EP2567101A1 - Verin a course declenchee presentant des moyens d'etancheite et des moyens de blocage de la tige. - Google Patents

Verin a course declenchee presentant des moyens d'etancheite et des moyens de blocage de la tige.

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EP2567101A1
EP2567101A1 EP11723554A EP11723554A EP2567101A1 EP 2567101 A1 EP2567101 A1 EP 2567101A1 EP 11723554 A EP11723554 A EP 11723554A EP 11723554 A EP11723554 A EP 11723554A EP 2567101 A1 EP2567101 A1 EP 2567101A1
Authority
EP
European Patent Office
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groove
rod
seal
ring
assembly
Prior art date
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EP11723554A
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German (de)
English (en)
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EP2567101B1 (fr
Inventor
Frédéric MARLIN
Jean-Paul Nadeau
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Safran Ceramics SA
Original Assignee
Herakles SA
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/19—Pyrotechnical actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B15/261—Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions

Definitions

  • This presentation relates to the field of cylinders.
  • a trigger stroke cylinder of the type comprising a body housing a moving assembly comprising a piston and a rod, means, most often a pyrotechnic gas generator, for propelling this assembly in response to a control of tripping, means for locking the rod relative to the body, and sealing means provided between the assembly and the body.
  • Such a cylinder can, for example, be integrated with a security system for protecting a pedestrian in the event of a frontal impact with a motor vehicle.
  • This type of cylinder is designed to suddenly raise the hood of the vehicle by a certain height so as to prevent the pedestrian including his head comes hitting the engine block after deformation of the hood.
  • the lifting of the hood is performed at the rear of the latter, that is to say on the side of the windshield, the hood remaining attached to the front of the motor vehicle.
  • the cylinders intended to be arranged under the hood of a vehicle must have a good level of sealing with respect to the outside.
  • this seal is generally provided by an O-ring housed at one end of the jack, in a groove formed at the periphery of the rod of the moving assembly, and bearing on the inner face of the cylinder body. During operation of the cylinder, the seal is driven by the rod and slides along the inner face of the cylinder body.
  • the rod of the cylinder is held in its initial position to a predetermined force, and released when the force applied to it exceeds this predetermined force, especially in case of activation of the cylinder.
  • This function of maintaining the position of the actuating rod is sometimes ensured by a deformable or breakable ring, usually metal, which is crimped on the cylinder body at one of its axial ends and whose opposite end is housed. in a groove or groove provided for this purpose on the circumference of a portion of the rod projecting from the cylinder body.
  • a deformable or breakable ring usually metal, which is crimped on the cylinder body at one of its axial ends and whose opposite end is housed. in a groove or groove provided for this purpose on the circumference of a portion of the rod projecting from the cylinder body.
  • the functions of sealing and holding in position of the rod are therefore provided by two separate devices: an O-ring for sealing and an "elastic" or breakable metal ring for holding the rod in position .
  • the object of the present invention is to provide a trigger stroke cylinder performing the dual function of sealing and maintaining position of the rod, but having a configuration simpler and more economical than the cylinders of the prior art.
  • a trigger stroke cylinder of the type comprising a body housing a movable assembly comprising a piston and a rod, means for propelling said moving assembly in response to a trip command, locking means of said rod relative to said body, and a seal formed between said movable assembly and said body, and housed in a first annular groove formed at the periphery of said moving assembly, and characterized in that a second annular groove is provided on the inner surface of said body, facing said first groove, so that said seal is partially housed in said first groove and partially in said second groove when the cylinder is in a non-triggered position, whereby it forms the said locking means, and in that the seal, the first groove and the second groove, are configured so that beyond a certain this exerted on the piston, the seal is sheared by said grooves, thus releasing the displacement of the moving assembly.
  • the seal housed in the respective grooves of the moving assembly and the cylinder body fulfills both its primary function of sealing, and a function of holding in position of the cylinder rod.
  • a single element therefore ensures these two functions, thus simplifying the assembly of the cylinder and lowering the manufacturing costs.
  • the seal makes it possible to lock the rod relative to the cylinder body as long as an axial force applied to the rod or to the moving assembly does not exceed the shear strength limit. of the seal. When this force becomes greater than the shear threshold of the seal, for example during actuation of the jack, the seal is sheared by said first and second grooves. For this, the edges at the outer edge of the grooves are sharp enough so that the seal is literally cut in half. A portion of the seal then remains in the first groove and moves with the moving assembly, while its complementary portion remains in the second groove, at the inner periphery of the cylinder body.
