FR2723607A1 - Procede de fabrication d'un dispositif de fermeture de porte hydraulique ayant un corps de boitier moule d'une seule piece - Google Patents

Procede de fabrication d'un dispositif de fermeture de porte hydraulique ayant un corps de boitier moule d'une seule piece Download PDF

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Abstract

Un procédé de fabrication d'un dispositif de fermeture de porte (100) comprend les étapes de moulage d'une matière afin de former un boîtier d'une seule pièce (106) ayant au moins une extrémité ouverte et un alésage cylindrique longitudinal (120) s'étendant depuis ladite extrémité ouverte jusqu'à une deuxième extrémité, un alésage transversal sécant, et un pied de montage (126) ; d'installation d'un ressort (107) dans ledit alésage (120) au niveau de la deuxième extrémité fermée dudit boîtier (106) ; d'installation d'un piston (103) ayant une crémaillère (102) dans ledit alésage (120) en contact avec ledit ressort (107) ; d'installation d'un pignon (104) dans ledit alésage transversal en engrènement avec ladite crémaillère (102) ; d'installation d'un bouchon d'extrémité (113) dans l'alésage (120) au niveau de la première extrémité ; et d'insertion de moyens de soupape (112) à travers un orifice longitudinal afin de commander l'écoulement de fluide autour dudit piston (103) ainsi la vitesse de fermeture de ladite porte.

Description

Cette invention se rapporte d'une manière générale à des dispositifs de
fermeture de porte et plus particulièrement à un procédé de fabrication de dispositifs de fermeture de porte qui sont conçus pour une fabrication économique par moulage et pour un assemblage simple par réduction du nombre de pièces et
élimination d'opérations d'usinage secondaire.
La figure 1 montre un dispositif de fermeture de porte 10 de l'état de la technique devant être assemblé à partir d'un grand nombre de pièces. Un corps de boîtier 11 est vissé en 22 sur un boîtier de ressort 12. Un bouchon d'extrémité 14 et un bouchon de ressort 13 sont de même vissés en 21 et 23 sur le corps de
boîtier 11 et le boîtier de ressort 12 respectivement.
Un pignon 16 engage la crémaillère (non représentée) d'un piston 15 et est maintenu en place dans le corps de boîtier 11 par deux écrous 17 qui assurent un support pour les joints d'arbre de pignon (non
représentés) et des paliers 18.
Le corps de boîtier 11 est percé à angles droits pour des orifices de fluide (non représentés) à travers lesquels un écoulement de fluide est commandé par des soupapes à aiguille (non représentés) afin de réguler les vitesses de fermeture et de verrouillage de porte. D'autres conceptions de dispositifs de fermeture de porte sont utilisées, un tel dispositif étant décrit par exemple dans le brevet U.S. numéro 4 386 446, délivré le 7 juin 1983 au nom de Zunkel et autres. Pour des détails de construction et de fonctionnement des dispositifs de fermeture de porte, on peut se référer à
ce brevet.
Bien que cette conception générale ait été utilisée sous de nombreuses formes depuis longtemps, et bien qu'elle procure des dispositifs de fermeture de porte d'une excellente résistance et d'une excellente durée de vie, cela prend du temps et est coûteux de réaliser les nombreuses opérations d'usinage, de finition et d'assemblage. Ces nombreuses opérations introduisent également une forte probabilité d'erreur avec les rebuts résultants. Par exemple, les deux extrémités du corps de boîtier et du corps de ressort ainsi que les bouchons d'extrémité doivent être filetés afin d'être assemblés. De plus, l'alésage de pignon transversal doit être taraudé aux deux extrémités afin de recevoir les écrous filetés, et les alésages des écrous doivent être finis avec des tolérances serrées afin de recevoir les paliers. Le perçage, le perçage transversal et l'alésage des orifices de fluide dans le corps de boîtier et le perçage, la mise en place des billes et le matage des clapets anti-retour dans les extrémités de piston sont également des opérations d'usinage de précision prenant du temps et coûteuses exigées par la conception. Il est clair que plus le degré de précision exigé par un usinage quelconque est élevé, plus il y a de risque d'un résultat défavorable
et de reprises et rebuts.
