FR2628494A1 - Ressort pneumatique pour presse et machine analogue - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les ressorts à gaz. Elle se rapporte à un ressort à gaz ayant une tige de piston 12 qui peut coulisser dans un cylindre 14 ayant une chambre 16 qui contient un gaz comprimé. Une butée positive 44 est disposée sous forme amovible dans le cylindre afin qu'elle limite la sortie de la tige indépendamment d'un ensemble formant palier et joint d'étanchéité 18 placé dans la chambre et dans lequel la tige peut coulisser. Un capuchon d'extrémité 60 muni d'une valve 80 est retenue de façon amovible dans le cylindre près de son autre extrémité. Application aux ressorts à gaz des presses et autres machines.

Description

i

La présente invention concerne des dispositifs pneu-

matiques et plus précisément un ressort pneumatique ayant

une butée positive d'arrêt de piston et un capuchon amo-

vible d'extrémité muni d'un ensemble à valve.

On a construit des ressorts à gaz autonomes ayant

une tige de manoeuvre connectée à un piston qui peut cou-

lisser dans un cylindre ayant une chambre qui est préala-

blement mise à une pression prédéterminée, par exemple de 1,4.107 Pa, par un gaz inerte tel que l'azote. Lorsque la tige et le piston sont repoussés dans la chambre, le gaz qui est présent est comprimé à une pression maximale de

fonctionnement qui est habituellement comprise entre envi-

ron 2,1.107 et 3,5.107 Pa, suivant-le volume de la chambre et la surface efficace et la course du piston. Pendant une utilisation normale, la pression à laquelle un ressort à gaz autonome est initialement chargé ne varie pas ou n'est pas modifiée. Le ressort est initialement chargé, vidé et rechargé par l'intermédiaire d'une valve à haute pression du type couramment utilisé dans les trains d'atterrissage

d'aéronefs et les accumulateurs.

Les ressorts à gaz ont été construits jusqu'à pré-

sent avec une tige qui peut coulisser dans un ensemble for-

mant palier et dispositif de retenue, logé dans un cylindre constitué par un tube. Cet ensemble a un boîtier avant logé de manière coulissante dans un boitier arrière muni d'un joint ou d'une garniture intermédiaire de tige. Pendant l'utilisation, la garniture est comprimée axialement si bien qu'elle se dilate radialement vers l'intérieur et vient coopérer intimement de manière étanche avec la tige du piston sous l'action de la force produite par le gaz sous pression présent dans la chambre du piston et agissant sur le boitier arrière. Cependant, pendant l'utilisation, le joint de la tige s'use et permet de plus grandes courses du piston. Ceci provoque le choc de la tige du piston contre les moules associés et leur détérioration et/ou le choc d'un organe de retenue de tige porté par la tête du

piston contre le boîtier arrière, provoquant leur déforma-

tion et/ou leur détérioration. Ainsi, ces ressorts auto-

nomes à gaz nécessitent une maintenance et des réparations

considérables. En outre, lorsqu'une réparation est néces-

saire, ces ressorts à gaz ne sont pas facilement démontés puisque l'ensemble formant palier, la tige de piston et l'organe de retenue doivent tous être retirés et remplacés

par une même extrémité du boîtier du cylindre car le capu-

chon est fixé de manière permanente à l'autre extrémité.

L'invention concerne un ressort à gaz ayant une butée positive d'arrêt de piston logée temporairement dans

un boitier formé d'un cylindre et qui est retenue temporai-

rement. La butée positive empêche le choc du piston contre un ensemble formant palier et joint étanche de tige de piston logé dans le boitier de forme cylindrique. Le gaz comprimé présent dans le boitier provoque une expansion de la garniture radialement vers l'intérieur par l'ensemble si bien qu'un joint d'étanchéité est formé sur la tige du

piston. Cet ensemble d'étanchéité est retenu de façon amo-

vible et temporaire près d'une première extrémité du boi-

tier et un capuchon amovible d'extrémité est retenu de manière temporaire près de l'autre extrémité du boîtier afin que le montage et le démontage des éléments internes

soient facilités et que leur accès soit commode. De préfé-

rence, le capuchon d'extrémité et l'ensemble de butée- et d'étanchéité sont retenus de manière qu'ils ne puissent pas être retirés ou extraits tant que du gaz sous pression est

présent dans le boitier.