  • the first groove is formed in the cylinder rod.
  • the rod remains fixed as the force applied to the joint does not exceed a predetermined limit value.
  • the rod and the piston may be indifferently integral or independent of one another.
  • the first groove may also be formed on the piston when the latter is integral with the rod of the cylinder or formed integrally therewith.
  • the second groove is arranged at the axial end of the body where the rod of the moving assembly protrudes.
  • the body has an extra thickness extending inwardly of the body and forming an internal guide means for the rod, and the second groove is formed in this extra thickness.
  • This arrangement allows to introduce the rod, provided with the seal, inside the cylinder body, without damaging the seal by friction against the inner walls of the cylinder body.
  • the extra thickness has, on the insertion side of the rod, a decreasing inner diameter section which extends from the axial end of the extra thickness to the entrance of the second groove.
  • the section is configured so that its smaller internal diameter is smaller than the internal diameter of the second groove.
  • the body comprises a cylindrical housing and a ring adapted to engage in this housing, forming the extra thickness defined above.
  • the ring may include a shoulder at one of its axial ends, which shoulder is adapted to bear against one of the axial end faces of the housing.
  • the ring can be easily mounted on the housing and held in position, in particular during crimping on the casing of the cylinder or any other securing operation of these two elements.
  • the decreasing inner diameter section of the ring may extend from its axial end which is opposite to said shoulder, to the entrance of the second groove.
  • FIG. 1 shows a jack according to the present invention, before triggering
  • FIG. 2 shows the cylinder of Figure 1 after release, the seal having been sheared.
  • FIG. 1 there is shown a possible embodiment of a cylinder 10 according to the invention.
  • a cylinder 10 can, for example, be integrated into a safety system for lifting the hood of a vehicle in the event of a frontal impact with a pedestrian to prevent the head of the latter from hitting the engine block.
  • a radial direction is a direction perpendicular to the axis A of the cylinder 10 and intersecting this axis.
  • an axial direction is a direction parallel to the axis A
  • the axial and radial adjectives are used with reference to the aforementioned axial and radial directions.
  • an axial plane is a plane containing the axis A of the jack 10 and a radial plane is a plane perpendicular to this axis.
  • the jack 10 comprises a body 12, of axis A, consisting of a cylindrical casing 14 open at its two axial ends, and an end guide formed by a ring 16 inserted inside the casing 14. note that according to another embodiment (not shown), the ring 16 can be replaced by an extra thickness made in one piece with the housing 14.
  • the body of the jack 12 encloses a moving assembly 18 comprising a piston 20 provided with a sliding joint 21 and an actuating rod 22 projecting outside the body of the jack 12. It also contains a pyrotechnic gas generator 24 , here installed in a molded plastic base 26. A combustion chamber 23 is defined in the body of the jack between the pyrotechnic gas generator 24 and the piston 20.
  • the piston 20 and the piston rod actuation 22 are made in one piece. According to an alternative embodiment, the piston 20 and the rod 22 may also be two independent parts.
  • the ring 16 is located at the axial end 14a of the housing where the actuating rod 22 projects outwardly. A part of the ring 16 is inserted inside the casing 14 while a shoulder 32 provided at one of its axial ends 16a abuts against an axial end face 14c of the casing 14. This shoulder 32 allows to ensure accurate positioning of the ring 16 to mounting, and to facilitate its attachment to the housing 14, keeping it in position.
  • the ring 16 has been made integral with the casing 14 by an annular necking (circumferential crimping) shown in FIG. 1 by a deformation line 30.
  • the ring comprises, on its inner radial face, away from its axial ends 16a, 16b, an annular groove 36 of internal diameter dl.
  • the groove 36 has a substantially rectangular section in an axial plane.
  • the ring 16 has, between the groove 36 and the shoulder 32, a constant internal diameter d2 corresponding substantially to the outer diameter of the actuating rod 22, It thus ensures a guide of the rod 22 when it moves in the axial direction.