Ce qui précède illustre les limitations connues qui existent dans les dispositifs de fermeture de porte hydrauliques actuels, et il serait avantageux de procurer une alternative permettant de surmonter une ou plusieurs de ces limitations. Par conséquent, une alternative appropriée comprenant les caractéristiques
divulgués par la suite est prévue.
Un procédé de fabrication d'un dispositif de fermeture de porte hydraulique, destiné à être monté sur une porte, comprend les étapes de moulage d'une matière afin de former un boîtier allongé d'une seule pièce, le boîtier ayant au moins une extrémité ouverte et un alésage cylindrique longitudinal s'étendant depuis l'extrémité ouverte jusqu'à une deuxième extrémité, un alésage transversal sécant, et un pied de montage; d'installation d'un bouchon d'extrémité, si nécessaire, dans la deuxième extrémité du boîtier; d'installation d'un ressort dans l'alésage cylindrique au niveau de la deuxième extrémité du boîtier; d'installation d'un piston dans l'alésage cylindrique en contact avec le ressort, le piston ayant une ouverture dans chaque extrémité afin de permettre le passage du fluide à travers et une crémaillère dentée; d'installation d'un pignon dans l'alésage transversal sécant en engrènement avec la crémaillère dentée; d'installation d'un bouchon d'extrémité avec un orifice dans l'alésage cylindrique longitudinal au niveau de la première extrémité dudit boîtier; et d'insertion de moyens de soupape à travers l'orifice et à travers une première extrémité du piston, afin de commander l'écoulement de fluide à travers le piston, et afin de
commander ainsi la vitesse de fermeture de la porte.
Les aspects précédents ainsi que d'autres de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la
description détaillée suivante, faite en liaison avec
les dessins annexes.
La figure 1 est une vue en coupe schématique longitudinale d'un dispositif de fermeture de porte typique de l'état de la technique; La figure 2 est une vue en coupe schématique longitudinale illustrant une forme de réalisation préférée d'un dispositif de fermeture de porte fabriqué selon le procédé de la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe transversale montrant un autre détail de l'installation de pignon et de crémaillère; La figure 4 est une vue en coupe schématique longitudinale illustrant une variante de réalisation d'un dispositif de fermeture de porte de la présente invention; et La figure 5 est une vue éclatée en coupe transversale montrant des détails de l'installation de pignon et de crémaillère de la variante de réalisation. Les figures 2 et 3 montrent des vues schématiques en coupe longitudinale et transversale respectivement de la forme de réalisation préférée de l'invention. Le dispositif de fermeture de porte 100 se compose d'un boîtier 106 qui est formé d'une seule pièce et possède de préférence un alésage cylindrique longitudinal 120 qui s'étend depuis une première extrémité ouverte jusqu'à une deuxième extrémité fermée, un alésage transversal 122, 124 procurant un accès pour l'installation d'un pignon 104 et d'une garniture de montage 105, et un pied de montage 126. Le boîtier peut également être formé avec les deux extrémités ouvertes, mais excepté lorsque l'accès par les deux extrémités est souhaité, il est plus facile et moins coûteux de mouler le boîtier avec une extrémité fermée et une extrémité ouverte. La garniture de montage 105 se loge dans l'alésage 124 et a un alésage interne 125 qui procure une surface de palier avec l'alésage 122 pour le pignon 104. Deux joints toriques 101 assurent l'étanchéité de l'arbre de pignon dans les
deux alésages, et la garniture de montage 105 est elle-
même étanche et fixée en place par un adhésif ou un soudage par solvant, ou de préférence par soudage aux ultrasons. Un ressort 107 est positionné dans l'alésage au niveau de l'extrémité fermée du boîtier 106, et un piston 103 repose contre le ressort. Le piston 103 possède une crémaillère dentée 102 fixée longitudinalement sur un côté du piston (dans cette forme de réalisation à l'intérieur du piston) et une ouverture dans chaque extrémité afin de permettre le passage de fluide à travers lorsque le piston se déplace de manière alternative dans l'alésage cylindrique 120. La crémaillère 102 est en prise avec le pignon 104 de sorte, lorsque le piston 103 coulisse dans l'alésage 120, le pignon 104 doit tourner et vice versa. Ainsi, lorsque la porte est ouverte, le bras du dispositif de fermeture de porte (non représenté) amène le pignon 104 à tourner et à entraîner la crémaillère 102 avec le piston 103 vers la gauche sur la figure 2 à l'encontre du ressort 107. Lorsque la porte est relâchée, le ressort 107 force le piston 103 vers la droite en faisant ainsi tourner le pignon 104 afin de basculer le bras du dispositif de fermeture et fermer
la porte.
