FR2532386A1 - TEMPERATURE COMPENSATED GAS SPRING - Google Patents
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- F16F9/52—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics in case of change of temperature
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Abstract
CE RESSORT A GAZ COMPORTE UNE ENVELOPPE ETANCHE 12, UNE TIGE COULISSANTE 30 S'ETENDANT DE L'INTERIEUR JUSQU'A L'EXTERIEUR DE LADITE ENVELOPPE A TRAVERS L'UNE DES EXTREMITES DE LADITE ENVELOPPE, ET UN PISTON 24 MONTE SUR UNE TIGE A L'INTERIEUR DE LADITE ENVELOPPE; IL COMPORTE UNE SOURCE DE PRESSION PRIMAIRE SITUEE A L'INTERIEUR DE LADITE ENVELOPPE QUI CREE UNE PRESSION PRIMAIRE S'EXERCANT SUR LEDIT PISTON POUR POUSSER LADITE TIGE A L'EXTERIEUR DE LADITE ENVELOPPE ET UNE SOURCE DE PRESSION SECONDAIRE SITUEE A L'INTERIEUR DE LADITE ENVELOPPE QUI CREE UNE PRESSION SECONDAIRE S'EXERCANT SUR LEDIT PISTON POUR POUSSER LADITE TIGE VERS L'INTERIEUR DE LADITE ENVELOPPE, LADITE PRESSION PRIMAIRE ETANT SUPERIEURE A LADITE PRESSION SECONDAIRE ET LE CHANGEMENT EN POURCENTAGE DE LADITE PRESSION SECONDAIRE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE ETANT PLUS MARQUANT QUE LE CHANGEMENT EN POURCENTAGE DE LADITE PRESSION PRIMAIRE EN FONCTION DE LA TEMPERATURE.THIS GAS SPRING HAS A WATERPROOF ENCLOSURE 12, A SLIDING ROD 30 EXTENDING FROM THE INSIDE TO THE OUTSIDE OF THE ENCLOSED THROUGH ONE OF THE ENDS OF THE SAME, AND A PISTON 24 MOUNTED ON A ROD THE INSIDE OF THE SAME; IT INCLUDES A SOURCE OF PRIMARY PRESSURE LOCATED WITHIN THE SAME ENCLOSURE WHICH CREATES PRIMARY PRESSURE EXERCISING ON SAID PISTON TO PUSH SAID STEM OUTSIDE OF THE SAME AND A SECONDARY PRESSURE SOURCE LOCATED WITHIN THE SAME ENCLOSURE THAT CREATES A SECONDARY PRESSURE EXERCISING ON THE SAME PISTON TO PUSH THE SAID STEM INTO THE INSIDE OF THE ENCLOSURE, THE PRIMARY PRESSURE BEING SUPERIOR TO THE SAID SECONDARY PRESSURE AND THE PERCENTAGE CHANGE IN PERCENTAGE OF THE SECONDARY PRESSURE AS A FUNCTION OF THE TIME THAT THE CHANGE IN PERCENTAGE OF THE PRIMARY PRESSURE AS A FUNCTION OF THE TEMPERATURE.
Description
"RESSORT A GAZ A COMPENSATION DE TEMPERATURE""GAS SPRING WITH TEMPERATURE COMPENSATION"
La présente invention concerne des ressorts à gaz et plus particulièrement des ressorts à gaz à compensation automatique, ce qui leur permet de fonctionner de manière uniforme sur une vaste gamme de températures. Les ressorts utilisés pour soutenir les couvercles de malle arrière, les capots et autres éléments analogues, en particulier le couvercle du coffre de voitures à porte arrière, sont souvent des ressorts à gaz Un ressort à gaz se compose essentiellement d'un cylindre étanche contenant un gaz sous haute pression et d'une tige de piston qui se The present invention relates to gas springs and more particularly to gas springs with automatic compensation, which allows them to operate uniformly over a wide range of temperatures. The springs used to support the trunk covers, hoods and the like, in particular the trunk lid of rear-door cars, are often gas springs. A gas spring consists essentially of a sealed cylinder containing a gas under high pressure and a piston rod which
prolonge à l'extrémité du cylindre Couramment, c'est l'a- extends to the end of the cylinder Commonly, this is the-
zote que l'on utilise dans le cylindre à une pression de 68,94 105 Pa approximativement La force d'expansion est fournie pa Y la pression du gaz qui agit sur la surface zote used in the cylinder at a pressure of approximately 68.94 105 Pa The expansion force is supplied pa Y the pressure of the gas which acts on the surface
d'une section transversale égale à celle de la tige à l'in- with a cross section equal to that of the rod inside
térieur du cylindre, ce qui pousse la tige vers l'exté- of the cylinder, which pushes the rod outwards
rieur Lorsque la tige se trouve à l'intérieur du cylindre comme lorsque le couvercle du coffre de la porte arrière est fermé, la tige déplace à l'intérieur du cylindre un When the rod is inside the cylinder as when the trunk lid of the rear door is closed, the rod moves inside the cylinder a
certain volume qui était auparavant occupé par le gaz. certain volume which was previously occupied by gas.
Etant donné que le volume total à l'intérieur du cylindre est fixe, le volume que peut occuper le gaz diminue, ce Since the total volume inside the cylinder is fixed, the volume that the gas can occupy decreases, which
qui a pour effet d'entraîner une augmentation de la pres- which has the effect of increasing the pressure
sion du gaz Ainsi, la force qui oblige la tige à se déplacer vers l'extérieur augmente Dans-les ressorts à gaz classiques, une structure de type à piston peut être fixée à la tige à l'intérieur du cylindre et utilisée pour amortir et limiter la course de la tige Etant donné que la pression du gaz est normalement la même de chaque côté du piston, elle n'a que peu ou pas du tout d'effet sur la tige. Dans l'idéal, la pression du gaz devrait être suffisante pour entraîner le piston vers l'extérieur du cylindre et soulever le couvercle de la malle arrière ou autres accessoires auxquels il est fixé La pression du gaz devrait également être suffisante, lorsque la tige est complètement allongée et que le couvercle ou autre dispositif est soulevé, pour permettre à une personne de repousser aisément la tige à l'intérieur du cylindre et In this way, the force which forces the rod to move outwards increases In conventional gas springs, a piston type structure can be attached to the rod inside the cylinder and used to cushion and limit the stroke of the rod Since the gas pressure is normally the same on each side of the piston, it has little or no effect on the rod. Ideally, the gas pressure should be sufficient to drive the piston out of the cylinder and lift the trunk lid or other accessories to which it is attached. The gas pressure should also be sufficient, when the rod is fully extended and the cover or other device is raised, to allow a person to easily push the rod back into the cylinder and
de fermer le couvercle L'emploi d'un gaz unique dans le res- to close the cover The use of a single gas in the tank
sort à gaz présente un inconvénient du fait que la pression gas outlet has a disadvantage that the pressure
d'un gaz dans un volume fixe est proportionnelle à la tem- of a gas in a fixed volume is proportional to the tem-
pérature du gaz Pour un gaz idéal auquel l'azote peut être assimilé, la pression est en proportion directe de la température absolue du gaz Cette dépendance peut soulever des problèmes considérables lorsque ces ressorts à gaz sont utilisés dans des voitures exposées à des températures ambiantes au-dessous de-18 'C allant jusqu'à plus de 37,80 C. gas temperature For an ideal gas to which nitrogen can be assimilated, the pressure is in direct proportion to the absolute temperature of the gas This dependence can raise considerable problems when these gas springs are used in cars exposed to ambient temperatures at - below -18 'C going up to more than 37.80 C.
Lorsque la température ambiante est basse, la pres- When the ambient temperature is low, the pressure
sion du gaz dans le cylindre est faible, et elle fournit gas in the cylinder is low, and provides
donc une force insuffisante pour pousser la tige à l'exté- therefore insufficient force to push the rod outwards
rieur et soulever le poids du couvercle du coffre Lorsque la température ambiante est élevée, la pression du gaz à l'intérieur du cylindre est forte et elle fournit une force importante pour pousser la tige à l'extérieur du laugh and lift the weight of the trunk lid When the ambient temperature is high, the gas pressure inside the cylinder is strong and it provides a significant force to push the rod outside the
cylindre, ce qui peut entraîner éventuellement une ouver- cylinder, which may eventually open
ture extrêmement rapide du couvercle du coffre relié à extremely fast closing of the trunk lid connected to
la tige qui risque de heurter la personne ouvrant le cof- the rod which is likely to strike the person opening the cof-
fre En outre, lorsque la température ambiante est élevée, la pression du gaz à l'intérieur du cylindre est forte lorsque la tige est dans sa position la plus allongée, ce fre In addition, when the ambient temperature is high, the gas pressure inside the cylinder is high when the rod is in its most elongated position, this
qui rend difficile le mouvement de la tige dans le cylin- which makes it difficult for the rod to move in the cylinder
dre lorsqu'on désire fermer le couvercle du coffre. dre when you want to close the trunk lid.
Dans la technique antérieure, on connaît des amor- In the prior art, amor-
tisseurs qui compensent automatiquement les changements de température ambiante Voir par exemple Brevet US n O 2 944 639 de Blake, Brevet US no 3 107 752 de Mc Cean, Brevet US no 3 301 410 de Seay, Brevet US N O 3 971 551 de weavers that automatically compensate for changes in ambient temperature See for example US Patent No. 2,944,639 to Blake, US Patent No. 3,107,752 to Mc Cean, US Patent No. 3,301,410 to Seay, US Patent No. 3,971,551 to
Kendall et autres, et Brevet US N O 3 944 197 de Dachicourt. Kendall et al., And US Patent No. 3,944,197 to Dachicourt.
Ces dispositifs prévoient en général une chambre supplé- These devices generally provide for an additional room.
mentaire ou autre élément analogue à l'intérieur de l'a- mental or other similar element inside the a-
mortisseur qui permet d'accomoder le volume changeant du fluide amortisseur primaire à mesure que la température ambiante évolue De tels dispositifs ne sont pas adaptés pour procurer une compensation de température dans un ressort à gaz, car ils sont destinés à maintenir un volume de fluide constant plutôt que de maintenir une pression constante orientée vers l'extérieur. L'objet de la présente invention est de fournir un ressort à gaz dans lequel la sensibilité de la force d'expansion par rapport aux variations de température est mortiser which makes it possible to accommodate the changing volume of the primary damping fluid as the ambient temperature changes. Such devices are not suitable for providing temperature compensation in a gas spring, since they are intended to maintain a constant volume of fluid rather than maintaining a constant pressure facing outward. The object of the present invention is to provide a gas spring in which the sensitivity of the expansion force with respect to temperature variations is
limitée à un faible niveau acceptable. limited to a low acceptable level.
L'i nvention consiste en un ressort à gaz à compen- The invention consists of a compensating gas spring
sation de température qui comporte une enveloppe étanche, une tige coulissante qui s'allonge de l'intérieur vers l'extérieur de l'enveloppe au travers de l'une de ses extrémités, et un piston monté sur la tige à l'intérieur de l'enveloppe Une source de pression primaire est située à l'intérieur de l'enveloppe et agit sur le piston afin de pousser la tige à l'extérieur de l'enveloppe,,et une source de pression secondaire est située à l'intérieur de l'enveloppe et agit contre le piston afin de faire rentrer la tige dans l'enveloppe La pression primaire est plus temperature station which comprises a sealed casing, a sliding rod which extends from the inside towards the outside of the casing through one of its ends, and a piston mounted on the rod inside the casing A primary pressure source is located inside the casing and acts on the piston to push the rod outside the casing, and a secondary pressure source is located inside of the casing and acts against the piston in order to bring the rod back into the casing The primary pressure is more
forte que la pression secondaire et le changement en pour- strong as the secondary pressure and the change in
centage de la pression secondaire sous l'effet de la tem- centering of secondary pressure under the effect of tem-
pérature est plus important que le changement en pourcen- is more important than change in percent
tage de la pression primaire sous l'effet de la tempéra- tage of the primary pressure under the effect of the temperature
ture.ture.
