FR2568339A1 - Dispositif permettant differents effets de ressort en differentes parties de sa trajectoire - Google Patents
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Abstract
CE DISPOSITIF EST DU TYPE DE CEUX COMPORTANT UN CYLINDRE 1 DANS LEQUEL SE DEPLACENT AXIALEMENT UN PISTON 32 ET SA TIGE 2 ENTRE DEUX POSITIONS EXTREMES, VERS UNE DESQUELLES ILS SONT SOLLICITES PAR DES MOYENS LOGES DANS UNE CAVITE 35 DEFINIE A L'INTERIEUR DU CYLINDRE. LE CYLINDRE 1 ET LA TIGE DE PISTON 2 SONT MUNIS DE MOYENS DE FIXATION RESPECTIFS 11, 14 POUR LES RELIER A DES ELEMENTS D'UNE STRUCTURE A LAQUELLE EST INCORPORE LE DISPOSITIF. DANS LE DISPOSITIF SELON L'INVENTION, L'ELEMENT DE FIXATION 11 DU CYLINDRE EST MUNI DE MOYENS 59, 60 QUI PERMETTENT UNE COURSE A VIDE DELIMITEE DANS LA LIAISON DU CYLINDRE 2 AVEC LES ELEMENTS RESPECTIFS DE LA STRUCTURE.
Description
DISPOSITIF PERMETTANT DIFFERENTS EFFETS DE RESSORT
EN DIFFERENTES PARTIES DE SA TRAJECTOIRE
La présente invention concerne un dispositif permettant diffé-
rents effets de ressort en différentes parties de sa trajectoire, compre-
nant: (a) un cylindre ayant un axe et deux extrémités, une cavité étant définie à l'intérieur de ce cylindre; (b) une tige de piston introduite dafis le cylindre à travers; une ouverture ménagée à l'une des extrémités de ce dernier, une premiere extrémnité, ou extrémité intérieure de cette tige ide piston se trouvant
à l'intérieur de ladite cavité, une seconde extrémité, ou extrémité exté-
rieure de la tige de piston se trouvant à l'extérieur de la cavité, et la tige de piston étant déplaçable axialement relativement au cylindre entre une première position extrême, dans laquelle elle s'étend axialement à l'intérieur de la cavité sur une longueur minimale, et une seconde position extrême, dans laquelle elle s'étend à l'intérieur de la cavité sur une longueur maximale; (c) des moyens dans ladite cavité qui sollicitent la tige de piston vers une de ses positions extrêmes; (d) des premiers moyens de fixation prévus sur la tige de piston à l'extérieur de la cavité et des seconds moyens de fixation prévus à l'extrémité du cylindre opposée à celle dans laquelle est ménagée l'ouverture, à l'extérieur de ladite cavité, les premiers et seconds moyens de fixation étant aptes à relier le dispositif formant ressort à un premier
et un second objet.
Un dispositif de ce type est bien connu del'homme de l'art, par exemple sous la forme d'un ressort pneumatique, dans lequel les moyens qui sollicitent la tige de piston consistent en un fluide sous
pression à l'intérieur de la cavité.
De tels dispositifs sont utiles, par exemple, dans des construc-
tions qui comportent un objet déplaçable le long d'une trajectoire donnée, dans une première partie de laquelle une force extérieure résiste à son déplacement, résistance qui ne se fait plus sentir dans une seconde partie de la trajectoire. Dans ces constructions, le dispositif formant ressort peut assister l'objet dans son mouvement de façon à vaincre entièrement ou partiellement la résistance qu'il rencontre pendant la première partie de la trajectoire. On se heurte toutefois au problème que le dispositif agit encore sur l'objet pendant la seconde partie de sa trajectoire, alors qu'aucune force extérieure notable ne s'oppose plus à son déplacement et qu'il n'a donc besoin d'aucune assistance de la part du dispositif,
bien au contraire.
