FR2555691A1 - Ressort a gaz et ensemble le comprenant - Google Patents
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Abstract
CE TYPE DE RESSORT A GAZ EST FREQUEMMENT UTILISE POUR FACILITER LE MOUVEMENT D'ENSEMBLES MOBILES, ACTIONNES A LA MAIN, PAR RAPPORT A DES ENSEMBLES FIXES, A L'ENCONTRE DE FORCES DE GRAVITE, TEL QUE PAR EXEMPLE POUR ACTIONNER UN COUVERCLE DE COFFRE DE VEHICULE AUTOMOBILE. POUR PERMETTRE AU RESSORT A GAZ DE MAINTENIR LE COUVERCLE DE COFFRE EN POSITION TOTALEMENT OUVERTE, C'EST-A-DIRE DANS SA POSITION EXTREME D'OUVERTURE, LE RESSORT A GAZ EST CONSTRUIT DE TELLE SORTE QUE, DANS LA POSITION EXTREME SORTIE DE LA TIGE 3 DU PISTON 4 PAR RAPPORT AU CYLINDRE 1, UNE RESISTANCE ACCRUE SOIT EXERCEE PAR LE RESSORT A GAZ, A L'ENCONTRE DU MOUVEMENT TENDANT A POUSSER LA TIGE 3 DU PISTON 4 A L'INTERIEUR DU CYLINDRE 1. UN CIRCUIT HYDRAULIQUE 7, 8, 13 SIMPLE ET ECONOMIQUE EST PROPOSE POUR REALISER CETTE RESISTANCE ACCRUE.
Description
"Ressort à gaz" Les ressorts à gaz sont fréquemment utilisés pour
faciliter le mouvement d'ensembles mobiles actionnés à la main par rapport à des ensembles fixes, à l'encontre de forces de gravité. Les ressorts à gaz sont par exemple uti- lisés pour faciliter le mouvement de couvercles de coffres
et de capots de moteurs par rapport au véhicule concerné.
Il n'est pas toujours souhaitable que le ressort à gaz soit suffisamment puissant pour soulever le couvercle du coffre
ou analogue sans manipulation additionnelle à la main.
Dans de tels cas, le ressort à gaz ne remplit pas la fonc-
tion consistant à maintenir le couvercle du coffre dans sa position totalement ouverte si on le désire. Des mesures spécifiques sont nécessaires pour que cette fonction puisse être remplie par le ressort à gaz. Ces mesures ont rendu les ressorts à gaz assez compliqués et coûteux dans le passé. Dans le Certificat d'Utilité français 2 376 341, le
ressort à gaz est muni d'un second piston en dehors du pis-
ton principal, lequel second piston a un diamètre plus petit et plonge dans une section cylindrique de diamètre approprié. Ce second piston comprend une première soupape qui s'ouvre lorsque la tige du piston effectue un mouvement
vers l'extérieur, et une secornde soupape agissant en fonc-
tion de la pression et qui s'ouvre quand la tige du piston effectue un mouvement vers l'intérieur. il en résulte que l'installation nécessaire pour augmenter la résistance s' opposant à la poussée vers l'intérieur de la tige du piston est relativement compliquée et coûteuse par sa construction du fait qu'il faut prévoir un piston additionnel avec des soupapes de piston. En outre, l'agencement de la soupape dépendant de la pression constitue un inconvénient car ce
type de soupape est très coûteux en raison de la sollicita-
tion constante appliquée par le ressort de la soupape.
Un objet de la présente invention est de proposer un ressort à gaz permettant d'obtenir une résistance accrue de la tige du piston s'opposant au mouvement de rentrée dans la partie du mouvement qui est adjacente à la position la plus à l'extérieur, avec une construction moins compliquée
et plus économique.