La source de pression primaire provient, de préfé- The primary pressure source is, preferably,
rence, d'un gaz primaire sous pression, tel que l'azote, dont la pression varie essentiellement en proportion de la température absolue et qui demeure en phase gazeuse sur toute la gamme de températures auxquelles le ressort à gaz est soumis Une gamme de température convenable varie de -30 'C à 80 C. La source de pression secondaire est, de préférence, une pression de vapeur d'un système à deux phases dans le cadre duquel les phases gazeuse et liquide sont équilibrées sur une gamme de températures variant de -30 'C à 80 C Une telle pression de vapeur varie approximativement de façon of a primary gas under pressure, such as nitrogen, the pressure of which varies essentially in proportion to the absolute temperature and which remains in the gas phase over the whole range of temperatures to which the gas spring is subjected A range of temperature suitable ranges from -30 'C to 80 C. The secondary pressure source is preferably a vapor pressure of a two-phase system in which the gas and liquid phases are balanced over a range of temperatures varying from -30 'C to 80 C Such a vapor pressure varies approximately
exponentielle par rapport à la température absolue Les sys- exponential with respect to absolute temperature The systems
tèmes à deux phases appropriés utilisent des gaz comme l'a- suitable two-phase temes use gases such as a-
cétylène, l'éthane, le chloro-fluoro-méthane (FREON-12, ketylene, ethane, chloro-fluoro-methane (FREON-12,
FREON-13 et FREON-114) le propane, le propadiène, le perfluo- FREON-13 and FREON-114) propane, propadiene, perfluo-
ro-propane, le diméthyl éther, le N-butane, le gaz ammoniac, le bromure d'hydrogène et l'iodure d'hydrogène La source ro-propane, dimethyl ether, N-butane, ammonia gas, hydrogen bromide and hydrogen iodide Source
de pression secondaire peut également consister en un sys- secondary pressure may also consist of a system
tème à deux phases dans lequel les phases gazeuse et liqui- two-phase system in which the gas and liquid phases
de restent en équilibre sur une portion substantielle de la gamme de températures allant de -30 'C à 80 C, tels que remain in equilibrium over a substantial portion of the temperature range from -30 ° C to 80 ° C, such that
l'hexafluorure de soufre.sulfur hexafluoride.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'enveloppe étanche comporte un tube cylindrique ayant une paroi de fond fermée à l'une de ses extrémités et une paroi In the preferred embodiment of the invention, the sealed envelope comprises a cylindrical tube having a bottom wall closed at one of its ends and a wall
de fond munie d'une ouverture qui permet à la tige de pas- bottom provided with an opening which allows the rod to pass
ser au travers de cette extrémité jusqu'à l'autre extrémi- go through this end to the other end
té Un tube intérieur est disposé coaxialement à l'intérieur de l'enveloppe et l'une des extrémités du tube intérieur est fixée à la paroi de fond fermée Le piston est disposé à l'intérieur du tube intérieur et divise le tube intérieur en un premier volume intérieur situé entre le piston et la paroi de fond fermée et un deuxième volume intérieur dans la partie restante du tube intérieur Une chicane est située entre les tubes intérieur et extérieur afin de diviser le tee An inner tube is arranged coaxially inside the casing and one end of the inner tube is fixed to the closed bottom wall The piston is placed inside the inner tube and divides the inner tube into a first interior volume located between the piston and the closed bottom wall and a second interior volume in the remaining part of the interior tube A baffle is located between the interior and exterior tubes in order to divide the
volume de l'enveloppe se trouvant à l'extérieur du tube in- volume of the envelope outside the inner tube
térieur en un premier volume extérieur adjacent à la paroi de fond fermée et un deuxième volume extérieur adjacent à la paroi de fond munie de l'ouverture Un premier moyen de térieur in a first external volume adjacent to the closed bottom wall and a second external volume adjacent to the bottom wall provided with the opening A first means of
passage permet au fluide de s'écouler entre le premier vo- passage allows the fluid to flow between the first vo-
lume intérieur et le premier volume extérieur et un deuxième interior lume and the first exterior volume and a second
moyen-de passage permet au fluide de s'écouler entre le deu- medium-flow allows fluid to flow between the two
xième volume intérieur et le deuxième volume extérieur La tenth interior volume and second exterior volume La
source de pression primaire est située dans le premier volu- primary pressure source is located in the first volu-
me intérieur et le premier volume extérieur et la source de me interior and the first exterior volume and the source of
pression secondaire se trouve dans le deuxième volume inté- secondary pressure is in the second volume
rieur et le deuxième volume extérieur. the second exterior volume.
De préférence, le premier moyen de passage consiste Preferably, the first means of passage consists
en un ou plusieurs orifices à travers le tube intérieur au- in one or more holes through the inner tube
delà de la course du piston vers la paroi de fond fermée. beyond the stroke of the piston towards the closed bottom wall.
Dans l'un des modes de réalisation, le tube intérieur est plus court que le tube cylindrique et le tube intérieur se trouve en communication par l'écoulement du fluide avec le deuxième volume extérieur afin de former le deuxième moyen de passage Dans un deuxième mode de réalisation, le tube intérieur a la même longueur que le tube cylindrique et les In one of the embodiments, the internal tube is shorter than the cylindrical tube and the internal tube is in communication by the flow of the fluid with the second external volume in order to form the second passage means In a second mode the inner tube has the same length as the cylindrical tube and the
deux extrémités sont fixées aux parois de fond de l'envelop- two ends are fixed to the bottom walls of the envelope
pe; le deuxième système de passage consiste en un ou plu- pe; the second passage system consists of one or more
sieurs orifices à travers le tube intérieur au-delà de la holes through the inner tube beyond the
course du piston vers la paroi de fond munie de l'ouvertu- stroke of the piston towards the bottom wall provided with the opening
re.re.
Le ressort à gaz peut également comporter une bu- The gas spring may also include a nozzle.
tée qui limite la course du piston Un fluide obturateur est prévu entre le piston et le tube intérieur et entre la tee limiting the piston stroke A sealing fluid is provided between the piston and the inner tube and between the
tige et la paroi au travers de laquelle elle passe. rod and the wall through which it passes.
La présente invention sera mieux comprise par la The present invention will be better understood by the
description qui va suivre, en référence au dessin schémati- description which follows, with reference to the diagrammatic drawing
que annexé dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un ressort à gaz selon la présente invention; Figure 2 est un graphique qui montre la force en that annexed in which: Figure 1 is an axial sectional view of a first embodiment of a gas spring according to the present invention; Figure 2 is a graph that shows the strength in
tant que fonction de la température du ressort à gaz illus- as a function of the gas spring temperature illus-
tré à la figure 1, dans lequel la source de pression primai- see Figure 1, in which the primary pressure source
re est l'azote et la source de pression secondaire est du re is nitrogen and the secondary pressure source is
gaz ammoniac à l'état liquide et gazeux en situation d'équi- ammonia gas in liquid and gaseous state in equilibrium
libre Figure 3 est une vue en coupe axiale d'un deuxième free Figure 3 is an axial sectional view of a second
mode de réalisation du ressort à gaz selon la présente in- embodiment of the gas spring according to the present in-
vention; Figure 4 est un graphique log-log du diagramme de phase du FREON12 Figure 5 est un graphique de la force d'expansion vention; Figure 4 is a log-log graph of the phase diagram of FREON12 Figure 5 is a graph of the expansion force
nette vers l'extérieur par rapport à la température du res- clear towards the outside compared to the temperature of the
sort à gaz illustré à la figure 3 dans lequel la source de pression primaire est de l'azote et la source de pression secondaire du FREON-12 Figure 6 est un graphique log-log du diagramme de phase de l'hexafluorure de soufre, et Figure 7 est un graphique de la force d'expansion gas outlet illustrated in FIG. 3 in which the primary pressure source is nitrogen and the secondary pressure source of FREON-12 FIG. 6 is a log-log graph of the phase diagram of sulfur hexafluoride, and Figure 7 is a graph of the expansion force
nette vers l'extérieur par rapport à la température du res- clear towards the outside compared to the temperature of the
sort à gaz illustré à la figure 3, dans lequel la source de pression primaire est de l'azote et la source de pression gas outlet illustrated in Figure 3, in which the primary pressure source is nitrogen and the pressure source
secondaire de l'hexafluorure de soufre. secondary of sulfur hexafluoride.
L'un des modes de réalisation préféré du ressort à gaz à compensation de température conforme à la présente invention est illustré à la figure 1 Le ressort à gaz ( 10) comprend une enveloppe étanche ( 12) consistant en un manchon ou tube extérieur ( 14) avec une paroi de fond fermée ( 16) montée à l'une des extrémités et une paroi ( 18) montée à l'autre extrémité La paroi ( 18) est munie d'une ouverture ( 20) de part en part Le ressort à gaz ( 10) comporte un manchon ou tube intérieur ( 22) situé en position coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe ( 12) L'une des extrémités du tube intérieur ( 22) est-fixée à la paroi de fond ( 16) et One of the preferred embodiments of the temperature compensated gas spring according to the present invention is illustrated in FIG. 1 The gas spring (10) comprises a sealed envelope (12) consisting of a sleeve or external tube (14 ) with a closed bottom wall (16) mounted at one end and a wall (18) mounted at the other end The wall (18) is provided with an opening (20) right through The spring to gas (10) has a sleeve or inner tube (22) located in a coaxial position inside the casing (12) One end of the inner tube (22) is fixed to the bottom wall (16) and
l'autre extrémité est axialement espacée de la paroi ( 18). the other end is axially spaced from the wall (18).
Un piston ( 24) est situé à l'intérieur du tube intérieur A piston (24) is located inside the inner tube
( 22) et divise l'intérieur du tube intérieur ( 22) en un pre- (22) and divides the interior of the inner tube (22) into a pre-
mier volume intérieur ( 26) situé entre la paroi de fond fer- mier internal volume (26) located between the closed bottom wall
mée ( 16) et le piston ( 24) et en un deuxième volume inté- mée (16) and the piston (24) and in a second integrated volume
rieur ( 28) situé du côté du piston vers la paroi ( 18) Une tige allongée ( 30) est fixée au piston ( 24) et s'étend en dehors de l'enveloppe ( 12) au travers de l'ouverture ( 20) laugher (28) located on the side of the piston towards the wall (18) An elongated rod (30) is fixed to the piston (24) and extends outside the envelope (12) through the opening (20)
de la paroi ( 18).of the wall (18).