En effet, l'action du dispositif pendant la seconde partie de la 'trajectoire est extrêmement indésirable, car, lorsqu'on inverse le sens du mouvement, il devient nécessaire de vaincre cette action pendant cette seconde partie, soit manuellement, soit en mettant en oeuvre
les moyens utilisés pour déplacer l'objet.
L'invention a donc pour objet de réaliser un dispositif du même
type, mais apte à exercer une action de ressort sur un objet en mouve-
ment pendant une première partie de sa trajectoire et de cesser de
l'exercer au cours d'une seconde partie de cette trajectoire.
Elle a aussi pour objet d'éliminer la nécessité de prévoir, dans
la construction, à l'extérieur du dispositif, des caractéristiques particu-
lières de nature à annuler l'action de ce dernier pendant la seconde
partie de la trajectoire de l'objet.
A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, au moins les seconds moyens de fixation sont munis de moyens qui assurent une course à vide limitée entre l'élément du dispositif sur lequel ils sont prévus
et l'objet auquel ils le relient.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé, par exemple, dans le déplacement d'élément de toit qui, dans une première partie de leur trajectoire, ont leur centre de gravité déplacé vers le haut et doivent donc vaincre l'action de la pesanteur, tandis que ledit centre de gravité reste à la même hauteur pendant une seconde partie de la trajectoire, la pesanteur étant alors sans effet. Il est particulièrement utile pour aider au mouvement de toits coulissants, de toits ouvrants
de berlines ou de coupés et de capotes:de cabriolets.
Un avantage de ce dispositif est qu'il peut être incorporé aux
constructions respectives sans nécessiter de moyens de guidage supplé-
mentaires. L'invention embrasse aussi toute construction comportant ce dispositif.
De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres carac-
téristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit
en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exem-
pie non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif Figure 1 est une vue en élévation et partiellement en coupe longitudinale d'une forme d'exécution du dispositif selon l'invention; Figure 2 représente un dispositif selon l'invention relié au panneau mobile du toit coulissant d'un coupé automobile, le panneau étant représenté dans une première position;
Figure 3 est une vue similaire à figure 2, dans laquelle le pan-
neau mobile est -représenté dans une deuxième position;
Figure 4 est une vue similaire à figure 2, dans laquelle le pan-
neau mobile est représenté dans une troisième position.
Dans le dispositif représenté à la figure 1, le'cylindre est désigné par la référence (1). Une extrémité de de cylindre est fermée par un fond plein (13), tandis que l'autre extrémité est munie d'une ouverture (31). La face interne de la paroi de révolution du cylindre est désignée par la référence (30). Une tige de piston (2) traverse l'ouverture (31) et un système de guidage et d'étanchéité qui comprend une bague de guidage (9) et un joint annulaire (8). A l'extrémité intérieure de la tige de piston (2) est monté un ensemble de piston désigné par la référence
générale (32). -
Cet ensemble (32) comprend le piston proprement dit (3) et un segment de piston (4). Le segment (4) est en contact coulissant avec
la face interne (30) du cylindre et il peut se déplacer axialement relati-
vement au piston entre un épaulement de ce dernier et une bague d'appui (5). Le piston (3) est traversé parallèlement à son axe par un canal
(33) muni d'un étranglement (7). La bague d'appui (5) est munie d'ouver-
tures (34). Une cavité (35) est définie à l'intérieur du cylindre. Cette
cavité (35) est divisée par l'ensemble de piston (32) en deux comparti-
ments (10) et (36). Elle est remplie d'un gaz maintenu sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. La pression du gaz contenu dans
le compartiment (10) agit sur l'ensemble de piston (32) et tend à repous-
ser la tige de piston (2) hors de la cavité (35). La force qui produit ce déplacement est égale au produit de la pression du gaz dans la cavité (35) par la section de la tige de piston (2). Lorsque celle-ci est repoussée hors de la cavité (35) par la force exercée par le gaz comprimé, ledit gaz s'écoule du compartiment (36) vers le compartiment (10) à travers le canal (33) o son écoulement est freiné par l'étranglement (7), ce
qui a donc pour effet d'amortir la course de sortie de la tige de piston.
