EP0296047B1 - Vérin multiple à au moins trois éléments coulissants et flèche télescopique en faisant application - Google Patents
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- EP0296047B1 EP0296047B1 EP19880401457 EP88401457A EP0296047B1 EP 0296047 B1 EP0296047 B1 EP 0296047B1 EP 19880401457 EP19880401457 EP 19880401457 EP 88401457 A EP88401457 A EP 88401457A EP 0296047 B1 EP0296047 B1 EP 0296047B1
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- F15B15/16—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type of the telescopic type
Definitions
- Patent abstracts of Japan, volume 7, No 31 JP-A-57 184 709 describes such a jack.
- the invention firstly aims to specify the provisions defined in the characterizing part of claim 1.
- the jack comprises a calibrated relief valve connected in bypass to said fifth conduit.
- the invention also more particularly relates to a telescopic boom comprising a first internal section, a second intermediate section, inside which the first section is slidably mounted, and a third section, external, inside. which the second section is slidably mounted, while a cylinder as described above is mounted therein, longitudinally inside the three said sections, the first cylinder being integral with the first section, the second cylinder being integral with the second section and the piston rod being integral with the third section.
- the first cylinder is fixed on the internal end of the first section
- the second cylinder is fixed on the internal end of the second section
- the piston rod is fixed on the part of the third section, which is opposite to the axial opening of this third section through which the second section penetrates.
- the main advantage of the invention lies in the possibility of obtaining simultaneous displacements and at equal relative speeds of the elements of the jack, and of the boom sections, without having to resort to complicated, heavy, expensive and fragile mechanical assemblies.
- the second conduit 16 and the third conduit 18 open to the outside of the piston rod 12 by fittings 20, 21, respectively.
- the setting of the relief valve 53 is higher, for example by 20 bars, than that of the pressure switch 47, and is equal to 350 bars, that of the pressure switch being equal to 330 bars. This implies that, as long as the pressure in the conduit 57 is greater than 330 bars, the pressure switch 47 does not make the electrical connection between its terminals 48 and 49, and the electromagnetic device 45 is not excited, so that, under the unique effect of the spring 46, the fluid distributor 44 is placed in its first position.
- the jack which has just been described, is placed inside a telescopic boom with three sections, the axis 32 of the jack substantially coinciding with the axis of this arrow.
- This consists of a first internal section 33, a second intermediate section 34 and a third external section 35, slidably mounted, the first section 33 inside the second section 34, into which it enters through an opening 34a, and the second section 34 inside the third section 35, into which it enters through an opening 35a.
- Sliding members, rollers or sliding pads make these sliding possible.
- these are rollers 36 and 37, mounted inside the second section 34 and the third section 35, respectively, near their respective openings, and rollers 38 and 39, mounted at the outside the first section 33 and the second section 34, respectively, near their respective bottoms, opposite the openings 33a and 34a of these sections.
- first (1) and second (7) cylinders are extended by sails, which are fixed (3a, 8a) to the internal ends of the first (33) and second (34) sections of the boom telescopic and constitute the bottoms of these respective sections.
- the third section 35 is closed by a bottom 40, on which is fixed (41) the end of the piston rod 12.
- the section S10 of the second large chamber 10 is, in the embodiment described, equal to the section S6 of the first small chamber 6. Because these two chambers are in permanent communication with one another, and with no other chamber, the volume of fluid which leaves one of these two chambers (or which enters it) is necessarily received in the other chamber (or leaves it).
- the sections S10 and S6 are equal, this implies that the second cylinder 7 moves with respect to the second piston 9 at the same speed and simultaneously with the displacement of the first cylinder 1 with respect to the first piston 4.
- the outputs or the simultaneous re-entries and at the same speed of the first section 33 of the boom relative to the second section 34, and of the second section 34 relative to the third section 35 which is desirable for the application described for telescopic crane jibs.
- the relative strokes C 33/34 and C 34/35 of the first section 33 relative to the second section 34, and of the second section 34 relative to the third section 35 are also equal.