Une chicane ( 32) est fixée au tube intérieur ( 22) et s'étend entre l'extérieur dudit tube ( 22) et l'intérieur du tube extérieur ( 14) et divise le volume de l'enveloppe, A baffle (32) is fixed to the inner tube (22) and extends between the outside of said tube (22) and the inside of the outer tube (14) and divides the volume of the envelope,
à l'exclusion du tube intérieur, en un premier volume exté- excluding the inner tube, in a first external volume
rieur ( 34) adjacent à la paroi ( 16) et en un deuxième volu- laughing (34) adjacent to the wall (16) and in a second volu-
me extérieur ( 36) adjacent à la paroi ( 18) La chicane con- outside me (36) adjacent to the wall (18) The chicane
siste, de préférence, en une plaque annulaire La chicane preferably consists of an annular plate The chicane
( 32) fournit également un support au tube intérieur ( 22). (32) also provides support for the inner tube (22).
7. Le tube intérieur ( 22) est muni d'un ou plusieurs orifices 7. The inner tube (22) is provided with one or more orifices
( 38) situés au-delà de la course du piston ( 24) à l'-inté- (38) located beyond the stroke of the piston (24) at the interior
rieur dudit tube en direction de la paroi de fond ( 16). laughing of said tube in the direction of the bottom wall (16).
Les orifices ( 38) forment un premier système de passage qui permet au fluide de s'écouler entre le premier volume intérieur ( 26) et le premier volume extérieur ( 34) Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, le tube intérieur ( 22) est ouvert à son extrémité la plus proche de la paroi ( 18) et forme un deuxième système de passage qui permet au fluide de s'écouler entre le deuxième volume The orifices (38) form a first passage system which allows the fluid to flow between the first internal volume (26) and the first external volume (34). In the embodiment illustrated in FIG. 1, the internal tube ( 22) is open at its end closest to the wall (18) and forms a second passage system which allows the fluid to flow between the second volume
intérieur ( 28) et le deuxième volume extérieur ( 36). interior (28) and the second exterior volume (36).
Le ressort à gaz ( 10) peut comporter une butée ( 40) à l'extrémité libre du tube intérieur ( 22) qui limite la The gas spring (10) may include a stop (40) at the free end of the inner tube (22) which limits the
course du piston ( 24) vers la paroi ( 18) et retient le pis- stroke of the piston (24) towards the wall (18) and retains the piston
ton à l'intérieur du tube intérieur ( 22) La-butée ( 40) illustrée à la figure 1 consiste en une plaque, de type rondelle, fixée à l'extrémité du tube intérieur ( 22) qui entoure, sans entrer en contact avec elle, la tige ( 30) de façon à laisser un espace annulaire ( 42) entre la tige tone inside the inner tube (22) The abutment (40) illustrated in FIG. 1 consists of a plate, of washer type, fixed to the end of the inner tube (22) which surrounds, without coming into contact with it, the rod (30) so as to leave an annular space (42) between the rod
( 30) et la butée ( 40) qui permet au fluide de s'écouler. (30) and the stop (40) which allows the fluid to flow.
Le ressort à gaz ( 10) comprend-un premier joint d'étanché- The gas spring (10) comprises -a first sealing joint-
it-é ( 44) entre le piston ( 24) et la surface intérieure du it-é (44) between the piston (24) and the inner surface of the
tube intérieur ( 22) pour empêcher l'écoulement du fluide- inner tube (22) to prevent fluid flow-
entre le premier et le deuxième volumes intérieurs ( 26; 28) et comporte un deuxième joint d'étanchéité ( 46) entre la tige ( 30) et la paroi ( 18) pour empêcher l'écoulement du fluide entre l'intérieur et l'extérieur dé l'enveloppe between the first and second interior volumes (26; 28) and has a second seal (46) between the rod (30) and the wall (18) to prevent the flow of fluid between the interior and the outside of envelope
( 12).(12).
Le ressort à gaz ( 10) comprend aussi une-tige ( 48) fixée à l'extérieur de la paroi de fond ( 16) de l'enveloppe ( 12) qui est munie d'un oeillet ( 50) à son extrémité La tige ( 30) possède un oeillet ( 52) à son extrémité libre à l'extérieur de l'enveloppe ( 12) Les oeillets ( 50) et ( 52) permettent au ressort à gaz ( 10) d'être mécaniquement relié entre deux points, comme par exemple la carrosserie et le couvercle du coffre d'une automobile De préférence, The gas spring (10) also comprises a rod (48) fixed to the outside of the bottom wall (16) of the casing (12) which is provided with an eyelet (50) at its end. The rod (30) has an eyelet (52) at its free end outside the envelope (12) The eyelets (50) and (52) allow the gas spring (10) to be mechanically connected between two points, such as the bodywork and the trunk lid of an automobile Preferably,
le tube intérieur ( 22), le tube extérieur ( 14) et le pis- the inner tube (22), the outer tube (14) and the plunger
ton ( 24) sont de forme cylindrique. ton (24) are cylindrical in shape.
Une source de pression primaire est située dans le A primary pressure source is located in the
premier volume intérieur ( 26) et le premier volume exté- first interior volume (26) and the first exterior volume
rieur ( 34) et actionne le piston ( 24) qui pousse la tige ( 30) vers l'extérieur de l'enveloppe ( 12) Une source de pression secondaire est située dans le deuxième volume intérieur ( 28) et le deuxième volume extérieur ( 36) et laugher (34) and actuates the piston (24) which pushes the rod (30) towards the outside of the casing (12) A secondary pressure source is located in the second interior volume (28) and the second exterior volume ( 36) and
actionne le piston ( 24) qui pousse la tige ( 30) à l'inté- actuates the piston (24) which pushes the rod (30) inside
rieur de l'enveloppe La force nette agissant sur le pis- envelope laughter The net force acting on the pis-
ton ( 24) provient de la différence entre les forces engen- ton (24) comes from the difference between the forces generated
drées par les sources de pression primaire et secondaire. from primary and secondary pressure sources.
Etant donné que le ressort à gaz ( 10) doit fonctionner comme un ressort ayant une force d'expansion orientée vers l'extérieur, il est nécessaire que la pression primaire Since the gas spring (10) has to function as a spring with an outwardly directed expansion force, it is necessary that the primary pressure
soit plus forte que la pression secondaire. is stronger than the secondary pressure.
De préférence, la sour Ce de pression primaire pro- Preferably, the primary pressure source
viendra d'un gaz primaire sous pression dont la pression varie en proportion de la température*absolue et qui reste will come from a primary gas under pressure, the pressure of which varies in proportion to the absolute temperature * and which remains
à l'état gazeux pour toute la gamme de températures aux- in gaseous state for the whole range of temperatures
quelles le ressort à gaz est soumis Un gaz primaire de which the gas spring is subjected to A primary gas of
choix est l'azote qui se comporte essentiellement en con- choice is nitrogen which behaves essentially in con-
formité avec la loi du gaz idéal (PV = n RT) pour une gamme de températures allant de -300 C à 80 C Dans la technique antérieure, il est bien connu qu'aucun gaz n'aura une performance exactement conforme à la loi théorique du gaz formity with the ideal gas law (PV = n RT) for a temperature range from -300 C to 80 C In the prior art, it is well known that no gas will have a performance exactly in accordance with the theoretical law some gas
idéal D'autres gaz peuvent être utilisés, parmi eux l'ar- ideal Other gases may be used, among them ar-
gon, l'hélium, l'hydrogène, le crypton et le néon - gon, helium, hydrogen, crypton and neon -
La réduction de la sensibilité aux températures dans le ressort à gaz ( 10) est obtenue par l'application d'une force inversée sur le piston ( 24) qui est exercée par une source de pression secondaire qui tend à annuler la force supplémentaire exercée par la source de pression primaire en raison des augmentations de température La The reduction of the temperature sensitivity in the gas spring (10) is obtained by the application of an inverted force on the piston (24) which is exerted by a secondary pressure source which tends to cancel the additional force exerted by the primary pressure source due to temperature increases La
pression secondaire est choisie en raison de son comporte- secondary pressure is chosen because of its behavior-
ment fort différent du comportement gazeux essentiellement very different from gaseous behavior basically
parfait du gaz primaire Dans l'un des modes de réalisa- perfect primary gas In one of the embodiments
tion de la présente invention, la source de pression secondaire est la pression de vapeur d'un système à deux phases dans lequel les phases gazeuse et liquide demeurent en équilibre La pression de la vapeur d'un tel système tion of the present invention, the secondary pressure source is the vapor pressure of a two-phase system in which the gas and liquid phases remain in equilibrium The vapor pressure of such a system
à deux phases varie approximativement de façon exponen- two-phase varies approximately exponen-
tielle par rapport à la température absolue plutôt qu'en proportion directe La condition principale exigée de relative to the absolute temperature rather than in direct proportion The main requirement for
toute source de pression secondaire que l'on désire utili- any secondary pressure source you wish to use
ser, c'est que le changement en pourcentage de la pression secondaire en fonction de la température soit plus fort que la variation en pourcentage de la pression primaire ser is that the percentage change in secondary pressure as a function of temperature is greater than the percentage change in primary pressure
en fonction de la température.depending on the temperature.
Il existe de nombreuses substances organiques ou There are many organic substances or
inorganiques qui peuvent servir de source de pression pri- inorganic which can serve as a primary pressure source
maire, y compris l'acétylène, l'éthane, le-chloro-fluoro- mayor, including acetylene, ethane, le-chloro-fluoro-
méthane (FREON-12, FREON-13 et FREON-114), le propane, le methane (FREON-12, FREON-13 and FREON-114), propane,
propadiène, le perfluoropropane, le diméthyl éther, le N- propadiene, perfluoropropane, dimethyl ether, N-
butane, le gaz ammoniac, le bromure d'hydrogène et l'iodure d'hydrogène La pression de ces vapeurs varie de O à butane, ammonia gas, hydrogen bromide and hydrogen iodide The pressure of these vapors varies from 0 to
,34 x 105 Pa approximativement à une température d'envi- , 34 x 105 Pa approximately at a temperature of approx.
ron -30 WC et de 6,89 x 105 Pa approximativement-à plus de ron -30 WC and 6.89 x 105 Pa approximately-more than
62 x 105 Pa à 70 WC Dans un système à deux-phases, la pres- 62 x 105 Pa at 70 WC In a two-phase system, the pressure
sion exercée par la vapeur d'une substance donnée dépendra uniquement de la température La meilleure substance à utiliser pour une application donnée est déterminée par les condidtions de conception de l'application telles que force d'expansion, dimension du ressort, coût des matériaux, coûts de production, durée de vie de l'étanchéité et degré Zion exerted by the vapor of a given substance will depend only on the temperature The best substance to use for a given application is determined by the conditions of design of the application such as expansion force, dimension of the spring, cost of materials production costs, seal life and degree
recherché de compensation de température. sought temperature compensation.
Il n'est pas absolument nécessaire que la pression It is not absolutely necessary that the pressure
secondaire soit produite par un système à deux phases. secondary is produced by a two-phase system.