Lorsque celle-ci est enfoncée dans la cavité (35) par une force extérieure contre l'action du gaz comprimé, le segment (4) est repoussé contre la bague d'appui (5), de sorte que le gaz peut s'écouler du compartiment (10) vers le compartiment (36), non seulement par le canal (33), mais encore par l'espace annulaire (37) entre le piston (3) et la face interne (30), par l'espace annulaire (6) entre le segment (5) et la tige de piston et par les ouvertures (34) dans la bague d'appui. La course de pénétration
de la tige de piston est donc moins amortie que sa course de sortie.
Un premier élément de fixation (14) est monté à l'éxtrémité extérieure de la tige de piston (2) et un second élément de fixation (11) est monté sur le fond (13) du cylindre (1). Ces deux éléments de fixation (14) et (11) sont des pattes percées chacune d'un oeil cylindrique, respectivement (15) , (12), ce qui permet d'articuler la tige de piston sur un objet et le cylindre sur un autre objet (non représentés sur le
dessin).
L'élément de fixation (I1) est muni d'un manchon de montage (57), qui coulisse sur la face externe (58) du cylindre (1). Un ergot (60) solidaire du cylindre coulisse dans une fente allongée (59) pour limiter dans les deux sens la course à vide du manchon (57) relativement au cylindre. Un ressort hélicoïdal (61) est interposé entre l'élément de fixation (11) et le fond (13) du cylindre pour solliciter l'élément (11) vers la position extrême dans laquelle l'ergot (60) vient en butée contre
l'extrémité supérieure de la fente (59).
La poussée du ressort (61) est inférieure, pendant toute sa course, à celle exercée par le gaz comprimé sur la tige de piston (2)
pendant toute sa course.
Le manchon (57) muni de la fente (59) et l'ergot (60) prévu sur le cylindre (1) constituent des moyens de course à vide prévue sur
le cylindre.
La bague d'appui (5) agit comme un organe de butée limitant la course de sortie du piston en coopérant avec un étranglement (55)
de la section du cylindre.
La figure 2 montre un coupé automobile à toit coulissant, dont le panneau mobile est désigné par la référence (47). A la figure 2, ce panneau est représenté dans sa position d'ouverture complète; il peut être amené par coulissement dans une position de fermeture complète, dans laquelle il coïncide avec une ouverture (48) ménagée dans le toit
(49). Les moyens de guidage ne sont pas représentés.
On comprend aisément que, lorsque le panneau mobile (47) passe de la position d'ouverture complète à celle représentée à la figure 3, son centre de gravité (C) se déplace vers le haut. Il en résulte qu'il faut exercer sur lui un effort de traction considérable pour obtenir
ce changement de position, effort pénible lorsqu'il est purement manuel.
Pour remédier à cet inconvénient, on utilise le ressort à gaz décrit en référence à la figure 1. Le cylindre (1) de ce ressort est articulé
par son élément de fixation (11) sur la carrosserie (50), tandis que l'élé-
ment de fixation (14) de la tige de piston s'articule sur une bielle télesco-
pique (51), dont une extrémité est articulée en (52) sur la carrosserie
(50), son autre extrémité s'articulant en (53) sur le panneau mobile (47).
On peut voir que dans la position du panneau représentée à la figure 2, la tige de piston (2) est complètement enfoncée dans le cylindre (1). Lorsque le panneau mobile (47) passe de la position qu'il occupe à la figure 2 à celle représentée à la figure 3, son déplacement est assisté par le dispositif selon l'invention, qui exerce une poussée sur la bielle télescopique (51), la tige de piston (2) sortant du cylindre jusqu'à ce que la bague d'appui (5) vienne en butée contre l'étranglement (55). Cette position de butée est atteinte à la figure 3. Lorsqu'on amène ensuite le panneau mobile (47) de la position qu'il occupe à la figure
4 à celle de fermeture complète représentée à la figure 5, il ne se pro-
duit plus de relèvement du centre de gravité (C), de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'assister le mouvement du panneau à l'aide du ressort
à gaz.