Afin d'empêcher la porte de claquer, l'alésage 120 est rempli avec un fluide hydraulique et, en amenant le fluide à s'écouler par des orifices restreints lorsqu'il est déplacé par le piston 103, un mouvement visqueux amorti est appliqué sur la porte lorsqu'elle est ouverte ou fermée. Une soupape de régulation 112 s'étend à travers un orifice 128 du bouchon d'extrémité 113 dans l'ouverture dans l'extrémité du piston 103. Un joint 109 se loge intimement autour du tube de la soupape 112 et ferme l'ouverture dans le piston afin d'empêcher l'écoulement de fluide à travers celui-ci. Une bague de retenue 110 maintient un joint à lèvre 108 et le joint 109 sur l'extrémité du piston 103, assurant ainsi que pratiquement tout l'écoulement de fluide à travers le piston provient du tube de la soupape de régulation 112 lorsque le piston se déplace dans l'alésage cylindrique 120. Le tube de la soupape 112 possède un orifice 129 à travers sa paroi proche du bouchon d'extrémité 113. Lorsque la soupape est tournée, l'orifice 129 est amené en alignement plus ou moins grand avec le joint de bouchon d'extrémité 111 qui a une étendue axiale non constante sur sa circonférence, afin de permettre plus ou moins d'écoulement de fluide à travers le tube et le piston 103. Ceci régule la vitesse de déplacement de la
porte lors de l'ouverture et de la fermeture.
Le bouchon d'extrémité 113 est également monté de façon étanche sur le boîtier 106 et fixé en place dans l'alésage cylindrique 120 par collage par adhésif, soudage par solvant, ou de préférence par soudage aux ultrasons. L'orifice 128 possède une surface moletée ou qui n'est pas lisse d'une autre manière de sorte que, lorsque la soupape 112 avec le joint de bouchon d'extrémité 111 est enfoncée dans l'orifice, la soupape est libre de tourner dans le
joint 111, mais le joint est fixé dans l'orifice 128.
Ceci permet le mouvement relatif entre l'orifice 129 et le joint 111 qui est nécessaire afin de modifier l'écoulement de fluide. La soupape est maintenue en place par encliquetage entre des nervures et des rainures correspondantes sur l'extérieur de la soupape
et sur l'intérieur de l'orifice.
Le module élastique du polymère moulé est suffisamment faible pour que, lorsqu'elles sont soumises à des forces excessives, les pièces moulées se déforment suffisamment pour permettre une fuite de fluide hydraulique à travers l'ouverture dans le piston 103, autour du tube de la soupape 112 et à travers l'orifice 129 de la soupape 112 à travers le joint de bouchon d'extrémité 111 afin de relâcher des contraintes de crête dans le dispositif de fermeture et protéger ainsi le dispositif de fermeture et la porte contre un endommagement. Il est à noter que la fuite décrite se trouve totalement dans le boîtier entre les extrémités opposées du piston 103. Cette caractéristique de conception, avec les autres caractéristiques nouvelles divulguées ici, est rendue possible par l'élasticité, la capacité de lubrification et la moulabilité des matières polymères. Les soupapes de régulation de cette forme de réalisation et de la variante de réalisation font
l'objet d'une demande séparée, numéro de dossier 2159-
SL-LC.