- the sum of the volumes of the first small chamber 6 and the second large chamber 10 was assumed to be constant. In reality, inevitable leaks cause slight variations in the value of this sum of volumes, and it is often necessary to supplement the quantity of fluid contained in these chambers, or, on the contrary, to allow an evacuation of excess fluid. This complement or this evacuation of fluid is carried out automatically in the following manner.
- the three-position distributor 24 is assumed to have been placed in its first position.
- the pressure of this fluid decreases and becomes lower than the setting pressure of the pressure switch 47, which causes the electrical connection between the two terminals 48, 49 and, consequently, the supply of electrical energy to the electromagnetic device 45, which places the fluid distributor in two positions 44 in its second position.
- this pressure switch cuts off the supply of electrical energy to the electromagnetic device 45: the two-position fluid distributor 44 is returned to its first position under the effect of the spring 46, which causes the complementary supply of fluid to stop, via the conduit 42, in the second large chamber 10.
- the pressure of this fluid increases until reaching the value of the setting pressure of the relief valve 53: by means of this relief valve 53, the maximum pressure in the second large chamber 10 is limited to a value making it possible to prohibit any deterioration of the jack.
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Description
- On connaît déjà des vérins multiples à au moins trois éléments montés coulissants les uns par rapport aux autres, tel celui défini dans le préambule de la revendication 1 de la présente demande de brevet.
- Patent abstracts of Japan, volume 7, No 31 JP-A-57 184 709 décrit un tel vérin.
- L'invention a d'abord pour objet de préciser les dispositions définies dans la partie caractérisante de la revendication 1.
- L'avantageuse disposition suivante est en outre préférentiellement adoptée: le vérin comporte un clapet de décharge taré relié en dérivation audit cinquième conduit.
- L'invention a également, plus particulièrement, pour objet une flèche télescopique comportant un premier tronçon, interne, un deuxième tronçon, intermédiaire, à l'intérieur duquel le premier tronçon est monté coulissant, et un troisième tronçon, externe, à l'intérieur duquel le deuxième tronçon est monté coulissant, cependant qu'un vérin tel que décrit précédemment y est monté, longitudinalement à l'intérieur des trois dits tronçons, le premier cylindre étant solidaire du premier tronçon, le deuxième cylindre étant solidaire du deuxième tronçon et la tige de piston étant solidaire du troisième tronçon.
- De manière préférée, le premier cylindre est fixé sur l'extrémité interne du premier tronçon, le deuxième cylindre est fixé sur l'extrémité interne du deuxième tronçon et la tige de piston est fixée sur la partie du troisième tronçon, qui est opposée à l'ouverture axiale de ce troisième tronçon par laquelle pénètre le deuxième tronçon.
- L'avantage principal de l'invention réside dans la possibilité d'obtenir des déplacements simultanés et à vitesses relatives égales des éléments du vérin, et des tronçons de flèche, sans avoir recours à des montages mécaniques compliqués, lourds, coûteux et fragiles.
- L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple.
- Il sera fait référence au dessin annexé, dans lequel la figure unique est une coupe axiale schématique d'un vérin et d'une flèche télescopique conformes à l'invention.