Le ressort à gaz selon l'invention comprend un organe cylindrique comportant un axe et deux extrémités, à savoir
une première extrémité et une seconde extrémité. La pre-
mière extrémité est fermée et la seconde extrémité est munie d'une unité de guidage et d'obturation de la tige de piston. Une cavité est définie à l'intérieur de l'organe
cylindrique entre les deux extrémités. Une unité piston-
tige de piston est prévue à l'intérieur de l'organe cylin-
drique. Cette unité piston-tige de piston comprend une tige de piston s'étendant le long de l'axe vers l'intérieur et vers l'extérieur de la cavité, en passant au travers de
l'unité de guidage et d'obturation de la tige de piston.
La tige de piston est montée de façon à effectuer un mou-
vement axial par rapport à l'organe cylindrique le long d'un parcours compris entre une position terminale interne et une position terminaleexterne. L'unité piston-tige de
piston comprend en outre un piston relié à la tige de pis-
ton à l'intérieur de la cavité. Le piston divise la cavité
en deux chambres de travail, une première chambre de tra-
vail adjacente à la première extrémité de l'organe cylin-
drique et une seconde chambre de travail adjacente à la seconde extrémité de l'organe cylindrique. Des passages relient les première et seconde chambres de travail. Ces passages comprennent un premier parcours du courant et un second parcours du courant. Le premier parcours du courant contient une première soupape. Cette première soupape est sensible à la direction du mouvement de la tige de piston par rapport à l'organe cylindrique, de façon à fermer le premier parcours du courant quand il y a un mouvement vers l'intérieur de la tige de piston par rapport à l'organe cylindrique et à ouvrir le premier parcours du courant
quand il y a mouvement vers l'extérieur de la tige de pis-
ton par rapport à l'organe cylindrique. Le second parcours
du courant traverse l'unité piston-tige de piston. Une pre-
mière extrémité du second parcours du courant débouche dans la première chambre de travail. Une seconde extrémité du second parcours du courant est espacée axialement du piston et débouche dans la seconde chambre de travail. Le second parcours du courant est isolé de ladite cavité comprise
entre les première et seconde extrémités de l'organe cylin-
drique. Des moyens de séparation sont prévus pour séparer la seconde extrémité du second parcours du courant de la seconde chambre de travail en fonction de la position
axiale de la tige de piston par rapport à l'organe cylin-
drique. Ces moyens de séparation séparent la seconde extré-
mité du second parcours du courant de la seconde chambre de travail seulement dans une partie terminale du parcours
axial du mouvement qui est adjacente à la position termi-
nale externe de la tige de piston. A l'exception de cette partie terminale, la seconde extrémité du second parcours
du courant est ouverte vers la seconde chambre de travail.
La résistance s'opposant à la poussée de la tige de piston dans la cavité dans une partie du mouvement qui est adjacente à la position terminale externe de la tige de
piston peut être modifiée, selon une caractéristique addi-
tionnelle de la présente invention, grâce à une construc-
tion dans laquelle les moyens de séparation comprennent
une paroi de séparation annulaire fixe par rapport à l'or-
gane cylindrique entourant la tige de piston et munie d'une bague d'étanchéité qui est en contact étanche avec la tige de piston. Dans cette construction, une chambre annulaire peut être définie autour de la tige de piston, axialement
entre l'unité de guidage et d'obturation de la tige de pis-
ton et la paroi annulaire de séparation. Une section de la tige de piston qui est adjacente au piston peut être munie d'un diamètre plus important que la section restante de la tige de piston qui passe au travers de l'unité de guidage et d'obturation de la tige de piston. Cette section de plus grand diamètre pénètre dans la chambre annulaire quand la tige de piston se trouve dans la partie terminale de son mouvement axial. En modifiant ledit plus grand diamètre, on peut faire varier la résistance s'opposant au mouvement vers l'intérieur de la tige de piston dans la partie du mouvement qui est adjacente à la position la plus externe de la tige de piston. D'autres caractéristiques de l'invention et les
avantages apportés par son fonctionnement et les buts spé-
cifiques que l'on atteint quand on l'utilise, ressortent
de la description qui suit, en référence aux dessins annexés
dans lequels est illustré et décrit un mode de réalisation préféré de l'invention:
Figure 1 montre un ressort à gaz, en coupe longitu-
dinale;
Figure 2 montre un ressort à gaz en couple longitu-
dinale, dans lequel la tige de piston comprend une partie de diamètre plus important à proximité du piston;
Figure 3 est un diagramme montrant la courbe du mou-
vement parcouru par rapport à la force du ressort à gaz, et
Figure 4 montre le ressort à gaz monté dans un cou-
vercle de coffre.