  • the ring 16 further includes a section of decreasing internal diameter 50 with a frustoconical internal surface extending from its axial end 16b opposite to the shoulder 32 (ie directed towards the inside of the casing 14 when the ring 16 is in position mounted) to the inlet of the groove 36.
  • the largest internal diameter d3 of this section 50 (located at the axial end 16b of the ring 16) is greater than the diameter d2 and substantially equal to the internal diameter dl of the groove 36.
  • Its smaller internal diameter d4 is itself less than the internal diameter of the groove 36 and substantially equal to the diameter d2, so as to form a recess 51 at the entrance of the groove 36.
  • the section 50 is of particular interest when mounting the cylinder which will be described in more detail below.
  • annular groove 34 of substantially rectangular cross section in an axial plane is formed at the periphery of the actuating rod 22.
  • the relative arrangement of the actuating rod 22 and the ring 16 when the cylinder 10 is in its rest position (before triggering) is such that the groove 34 of the actuating rod 22 is positioned directly in with respect to the groove 36 of the ring 16.
  • the first and second grooves 34, 36 have a substantially identical axial length.
  • first groove and the groove 36 of the ring 16 define an annular cavity 38 occupied by an annular seal 40.
  • seal 40 is an O-ring.
  • This seal 40 may be made of any suitable elastomeric material.
  • a first portion 44 of the seal is housed in the first groove 34 of the actuating rod 22 and a second portion 46 of the seal is housed in the second groove 36 of the ring 16.
  • the radial heights and axial lengths of the grooves 34 and 36 make it possible to adjust the compression ratio of the seal 40.
  • the sum of the radial heights of the first and second grooves is less than the thickness of the seal 40 (ie the diameter of the torus in the case of an O-ring as envisaged in the example). Furthermore, as shown in Figure 1, the first and the second groove have an identical axial length greater than the thickness of the seal 40. The seal 40 thus seals by radial deformation.
  • the blocking of the seal 40 between the recess 51 on the one hand and the opposite wall 52 of the second groove 36 on the other hand prevents the rod 22 from moving in the axial direction.
  • the seal 40 thus arranged thus ensures both the tightness of the jack 10 and the locking in position of the rod 22 before the operation of the jack 10.
  • the lateral edges of the grooves 34 and 36 define, with the adjacent surfaces of the moving assembly 18, and, respectively, of the cylinder body 12, cutting edges.
  • the ridges thus formed on either side of the seal 40 exert on it a force shear such that the seal is literally split into two parts, at these edges.
  • the rod 22 can then slide freely under the effect of the thrust force exerted by the gases contained in the combustion chamber 23.
  • FIG. 2 shows the end of the jack 10 of FIG. 1 after operation of the propulsion means of the jack, that is to say after triggering of the pyrotechnic gas generator 24.
  • the seal 40 is sheared. in two parts. The first portion 44, still housed in the first groove 34 of the actuating rod 22, is driven in the movement of the rod 22 while the second portion 46 remains housed in the second groove 36 of the ring 16.
  • the minimum force causing the shearing of the seal 40 can be adjusted by adjusting one or more of the following parameters: the hardness of the seal 40, the compression ratio of the seal 40 in the first and second grooves 34, 36, the depths of the said throats and the thickness of the seal 40 (ie the diameter of the torus in the case of an O-ring).
  • the holding force provided by the seal 40 may vary depending on the circumstances in which the cylinder is used. As indicated above, it can for example be integrated into a safety system for lifting the hood of a vehicle in the event of a frontal impact with a pedestrian to prevent the head of the latter from hitting the engine block.
  • the rod 22 is not connected to the movable part of the hinge of the hood of the vehicle (not shown).
  • the only forces applied to the rod 22 are then those due to the forces of inertia of the mass of the rod 22 or the moving assembly 18 in the case where the rod is integral with the piston (i.e. the forces due to vibration).
  • the holding force provided by the seal 40 can then be very low.
  • the seal 40 In other cases, where there is a fixed connection between the rod 22 and the hinge of the hood of the vehicle, the seal 40 must make it possible to counteract the vibrations of the assembly comprising the rod 22 (or the moving assembly 18) and the movable part of the hinge. In this case, the holding force provided by the seal 40 must be moderate and the use of an elastomeric seal is perfectly adapted because of its ability to damp the vibrations.
  • the assembly formed by the rod 22 (or the moving assembly 18) and the movable part of the hinge is sufficiently maintained to prevent any displacement due to a tearing force applied to the hood (eg tearing with bare hands).