- Le vérin représenté sur la figure comprend:
- _ un premier cylindre 1 comportant à chaque extrémité un fond 2, 3;
- _ un premier piston 4, qui est monté coulissant à l'intérieur du premier cylindre 1 et qui y délimite, en coopération avec le fond 2, une première grande chambre 5 de grande section utile S5, et, en coopération avec le fond 3, une première petite chambre 6 de petite section utile S6 (inférieure à la section utile S5);
- _ un deuxième cylindre 7 qui comporte, à une extrémité, un fond constitué par le premier piston 4 et, à l'autre extrémité, un fond 8 qui est solidaire du premier piston 4, et qui traverse avec étanchéité 3b le fond 3 du premier cylindre 1 qui, en coopération avec le premier piston 4, délimite la première petite chambre utile 6;
- _ un deuxième piston 9, qui est monté coulissant à l'intérieur du deuxième cylindre 7 et qui y délimite, en coopération avec le premier piston 4, une deuxième grande chambre 10 de grande section utile S10, et, en coopération avec le fond 8 du deuxième cylindre, une deuxième petite chambre 11 de petite section utile S11 (inférieure à la section utile S10);
- _ une tige de piston 12, qui est solidaire du deuxième piston 9 et qui traverse avec étanchéité 8b le fond 8 du deuxième cylindre, qui, en coopération avec le deuxième piston 9, délimite la deuxième petite chambre 11;
- _ un premier passage 13, qui est ménagé dans le premier piston 4 et qui réalise la communication permanente de la deuxième grande chambre 10 avec la première petite chambre 6;
- _ un deuxième passage, constitué par un premier conduit 14, solidaire du premier piston 4, traversant ce premier piston (trou 15) et débouchant ainsi dans la première grande chambre 5, et par un deuxième conduit 16, solidaire du deuxième piston 9, contenu dans la tige de piston 12, traversant ce deuxième piston (trou 17) et débouchant dans la deuxième grande chambre 10, le premier conduit 14 coulissant avec étanchéité 17b à l'intérieur dudit deuxième conduit 16; et
- _ un troisième passage, qui est constitué par un troisième conduit 18, ménagé à l'intérieur de la tige de piston 12, et par un quatrième conduit 19, ménagé dans le deuxième piston 9 et reliant en permanence le troisième conduit 18 à la deuxième petite chambre 11.
- Le deuxième conduit 16 et le troisième conduit 18 débouchent à l'extérieur de la tige de piston 12 par des raccords 20, 21, respectivement.
- Le circuit d'alimentation du vérin est lui-même constitué par:
- _ un réservoir de fluide 22;
- _ une pompe 23;
- _ un distributeur à trois positions 24;
- _ un clapet de décharge taré 25;
- _ le conduit d'aspiration 26 et le conduit de refoulement 27 de la pompe 23, qui la relient au réservoir 22 et au distributeur 24, respectivement;
- _ des conduits 28 et 29, qui relient le distributeur 24 aux raccords 20, 21, respectivement;
- _ un conduit 30, qui relie le distributeur 24 au réservoir 22; et
- _ un conduit 31, qui relie le conduit de refoulement 27 au réservoir 22 et sur lequel est placé le clapet de décharge taré 25.
- Les trois positions du distributeur 24 correspondent:
- _ la première position, aux mises en communication des conduits 27 et 28, et des conduits 29 et 30;
- _ la deuxième position, à l'obturation des conduits 28 et 29, et à la mise en communication des conduits 27 et 30; et
- _ la troisième position, aux mises en communication des conduits 27 et 29, et des conduits 28 et 30.
- Un circuit de réglage du volume de fluide contenu dans les chambres 10 et 6 est également prévu et est constitué par:
- _ un cinquième conduit 42, interne à la tige de piston 12, qui débouche dans la deuxième grande chambre 10 et la relie à un raccord extérieur 43;
- _ un distributeur de fluide à deux positions 44, muni d'un dispositif électromagnétique 45 de réglage de sa position, dont l'effet, lorsqu'il est excité, est antagoniste de celui d'un ressort de rappel 46;
- _ un manocontact 47 à deux bornes électriques 48, 49, à un raccord hydraulique 50 et à un ressort de rappel 51 d'effet antagoniste de celui du fluide sous pression contenu dans le raccord hydraulique 50;
- _ une terre électrique 52;
- _ un clapet de décharge taré 53;
- _ un conduit de liaison 54, reliant le distributeur de fluide à deux positions 44 au conduit 28;
- _ un conduit de complément d'alimentation 55, reliant le distributeur de fluide à deux positions au raccord extérieur 43;
- _ un conduit 56, reliant le conduit de complément d'alimentation 55 au réservoir de fluide 22, le clapet de décharge taré 53 étant disposé sur ce conduit 56;
- _ un conduit 57, reliant le raccord hydraulique 50 du manocontact 47 au conduit de complément d'alimentation 55;
- _ une liaison électrique 58 reliant la borne 48 du manocontact 47 au dispositif électromagnétique 45;
- _ une liaison électrique 59 reliant l'autre borne 49 du manocontact 47 à la borne positive (+) d'une source d'énergie électrique 60; et
- _ une liaison électrique 61 reliant la borne négative (_) de la source d'énergie électrique 60 à la terre électrique 52.