Les ressorts à gaz de la présente invention sont prévus pour faciliter la manoeuvre de couvercles de coffres de véhicules automobiles, de capots de moteurs et autres
portes ou volets qui pivotent autour d'un axe horizontal.
Dans ces cas, une partie du poids du volet est compensée par le ressort à gaz, ce qui fait que lorsque l'opérateur ouvre le volet il n'a à exercer qu'une faible force sur le volet dans ladirection de l'ouverture. En outre, le ressort
à gaz doit être constitué de manière que le volet soit main-
tenu en position ouverte.
Le ressort à gaz selon les figures 1 et 2 consiste en un organe cylindrique (1) qui est fermé à une extrémité
par une paroi d'extrémité (2). A son autre extrémité, l'or-
gane cylindrique (1) comprend un organe de guidage (11) pour la tige de piston, et un organe d'obturation (12) de la tige de piston, formant ensemble une unité de guidage
et d'obturation (11,12) de la tige de piston. Quand le res-
sort à gaz est disposé par exemple entre le couvercle du coffre d'un véhicule et la carrosserie du véhicule, la paroi d'extrémité est munie d'un oeillet de fixation (non
représenté) et la tige de piston qui fait saillie de l'or-
gane cylindrique (1) est également munie d'un oeillet de fixation (non représenté) à l'autre extrémité. L'extrémité de la tige de piston (3) qui s'étend dans la cavité de 1' organe cylindrique (1) est fermement reliée au piston (4)
qui, avec un disque de piston (5) muni de sections de pas-
sage, forme une gorge de piston dans laquelle un segment de
piston (6) est monté de façon mobile en direction axiale.
Les éléments (4,5,6) définissent un piston; les éléments (3,4,5,6) définissent une unité piston-tige de piston. Un
parcours de courant (7,8) (second parcours) qui est cons-
tamment ouvert entre la première chambre de travail (9) et la seconde chambre de travail (10) est constitué par un alésage longitudinal (7) formé dans la tige de piston (3) et un alésage transversal (8) débouchant dans cet alésage longitudinal (7). Un premier parcours du courant est défini par un interstice entre le piston (4) et la face interne de l'organe cylindrique (1). Cet interstice est fermé et
ouvert par le segment (6) du piston en réponse à la direc-
tion du mouvement de la tige de piston (3).
Entre l'unité de guidage et d'obturation de la tige de piston (11,12) et la chambre de travail (10) est prévue une paroi de séparation annulaire (14) qui reçoit une bague
d'étanchéité (15) dans un évidement (16). La bague d'étan-
chéité annulaire (15) est maintenue dans l'évidement (16) au moyen d'une plaque de recouvrement (17). La longueur
axiale de la chambre annulaire (16) est fixée par un man-
chon d'écartement (18) constitué d'un seul tenant avec la paroi de séparation annulaire (14), le manchon d'écartement (18) étant pressé par sa face d'extrémité contre l'unité de guidage et d'obturation de la tige de piston (11,12) et maintenu dans cette position par plusieurs encoches ou par
une ondulation circonférentielle (19) constituée dans l'or-
gane cylindrique (1).