  • the holding force provided by the seal 40 is, in this case, relatively high.
  • the ring 16 is inserted inside the casing 14 until its shoulder 32 bears against the axial end face 14c of the casing 14.
  • the housing 14 and the ring 16 are then secured to one another, for example by an annular necking.
  • the moving assembly 18 consisting of the piston 20 and the rod 22 provided with the seal 40 previously mounted in the annular cavity 34, is then introduced into the cylinder body 12, through the opening provided at the axial end 14b of the housing 14. opposed to that 14a where the ring 16 is mounted.
  • the recess 51 then prevents the seal 40 from disengaging the grooves 34, 36, after assembly.
  • the propulsion means of the mobile assembly 18 (for example the pyrotechnic gas generator 24) are subsequently reported inside the body of the jack 12.
  • the rod 22 of the moving assembly 18 is first introduced through the ring 16, out of the housing 14, so as to accommodate the seal 40 in the first and the second groove 34 36.
  • the seal 40 then holds together the ring 16 and the rod 22.
  • the introduction of the rod 22 inside the ring 16 is facilitated by the decreasing diameter section 50
  • the assembly formed by the ring 16 and the rod 22 is introduced into the casing 14 by its axial end 14a, from which the rod 22 projects outwards.
  • the shoulder 32 of the ring 16 bears on the face 14c of axial end 14a of the housing 14, the ring 16 is fixed on the housing 14, for example by an annular necking or crimping.
  • the propulsion means of the piston 20 (for example the pyrotechnic gas generator 24) can be mounted inside the body of the jack 12 either before or after the assembly of the mobile assembly 18 and the ring 16.

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Abstract

La présente invention concerne un vérin à course déclenchée (10), comportant un corps (12) abritant un ensemble mobile (18) comprenant un piston (20) et une tige (22), des moyens (24) pour propulser cet ensemble en réponse à une commande de déclenchement, des moyens de blocage de la tige (22) par rapport au corps de vérin (12), et un joint d'étanchéité (40) ménagé entre l'ensemble mobile (18) et le corps (12), et logé dans une première gorge annulaire (34) formée à la périphérie de l'ensemble mobile (18). Une seconde gorge annulaire (36) est ménagée sur la surface interne du corps de vérin (12), en regard de la première gorge (34), de sorte que le joint d'étanchéité (40) est logé partiellement dans la première gorge (34) et partiellement dans la seconde gorge (36) lorsque le vérin (10) se trouve dans une position non déclenchée, ce par quoi il forme les moyens de blocage de la tige (22) par rapport au corps de vérin (12).

Description

VERIN A COURSE DECLENCHEE PRESENTANT DES MOYENS D'ETANCHEITE ET DES
MOYENS DE BLOCAGE DE LA TIGE
Arrière-plan de l'invention
Le présent exposé se rapporte au domaine des vérins.
Plus particulièrement, le présent exposé concerne un vérin à course déclenchée du type comportant un corps abritant un ensemble mobile comprenant un piston et une tige, des moyens, le plus souvent un générateur de gaz pyrotechnique, pour propulser cet ensemble en réponse à une commande de déclenchement, des moyens de blocage de la tige par rapport au corps, et des moyens d'étanchéité ménagés entre l'ensemble et le corps.
Un tel vérin peut, par exemple, être intégré à un système de sécurité destiné à protéger un piéton en cas de choc frontal avec un véhicule automobile. Ce type de vérin est conçu pour soulever brusquement le capot du véhicule d'une certaine hauteur de manière à éviter que le piéton et notamment sa tête vienne heurter le bloc-moteur après une déformation du capot. Le soulèvement du capot est effectué au niveau de l'arrière de celui-ci, c'est-à-dire du côté du pare-brise, le capot restant fixé à l'avant du véhicule automobile.
Les vérins destinés à être disposés sous le capot d'un véhicule doivent présenter un bon niveau d'étanchéité vis à vis de l'extérieur.
Dans les dispositifs connus, cette étanchéité est généralement assurée par un joint torique logé à une extrémité du vérin, dans une gorge formée à la périphérie de la tige de l'ensemble mobile, et venant en appui sur la face interne du corps du vérin. Lors du fonctionnement du vérin, le joint est entraîné par la tige et coulisse le long de la face interne du corps de vérin.