Ainsi que décrit en détail plus loin dans ce document, au sujet de l'Exemple 3, l'hexafluorure de soufre-peut être utilisé comme source de pression secondaire Au-dessus d'une température critique, l'hexafluorure de soufre ne peut exister en tant que système à deux phases et il n'existe que sous forme de vapeur sans présence d'une phase liquide Cependant, la compensation de température e As described in detail later in this document, with respect to Example 3, sulfur hexafluoride can be used as a secondary pressure source. Above a critical temperature, sulfur hexafluoride cannot exist. as a two-phase system and it only exists in the form of vapor without the presence of a liquid phase However, temperature compensation e
intervient même au-dessus de la température critique par- even intervenes above the critical temperature by-
ce que le changement en pourcentage de la pression de what the percentage change in pressure from
vapeur de l'hexafluorure de soufre (c'est-à-dire la pres- sulfur hexafluoride vapor (i.e.
sion secondaire) en fonction de la température sera de -5 toute façon plus fort que le changement en pourcentage secondary) as a function of temperature will be -5 anyway stronger than the percentage change
de la pression d'un gaz parfait en fonction de la tempé- the pressure of an ideal gas as a function of the temperature
rature. Etant donné qu'une substance demeurera dans un système à deux phases avec ses phases gazeuse et liquide en équilibre uniquement pour certaines gammes de volumes cross out. Since a substance will remain in a two-phase system with its gaseous and liquid phases in equilibrium only for certain ranges of volumes
spécifiques, ceci exige qu'un certain volume de la subs- specific, this requires that a certain volume of the
tance soit disponible dans le ressort à gaz En général, il convient que les deux phases gazeuse et liquide soient toujours présentes de sorte que la pression de vapeur ne puisse dépendre que de la température A mesure que le ressort se comprime, c'est-à-dire à mesure que le piston ( 24) se déplace vers la paroi ( 16), le volume disponible pour le système à deux phases augmente Si, au départ, il y a une quantité insuffisante de phase liquide de la tance is available in the gas spring In general, the two gas and liquid phases should always be present so that the vapor pressure can only depend on the temperature As the spring compresses, i.e. -display as the piston (24) moves towards the wall (16), the volume available for the two-phase system increases If, at the start, there is an insufficient quantity of liquid phase of the
substance, une telle augmentation du volume total dispo- substance such an increase in the total volume available
nible pourrait entraîner la conversion de tout le liquide en vapeur La pression de cette vapeur variera, en général; en fonction de la température d'une manière analogue à fuel could convert all the liquid to vapor The pressure of this vapor will generally vary; as a function of temperature in a manner analogous to
celle des autres gaz et fournira ainsi peu ou pas de tem- that of other gases and thus will provide little or no time
pérature de compensation Toutefois, si une trop grande quantité de substance est employée, un problème risque de se poser lorsque le ressort se détend, car il réduit compensation temperature However, if too much substance is used, a problem may arise when the spring relaxes, as it reduces
de la même manière le volume disponible pour la substance. similarly the volume available for the substance.
Cette réduction de volume pourrait entraîner une conden- This reduction in volume could lead to
sation de toute la phase gazeuse, ce qui forcerait toute sation of the entire gas phase, which would force any
la substance à se convertir en phase liquide Ceci empê- the substance to be converted to the liquid phase This prevents
cherait effectivement le piston de se déplacer plus loin. would actually cost the piston to move further.
Pour éviter de genre de problèmes éventuels du système à deux phases utilisé comme source de pression To avoid any kind of possible problems with the two-phase system used as a pressure source
secondaire, les conditions suivantes doivent être respec- secondary, the following conditions must be met
tées: 1) la quantité minimale de substance nécessaire est celle qui est juste suffisante pour donner un système tees: 1) the minimum quantity of substance necessary is that which is just sufficient to give a system
à deux phases quand le ressort à gaz est entièrement com- two-phase when the gas spring is fully com- posed
primé, c'est-à-dire lorsque le volume disponible est le plus-élevé, à la plus haute température à laquelle le ressort à gaz peut être soumis, et 2) le volume disponible pour la substance doit être suffisamment important pour que la vapeur ne se condense pas entièrement en liquide awarded, that is to say when the volume available is the highest, at the highest temperature to which the gas spring can be subjected, and 2) the volume available for the substance must be large enough so that the vapor does not condense entirely into liquid
lorsque le ressort à gaz est entièrement étiré, c'est-à- when the gas spring is fully extended, i.e.
dire quand le niveau disponible est à son niveau minimal. say when the available level is at its minimum level.
La température la plus haute à laquelle le ressort à gaz peut se trouver exposé constitue également un facteur The highest temperature to which the gas spring can be exposed is also a factor.
limitatif de cette deuxième condition. limiting of this second condition.
Le système de tubes concentriques illustré à la The concentric tube system illustrated in
figure 1 présente des avantages particuliers pour un res- Figure 1 has particular advantages for a res-
sort à gaz Un volume extérieur supplémentaire suffisant du tube intérieur ( 22) est disponible dans le premier volume extérieur ( 34) pour le gaz primaire de sorte qu'il ne se trouve pas excessivement comprimé lorsque la tige gas outlet A sufficient additional external volume of the internal tube (22) is available in the first external volume (34) for the primary gas so that it is not excessively compressed when the rod
( 30) se trouve totalement rétractée à l'intérieur du res- (30) is fully retracted inside the res-
sort à gaz Dans le cas contraire, les pressions excessi- gas outlet Otherwise, excessive pressures
ves résultantes pourraient occasionner des forces d'expan- resulting ves could cause expansive forces
sion excessives et indésirables De même, un volume exté- excessive and undesirable likewise, an external volume
rieur supplémentaire du tube intérieur ( 22) est disponible dans le deuxième volume extérieur ( 36) pour la source de additional laughter of the inner tube (22) is available in the second outer volume (36) for the source of
pression secondaire de sorte qu'elle ne soit pas excessi- secondary pressure so that it is not excessive
vement comprimée lorsque la tige ( 30) se trouve totalement étirée. Tous les composants du ressort à gaz ( 10), à l'exception des jointsd'étanchéité ( 44) et ( 46) sont fabriqués avec un métal ayant une résistance suffisante pour tolérer les pressions de gaz confinés L'emploi d'un tube intérieur ( 22), d'un tube extérieur ( 14) et d'un piston ( 24) de forme cylindrique présente des avantages particuliers. strongly compressed when the rod (30) is fully extended. All components of the gas spring (10), with the exception of the seals (44) and (46) are made of a metal having sufficient strength to tolerate confined gas pressures The use of an inner tube (22), an outer tube (14) and a piston (24) of cylindrical shape has particular advantages.
EXEMPLE 1 -EXAMPLE 1 -
On trouvera ci-dessous un exemple d'un ressort à gaz ( 10) conforme au mode de réalisation présenté à la figure 1 dans lequel on utilise l'azote comme source de pression primaire et du gaz ammoniac comme système à deux phases pour la source de pression secondaire Le rapport entre les divers paramètres incorporés dans le ressort à gaz ( 10) peuvent se décrire algébriquement au moyen des variables suivantes: Ag = superficie du piston sur laquelle s'exerce la pression de l'azote (en cm Av = superficie du piston sur laquelle s'exerce la pression du gaz ammoniac (en cm 2 Dp = diamètre du piston (en cm) Dr = diamètre de la tige (en cm) F = force du ressort à gaz (en kg) Pg = pression de l'azote (Pascal) Pv = pression du gaz ammoniac (Pascal) Po = pression de l'azote à 200 C (Pascal) T = température (en OC) An example of a gas spring (10) according to the embodiment shown in Figure 1 is shown below in which nitrogen is used as the primary pressure source and ammonia gas as the two-phase system for the source. of secondary pressure The relationship between the various parameters incorporated in the gas spring (10) can be described algebraically by means of the following variables: Ag = area of the piston on which the nitrogen pressure is exerted (in cm Av = area of the piston on which the ammonia gas pressure is exerted (in cm 2 Dp = diameter of the piston (in cm) Dr = diameter of the rod (in cm) F = force of the gas spring (in kg) Pg = pressure of nitrogen (Pascal) Pv = ammonia gas pressure (Pascal) Po = nitrogen pressure at 200 C (Pascal) T = temperature (in OC)
La force d'expansion nette vers l'extérieur F - The net outward expansion force F -
est déterminée en soustrayant la force du gaz ammoniac agissant sur le piston de la force de l'azote agissant is determined by subtracting the force of the ammonia gas acting on the piston from the force of the nitrogen acting
sur le piston En ignorant la force de la pression atmos- on the piston Ignoring the force of the atmospheric pressure
phérique sur la tige ( 30) et pour calculer "F", on utilise l'équation suivante ( 1)F = Ag Pg Av Pv spherical on the stem (30) and to calculate "F", we use the following equation (1) F = Ag Pg Av Pv
La pression de l'azote est relativement bien repré- The nitrogen pressure is relatively well represented
sentée par l'équation ci-après ( 2) Pg (T + 273) Po felt by the following equation (2) Pg (T + 273) Po
Pour cet exemple, on suppose que la force d'expan- For this example, assume that the force of expan-
sion recherchée "F" est de 45,359 kg aux températures extrêmes de -30 WC et de 70 WC La pression gazeuse du gaz sought "F" is 45.359 kg at extreme temperatures of -30 WC and 70 WC The gas pressure of the gas
ammoniac dans un système à deux phases peut être détermi- ammonia in a two-phase system can be determined
née en consultant des manuels normalisés bien connus, tels que le "Chemical Engineers Handbook", édité par John H. born by consulting well-known standardized manuals, such as the "Chemical Engineers Handbook", edited by John H.
Perry (McGraw-Hill, 1950, 3 e édition) A -30 WC, la pres- Perry (McGraw-Hill, 1950, 3 rd edition) A -30 WC, la pres-
sion gazeuse du gaz ammoniac est de 1,379 x 10 Pa et à WC, la pression est de 32,75 x 10 Pa En incorporant gaseous sion of the ammonia gas is 1.379 x 10 Pa and at WC, the pressure is 32.75 x 10 Pa By incorporating
ces chiffres, la force recherchée F = 45,359 kg et l'équa- these figures, the force sought F = 45.359 kg and the equa-
tion 2 à l'équation 1, on obtient les équations suivantes ( 3) 100 = Ag (30 + 273) Po 20 Av ( 4) 100 Ag ( 70 + 273 > PO 475 Av tion 2 to equation 1, we obtain the following equations (3) 100 = Ag (30 + 273) Po 20 Av (4) 100 Ag (70 + 273> PO 475 Av
293 4293 4
En résolvant simultanément les équations 3 et 4, on obtient les résultats suivants ( 5) Av 0,5941 cm 2 ( 6) Ag Po = 55,701 kg Si le diamètre de la tige choisie Dr est de By simultaneously solving equations 3 and 4, we obtain the following results (5) Av 0.5941 cm 2 (6) Ag Po = 55.701 kg If the diameter of the rod chosen Dr is
7,9375 mm, une valeur type des ressorts à gaz la super- 7.9375 mm, a typical gas springs value super
ficie du piston Av sur laquelle le gaz ammoniac à l'état gazeux doit exercer sa pression, est de the piston Av on which the gaseous ammonia gas must exert its pressure, is
2 2 2 _ 22 2 2 _ 2
( 7) Av =vr/4 (Dg Dr) =çr/4 (Dg ( 7,9375)2 = 0,5941 cm 2 La solution de l'équation 7 donne comme résultat Dg = 1,152 cm sur la base duquel on détermine que Ag = 1,089 cm En employant l'équation 6 ci-dessus, on obtient la pression de remplissage nécessaire, Po, de l'azote à (7) Av = vr / 4 (Dg Dr) = çr / 4 (Dg (7.9375) 2 = 0.5941 cm 2 The solution of equation 7 gives as result Dg = 1.152 cm on the basis of which we determine that Ag = 1.089 cm Using equation 6 above, we obtain the necessary filling pressure, Po, of nitrogen at
20 WC, soit 49,48 x 105 Pa.20 WCs, i.e. 49.48 x 105 Pa.
En chargeant le premier volume intérieur et le premier volume extérieur avec de-l'azote à 49,48 x 105 Pa à 20 C, en choisissant une tige de 7, 9375 mm-de diamètre et un diamètre de piston de 1,1775 cm et en chargeant le deuxième volume intérieur et le deuxième volume extérieur avec une quantité de gaz ammoniac telle que les phases gazeuse et liquide demeurent équilibrées, le ressort à gaz aura une force nominale vers l'extérieur de 45,35 kg By loading the first interior volume and the first exterior volume with nitrogen at 49.48 x 105 Pa at 20 C, choosing a rod of 7.9375 mm in diameter and a piston diameter of 1.1775 cm and by loading the second interior volume and the second exterior volume with an amount of ammonia gas such that the gas and liquid phases remain balanced, the gas spring will have a nominal force outwards of 45.35 kg
aux températures extrêmes de -30 WC et de 70 WC Le bompor- at extreme temperatures of -30 WC and 70 WC Le bompor-
tement de ce ressort à gaz à d'autres températures peut être déterminé en calculant Pg à-d'autres températures au moyen de l'équation 2 ci-dessus, en déterminant les valeurs de Pv à diverses températures et en calculant les forces au moyen de l'équation 1 ci-dessus Au Tableau This gas spring at other temperatures can be determined by calculating Pg at other temperatures using equation 2 above, determining the values of Pv at various temperatures and calculating the forces using from equation 1 above On the Table
I ci-après, on trouvera une liste de ces données corres- I below, a list of these corresponding data is found.
pondant aux gammes de températures désirées. corresponding to the desired temperature ranges.