Il est même indésirable que le ressort à gaz continue d'agir sur le panneau mobile, car il faudrait alors vaincre la poussée dudit ressort pour ramener le panneau de sa position de fermeture à la position
intermédiaire représentée à la figure 3.
C'est là qu'interviennent les caractéristiques nouvelles du disposi-
tif selon l'invention. En effet, pendant le passage de la position intermé-
diaire (figure 3) du panneau à la position de fermeture complète (figure 4), la tige de piston (2) ne peut sortir davantage du cylindre (1), la bague d'appui (5) étant en butée contre l'étranglement (55). Elle cesse donc d'exercer une poussée contre la bielle (51) et le déplacement du panneau (47) est autorisé par la course à vide du manchon (57) relativement
au cylindre (1).
Inversement, lorsqu'on ramène ce panneau (47) de sa position de fermeture complète à sa position intermédiaire (figure 3), seul le manchon (57) coulisse sur le cylindre (1) et la tige de piston ne s'enfonce pas dans le cylindr , de sorte que le gaz comprimé ne s'oppose pas à ce déplacement du panneau, lequel atteint sa position intermédiaire
au moment précis o l'ergot (60) vient en butée contre l'extrémité inté-
rieure de la fente (59). A partir de ce moment, c'est-à-dire pendant le passage du panneau de la position intermédiaire (figure 3) à la position d'ouverture complète (figure 2), la poussée du gaz comprimé intervient de nouveau, mais elle n'est pas gênante, car elle est annulée au moins en grande partie par la pesanteur, dont elle modèle, par ailleurs, les effets.
La suppression de l'action du ressort à gaz pendant que le pan-
neau mobile passe de la position de fermeture complète (figure 4) à la position intermédiaire (figure 3) est extrêmement désirable pour une autre raison importante: elle facilite, en effet, un positionnement précis du panneau
dans n'importe quelle position désirée entre ces deux positions.
L'invention ne s'applique pas exclusivement aux dispositifs formant ressort dans le sens courant. Elle embrasse aussi les dispositifs formant ressort dans le sens le plus étendu de ce mot, y compris les
amortisseurs et autres appareils similaires.
Claims (14)
1- Dispositif permettant différents effets de ressort en diffé-
rentes parties de sa trajectoire, comprenant (a) un cylindre (1) ayant un axe et deux extrémités, une cavité (35) étant définie à l'intérieur de ce cylindr e; (b) une tige de piston (2) introduite dans le cylindre à travers une ouverture (31) ménagée à l'une des extrémités de ce dernier, une première extrémité, ou extrémité intérieure, de cette tige de piston (2) se trouvant à l'intérieur de ladite cavité (35), une seconde extrémité, ou extrémité extérieure (39'), de la tige de piston (2) se trouvant à l'extérieur de la cavité (35), et la tige de piston (2) étant déplaçable axialement relativement au cylindre (1) entre une première position extrême, dans laquelle elle s'étend axialement à l'intérieur de la cavité (35) sur une longueur minimale, et une seconde- position extrême, dans laquelle elle s'étend axialement à l'intérieur de la cavité (35) sur une longueur maximale; (c) des moyens dans ladite cavité (35) qui sollicitent la tige de piston (2) vers une de ses positions extrêmes; (d) des premiers moyens de fixation (14,16,14') prévus sur la tige de piston à l'extérieur de la cavité (35) et des seconds moyens de fixation (11l) prévus à l'extrémité du cylindre (1) opposée à celle dans laquelle est ménagée l'ouverture (31), à l'extérieur de ladite cavité (35), les premiers et les seconds moyens de fixation respectivement (14,16;11) étant aptes à relier le dispositif formant ressort à un premier et un second objet, caractérisé en ce que les seconds moyens de fixation (11) sont montés déplaçables axialement sur le cylindre (1) au moyen d'un manchon (57) apte à coulisser de façon télescopique sur le cylindre (1). 2Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position extrême vers laquelle la tige de piston (2) est sollicitée par les moyens placés dans la cavité (35) est définie par le contact entre des moyens de butée (5,55) prévus respectivement sur la tige de piston
(2) et sur le cylindre (1).
3- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation (14,16,11) comportent des moyens de pivotement (15,12) pour leur articulation sur les objets respectifs.
4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à
3, caractérisé en ce que les moyens qui sollicitent la tige de piston vers une de ses positions extrêmes sont un fluide sous pression contenu dans la cavité (35) et en ce que la tige de piston (2) est introduite dans la cavité (35) à travers un système de guidage et d'étanchéité (8,9)
placé à l'extrémité du cylindre munie d'une ouverture (31).
- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que
le fluide sous pression consiste en une masse de gaz à une pression supé-
rieure à la pression atmosphérique.
6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé-
dentes, caractérisé en ce que la tige de piston (2) est munie d'un -ensem-
ble de piston (32) à l'intérieur de la cavité (35).
7- Dispositif selon la revendiction 6, caractérisé en ce que l'ensemble de piston (32) est guidé par la face interne cylindrique (30)
de la paroi de révolution du cylindre.
8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou
7, caractérisé en ce que l'ensemble de pistorn (32) divise -la cavité (35) en un premier et un second compartiment (36,10) qui communiquent
entre eux par un passage qui traverse l'ensemble de piston.
9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le passage présente des moyens d'étranglement (7,37,4) pour freiner l'écoulement du fluide dans le passage lorsque la tige de piston (2) se
déplace axialement relativement au cylindre (1).
- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'étranglement (7,37,4) réagissent au sens du déplacement
de la tige de piston.
11- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la réaction des moyens d'étranglement (7,37,4) au sens de déplacement de la tige de piston (2) consiste en ce que son effet amortisseur est plus grand lorsque ladite tige (2) se déplace sous l'action des moyens
qui la sollicitent que lorsqu'elle se déplace contre cette action.
12- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à
11, caractérisé en ce que le manchon (57) est apte à se déplacer entre deux positions terminales qui sont définies par des moyens de butée
(59,60).
13- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à
12, caractérisé en ce que le manchon de montage (57) est apte à coulisser
pratiquement librement par rapport au cylindre (1) dans les deux direc-
tions axiales, c'est-à-dire de façon que pratiquement aucune résistance
ne s'oppose à ce mouvement de coulissement.
14- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à
12, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens à ressort (61) qui sollici ent le manchon de montage (57) vers une position terminale de sa course de glissement télescopique, ces moyens à ressort (61) exerçant une force plus faible que les moyens qui sollicitent la tige de piston
vers l'une de ses positions extrêmes.
15- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à
i 4, caractérise en ce que des moyens de butée (60) chargés par ressort sont prévus sur l'un du cylindre (1) et du manchon de montage (57) et en ce que des moyens de contrebutée (59) sont prévus sur l'autre du cylindre (1) et manchon de montage (57), ces moyens de butée (60) et de contrebutée (57) définissant une position extrême du manchon de
montage (57) par rapport au cylindre (1).
16- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à
, incorporé à une structure comprenant un objet (47) déplaçable le long d'une trajectoire (figure 2- figure 4), dans une première partie
(figure 2 - figure 3) de laquelle une force extérieure s'oppose au déplace-
rfent de l'objet (47), tandis que dans une seconde partie (figure 3 -
figure 4) de cette trajectoire, cette force extérieure cesse ou est réduite, caractérisé en ce qu'il est relié au dit objet (47) de façon à l'assister dans son déplacement pendant ladite première partie (figure 4 figure 5) de la trajectoire, contre la force extérieure précitée, et de façon que, pendant la seconde partie (figure 3 - figure 4) de la trajectoire, le manchon de montage (57) permette à l'objet de se déplacer sans
être assisté par le dispositif. -
17- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que
l'objet (47) est un élément de toit mobile.
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