Les figures 4 et 5 illustrent une autre forme de réalisation d'un dispositif de fermeture de porte conçu pour et fabriqué selon le procédé de la présente invention. Deux différences principales entre cette forme de réalisation et la forme de réalisation des figures 2 et 3 résident dans le pignon externe sur le piston 205 et, comme conséquence de cet emplacement de crémaillère, la possibilité de positionner le ressort 204 à l'intérieur du piston. Ceci permet la conception de cylindre plus courte représentée ici pour le même déplacement de piston, ce qui simplifie fortement le moulage et l'éjection, et a pour résultat une économie potentielle de matières et d'autres ressources. Du fait que la crémaillère est sur l'extérieur du piston 205, il n'est pas nécessaire dans ce cas d'installer le piston avant le pignon 202 comme dans le cas o la crémaillère est à l'intérieur du piston. Afin d'installer le pignon 202, des joints (non représentés) sont placés dans des gorges de joint 222 de l'arbre de pignon, et le pignon est inséré dans des alésages 220 et 221. Aucun palier n'est utilisé du fait que le polymère a une capacité de lubrification suffisante pour procurer une fonction de palier entre les surfaces d'arbre 202b et les surfaces d'alésage 220b et 221b. Une garniture de montage 203 est installée sur l'arbre de pignon supérieur et insérée dans l'alésage 221 o elle est de préférence soudée en
place aux ultrasons.
Le ressort 204 et le piston 205 sont insérés dans l'alésage 225 du boîtier 201 avec les dents de la
crémaillère 232 engagées avec celles du pignon 202.
Avant insertion du piston, une plaque d'étanchéité 208 et une bague de retenue 209 sont assemblées sur l'ouverture dans l'extrémité du piston 205 de telle sorte que, une fois que le bouchon d'extrémité 206 est inséré et soudé en place et le fluide hydraulique est installé, une soupape de régulation 207 peut être insérée à travers le bouchon d'extrémité et la plaque d'étanchéité 208 afin de commander l'écoulement de fluide à travers le piston de la même manière que la soupape 112 dans la forme de réalisation de la figure 2. La soupape 207 est à nouveau maintenue en place par encliquetage entre des nervures et des rainures correspondantes sur la surface extérieure de la soupape et la surface intérieure du bouchon d'extrémité. Un joint est prévu sur la soupape dans l'alésage de bouchon d'extrémité. Dans ce cas, un orifice 229 s'aligne avec une lèvre 211 sur le bouchon d'extrémité 206 avec un degré plus ou moins grand afin d'assurer un écoulement de fluide plus ou moins important à travers
le piston 205.
Cette forme de réalisation procure également la même protection contre des pointes de pression provoquées par des forces excessives dues à un actionnement trop rapide de la porte. De nouveau, l'élasticité du polymère avec son faible module élastique permet une libération instantanée des crêtes de pression excessives en permettant une légère fuite de fluide autour de la soupape à travers la plaque d'étanchéité 208 du piston. Du fait que le fluide n'est pas compressible, seule une légère fuite de libération est nécessaire pour réduire la pression à un niveau sûr. L'invention a été décrite dans sa configuration préférée en prévoyant un boîtier moulé d'une seule pièce et, à des fins de moulage faciles, un transfert de fluide à travers le piston pendant l'ouverture et la fermeture de la porte. Il est également prévu que, pour certaines applications, il soit préférable de prévoir un transfert de fluide autour du piston en prévoyant un orifice s'étendant longitudinalement à travers la paroi de boîtier dans l'alésage de pignon (non représenté) et en insérant la soupape 207 à cet endroit là plutôt qu'à travers le bouchon d'extrémité et la tête du piston. Toutes les autres caractéristiques de fonctionnement restent les mêmes, mais la tête du piston doit être pleine, excepté
éventuellement pour l'inclusion d'un clapet anti-
retour. De même, certains éléments tels que le piston, la crémaillère, le bouchon d'extrémité ou le boîtier
peuvent être en métal.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200), destiné à être monté sur une porte, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: moulage d'une matière afin de former un boîtier allongé d'une seule pièce (106; 201), ledit boîtier (106; 201) ayant au moins une extrémité ouverte et un alésage cylindrique longitudinal (120; 225) s'étendant depuis ladite extrémité ouverte jusqu'à une deuxième extrémité, un alésage transversal sécant (122, 124; 220, 221), et un pied de montage (126; 230); installation d'un bouchon d'extrémité, si nécessaire, dans ladite deuxième extrémité dudit boîtier (106; 201); installation d'un ressort (107; 204) dans ledit alésage cylindrique (120; 225) au niveau de la deuxième extrémité dudit boîtier (106; 201); installation d'un piston (103; 205) dans ledit alésage cylindrique (120; 225) en contact avec ledit ressort (107; 204), ledit piston (103; 205) ayant une crémaillère dentée (102; 232); installation d'un pignon (104; 202) dans ledit alésage transversal sécant (122, 124; 220, 221) en engrènement avec ladite crémaillère dentée (102; 232); installation d'un bouchon d'extrémité (113; 206) dans l'alésage cylindrique longitudinal (120; 225) au niveau de la première extrémité dudit boîtier (106; 201); et insertion de moyens de soupape (112; 207) à travers un orifice longitudinal afin de commander l'écoulement de fluide autour dudit piston (103; 205), et afin de commander ainsi la vitesse de fermeture de ladite porte.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier allongé d'une seule pièce (106; 201) est moulé avec une extrémité ouverte et une
extrémité fermée.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit boîtier allongé d'une seule pièce (106; 201) et ledit bouchon d'extrémité (113; 206) sont moulés dans
une matière polymère.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit piston (103; 205) est moulé dans une
matière polymère.