- Le tarage du clapet de décharge 53 est supérieur, par exemple de 20 bars, à celui du manocontact 47, et est égal à 350 bars, celui du manocontact étant égal à 330 bars. Ceci implique que, tant que la pression dans le conduit 57 est supérieure à 330 bars, le manocontact 47 ne réalise pas la liaison électrique entre ses bornes 48 et 49, et le dispositif électromagnétique 45 n'est pas excité, de sorte que, sous l'effet unique du ressort 46, le distributeur de fluide 44 est placé dans sa première position.
- Les deux positions de ce distributeur de fluide 44 correspondent:
- _ la première position, aux obturations du conduit de liaison 54 et du conduit de complément d'alimentation 55; et
- _ la deuxième position, à la mise en communication du conduit de liaison 54 et du conduit de complément d'alimentation 55.
- Par ailleurs, le vérin, qui vient d'être décrit, est placé à l'intérieur d'une flèche télescopique à trois tronçons, l'axe 32 du vérin coïncidant sensiblement avec l'axe de cette flèche.
- Celle-ci est constituée par un premier tronçon interne 33, un deuxième tronçon intermédiaire 34 et un troisième tronçon externe 35, montés coulissants, le premier tronçon 33 à l'intérieur du deuxième tronçon 34, dans lequel il pénètre par une ouverture 34a, et le deuxième tronçon 34 à l'intérieur du troisième tronçon 35, dans lequel il pénètre par une ouverture 35a. Des organes de coulissement, galets ou patins de glissement, rendent possibles ces coulissements. Il s'agit, dans la réalisation décrite, des galets 36 et 37, montés à l'intérieur du deuxième tronçon 34 et du troisième tronçon 35, respectivement, à proximité de leurs ouvertures respectives, et des galets 38 et 39, montés à l'extérieur du premier tronçon 33 et du deuxième tronçon 34, respectivement, à proximité de leurs fonds respectifs, opposés aux ouvertures 33a et 34a de ces tronçons.
- A noter que les fonds 3 et 8 des premier (1) et deuxième (7) cylindres sont prolongés par des voiles, qui sont fixés (3a, 8a) aux extrémités internes des premier (33) et deuxième (34) tronçons de la flèche télescopique et constituent les fonds de ces tronçons respectifs. Enfin, à l'opposé de son ouverture 35a, le troisième tronçon 35 est fermé par un fond 40, sur lequel est fixée (41) l'extrémité de la tige de piston 12.
- La section S10 de la deuxième grande chambre 10 est, dans la réalisation décrite, égale à la section S6 de la première petite chambre 6. Du fait que ces deux chambres sont en communication permanente entre elles, et avec aucune autre chambre, le volume de fluide qui sort de l'une de ces deux chambres (ou qui y pénètre) est nécessairement reçu dans l'autre chambre (ou en sort). Lorsque les sections S10 et S6 sont égales, cela implique que le deuxième cylindre 7 se déplace par rapport au deuxième piston 9 à la même vitesse et simultanément au déplacement du premier cylindre 1 par rapport au premier piston 4. On obtient donc également les sorties ou les rentrées simultanées et à la même vitesse du premier tronçon 33 de la flèche par rapport au deuxième tronçon 34, et du deuxième tronçon 34 par rapport au troisième tronçon 35, ce qui est souhaitable pour l'application décrite aux flèches télescopiques de grue. Les courses relatives C 33/34 et C 34/35 du premier tronçon 33 par rapport au deuxième tronçon 34, et du deuxième tronçon 34 par rapport au troisième tronçon 35 sont en outre égales.