D'autres caractéristiques de l'invention concernent un ressort à gaz ayant une butée positive qui empêche la détérioration de ses éléments et des moules utilisés avec

lui, même lorsque le joint de la tige -s'use en cours d'uti-

lisation, le ressort ayant un ensemble formant capuchon d'extrémité et joint d'étanchéité qui peut être retiré des

deux extrémités du boîtier afin que le montage, le démon-

tage et la réparation soient facilités, afin que la durée d'utilisation soit longue et afin que le ressort soit robuste, durable, fiable, de conception relativement simple

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et de fabrication et de montage peu coûteux.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe d'un ressort à gaz selon l'invention; la figure 2 est une coupe partielle agrandie de la butée positive du ressort à.gaz de la figure 1; et

la figure 3 est une vue partielle agrandie de l'en-

semble à capuchon amovible d'extrémité et à valve du res-

sort à gaz de la figure 1.

La figure 1 représente un ressort à gaz 10 selon l'invention ayant une tige 12 de piston logée dans un ensemble 14 à tube ou à boîtier cylindrique délimitant en partie une chambre 16. Pendant l'utilisation, la chambre est remplie d'un gaz sous pression afin qu'elle repousse

élastiquement la tige du piston vers sa position déployée.

Ceci permet la formation d'un ressort à gaz ou d'un coussin de gaz permettant à la tige de se déplacer Plastiquement vers sa position en retrait lorsqu'une force appliquée à

l'extérieur de la tige dépasse la force produite à l'inté-

rieur par le gaz présent dans la chambre.

La tige de piston peut coulisser dans un ensemble 18 formant palier et joint d'étanchéité, logé dans le boîtier

et retenu temporairement à l'intérieur par une bague élas-

tique 20 logée de façon amovible dans une gorge 22 de forme complémentaire réalisée dans le tube 14. Cet ensemble a un boîtier avant 24 qui peut coulisser dans un boîtier arrière 26, avec un joint ou une garniture d'étanchéité 28 de tige

entre eux. Pendant l'utilisation, la garniture est compri-

mée axialement afin qu'elle se dilate radialement vers l'intérieur en contact étanche intime avec la tige du

piston sous l'action de la force produite par le gaz com-

primé présent dans la chambre et agissant sur la face arrière du boitier arrière. Un joint torique 30 et une rondelle 31 de blocage sont logés dans une gorge 32 formée dans le boîtier arrière afin qu'un joint étanche soit formé

entre le tube 14 et le boîtier arrière 26.

La tige peut coulisser dans un palier 34 porté par le boîtier arrière. De préférence, le boitier avant 24 a aussi un palier de coopération avec la tige. De préférence, le boitier avant et le palier sont tous deux formés d'un

matériau convenable pour coussinet tel que du bronze.

fritté, imprégné d'un lubrifiant convenable. Un racleur 36 de tige est placé dans une gorge 38 formée dans le boîtier avant et un capuchon 40 de protection contre la poussière recouvre l!ensemble formant palier et est logé et retenu

par frottement à l'extrémité du tube.

On considère maintenant la butée positive. Une butée positive 42 de la tige de piston est formée par un anneau 44 placé dans le tube disposé derrière l'ensemble formant palier et retenu par deux segments semicirculaires 46 de métal logés dans une gorge 48 formée dans le tube et un épaulement annulaire 50 formé dans la bague, de manière qu'elle ne puisse pas se déplacer vers l'avant. La butée

positive est retenue, afin qu'elle ne puisse pas se dépla-

cer vers l'arrière, par une bague élastique 52 placée derrière la bague d'arrêt et logée dans une gorge formée

dans le tube. Dans l'ensemble, la paroi latérale de l'épau-

lement retient les segments de bague dans la gorge. La butée positive limite aussi le déplacement vers l'arrière

de l'ensemble 18 formant palier.

La butée positive a un trou central 54 dans lequel passe la tige, de préférence avec un certain espace entre eux. Du gaz comprimé passe dans cet espace et agit sur

l'ensemble 18 formant palier et organe de retenue de ma-

nière que la garniture 28 soit repoussée en coopération étanche avec la tige. De préférence, la butée positive et la tête du piston sont en contact mutuel par des surfaces

coniques complémentaires 56 et 58.

On considère maintenant le capuchon d'extrémité.