Selon le mode d'assemblage du vérin sur la charnière du capot, il peut en outre être requis que la tige du vérin soit maintenue dans sa position initiale jusqu'à un effort prédéterminé, et libérée lorsque l'effort qui lui est appliqué dépasse cet effort prédéterminé, notamment en cas d'activation du vérin. Cette fonction de maintien en position de la tige d'actionnement est parfois assurée par une bague déformable ou cassable, habituellement métallique, qui est sertie sur le corps du vérin au niveau d'une de ses extrémités axiales et dont l'extrémité opposée se loge dans une gorge ou rainure prévue à cet effet sur la circonférence d'une portion de la tige faisant saillie hors du corps de vérin. Dans les dispositifs connus, les fonctions d'étanchéité et de maintien en position de la tige sont donc assurées par deux dispositifs distincts : un joint torique pour l'étanchéité et une bague métallique "élastique" ou cassable pour le maintien de la tige en position.
Objet et résumé de l'invention
L'objet de la présente invention est de proposer un vérin à course déclenchée réalisant la double fonction d'étanchéité et de maintien en position de la tige, mais présentant une configuration plus simple et plus économique que les vérins de l'art antérieur.
Cet objectif est atteint au moyen d'un vérin à course déclenchée du type comportant un corps abritant un ensemble mobile comprenant un piston et une tige, des moyens pour propulser ledit ensemble mobile en réponse à une commande de déclenchement, des moyens de blocage de ladite tige par rapport audit corps, et un joint d'étanchéité ménagé entre ledit ensemble mobile et ledit corps, et logé dans une première gorge annulaire formée à la périphérie dudit ensemble mobile, et caractérisé en ce qu'une seconde gorge annulaire est ménagée sur la surface interne dudit corps, en regard de ladite première gorge, de sorte que ledit joint d'étanchéité est logé partiellement dans ladite première gorge et partiellement dans ladite seconde gorge lorsque le vérin se trouve dans une position non déclenchée, ce par quoi il forme les dits moyens de blocage, et en ce que le joint, la première gorge et la seconde gorge, sont configurés de sorte qu'au-delà d'une certaine force exercée sur le piston, le joint est cisaillé par les dites gorges, libérant ainsi le déplacement de l'ensemble mobile.
Conformément à la présente invention, le joint logé dans les gorges respectives de l'ensemble mobile et du corps de vérin, remplit à la fois sa fonction première d'étanchéité, et une fonction de maintien en position de la tige du vérin. Un seul élément permet donc d'assurer ces deux fonctions, simplifiant ainsi l'assemblage du vérin et abaissant les coûts de fabrication. Le joint permet d'assurer le blocage de la tige par rapport au corps du vérin tant qu'un effort axial appliqué à la tige ou à l'ensemble mobile ne dépasse pas la limite de résistance au cisaillement du joint. Lorsque cet effort devient supérieur au seuil de cisaillement du joint, par exemple lors de l'activation du vérin, le joint est cisaillé par lesdites première et seconde gorges. Pour cela, les arêtes situées au bord externe des gorges sont suffisamment acérées pour que le joint d'étanchéité soit littéralement découpé en deux. Une partie du joint d'étanchéité reste alors dans la première gorge et se déplace avec l'ensemble mobile, tandis que sa partie complémentaire reste dans la seconde gorge, à la périphérie interne du corps de vérin.
Comme le joint d'étanchéité est cisaillé, il ne freine pas la course du piston, et le déplacement de l'ensemble mobile est libéré complètement.
Selon un aspect de l'invention, la première gorge est formée dans la tige du vérin. De cette manière, la tige reste fixe tant que l'effort appliqué au joint n'excède pas une valeur limite prédéterminée. Dans ce cas, la tige et le piston peuvent être indifféremment solidaires ou indépendants l'un de l'autre.
Comme variante, la première gorge peut également être formée sur le piston lorsque ce dernier est solidaire de la tige du vérin ou formé d'un seul tenant avec celle-ci.
Selon un autre aspect de l'invention, la seconde gorge est agencée à l'extrémité axiale du corps où la tige de l'ensemble mobile fait saillie.