Dans le mode de réalisation selon la figure 1, la bague d'étanchéité (15) repose contre la surface de la tige de piston (3), alors qu'à la figure 2, la tige de piston (3) a un diamètre augmenté par un manchon (20). Dans ce cas, la paroi de séparation (14) est adaptée au diamètre plus important. Du fait que le fonctionnement du ressort à gaz est
bien connu, la description du fonctionnement qui suit por-
tera essentiellement sur le dispositif d'augmentation de la
résistance au mouvement de rentrée. Pour ouvrir le couver-
cle du coffre, l'opérateur doit exercer une légère force en direction de l'ouverture du fait que la totalité du poids du couvercle du coffre n'est pas compensée par le ressort
à gaz. Après la distance prédéterminée couverte par le mou-
vement de sortie de la tige de piston (3)h-sde l'organe cylindrique (1), l'alésage transversal (8) traverse la bague d'étanchéité annulaire (15) et débouche dans la chambre annulaire (13). Le mouvement de la tige de piston (3) vers l'extrémité se poursuivant; le gaz sort de la chambre de travail (10) en passant par le premier parcours tel que défini ci-dessus pour parvenir dans la chambre de travail (9). Lorsqu'on libère le couvercle du coffre, la tige de piston (3) a tendance à plonger dans l'organe cylindrique
(1), le segment (6) du piston venant buter contre le pis-
ton (4) et obturant ainsi les chambres de travail (10) et (9). Du fait que le second parcours du courant formé par l'alésage longitudinal (7) et l'alésage transversal (8) ne
débouche plus dans la chambre de travail (10), il y a géné-
ration d'une augmentation de la résistance s'opposant au mouvement de rentrée et le couvercle du coffre reste dans
la position désirée.
Pour fermer le couvercle du coffre, il faut exercer sur lui une force en direction de la fermeture jusqu'à ce
que l'alésage transversal (8) ait traversé la bague d'étan-
chéité (15) et débouche dans la chambre de travail (10).
La résistance accrue est alors éliminée et le gaz peut s'é-
couler par le second parcours formé par l'alésage transver-
sal (8) et l'alésage longitudinal (7) pour passer de la chambre de travail (9) à la chambre de travail (10). Le poids du couvercle du coffre qui n'est pas compensé par le
ressort à gaz suffit pour le fermer lentement.
Le mode de fonctionnement du ressort à gaz montré à la figure 2 correspond, dans ses grandes lignes, à celui de la figure 1. Du fait du manchon (20) ajouté sur la tige de piston (3), la bague d'étanchéité (15) repose dans ce cas contre le manchon rapporté (20) seulement quand la
tige de piston (3) se trouve dans une partie de son mouve-
ment qui est proche de sa position la plus externe. Sur le reste du parcours suivi par la tige de piston, la chambre
de travail (10) est reliée à la chambre annulaire (13).
La figure 3 est un diagramme de la courbe du mouve-
ment parcouru par rapport à la force du ressort à gaz. Le point (F1) correspond à la position la plus externe de la tige de piston. Pour fermer le couvercle du coffre, il faut exercer une force correspondant au point (F2). En ce point (F2), l'alésage transversal (8) du ressort à gaz traverse la bague d'étanchéité (15), ce qui fait que la résistance s'opposant au mouvement vers l'intérieur - comme déjà décrit - tombe et devient celle de la force résultant
essentiellement de la pression du gaz contenu dans le dis-
positif multipliée par la section de la tige de piston.
Pendant cette ligne de poussée vers l'intérieur, le point (F3) o la tige de piston (3) est dans sa position la plus interne est atteint. La force exercée par le ressort à gaz pendant le mouvement de sortie de la tige de piston (3)
correspond à la ligne (F4-F1).
En faisant varier de façon appropriée le manchon rapporté (20), il est possible de modifier la résistance s'opposant au mouvement de rentrée de la tige de piston dans la partie du mouvement située avant que le point (F2)
soit atteint.
Du fait que la force accrue n'a pas d'effet quand la tige de piston est dans sa position la plus rentrée,
la force exercée sur des charnières d'un couvercle de cof-
fre est relativement faible dans cette position.
Il est facile de prévoir une autre ondulation cons-
tituant une butée pour le piston (4) à un distance axiale de l'ondulation (19) montrée sur la figure 1 pour modifier la position de sortie maximale de la tige de piston.