- Mais on comprend bien qu'il suffit de modifier le rapport des sections S6/S10, pour, par exemple, si la section S6 était égale à la moitié de la section S10 [S6 = (S10) × 0,5Ω, obtenir une vitesse de sortie, et une course, du premier tronçon 33 par rapport au deuxième tronçon 34, égales à deux fois la vitesse de sortie, et la course du deuxième tronçon 34 par rapport au troisième tronçon 35.
- Dans la réalisation représentée, la somme des volumes des première petite chambre 6 et deuxième grande chambre 10 a été supposée constante. En réalité, des fuites inévitables provoquent de légères variations de la valeur de cette somme des volumes, et il est souvent nécessaire de compléter la quantité de fluide contenu dans ces chambres, ou, au contraire, de permettre une évacuation de fluide excédentaire. Ce complément ou cette évacuation de fluide sont réalisés automatiquement de la manière suivante.
- Le distributeur à trois positions 24 est supposé avoir été placé dans sa première position.
- Si la quantité du fluide contenu dans la deuxième grande chambre 10 devient insuffisante, la pression de ce fluide diminue et devient inférieure à la pression de tarage du manocontact 47, ce qui provoque la liaison électrique entre les deux bornes 48, 49 et, par conséquent, l'alimentation en énergie électrique du dispositif électromagnétique 45, qui place le distributeur de fluide à deux positions 44 dans sa deuxième position. Le fluide sous pression du conduit 28, véhiculé par les conduits 54, 55 et 42, parvient dans la deuxième grande chambre 10 jusqu'à compensation du fluide manquant. Lorsque la pression dans cette chambre redevient supérieure au tarage du manocontact 47, ce manocontact coupe l'alimentation en énergie électrique du dispositif électromagnétique 45: le distributeur de fluide à deux positions 44 est replacé dans sa première position sous l'effet du ressort 46, ce qui provoque l'arrêt de l'arrivée complémentaire de fluide, par le conduit 42, dans la deuxième grande chambre 10.
- Si, au contraire, la quantité du fluide contenu dans la deuxième grande chambre tend à être excédentaire, la pression de ce fluide augmente jusqu'à atteindre la valeur de la pression de tarage du clapet de décharge 53: au moyen de ce clapet de décharge 53, la pression maximale dans la deuxième grande chambre 10 est limitée à une valeur permettant d'interdire toute détérioration du vérin.
- Il doit être observé que la différence des pressions de tarage du manocontact 47 et du clapet de décharge 53 permet d'éviter le fonctionnement permanent dudit clapet de décharge 53, et de limiter la quantité de fluide qui fait retour au réservoir 22 en traversant le clapet de décharge.
- La commande proprement dite du télescopage est la suivante:
- _ pour la sortie des tronçons'les uns par rapport aux autres, et l'extension de la flèche, on place le distributeur 24 dans sa première position: le fluide refoulé par la pompe 23 emplit la première grande chambre 5; le premier piston 4 se rapproche du fond 3 du premier cylindre 1; le fluide contenu dans la première petite chambre 6 est chassé hors de cette chambre et va emplir la deuxième grande chambre 10; le deuxième piston 9 se rapproche du fond 8 du deuxième cylindre 7; et le fluide contenu dans la deuxième petite chambre 11 en est chassé et, par les quatrième 19 et troisième conduits 18, et le conduit 29, retourne au réservoir 22;
- _ pour la rentrée des divers tronçons et la rétraction de la flèche, la mise en place du distributeur 24 dans sa troisième position provoque les déplacements inverses de ceux décrits en ce qui concerne la sortie de ces tronçons.
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1988
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CN101900150A (zh) * | 2010-08-31 | 2010-12-01 | 三一汽车起重机械有限公司 | 多级油缸及具有其的液压设备 |
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