Selon un autre aspect de l'invention, le corps comporte une surépaisseur s'étendant vers l'intérieur du corps et formant un moyen de guidage interne pour la tige, et la seconde gorge est formée dans cette surépaisseur. Cette disposition permet d'introduire la tige, munie du joint, à l'intérieur du corps de vérin, sans détériorer le joint par frottement contre les parois internes du corps de vérin.
Selon un exemple de réalisation, la surépaisseur présente, du côté d'introduction de la tige, un tronçon de diamètre interne décroissant qui s'étend depuis l'extrémité axiale de la surépaisseur jusqu'à l'entrée de la seconde gorge. En particulier, le tronçon est configuré de sorte que son plus petit diamètre interne est inférieur au diamètre interne de la seconde gorge. Ces dispositions permettent de faciliter l'introduction du joint dans la seconde gorge et d'éviter sa détérioration. Elles évitent également que le joint, une fois positionné, se désengage des première et seconde gorges.
Selon un exemple de réalisation, le corps comprend un boîtier cylindrique et une bague apte à venir s'engager dans ce boîtier, formant la surépaisseur définie précédemment. Ces dispositions facilitent la fabrication et le montage du vérin.
Par exemple, la bague peut comporter un épaulement à l'une de ses extrémités axiales, lequel épaulement est apte à venir en appui contre l'une des faces d'extrémité axiale du boîtier. Ainsi, la bague peut être aisément montée sur le boîtier et maintenue en position, notamment lors de son sertissage sur le boîtier du vérin ou de toute autre opération de solidarisation de ces deux éléments. Dans ce cas, le tronçon de diamètre interne décroissant de la bague peut s'étendre depuis son extrémité axiale qui est opposée audit épaulement, jusqu'à l'entrée de la seconde gorge.
Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle- ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'un vérin conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- La figure 1 montre un vérin selon la présente invention, avant déclenchement,
- La figure 2 montre le vérin de la figure 1 après déclenchement, le joint ayant été cisaillé.
Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
Sur la figure 1, on a représenté un mode de réalisation possible d'un vérin 10 conforme à l'invention. Un tel vérin peut, par exemple, être intégré à un système de sécurité destiné à soulever le capot d'un véhicule en cas de choc frontal avec un piéton pour éviter que la tête de ce dernier heurte le bloc moteur.
Dans le présent exposé, sauf précision contraire, une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe A du vérin 10 et coupant cet axe. En outre, une direction axiale est une direction parallèle à l'axe A du vérin 10. Les adjectifs axial et radial sont utilisés en référence aux directions axiale et radiale précitées. De même, un plan axial est un plan contenant l'axe A du vérin 10 et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe.
Le vérin 10 comporte un corps 12, d'axe A, constitué d'un boîtier cylindrique 14 ouvert à ses deux extrémités axiales, et d'un guide d'extrémité formé par une bague 16 insérée à l'intérieur du boîtier 14. On notera que selon un autre exemple de réalisation (non représenté), la bague 16 peut être remplacée par une surépaisseur réalisée en une seule pièce avec le boîtier 14.
Le corps du vérin 12 renferme un ensemble mobile 18 comprenant un piston 20 muni d'un joint coulissant 21 et une tige d'actionnement 22 faisant saillie à l'extérieur du corps du vérin 12. Il renferme en outre un générateur de gaz pyrotechnique 24, ici installé dans un socle en matière plastique moulé 26. Une chambre de combustion 23 est définie, dans le corps du vérin, entre le générateur de gaz pyrotechnique 24 et le piston 20. Dans l'exemple, le piston 20 et la tige d'actionnement 22 sont réalisés en une seule pièce. Selon une variante de réalisation, le piston 20 et la tige 22 peuvent également être deux pièces indépendantes.
Comme il ressort de la figure 1, la bague 16 est située à l'extrémité axiale 14a du boîtier où la tige d'actionnement 22 fait saillie vers l'extérieur. Une partie de la bague 16 est insérée à l'intérieur du boîtier 14 tandis qu'un épaulement 32 prévu à l'une de ses extrémités axiales 16a vient en appui contre une face d'extrémité axiale 14c du boîtier 14. Cet épaulement 32 permet de garantir un positionnement précis de la bague 16 au montage, et de faciliter sa fixation sur le boîtier 14, en la maintenant en position. Dans l'exemple illustré, la bague 16 a été rendue solidaire du boîtier 14 par un rétreint annulaire (sertissage circonférentiel) matérialisé sur la figure 1 par une ligne de déformation 30.