Comme représenté sur les figures 1 et 3, un bouchon ou capuchon d'extrémité 60 de forme générale cylindrique est logé afin qu'il puisse coulisser dans l'autre extrémité du tube 14. Le capuchon est retenu temporairement dans la gorge par deux segments en demi-cercle 62 de bague de métal logés dans une gorge 64 formée dans le tube et en appui

contre un épaulement circonférentiel continu 66 du capu-

chon. Un joint est formé entre le capuchon d'extrémité et le tube par un joint torique 70, une rondelle de blocage 71 étant logée dans une gorge 72 formée dans le tube. De préférence, le capuchon a une partie centrale en saillie 74

qui a une face d'extrémité 76 qui est plate de façon géné-

rale et qui constitue une butée positive-limitant la dis-

tance de déplacement de la tige de piston vers l'intérieur du cylindre. Le volume de la chambre 16 est augmenté par une cavité 77 formée dans la tête de la tige et qui laisse aussi de préférence de l'espace pour le logement de la partie centrale en saillie 74 du capuchon d'extrémité. De préférence, le capuchon d'extrémité a deux trous borgnes taraudés qui débouchent vers la face externe du capuchon afin qu'ils facilitent le montage du cylindre sur un

plateau de presse ou analogue.

On considère maintenant un ensemble à valve. Un ensemble 80 à valve, destiné à faciliter le chargement ou le remplissage du cylindre de gaz comprimé, est logé dans une cavité 82 ayant un trou taraudé 84, formé dans le capuchon et communiquant avec l'intérieur de la chambre 16 du cylindre par un canal 86. L'autre extrémité de la cavité débouche à l'extérieur du capuchon d'extrémité et loge un raccord fileté complémentaire (non représenté) permettant l'accouplement de la cavité à une réserve de gaz comprimé permettant le remplissage du cylindre. Le cas échéant, l'ensemble à valve peut être protégé par un bouchon vissé

88 qui est vissé à l'entrée de la cavité lorsque l'accou-

plement est retiré.

De préférence, l'ensemble à valve a un corps 90 de

support ayant une partie comportant des filets 92 complé-

mentaires de ceux de la cavité, et un trou central 94 ayant

une partie taraudée 96 dans laquelle se loge une valve 98.

Un joint étanche est formé entre le corps de support et la cavité 82 par un joint torique 99 logé dans une gorge formée dans le corps. La valve a un corps tubulaire 100 ayant une partie taraudée et un passage central 102 dans lequel une tige 104 rappelée par un ressort 106 se loge et est connectée à une tête de valve 108 qui est normalement en appui sur un siège 110 afin que la valve soit fermée. De préférence, la valve 98 est une valve de remplissage pour accumulateurs et jambes de force de train d'atterrissage d'aéronef, disponible dans le commerce auprès de Eaton

Corporation, Air Controls Div., Route 501 S. Roxboro, N.C.

27537, sous la référence n 302-DD. Ces valves correspon-

dent aux spécifications de la norme the International Orga-

nization for Standards Specification ISO 7442 192(e) rela-

tive aux valves de pneumatiques.

L'amplitude de déplacement de la tige et de la tête lors de l'ouverture est de préférence limitée par une butée positive formée par le fond 112 du trou 94 afin que la

valve et notamment sa tige ne puissent pas être détério-

rées. Le trou 94 de la valve communique avec le canal 86 et; en conséquence avec la chambre 16 par un passage incliné

114 formé dans le corps de support.

Une fente transversale 116 est disposée à l'extré-

mité exposée du corps et peut loger la lame d'un tournevis classique afin que le vissage du corps dans la cavité et hors de celle-ci soit facilité. La tige 104 dépasse de préférence dans la fente de manière que la valve doive être mise en position d'ouverture lorsque la lame d'un tournevis est introduite dans la fente pour que le corps de valve commence à être retiré, si bien que le gaz sous pression

qui peut être présent dans la chambre est évacué à l'atmos-

phère avant que le corps de la valve puisse être séparé

totalement et retiré de la cavité.

On considère maintenant le montage du ressort à gaz.

Le montage et le démontage des différents éléments du ressort à gaz sont facilités par le capuchon amovible d'extrémité car, quand il est retiré, il permet l'accès aux deux extrémités du boitier tubulaire. Lors du montage des la 7 2628494 différents éléments, la butée positive est de préférence montée la première dans le tube. La bague 44 de la butée positive est mise en place par coulissement dans le tube 14, par introduction des deux segments 46 dans la gorge 48 du tube, par coulissement de la bague sur les segments de manière que son épaulement 50 soit en appui contre eux, puis par mise en place de la bague élastique 52 dans la gorge 53. Tant que la paroi latérale de l'épaulement 50 reste au-dessus des segments 46, ils ne peuvent pas tomber ou être retirés de la gorge formée dans le tube, si bien que la bague de butée 44 ne peut pas être chassée hors du tube.