L'augmentation de la résistance varie de façon cor-
respondante. L'augmentation de la résistance devient plus
importante si la distance parcourue par l'alésage trans-
versal (8) au-delà de la bague d'étanchéité (15) augmente.
Sur la figure 4, l'organe cylindrique (1) est relié de façon pivotante à un couvercle (21) de coffre par une articulation (22) et à la carrosserie (23) d'un véhicule automobile par une articulation (24). Le couvercle (21)
du coffre est relié à la carrosserie (23) par une articula-
tion (25).
La position supérieure indiquée en traits interrom-
pus du couvercle (21) du coffre correspond au point (F2)
surfigure 3.
La cavité (9,10) peut être également partiellement remplie d'un liquide. En outre, le gaz sous pression peut être remplacé par une chambre d'équilibrage de volume définie par une membrane ou une paroi séparatrice mobile
et des moyens de maintien de la pression tels qu'un res-
sort de compression hélicoidal.
Alors qu'un mode de réalisation spécifique de l'in-
vention a été montré et décrit en détail pour illustrer l'application des principes de l'invention, on comprendra que cette dernière puisse être mise en oeuvre de toute
autre manière sans s'écarter de ces principes.
Claims (11)
1.- Ressort à gaz comprenant - un organe cylindrique (1) comportant un axe et deux extrémités, à savoir une première extrémité et une seconde extrémité, la première extrémité étant fermée et la seconde extrémité étant munie d'une unité de guidage et d'obturation de la tige de piston (11,12), une cavité (9, ) étant définie à l'intérieur de l'organe cylindrique (1) entre les deux extrémités, - une unité piston-tige de piston (3,4,5,6) comprenant une tige de piston (3) s'étendant le long de l'axe vers l'intérieur et vers l'extérieur de la cavité (9,10) au travers de l'unité de guidage et d'obturation de
la tige de piston (11,12) et étant montée de façon à effec-
tuer un mouvement axial par rapport à l'organe cylindrique (1) le long d'un parcours de son mouvement compris entre une position terminale interne et une position terminale externe, et comprenant en outre - un piston (4,5,6) relié à la tige de piston (3) à l'intérieur de la cavité (9,10), le piston (4,5,6) divisant la cavité (9,10) en deux chambres de travail (9, ), une première chambre de travail (9) adjacente à la première extrémité de l'organe cylindrique (1) et une
seconde chambre de travail (10) adjacente à la seconde extré-
mité de l'organe cylindrique (1),
- des moyens de passage interconnectant les pre-
mière et seconde chambres de travail (9,10), ces moyens de passage comportant un premier parcours et un second parcours pour le courant, le premier parcours comprenant un premier dispositif à soupape (6), ce premier dispositif à soupape étant sensible à la direction du mouvement de la tige de piston (3) par rapport à l'organe cylindrique (1) de manière à fermer le premier parcours du courant quand il y a un mouvement de rentrée de la tige de piston (3) par rapport à l'organe cylindrique (1) et à ouvrir le premier parcours quand il y a un mouvement de sortie de la tige de piston (3) par rapport à l'organe cylindrique (1), le second parcours du courant (7, 8) passant par l'unité piston-tige de piston (3, 4, 5, 6), une première extrémité du second parcours du courant (7, 8) débouchant dans la première chambre de travail (9) et une seconde extrémité du second
parcours du courant (7, 8) étant espacée axialement du pis-
ton (4) et débouchant dans la seconde chambre de travail (10), le second parcours du courant (7, 8) étant isolé de la
cavité (9, 10) comprise entre les première et seconde extré-
mités, un corps de gaz sous pression contenu dans la cavité (9, 10), des moyens de séparation (14, 15) pour séparer la seconde extrémité du second parcours du courant (7, 8)
de la seconde chambre de travail (10) en fonction de la po-
sition axiale de la tige de piston (3) par rapport à l'or-
gane cylindrique (1), les moyens de séparation (14, 15) séparant la seconde extrémité du second parcours du courant (7, 8) de la seconde chambre de,travail (10) seulement dans une section terminale du parcours de mouvement axial qui est adjacente à la position terminale externe de la tige
de piston, la seconde extrémité du second parcours du cou-
rant (7, 8) étant ouverte vers la seconde chambre de travail (10) à l'extérieur de la section terminale du parcours du mouvement.