TABLEAU ITABLE I
Force d'expansion Temp. o CExpansion force Temp. o C
2020
7070
Pg Pa 41,60 43,25 44,96 46,67 48,38 ,09 51,79 53,50 ,21 56,92 58,64 1, 2, 3, 4, 6, 8, 11, , , , 32, On trouvera, à Pv Pg Ag )5 Pa Kg Pg Pa 41.60 43.25 44.96 46.67 48.38, 09 51.79 53.50, 21 56.92 58.64 1, 2, 3, 4, 6, 8, 11,,,, 32, We will find, at Pv Pg Ag) 5 Pa Kg
378 46,115378 46,115
067 48,018067 48.018
49,92049,920
778 51,823778 51.823
201 53,725201 53,725
612 55,628612 55.628
713 57,531713 57.531
847 59,433847 59,433
256 61,336256 61,336
493 63,238493 63,238
727 65,096727 65.096
la figure 2, une Pv Av F Kg KgFigure 2, a Pv Av F Kg Kg
0,816 45,3590.816 45.359
1,270 46,7491,270 46,749
*1,859 48,063* 1,859 48,063
2,721 49,1052.721 49.105
3,764 49,9653,764 49,965
,216 50,418, 216 50.418
,753 50,418, 753 50.418
9,603 49,8309,603 49,830
12,276 49,05912.276 49.059
,447 47,791, 447 47.791
19,796 45,35919,796 45,359
représentation gra-free representation
phique des résultats ci-dessus o la courbe "A" représente la force versl'extérieur qui s'exerce sur le piston (Pg Ag), la courbe "B" représente la force vers l'intérieur qui s'exerce sur le piston (Pv Av) et la courbe "C" représente la force nette d'expansion du ressort à gaz de l'Exemple 1, toutes en fonction de la température Ce ressort à gaz possède une force maximale de 50,845 Kg approximativement entre 20 C et 30 C et une force minimale de 45,359 Kg aux températures extrêmes La compensation de température du phique of the above results where the curve "A" represents the outward force exerted on the piston (Pg Ag), the curve "B" represents the inward force exerted on the piston ( Pv Av) and the curve "C" represents the net force of expansion of the gas spring of Example 1, all as a function of the temperature This gas spring has a maximum force of 50.845 Kg approximately between 20 C and 30 C and a minimum force of 45.359 Kg at extreme temperatures The temperature compensation of the
ressort à gaz de l'Exemple 1 peut être comparée avec l'uti- gas spring of Example 1 can be compared with the utility
lisation de l'azote seul, en comparant les forces minimale readout of nitrogen alone, comparing minimum forces
et maximale d'expansion développées, la force à 20 C cons- and maximum expansion developed, the force at 20 C cons-
tituant la norme La déviation est d'environ 10 % pour le ressort à gaz de l'Exemple 1, tandis que la déviation est titling the standard The deviation is about 10% for the gas spring of Example 1, while the deviation is
approximativement de 34 % pour le ressort à gaz qui utili- approximately 34% for the gas spring which uses
se l'azote seul On peut ainsi voir que le ressort à gaz de la présente invention réduit considérablement la variation de la force d'expansion en fonction de la température, si on le compare à un ressort à gaz o l'on n'emploie que de l'azote. Pression A la figure 3, on trouvera une illustration d'un se nitrogen only It can thus be seen that the gas spring of the present invention considerably reduces the variation of the expansion force as a function of the temperature, if we compare it to a gas spring where we do not use than nitrogen. Pressure In Figure 3 an illustration of a
deuxième mode de réalisation d'un ressort à gaz à compen- second embodiment of a compensating gas spring
sation de température selon la présente invention Le res- temperature station according to the present invention The res-
sort à gaz ( 60) illustré à la figure 3 possède de nombreux éléments qui sont identiques à ceux du ressort à gaz ( 10) gas spell (60) illustrated in Figure 3 has many elements which are identical to those of the gas spring (10)
illustré à la figure 1 et dont on a discuté plus haut. illustrated in Figure 1 and discussed above.
En conséquence, les éléments semblables dans les deux figures portent les mêmes numéros de référence et on ne discutera que des différences entre les deux modes de Consequently, the similar elements in the two figures bear the same reference numbers and only the differences between the two modes of discussion will be discussed.
réalisation.production.
Dans le ressort à gaz ( 60) illustré à la figure 3, le tube intérieur ( 62) s'étend sur toute sa longueur entre les parois de fond ( 16) et ( 18) et est fixé aux deux parois de fond Le deuxième volume intérieur ( 64) est situé à l'intérieur du tube intérieur ( 62) entre le piston ( 24) et la paroi ( 18) et le deuxième volume extérieur ( 66) est situé à l'extérieur du tube intérieur entre la chicane ( 32) et la paroi ( 18) Un ou plusieurs orifices ( 68) sont situés dans le tube ( 62) à un emplacement situé au-delà de la In the gas spring (60) illustrated in Figure 3, the inner tube (62) extends over its entire length between the bottom walls (16) and (18) and is fixed to the two bottom walls The second volume interior (64) is located inside the interior tube (62) between the piston (24) and the wall (18) and the second exterior volume (66) is located outside the interior tube between the baffle (32 ) and the wall (18) One or more orifices (68) are located in the tube (62) at a location located beyond the
course du piston ( 24) en direction de la paroi ( 18) déter- stroke of the piston (24) in the direction of the wall (18) deter-
minée par la butée ( 40) Les orifices ( 68) forment un sys- undermined by the stop (40) The orifices (68) form a system
tème de passage entre le deuxième volume intérieur ( 64) passage between the second interior volume (64)
et le deuxième volume extérieur ( 66). and the second external volume (66).
En dehors des différences structurales indiquées ci-avant, le mode de réalisation du ressort à gaz ( 60) illustré à la figure 3 fonctionne exactement de la même Apart from the structural differences indicated above, the embodiment of the gas spring (60) illustrated in FIG. 3 works exactly the same.
manière que le ressort à gaz ( 10) illustré à la figure 1. so that the gas spring (10) illustrated in Figure 1.
Une source de pression primaire est située dans le premier volume intérieur ( 26) et dans le premier volume extérieur ( 34) et une source de pression secondaire est située dans le deuxième volume intérieur ( 64) et dans le deuxième volume extérieur ( 66), ainsi que décrit ci-dessus pour la A primary pressure source is located in the first interior volume (26) and in the first exterior volume (34) and a secondary pressure source is located in the second interior volume (64) and in the second exterior volume (66), as described above for the
figure 1.figure 1.
Le rapport entre les divers paramètres incorpo- The relationship between the various parameters incorporates
rés dans le ressort à gaz ( 60) peut se décrire algébri- res in the gas spring (60) can be described algebraically
quement au moyen des variables suivantes: Ag = surface du piston sur laquelle s'exerce la pression du gaz primaire (cm?) Ar = surface de la tige sur laquelle s'exerce la pression atmosphérique (cm 2) Av = superficie du piston sur laquelle s'exerce la pression secondaire (cm Dp = diamètre du piston (cm) Dr = diamètre de la tige (cm) Dt = diamètre intérieur du tube extérieur (cm) F = force nette vers l'extérieur du ressort à gaz (kg) L = longueur des tubes intérieur et extérieur (cm) Ls = distance entre la butée ( 40) et la paroi ( 18) (cm) Lt = longueur du ressort à gaz entre l'oeillet ( 50) et l'oeillet ( 52) qui varie en fonction de X (cm) Lv = distance entre la chicane ( 32) et la paroi ( 18) (cm) M = masse du matériau de la source de pression secondaire (kg) Pa = pression atmosphérique (Pa) Pg = pression du gaz primaire (Fa) Po = pression du gaz primaire à 20 'C (Pa) Pv = pression de la source de pression secondaire (Pa) S = course ou valeur maximale de conception de using the following variables: Ag = surface of the piston on which the pressure of the primary gas is exerted (cm?) Ar = surface of the rod on which the atmospheric pressure is exerted (cm 2) Av = surface of the piston on which exerts the secondary pressure (cm Dp = diameter of the piston (cm) Dr = diameter of the rod (cm) Dt = inside diameter of the external tube (cm) F = net force towards the outside of the gas spring (kg ) L = length of the inner and outer tubes (cm) Ls = distance between the stop (40) and the wall (18) (cm) Lt = length of the gas spring between the eyelet (50) and the eyelet (52 ) which varies as a function of X (cm) Lv = distance between the baffle (32) and the wall (18) (cm) M = mass of the material of the secondary pressure source (kg) Pa = atmospheric pressure (Pa) Pg = primary gas pressure (Fa) Po = primary gas pressure at 20 'C (Pa) Pv = pressure of the secondary pressure source (Pa) S = stroke or maximum design value of
la compression du ressort X (cm).compression of the spring X (cm).
T = température (OC)T = temperature (OC)
Vg = volume du gaz primaire qui varie en fonc- Vg = volume of primary gas which varies depending on
tion de X (cm 3)tion of X (cm 3)
Vv = volume du matériau de la source de pres- Vv = volume of pressure source material
sion secondaire qui varie également en fonction de X (cm 3) Wc = épaisseur du tube intérieur (cm) Wp = épaisseur du piston (cm) Ws = épaisseur de la chicane (cm) X = valeur de compression du ressort mesurée secondary sion which also varies as a function of X (cm 3) Wc = thickness of the inner tube (cm) Wp = thickness of the piston (cm) Ws = thickness of the baffle (cm) X = spring compression value measured
à partir de la butée du piston (cm). from the piston stop (cm).