De préférence, la tige 12 du piston est alors intro-

duite dans la bague de butée 44, depuis l'extrémité arrière du tube 14, et l'ensemble 18 formant palier et joint est introduit sur la tige de piston et dans le tube par son extrémité avant. L'ensemble à joint d'étanchéité est retenu de façon temporaire dans le tube par introduction de la bague élastique 20 dans la gorge 22 du tube. Le capuchon 40 de protection contre les poussières est introduit sur la tige et est logé dans l'extrémité avant du tube dans lequel

il est retenu par friction.

De préférence, avant introduction du capuchon d'ex-

trémité dans le tube 14, l'ensemble à valve 80 et le joint torique 70 sont placés dans le capuchon d'extrémité. Ce capuchon d'extrémité 60 est mis en place par introduction

par l'extrémité arrière dans le tube d'une manière suffi-

sante pour que sa face externe se trouve vers l'intérieur par rapport à la gorge 64 ou au-delà de celle-ci. Les segments 62 sont alors introduits dans la gorge 64 et le capuchon est déplacé vers l'arrière, vers l'extrémité du tube 14, afin que son épaulement 66 recouvre les segments de bague et soit en appui contre eux de sorte qu'ils sont

retenus dans la gorge.

Lorsque la chambre 16 du ressort pneumatique est au moins partiellement remplie de gaz comprimé, celui-ci chasse le capuchon d'extrémité 60 en contact intime avec

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les segments 62 de la bague de retenue si bien qu'ils ne peuvent pas être retirés de la gorge 64 et, en conséquence, le capuchon d'extrémité ne peut pas être retiré tant que le gaz de la chambre n'a pas été évacué à l'atmosphère afin que la pression dans la chambre soit réduite au moins pratiquement à la pression atmosphérique. De même, le gaz comprimé repousse la bague de butée 44 en coopération intime avec ses segments 46 si bien qu'ils ne peuvent pas être retirés. Ainsi, bien que tous les éléments du ressort à gaz puissent être facilement introduits et retirés de manière que le montage et le démontage du ressort à gaz soient facilités, la construction est aussi telle qu'ils ne

peuvent pas être retirés ou démontés tant que le gaz pré-

sent dans la chambre est comprimé à une pression quelconque

nettement supérieure à la pression atmosphérique. En consé-

quence, ce ressort à gaz ne présente pas un danger de démontage intempestif de ces éléments et de projection de ceux-ci hors du boitier par le gaz comprimé de la chambre,

à une pression nettement supérieure à la pression atmos-

phérique.

On considère maintenant l'utilisation du ressort à gaz. Lorsqu'il est utilisé, le gaz comprimé de la chambre repousse le boîtier arrière 26 de l'ensemble d'étanchéité

18 en coopération intime avec le joint 28 et le comprime.

axialement afin qu'il soit repoussé en direction générale radiale vers l'intérieur, en coopération étanche avec la tige 12. L'amplitude du déplacement de la tige dans le cylindre est limitée par appui de la face arrière de sa

tête sur la saillie centrale 74 du capuchon d'extrémité 60.

L'amplitude de sortie de la tige sous l'action du gaz

comprimé agissant sur la tête du piston est limitée positi-

vement par la surface conique 58 de la tête de la tige

lorsqu'elle vient frapper la bague d'arrêt 44 ou lors-

qu'elle vient en appui contre elle. Ainsi, l'amplitude d'extraction de la tige est invariable et ne varie pas bien que le joint 28 s'use, si bien que le boîtier arrière 26

est déplacé plus près du boîtier 24 de l'ensemble d'étan-

chéité par le gaz comprimé présent dans la chambre 16. En outre, comme l'ensemble 18 à palier et joint d'étanchéité n'est pas frappé par la tête de la tige du piston, il

n'absorbe pas le choc et en conséquence la durée d'utilisa-

tion de l'ensemble d'étanchéité est accrue, et sa vitesse d'usure et sa fréquence de réparation ou de remplacement

sont réduites.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Ressort à gaz ayant une tige (12) qui peut être

déplacée afin qu'elle comprime un gaz présent à l'inté-

rieur, caractérisé en ce qu'il comprend un tube (14) formant un cylindre délimitant au moins en partie une chambre à gaz (16), une tige de piston (12) logée dans le