-2.- Ressort à gaz selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que le second parcours du courant (7, 8) com-
prend un alésage axial (7) à l'intérieur de la tige de pis-
ton (3), la première extrémité du second parcours du cou-
rant (7, 8) étant située à l'extrémité interne de la tige de piston (3) et la seconde extrémité du second parcours du courant (7, 8) étant espacée axialement du piston (4, 5,
6) et étant définie par un alésage radial (8) interconnec-
tant l'alésage axial (7) à la seconde chambre de travail (10).
3.- Ressort à gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de séparation (14, 15) comprennent une structure séparatrice fixe par rapport à
l'organe cylindrique (1).
Z555691
4.- Ressort à gaz selon la revendication 3, carac-
térisé en ce que la structure séparatrice comprend une pa-
roi de séparation annulaire (14) entourant la tige de piston (3) et munie d'une bague d'étanchéité (15) en engagement
d'étanchéité avec la tige de piston (3).
5. - Ressort à gaz selon la revendication 4, carac-
térisé en ce que la paroi de séparation (14) est munie d'un évidement annulaire (16) qui est ouvert dans une direction axiale et fermé par une plaque de recouvrement annulaire (17), la bague d'étanchéité (15) étant reçue dans l'évidement
annulaire (16).
6.- Ressort à gaz selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'une chambre annulaire (13) est définie autour de la tige de piston (3) axialement entre l'unité de guidage et d'obturation de la tige de piston (11, 12) et la
paroi séparatrice annulaire (14).
7.- Ressort à gaz selon la revendication 6: carac-
térisé en ce que la chambre annulaire (13) est limitée dans une direction dirigée radialement vers l'extérieur par un
manchon d'écartement (18) s'étendant entre l'unité de guida-
ge et d'obturation de la tige de piston (11, 12) et la paroi
de séparation annulaire (14).
8.- Ressort à gaz selon la revendication 7, carac-
térisé en ce que le manchon d'écartement (18) fait partie
intégrante de la paroi de séparation annulaire (14).
9.- Ressort à gaz selon l'une quelconque des re-
vendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'une section (20) de la tige de piston (3) qui est adjacente au piston a un diamètre supérieur à celui de la section restante (20) de la
tige de piston qui passe par l'unité de guidage et d'obtura-
tion de la tige de piston (11, 12), la section (20) dont le
diamètre est plus important pénétrant dans la chambre annu--
laire (13) quand la tige de piston (3) se trouve dans la par-
tie terminale de son mouvement axial.
10.- Ensemble comprenant une unité de base (23) et une unité mobile (21) montée de façon pivotante par rapport
à l'unité de base (23) autour d'un axe sensiblement horizon-
tal (25) de façon à décrire un mouvement pivotant entre une
position terminale inférieure et une position terminale su-
périeure, soumise à des forces de gravité et comprenant en
outre au moins un ressort pneumatique selon l'une quelcon-
que des revendications 1 à 9, relié de façon pivotante à
la fois à l'unité de base (23) et à l'unité mobile (21), le ressort à gaz facilitant le mouvement de l'unité mobile (21) par rapport à l'unité de base (23) en s'opposant aux forces de gravité, la tige de piston (3) du ressort à gaz parvenant dans la partie terminale du mouvement avant que l'unité mobile (21) parvienne dans la position terminale supérieure.
11.- Ensemble selon la revendication 10, carac-
térisé en ce que la pression du gaz à l'intérieur du res-
sort à gaz est insuffisante pour maintenir l'unité mobile (21) dans une position adjacente à la position terminale supérieure dans laquelle le second parcours du courant est ouvert.
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