Les caractéristiques du mode de réalisation pré- The characteristics of the pre-
féré illustré à la figure 3 peuvent se décrire par des valeurs initiales choisies pour les paramètres suivants Dp, Dr, Dt, L, Ls, Lv, Lt (maximale) , Pa, Po, S, Wc, Wp et Ws- Il est également nécessaire de connaître le rapport de dépendance des deux paramètres Pg et Pv en fonction de la température Pour Pg, il est habituellement suffisant d'utiliser la loi du gaz parfait Pour Pv, la dépendance de la pression de vapeur en fonction de la température peut être obtenue, pour une substance particulière, dans fairy illustrated in Figure 3 can be described by initial values chosen for the following parameters Dp, Dr, Dt, L, Ls, Lv, Lt (maximum), Pa, Po, S, Wc, Wp and Ws- It is also necessary to know the dependence ratio of the two parameters Pg and Pv as a function of temperature For Pg, it is usually sufficient to use the ideal gas law For Pv, the dependence of the vapor pressure as a function of temperature can be obtained, for a particular substance, in
les manuels courants.current manuals.
Les équations suivantes ont trait aux paramètres The following equations relate to parameters
restants par rapport aux paramètre initiaux énumérés ci- remaining compared to the initial parameters listed above
dessus-: ( 8) Ag = "Dp 2 ( 9) Ar = ri Dr 2 above-: (8) Ag = "Dp 2 (9) Ar = ri Dr 2
44
( 10) *Lt (minimum) = Lt (maximum) S ( 11) Lt = Lt (maximum) X ( 12) AV = Ag Ar ( 13) Vg = "/4 (Dt 2 _ (Dp + 2 Wc)2) (L Lv Ws) ±Ag (L Wp Ls X) ( 14) Vv = i/4 (Dt 2 (Dp + 2 Wc) 2 Lv + Av (X + Ls) La pression du gaz primaire est fonction de X, par l'intermédiaire du volume Vg, de la température T et (10) * Lt (minimum) = Lt (maximum) S (11) Lt = Lt (maximum) X (12) AV = Ag Ar (13) Vg = "/ 4 (Dt 2 _ (Dp + 2 Wc) 2 ) (L Lv Ws) ± Ag (L Wp Ls X) (14) Vv = i / 4 (Dt 2 (Dp + 2 Wc) 2 Lv + Av (X + Ls) The pressure of the primary gas is a function of X, via volume Vg, temperature T and
de la pression de remplissage Po En supposant que le rem- filling pressure Po Assuming that the filling
plissage du gaz se fasse lorsque la tige est allongée gas puckering is done when the rod is extended
(c'est-à-dire lorsque X = 0) et que le gaz obéisse essen- (i.e. when X = 0) and the gas obeys essen-
tiellement à la loi du gaz idéal, sa pression se déduit de l'équation suivante: ( 15) Pg Po (T + 273) Vg (maximum) 293 Vg L'équation pour la force d'expansion en tant que fonction de la compression et de la température est donnée par tial to the ideal gas law, its pressure is deduced from the following equation: (15) Pg Po (T + 273) Vg (maximum) 293 Vg The equation for the force of expansion as a function of compression and the temperature is given by
( 16) F = Pg Ag Pv Av Pa Ar.(16) F = Pg Ag Pv Av Pa Ar.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Dans cet exemple, un ressort à gaz conforme au deuxième mode de réalisation avec emploi d'une source de In this example, a gas spring according to the second embodiment with the use of a source of
pression secondaire à deux phases a une longueur d'expan- two-phase secondary pressure has an expansion length
sion atteignant 127 cm et une course de 50,8 cm A une tem- sion reaching 127 cm and a stroke of 50.8 cm At a time
pérature de 20 WC, il aura une force d'expansion nette F - temperature of 20 WC, it will have a net expansion force F -
de 68,04 Kg en position d'allongement et de 72,575 kg en compression Le gaz primaire est de l'azote et la substance 68.04 Kg in the extended position and 72.575 kg in compression The primary gas is nitrogen and the substance
employée comme source de pression secondaire est du FREON- used as a secondary pressure source is FREON-
12 que l'on maintient en permanence en phases gazeuse et 12 which is permanently maintained in gaseous phases and
liquide pour toute la gamme de températures opérationnelles. liquid for the whole range of operating temperatures.
La compensation de température s'étend de 30 WC à 80 WC. The temperature compensation ranges from 30 WC to 80 WC.
Les valeurs des paramètres initialement retenus sont les suivantes Dp 1, 506 cm Dr = 0,7937 cm Dt = 5,716 cm L = 66,04 cm Ls = 8,163 cm Lv = 0,454 cm Lt (max) = 127 cm M = 18,14 g Pa = 1,0128 X 10 Pa Po = 41,643 X 105 Pa S = 50,8 cm Wc = 0,1587 cm Wp = 0,635 cm Ws = 0,1587 cm Les équations 8, 9 et 12 ci-dessus donnent alors les valeurs suivantes: The values of the parameters initially retained are the following Dp 1, 506 cm Dr = 0.7937 cm Dt = 5.716 cm L = 66.04 cm Ls = 8.163 cm Lv = 0.454 cm Lt (max) = 127 cm M = 18.14 g Pa = 1.0128 X 10 Pa Po = 41.643 X 105 Pa S = 50.8 cm Wc = 0.1587 cm Wp = 0.635 cm Ws = 0.1587 cm Equations 8, 9 and 12 above then give the following values:
2 2 22 2 2
Ag = 1,787 cm, Ar = 0,4967 cm et Av = 12,903 cm Ag = 1.787 cm, Ar = 0.4967 cm and Av = 12.903 cm
La quantité de FREON-12 à introduire dans le res- The amount of FREON-12 to be introduced into the reservoir
sort à gaz ( 60) de cet exemple est donc de 18,14 g Une quantité inférieure à 13,137 g environ provoquerait une conversion de tout le liquide en vapeur lorsque le ressort est totalement comprimé si la température devait atteindre 800 C Une quantité supérieure à 22,65 g empêcherait le ressort de s'allonger entièrement si la température devait atteindre une température aussi élevée que 80 C, car toute gas outlet (60) in this example is therefore 18.14 g A quantity less than approximately 13.137 g would cause all the liquid to be converted into vapor when the spring is fully compressed if the temperature were to reach 800 C An amount greater than 22 , 65 g would prevent the spring from fully extending if the temperature were to reach a temperature as high as 80 C, because any
la vapeur se trouverait comprimée à l'état liquide La fi- the vapor would be compressed in the liquid state.
gure 4 illustre un diagramme de phase de FREON-12 dans le- gure 4 illustrates a phase diagram of FREON-12 in the-
quel la pression de vapeur est tracée en fonction d'un volu- which vapor pressure is plotted against a volume
me spécifique Il y a douze courbes qui représentent les températures pour lesquelles le ressort est en mesure de fonctionner La courbe "D" en pointillés indique la zone à l'intérieur de laquelle le liquide et lavapeur sont en équilibre et, en conséquence, o le présent exemple est censé fonctionner Le Tableau II ci-dessous donne une liste des quantités utilisées pour calculer le volume spécifique de FREON-12 dans les cas limites o le ressort à gaz est me specific There are twelve curves which represent the temperatures for which the spring is able to function The curve "D" in dotted lines indicates the zone inside which the liquid and the vapor are in equilibrium and, consequently, where the this example is supposed to work Table II below gives a list of the quantities used to calculate the specific volume of FREON-12 in borderline cases where the gas spring is
totalement allongé ou complètement comprimé. fully elongated or fully compressed.
TABLEAU IITABLE II
Ressort à gaz Ressort à gaz.Gas spring Gas spring.
complètement complètement allongé comprimé completely fully extended compressed
3 33 3
Volume Vv (Eq ( 14)) 20,975 cm 86,523 cm Masse M de FREON-12 18,14 g 18, 14 g Volume spécifique = Vv/Masse 1157,58 cm 4775 cm 3 par Kg par Kg La zone opérationnelle correspondant à 18,14 g de FREON-12 est indiquée par la courbe "E" en pointillés à la figure 4 Pour une gamme de températures intéressante, le FREON-12 demeure clairementfà l'intérieur de la phase Volume Vv (Eq (14)) 20.975 cm 86.523 cm Mass M of FREON-12 18.14 g 18, 14 g Specific volume = Vv / Mass 1,157.58 cm 4,775 cm 3 per Kg per Kg The operational area corresponding to 18, 14 g of FREON-12 is indicated by the curve "E" in dotted lines in FIG. 4 For an interesting temperature range, the FREON-12 remains clearly inside the phase
gazeuse-liquide.gaseous-liquid.
Au tableau III, on trouvera une illustration de Table III shows an illustration of
la force du ressort à gaz correspondant à la gamme complè- the force of the gas spring corresponding to the full range
te de compressions du ressort et de températures pour la- te of spring compressions and temperatures for
quelle il a été conçu Les valeurs de force proviennent de l'équation 16 ci-dessus tout comme de l'équation 15, ainsi que les valeurs de pression de vapeur de FREON-12 qui sont which it was designed The force values come from equation 16 above as well as from equation 15, as well as the vapor pressure values of FREON-12 which are
tirées du diagramme de phase à la figure 4. from the phase diagram in Figure 4.
TABLEAU IIITABLE III
Longueur Compres-Compress Length
ressort sion X à gaz Lt (cm) (cm)X gas spring Lt (cm) (cm)
116,84116.84
106,68106.68
96,52 86,36 76,21 0,00 ,16 ,32 ,48 ,64 ,80 Force d'expansion 96.52 86.36 76.21 0.00, 16, 32, 48, 64, 80 Expansion force
-30 -20 -10 O 10-30 -20 -10 O 10
61,15 62,96 64,78 66,14 67,0461.15 62.96 64.78 66.14 67.04
61,60 63,87 65,23 67,04 67,9561.60 63.87 65.23 67.04 67.95
57,98 64,32 66,14 67,49 68,8557.98 64.32 66.14 67.49 68.85
63,42 65,23 67,04 68,40 69,7663.42 65.23 67.04 68.40 69.76
63,87 66,14 67,95 69,31 70,6763.87 66.14 67.95 69.31 70.67
64,78 67,04 68,85 70,21 71,5764.78 67.04 68.85 70.21 71.57
à diverses températuresat various temperatures
30 40 5030 40 50
67,95 68,40 67,95 67,0467.95 68.40 67.95 67.04
68,85 69,31 68,85 67,9568.85 69.31 68.85 67.95
69,76 70,21 69,76 69,3169.76 70.21 69.76 69.31
,67 71,12 70,67 70,21, 67 71.12 70.67 70.21
71,57 72,02 72,02 71,1271.57 72.02 72.02 71.12
72,48 72,93 72,93 72,0272.48 72.93 72.93 72.02
( C) ,68 66,59 67,49 68,85 69,76 ,67 (C), 68 66.59 67.49 68.85 69.76, 67
8080
63,87 60,2563.87 60.25
64,78 61,6064.78 61.60
,68 57,98, 68 57.98
67,04 63,4267.04 63.42
67,95 64,7867.95 64.78
68,85 65,6868.85 65.68
o ru Un w ri Co oe La figure 5 est un tracé des résultats du Tableau III pour compression totale et allongement total et donne une comparaison des résultats pour un ressort à gaz qui ne possédait pas de compensation de température La courbe "F" représente la force d'expansion par rapport à la températu- re pour le ressort à gaz à compensation de température de o ru Un w ri Co oe Figure 5 is a plot of the results in Table III for total compression and total elongation and gives a comparison of the results for a gas spring which did not have temperature compensation The curve "F" represents the expansion force over temperature for temperature compensated gas spring
l'Exemple 2 lorsque le ressort se trouve entièrement compri- Example 2 when the spring is fully compressed
mé La courbe "G" indique les mêmes données mais lorsque le ressort se trouve complètement allongé Les courbes "H" et mé The curve "G" indicates the same data but when the spring is fully extended The curves "H" and
"I" donnent la force d'expansion par rapport à la tempéra- "I" give the force of expansion with respect to the temperature
ture pour un ressort à gaz sans compensation qui se trouve ture for a gas spring without compensation that is
complètement comprimé et complètement allongé, respective- fully compressed and fully elongated, respectively
ment.is lying.