tube afin qu'elle puisse coulisser, mobile entre des posi-

tions déployée et rentrée et ayant une construction et une disposition telles qu'elle comprime un gaz dans la chambre (16) lorsqu'elle se déplace de sa position déployée vers sa position rentrée, une bague de butée (44) logée de façon amovible dans le tube, entourant la tige et placée en appui contre la tige lorsque celle-ci est dans sa position déployée afin qu'elle constitue une butée positive qui limite la distance de sortie de la tige sous l'action du gaz comprimé présent dans.la chambre, un premier organe de retenue (46) retenant de façon temporaire la bague de butée dans le tube de manière que la bague de butée ne puisse pas être chassée hors du tube par la tige qui est en appui sur elle lorsqu'elle s'est déplacée vers sa position déployée sous l'action-du gaz comprimé présent dans la chambre, un capuchon d'extrémité (60) logé de façon amovible dans le tube près d'une première extrémité de celui-ci, à distance de la tige lorsqu'elle celle-ci est dans sa position déployée et coopérant avec le tube pour la délimitation d'une partie de la chambre à gaz, un second organe de retenue (62) logé de façon temporaire dans le tube et retenant temporairement le capuchon d'extrémité afin qu'il ne puisse pas être chassé hors du tube par le gaz comprimé présent dans la chambre, et une valve de remplissage (80) logée dans le capuchon d'extrémité, communiquant avec la chambre et ayant une construction et une disposition telles

qu'elle est normalement fermée lorsque la chambre est rem-

plie d'un gaz comprimé pendant l'utilisation normale du

ressort à gaz.

2. Ressort à gaz selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comporte aussi un ensemble (18) formant palier et joint d'étanchéité, logé de manière coulissante sur la tige (12) et disposé de façon temporaire dans le tube entre la bague de butée et l'autre extrémité du tube, l'ensemble formant palier et joint d'étanchéité ayant un premier et un second boîtier (24, 26) et un joint d'étan- chéité (28) placé entre eux de manière que, lorsque les

boîtiers sont repoussés l'un vers l'autre par le gaz com-

primé présent dans la chambre, le joint d'étanchéité soit comprimé en direction générale axiale et soit repoussé

radialement vers l'intérieur de manière générale en coopé-

ration étanche avec la tige, et un troisième organe de retenue (22) logé de façon amovible dans le tube près de

son autre extrémité afin qu'il empêche l'expulsion de l'en-

semble formant palier et joint d'étanchéité vers l'exté-

rieur par l'autre extrémité du tube sous l'action du gaz

comprimé présent dans la chambre.

3. Ressort à gaz selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'il comporte aussi un capuchon (40) de protec-

tion contre les poussières entourant la tige et logé dans

le tube près de son autre extrémité.

4. Ressort à gaz selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'il comporte aussi au moins un coussinet (34) porté par l'un des premier et second boîtiers et dans

lequel la tige peut coulisser.

5. Ressort à gaz selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que le troisième organe de retenue est une bague élastique (22) logée de façon amovible dans une gorge

formée dans le tube près de l'autre extrémité.

6. Ressort à gaz selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le premier organe de retenue a une gorge circonférentielle continue (48) formée dans le tube, un épaulement circonférentiel continu (50) formé sur la bague de butée, et au moins un segment de bague (46) logé dans la

gorge et contre l'épaulement.

7. Ressort à gaz selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le second organe de retenue a une gorge circonférentielle continue (64) formée dans le tube près de

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sa première extrémité, un épaulement circonférentiel con-

tinu (66) formé sur le capuchon d'extrémité et débouchant vers la première extrémité du tube, et au moins un segment

de bague (62)-logé dans la gorge et contre l'épaulement.

8. Ressort à gaz selon la revendication 7, caracté-

risé en ce qu'il comporte aussi une gorge circonférentiel-

lement continue (72) formée dans le capuchon d'extrémité et débouchant vers le tube, et un joint torique (70) logé dans la gorge et destiné à former un joint étanche entre le tube et le capuchon d'extrémité afin que le gaz comprimé de la

chambre ne puisse pas s'échapper entre eux.

9. Ressort à 'gaz selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le capuchon d'extrémité a une butée (74) disposée dans la chambre et ayant une construction et une disposition telles qu'elle constitue une butée positive destinée à limiter la distance de déplacement à force de la

tige dans la chambre.