5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit piston (103; 205) est moulé dans une
matière polymère.
6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite crémaillère dentée (102; 232) et ledit
pignon (104; 202) sont tous deux réalisés en métal.
7. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) destiné à être monté sur une porte, caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier (106; 201) allonge, ledit boîtier (106; 201) ayant au moins une extrémité ouverte et un alésage cylindrique longitudinal (120; 225) s'étendant depuis ladite extrémité ouverte jusqu'à une deuxième extrémité, un alésage transversal sécant (122, 124; 220, 221), et un pied de montage (126; 230), ledit boîtier (106; 201) étant formé d'une seule pièce; un ressort (107; 204) disposé dans ledit alésage cylindrique (120; 225) au niveau de la deuxième extrémité dudit boîtier (106; 201); un piston (103; 205) dans ledit alésage cylindrique (120; 225) en contact avec ledit ressort (107; 204), ledit piston (103; 205) ayant une crémaillère dentée (102; 232) et une ouverture dans chaque extrémité afin de permettre le passage de fluide à travers; un pignon (104; 202) en engrènement avec ladite crémaillère dentée (102; 232); un bouchon d'extrémité (113; 206) avec un orifice au niveau de la première extrémité et un bouchon d'extrémité, si nécessaire, au niveau de la deuxième extrémité dudit boîtier (106; 201); et des moyens de soupape (112; 207) qui s'étendent à travers ledit orifice et à travers une première extrémité dudit piston (103; 205) afin de commander l'écoulement de fluide à travers ledit piston (103; 205), et commander ainsi la vitesse de fermeture
de ladite porte.
8. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit boîtier d'une seule pièce (106; 201) est
formé en matière polymère moulée.
9. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit boîtier d'une seule pièce (106; 201) est
formé en métal moulé.
10. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit piston (103; 205) et ledit bouchon d'extrémité (113; 206) sont formés en matière polymère moulée.
11. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit piston (103; 205), ledit pignon (104; 202) et ledit bouchon d'extrémité (113; 206) sont formés en métal.
12. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit bouchon d'extrémité (113; 206) est fixé sur
ledit boîtier (106; 201) par soudage.
13. Dispositif de fermeture de porte hydraulique (100; 200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de soupape (112; 207), qui s'étendent à travers ledit orifice et à travers une première extrémité dudit piston (103; 205), comportent un élément tubulaire allongé ayant une première extrémité ouverte et une deuxième extrémité fermée, un orifice (129; 229) dans une paroi latérale adjacente à ladite extrémité fermée, une surface externe lisse s'étendant à travers une plaque d'étanchéité (109; 208) dans ledit piston (103; 205), ladite plaque d'étanchéité (109; 208) ayant une surface intérieure lisse avec un montage coulissant sur ledit élément tubulaire, et des moyens dans ledit orifice destinés à fermer des parties variables dudit orifice en réponse à la rotation de ladite soupape (112; 207) et afin de réguler ainsi l'écoulement de fluide à travers ledit
piston (103; 205).
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