous to give the diameter of the seal 21 a value as close as possible to the diameter of the
Grâce à l'invention, dont la réalisation est tout aussi économique que la réalisation habituelle, et même davantage, si t'en tient compte de la possibilité d'utiliser un joint 5 en caoutchouc du type usuel, on a l'avantage d'une très grande longévité par absence de détérioration des joints, et en même temps une grande sécurité tout en utilisant la totalité de la course.Thanks to the invention, the production of which is just as economical as the usual production, and even more, if you take into account the possibility of using a
Naturellement, l'invention s'applique à tous les types de crics hydrauliques à commande à main.Naturally, the invention applies to all types of hydraulic jacks with manual control.
Claims (4)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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EP19840114236 EP0182927B1 (en) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | Hydraulic jack with limited travel |
Publications (2)
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EP0182927A1 EP0182927A1 (en) | 1986-06-04 |
EP0182927B1 true EP0182927B1 (en) | 1988-09-21 |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
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