Le Tableau III, de même que la figure 5, indi- Table III, as well as Figure 5, indicates
quent qu'il existe une compensation des changements de tem- that there is compensation for changes in time
pérature Le degré de compensation de la température peut The degree of temperature compensation can
être quantifié en calculant la variation en pourcentage ré- be quantified by calculating the percentage change re-
sultant de la force d'expansion en fonction de la tempéra- resulting from the expansion force as a function of the temperature
ture sur la base des données du Tableau III et en comparant based on the data in Table III and comparing
ladite variation avec celle que l'on attend d'une applica- said variation with that expected from an application
tion connue sans compensation Au Tableau IV, on trouvera les résultats de la compensation de température Sur une known without compensation In Table IV, you will find the results of temperature compensation On a
base globale, la déviation du ressort à gaz ( 60) de l'Exem- overall basis, the deviation of the gas spring (60) from Example-
ple 2 entraînée par la température s'élève à moins de 12 ple 2 driven by temperature is less than 12
pour 100.per 100.
TABLEAU IVTABLE IV
VARIATION EN POURCENTAGE DE LA FORCE D'EXPANSION DUE AUX CHANGEMENTS DE TEMPERATURE PERCENTAGE VARIATION IN EXPANSION FORCE DUE TO CHANGES IN TEMPERATURE
Longueur ressort Compression Force (Kg) Force mini Force maxi Variation en à gaz Lt (cm) X (cm) selon con male F min male F max pourcentage ception Kg (Kg) Fmax Fmin(K 00 Spring length Compression Force (Kg) Minimum force Maximum force Variation in gas Lt (cm) X (cm) according to con male F min male F max ception Kg (Kg) Fmax Fmin (K 00
T= 20 C F (X, 20)T = 20 C F (X, 20)
F (X, 20)F (X, 20)
12,70 0,00 67,95 60,25 68,40 12 %12.70 0.00 67.95 60.25 68.40 12%
11,68 10,16 68,85 61,61 69,31 11 i % ,66 20,32 69,76 62,51 70,21 1 il % 11.68 10.16 68.85 61.61 69.31 11%, 66 20.32 69.76 62.51 70.21%
9,65 30,48 70,67 63,42 71,12 11 %9.65 30.48 70.67 63.42 71.12 11%
8,63 40,64 71,57 63,87 72,02 11 %8.63 40.64 71.57 63.87 72.02 11%
7,62 50,80 72,48 64,78 72,93 11 %7.62 50.80 72.48 64.78 72.93 11%
N ct La variation correspondante pour un ressort à gaz non compensé est beaucoup plus importante, à savoir 3 ,5 % N ct The corresponding variation for an uncompensated gas spring is much greater, namely 3.5%
environ On peut l'estimer en supposant que le gaz se com- approximately We can estimate it by supposing that the gas
porte comme un gaz parfait En conséquence, pour un volume donné Vg, la pression et donc la force d'expansion, est carries as a perfect gas Consequently, for a given volume Vg, the pressure and therefore the force of expansion, is
proportionnelle à la température absolue Aux fins de com- proportional to the absolute temperature For the purpose of
paraison avec l'exemple ci-dessus, une variation de tempé- parison with the example above, a variation in temperature
rature de -30 C à 90 C ( 243 K à 353 K) entraînerait la va- deletion from -30 C to 90 C (243 K to 353 K) would cause the
riation suivante:next laugh:
F ( 80 C) F (-30 C)F (80 C) F (-30 C)
o x 100 =o x 100 =
F( 20 C)F (20 C)
P ( 80 WC) p (-30 C) 100 x 100 = P( 20 o C) P ( 353 K) P ( 243 K)x 100 = P (80 WC) p (-30 C) 100 x 100 = P (20 o C) P (353 K) P (243 K) x 100 =
P( 293 K)P (293 K)
3530 K 243 OK3530 K 243 OK
-23 x 100 = 37,5 %-23 x 100 = 37.5%
293 K293K
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Dans cet exemple, comme dans l'exemple 2, le res- In this example, as in Example 2, the res-
sort à gaz doit possèder une longueur portée à 127 cm et une course de 50, 80 cm A une température de 20 C, il aura gas spell must have a length increased to 127 cm and a stroke of 50, 80 cm At a temperature of 20 C, it will have
une force nette d'expansion de 67,95 Kg en position allon- a net expansion force of 67.95 kg in the extended position
gée et de 72,48 Kg en position comprimée Le gaz primaire 72.48 Kg in compressed position Primary gas
est-de l'azote et le matériau constituant la source de pres- is nitrogen and the material constituting the source of
sion secondaire est de l'hexafluorure de soufre (SF 6) La gamme de compensation des températures varie de -30 C à C bien que la température critique du SF 6 soit de 45,55 C, secondary sion is sulfur hexafluoride (SF 6) The temperature compensation range varies from -30 C to C although the critical temperature of SF 6 is 45.55 C,
au-dessus de laquelle il ne peutoexister que sous forme ga- above which it can only exist in ga-
zeuse.zeuse.
Les valeurs des paramètres initialement retenus sont les suivantes: Dp = 1,995-cm Dr = 0,793 cm Dt = 6,35 cm L = 66,04 cm Ls = 7,62 cm Lv = 23,28 cm Lt (Max) = 127 cm M = 210 g Pa = 1,012 x 105 Pa Po = 64,042 x 105 Pa S = 50,80 cm Wc = 0,161 cm Wp = 0,635 cm Ws = 0,158 cm Les équations 8, 9 et 12 donnent comme résultat les valeurs suivantes: Ag = 1,316 cm 2 Ar = 0,496 cm 2 et Av = 0,825 cm 2 La figure 6 constitue un diagramme de phase de The values of the parameters initially retained are as follows: Dp = 1.995-cm Dr = 0.793 cm Dt = 6.35 cm L = 66.04 cm Ls = 7.62 cm Lv = 23.28 cm Lt (Max) = 127 cm M = 210 g Pa = 1.012 x 105 Pa Po = 64.042 x 105 Pa S = 50.80 cm Wc = 0.161 cm Wp = 0.635 cm Ws = 0.158 cm Equations 8, 9 and 12 give the following values as result: Ag = 1.316 cm 2 Ar = 0.496 cm 2 and Av = 0.825 cm 2 Figure 6 is a phase diagram of
l'hexafluorure de soufre dans lequel la pression sous for- sulfur hexafluoride in which the pressure under
me de vapeur est tracée en fonction d'un volume spécifique. me of steam is plotted according to a specific volume.
Il y a douze courbes en lignes pleines qui représentent les There are twelve curves in solid lines which represent the
températures auxquelles le ressort à gaz est censé fonction- temperatures at which the gas spring is supposed to function-
ner La courbe "J" en pointillés indique la zone à l'inté- ner The dotted curve "J" indicates the area inside
rieur de laquelle le liquide et la vapeur se trouvent en équilibre Pour cet exemple, il conviendra d'introduire 210 g d'hexafluorure de soufre dans le ressort à gaz Au Tableau V, on trouvera une liste des quantités utilisées of which the liquid and the vapor are in equilibrium For this example, 210 g of sulfur hexafluoride should be introduced into the gas spring. In Table V, a list of the quantities used is shown.
pour calculer le volume spécifique d'hexafluorure de sou- to calculate the specific volume of sulfur hexafluoride
fre dans les cas limites o le ressort à gaz est complète- fre in borderline cases where the gas spring is complete-
ment allongé et totalement comprimé. elongated and fully compressed.
TABLEAU VTABLE V
Ressort à gaz complètement allongé Volume Vv (Eq ( 14)) 695,95 cm Masse M de SF 6 210,37 g Volume spécifique = Vv/Masse 330,8 cm par Kg Ressort à gaz complètement comprimé 737,65 cm 210,37 g 350,7 cm par Kg La zone opérationnelle correspondant à 210,37 g Completely elongated gas spring Volume Vv (Eq (14)) 695.95 cm Mass M of SF 6 210.37 g Specific volume = Vv / Mass 330.8 cm per Kg Fully compressed gas spring 737.65 cm 210.37 g 350.7 cm per Kg The operational area corresponding to 210.37 g
d'hexafluorure de soufre est indiquée par la ligne en poin- sulfur hexafluoride is indicated by the dot line
tillés courbe "K" à la figure 6 La gamme de volumes spécifiques est très faible dans cet exemple En outre, ces "K" curve tillers in Figure 6 The range of specific volumes is very small in this example In addition, these
volumes spécifiques S'appliquent à des températures au- specific volumes Apply at temperatures above
dessus du point critique o il est impossible que l'hexa- above the critical point where it is impossible that the hexa-
fluorure de soufre puisse se présenter à l'état liquide. sulfur fluoride may be present in the liquid state.
Cet exemple est conçu de telle sorte que le volume spécifi- This example is designed so that the volume specified
que soit limité dans ses variations qui ne peuvent être substantielles entre la position totalement allongée et la be limited in its variations which cannot be substantial between the fully extended position and the
position complètement comprimée Cette limitation est ob- fully compressed position This limitation is ob-
tenue en situant la chicane ( 32) plus près de la paroi'de fond ( 16) que dans l'exemple 2 Observez la différence en held by locating the baffle (32) closer to the bottom wall (16) than in Example 2 Observe the difference in
Lv des exemples 2 et 3 Cette caractéristique fait dépen- Lv of examples 2 and 3 This characteristic depends on
dre la pression de l'hexafluorure de soufre presque unique- dre the pressure of almost unique sulfur hexafluoride-
ment de la température et très peu du paramètre X de dé- temperature and very little of the parameter X de-
placement Il est important de noter que, même au-dessus de placement It is important to note that even above
400 C o la zone opérationnelle quitte la phase gazeuse-li- 400 C o the operational zone leaves the gas phase-li-
quide, les propriétés de l'hexafluorure de soufre sont that the properties of sulfur hexafluoride are
telles que le changement en pourcentage de sa pression vis- such as the percentage change in its pressure vis-
à-vis de la température est plus élevé que celui du gaz opposite the temperature is higher than that of gas
primaire, l'azote.primary, nitrogen.
Au Tableau VI ci-après, on voit une illustra- In Table VI below, we see an illustration
tion de la force du ressort à gaz pour une gamme complète gas spring force for a full range
de compressions du ressort et de températures pour lesquel- spring compressions and temperatures for which
les le ressort à gaz de l'exemple 3 est conçu Les valeurs de la force proviennent de l'équation 16 ci-dessus, ainsi que de l'équation 15, et les valeurs de pression de vapeur de l'hexafluorure de soufre du diagramme proviennent du the gas spring of example 3 is designed The force values come from equation 16 above, as well as from equation 15, and the vapor pressure values of sulfur hexafluoride from the diagram come from
diagramme de phase de la figure 6.phase diagram of figure 6.
TABLEAU VITABLE VI
Longueur ressort à gaz Lt (cm)Gas spring length Lt (cm)
Compres-Compress-
sion X (cm) Force d'expansion à diverses températures ( C) Zion X (cm) Expansion force at various temperatures (C)
-30 -20 -10-30 -20 -10
0 10 20 30 40 50 60 70 800 10 20 30 40 50 60 70 80
0,00 66,59 67,95 68,85 69,31 68,85 67,95 66,59 65,68 66,14 67,04 67,49 68, 40 0.00 66.59 67.95 68.85 69.31 68.85 67.95 66.59 65.68 66.14 67.04 67.49 68, 40
116,84 10,16 67,49 68,85 69,76 69,76 69,76 68,85 67,49 66,59 67,04 67,95 68,85 69,76 116.84 10.16 67.49 68.85 69.76 69.76 69.76 68.85 67.49 66.59 67.04 67.95 68.85 69.76
co 0 %co 0%
106,68 20,32 67,95 69,76 70,67 70,67 70,67 69,76 68,40 67,49 68,40 69,31 '70,21 71,12 106.67 20.32 67.95 69.76 70.67 70.67 70.67 69.76 68.40 67.49 68.40 69.31 '70, 21 71.12
96,52 30,48 68,85 70,21 71,12 71,57 71,57 70,67 69,31 68,85 69,76 70,67 71,57 72,48 96.52 30.48 68.85 70.21 71.12 71.57 71.57 70.67 69.31 68.85 69.76 70.67 71.57 72.48
86,36 40,64 69,76 71,12 72,02 72,48 72,48 71; 57 70,21 69,76 70,67 71,57 72,48 73,84 86.36 40.64 69.76 71.12 72.02 72.48 72.48 71; 57 70.21 69.76 70.67 71.57 72.48 73.84
76,20 50,80 70,67 72,02 72,93 73,38 73,38 72,48 71,57 71,12 72,02 72,93 73,84 75,20 76.20 50.80 70.67 72.02 72.93 73.38 73.38 72.48 71.57 71.12 72.02 72.93 73.84 75.20
ré) L Ml c" w ro La figure 7 représente un tracé des résultats du Tableau VI en ce qui concerne la compression totale et l'allongement total et donne une comparaison des résultats avec ceux d'un ressort à gaz non compensé La courbe "L" représente une force d'expansion par rapport à la tempéra- ture pour le ressort à gaz à compensation de température d) L Ml c "w ro Figure 7 represents a plot of the results of Table VI with regard to the total compression and the total elongation and gives a comparison of the results with those of an uncompensated gas spring The curve" L "represents an expansion force with respect to the temperature for the temperature compensated gas spring
de l'Exemple 3 dans lequel le ressort est totalement com- of Example 3 in which the spring is completely com-
primé La courbe "M" donne les mêmes données mais pour le ressort totalement allongé Les courbes "N" et " O " donnent une indication de la force d'expansion par rapport à la award winning The curve "M" gives the same data but for the fully elongated spring The curves "N" and "O" give an indication of the force of expansion compared to the
température pour un retsort à gaz non compensé qui est com- temperature for an uncompensated gas spring which is com-
plètement comprimé et complètement allongé respectivement. fully compressed and fully extended respectively.
La figure 7, de même que le Tableau VI, montrent Figure 7, as well as Table VI, show
clairement qu'il y a compensation des changements de tempé- clearly that there is compensation for temperature changes
rature, même lorsque le système fonctionne au-dessus du even when the system is operating above the
point critique de la substance source de pression secondai- critical point of the secondary pressure source substance
re pendant une certaine partie du temps Comme dans l'exem- re during a certain part of the time As in the example-
ple du FREON-12, le degré de compensation de la températu- ple of FREON-12, the degree of temperature compensation
re pour l'exemple de l'hexafluorure de soufre peut être re for the example of sulfur hexafluoride can be
quantifié en calculant la variation correspondante en pour- quantified by calculating the corresponding variation in
centage de la force d'expansion par rapport avec la tempé- centering of the expansion force with respect to the temperature
rature en utilisant les données du Tableau VI et en fai- erasure using the data in Table VI and doing so
sant une comparaison avec les résultats d'une conception qui ne comporte pas de système de compensation Le Tableau VII (page suivante) donne les résultats avec système de compensation Sur un plan global, la déviation due à la température se situe au-dessous de 6 pour 100 et s'avère encore plu F favorable si on la compare avec la déviation de 37,5 pour 100 du ressort à gaz non compensé discuté plus sant a comparison with the results of a design which does not include a compensation system Table VII (next page) gives the results with a compensation system On a global level, the deviation due to temperature is below 6 for 100 and is still more favorable F if we compare it with the deviation of 37.5 percent of the uncompensated gas spring discussed more
haut au sujet de l'Exemple 2.top about Example 2.
Une fois achevée la description des-modes de réali- Once the description of the modes of realization has been completed
sation préférés de l'invention, il convient de se rappeler qu'elle peut être réalisée sous d'autres modes dans les sation of the invention, it should be remembered that it can be carried out in other modes in the
limites des revendications ci-jointes. limits of the attached claims.
TABLEAU VIITABLE VII
Longueur ressort à gaz Lt (cm) 127,0 Gas spring length Lt (cm) 127.0
116,84116.84
106,68106.68
96,52 86,36 76,20 Compression X (cm) o ,16 ,32 ,48 ,64 ,80 Force de 96.52 86.36 76.20 Compression X (cm) o, 16, 32, 48, 64, 80 Strength of
concep-design
tion (Kg)tion (Kg)
20 C _ 20 C _
F(X, 20)F (X, 20)
67,95 68,85 69,76 ,67 71,57 72,4867.95 68.85 69.76, 67 71.57 72.48
Force mini Force maxi-Minimum force Maximum force
male F min male F max.male F min male F max.
(Kg) (Kg) ,68 66,59 67,49 68,85 69,76 ,67 69,31 69,76 71,12 72,48 73,84 , 20 Variation % = Fmax Fmin F_ _ x 100 (Kg) (Kg), 68 66.59 67.49 68.85 69.76, 67 69.31 69.76 71.12 72.48 73.84, 20% change = Fmax Fmin F_ _ x 100
F (X, 20)F (X, 20)
*0/ No r>i Un ( ru* 0 / No r> i Un (ru
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2569453A1 (en) * | 1984-08-24 | 1986-02-28 | Fichtel & Sachs Ind Inc | PNEUMATIC SPRING MECHANISM WITH TEMPERATURE COMPENSATION |
EP0195490A1 (en) * | 1985-03-21 | 1986-09-24 | Holland Hellas Hydrauliek & Pneumatiek B.V. | Adjustable gas spring |
EP0826898A1 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Al-Ko Kober Ag | Device to overcome friction and temperature effects of gas springs |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3432605A1 (en) * | 1984-09-05 | 1986-03-13 | Stabilus Gmbh, 5400 Koblenz | TEMPERATURE COMPENSATED GAS SPRINGS |
DE3432604A1 (en) * | 1984-09-05 | 1986-03-13 | Stabilus Gmbh, 5400 Koblenz | TEMPERATURE COMPENSATED GAS SPRINGS |
SE529043C2 (en) * | 2004-08-11 | 2007-04-17 | Oehlins Racing Ab | Arrangement with or in the form of a gas spring |
DE102005038115A1 (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Stabilus Gmbh | gas spring |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2805854A (en) * | 1952-07-04 | 1957-09-10 | Gaebler Gustav Adolph | Spring systems |
BE660167A (en) * | 1964-10-30 | 1965-06-16 | ||
DE2516655A1 (en) * | 1975-04-16 | 1976-10-21 | Boge Gmbh | Pneumatic rebound vehicle damper - has concentric cups with dividing wall and biasing spring |
FR2444854A1 (en) * | 1978-12-22 | 1980-07-18 | Stabilus Gmbh | GAS SPRING |
DE3044016A1 (en) * | 1980-11-22 | 1982-06-24 | Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt | Temp. corrected hydropneumatic damper - has limited flow connection to high pressure reservoir |
GB2096732A (en) * | 1981-04-24 | 1982-10-20 | Avm Corp | Multi-chamber temperature compensated pneumatic spring |
GB2101268A (en) * | 1981-06-27 | 1983-01-12 | Stabilus Gmbh | Gas spring |
-
1983
- 1983-06-30 CA CA000431616A patent/CA1205498A/en not_active Expired
- 1983-08-02 MX MX198263A patent/MX159387A/en unknown
- 1983-08-15 GB GB08321891A patent/GB2126316B/en not_active Expired
- 1983-08-16 AU AU18020/83A patent/AU543315B2/en not_active Ceased
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- 1983-08-27 KR KR1019830004009A patent/KR880000814B1/en not_active IP Right Cessation
- 1983-08-29 IT IT8367907A patent/IT1212995B/en active
- 1983-08-29 ES ES525206A patent/ES8406673A1/en not_active Expired
- 1983-08-30 BR BR8304717A patent/BR8304717A/en not_active IP Right Cessation
- 1983-08-30 AR AR294061A patent/AR230871A1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2805854A (en) * | 1952-07-04 | 1957-09-10 | Gaebler Gustav Adolph | Spring systems |
BE660167A (en) * | 1964-10-30 | 1965-06-16 | ||
DE2516655A1 (en) * | 1975-04-16 | 1976-10-21 | Boge Gmbh | Pneumatic rebound vehicle damper - has concentric cups with dividing wall and biasing spring |
FR2444854A1 (en) * | 1978-12-22 | 1980-07-18 | Stabilus Gmbh | GAS SPRING |
DE3044016A1 (en) * | 1980-11-22 | 1982-06-24 | Fichtel & Sachs Ag, 8720 Schweinfurt | Temp. corrected hydropneumatic damper - has limited flow connection to high pressure reservoir |
GB2096732A (en) * | 1981-04-24 | 1982-10-20 | Avm Corp | Multi-chamber temperature compensated pneumatic spring |
GB2101268A (en) * | 1981-06-27 | 1983-01-12 | Stabilus Gmbh | Gas spring |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2569453A1 (en) * | 1984-08-24 | 1986-02-28 | Fichtel & Sachs Ind Inc | PNEUMATIC SPRING MECHANISM WITH TEMPERATURE COMPENSATION |
EP0195490A1 (en) * | 1985-03-21 | 1986-09-24 | Holland Hellas Hydrauliek & Pneumatiek B.V. | Adjustable gas spring |
EP0826898A1 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Al-Ko Kober Ag | Device to overcome friction and temperature effects of gas springs |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX159387A (en) | 1989-05-22 |
CA1205498A (en) | 1986-06-03 |
IT1212995B (en) | 1989-12-07 |
GB2126316A (en) | 1984-03-21 |
GB2126316B (en) | 1986-04-23 |
AU1802083A (en) | 1984-03-08 |
ES525206A0 (en) | 1984-08-01 |
AU543315B2 (en) | 1985-04-18 |
GB8321891D0 (en) | 1983-09-14 |
ES8406673A1 (en) | 1984-08-01 |
AR230871A1 (en) | 1984-07-31 |
KR840005782A (en) | 1984-11-15 |
KR880000814B1 (en) | 1988-05-11 |
JPS5954834A (en) | 1984-03-29 |
FR2532386B1 (en) | 1987-02-06 |
IT8367907A0 (en) | 1983-08-29 |
BR8304717A (en) | 1984-04-10 |
JPS6256372B2 (en) | 1987-11-25 |
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