La bague comporte, sur sa face radiale interne, à distance de ses extrémités axiales 16a, 16b, une gorge annulaire 36 de diamètre interne dl. Dans l'exemple, la gorge 36 présente une section sensiblement rectangulaire dans un plan axial.
Comme illustré sur la figure 1, la bague 16 présente, entre la gorge 36 et l'épaulement 32, un diamètre interne constant d2 correspondant sensiblement au diamètre extérieur de la tige d'actionnement 22, Elle permet ainsi d'assurer un guidage de la tige 22 lorsque celle-ci se déplace dans la direction axiale.
La bague 16 comporte par ailleurs un tronçon de diamètre interne décroissant 50, de surface interne tronconique, s'étendant depuis son extrémité axiale 16b opposée à l'épaulement 32 (i.e. dirigée vers l'intérieur du boîtier 14 lorsque la bague 16 est en position montée) jusqu'à l'entrée de la gorge 36. Dans l'exemple de la figure 1, le plus grand diamètre interne d3 de ce tronçon 50 (situé au niveau de l'extrémité axiale 16b de la bague 16) est supérieur au diamètre d2 et sensiblement égal au diamètre interne dl de la gorge 36. Son plus petit diamètre interne d4 est, lui, inférieur au diamètre interne de la gorge 36 et sensiblement égal au diamètre d2, de manière à former un décrochement 51 à l'entrée de la gorge 36. Le tronçon 50 présente un intérêt particulier lors du montage du vérin qui sera décrit plus en détail dans la suite.
Comme représenté sur la figure 1, une gorge annulaire 34, de section sensiblement rectangulaire dans un plan axial, est formée à la périphérie de la tige d'actionnement 22.
L'agencement relatif de la tige d'actionnement 22 et de la bague 16 lorsque le vérin 10 se trouve dans sa position de repos (avant déclenchement) est tel que la gorge 34 de la tige d'actionnement 22 est positionnée directement en vis-à-vis de la gorge 36 de la bague 16. Dans l'exemple, la première et la deuxième gorge 34, 36 présentent une longueur axiale sensiblement identique.
Ensemble, la gorge de la tige d'actionnement 22 (ci-après première gorge) et la gorge 36 de la bague 16 (ci-après seconde gorge) définissent une cavité annulaire 38 occupée par un joint d'étanchéité annulaire 40. Dans l'exemple, le joint 40 est un joint torique. Ce joint 40 peut être réalisé dans tout matériau élastomère adapté. Comme il ressort de la figure 1, une première partie 44 du joint est logée dans la première gorge 34 de la tige d'actionnement 22 et une seconde partie 46 du joint est logée dans la seconde gorge 36 de la bague 16. Les hauteurs radiales et longueurs axiales des gorges 34 et 36 permettent de régler le taux de compression du joint 40. Dans l'exemple, la somme des hauteurs radiales de la première et la seconde gorge est inférieure à l'épaisseur du joint 40 (i.e. au diamètre du tore dans le cas d'un joint torique tel qu'envisagé dans l'exemple). Par ailleurs, comme il ressort de la figure 1, la première et la seconde gorge présentent une longueur axiale identique, supérieure à l'épaisseur du joint 40. Le joint 40 assure ainsi l'étanchéité par déformation radiale.
Comme il ressort de la figure 1, le blocage du joint 40 entre le décrochement 51 d'une part et la paroi opposée 52 de la seconde gorge 36 d'autre part, empêche le déplacement de la tige 22 dans la direction axiale. Le joint 40 ainsi disposé assure donc à la fois l'étanchéité du vérin 10 et le blocage en position de la tige 22 avant le fonctionnement du vérin 10.
Lors de l'activation du vérin 10 (par déclenchement du générateur de gaz pyrotechnique 24), la poussée exercée sur le piston 20 atteint un seuil qui entraîne le cisaillement du joint 40 par coulissement de la première gorge 34 de la tige d'actionnement 22 dans la direction axiale.
Avantageusement, les bords latéraux des gorges 34 et 36 définissent avec les surfaces adjacentes de l'ensemble mobile 18, et, respectivement, du corps de vérin 12, des arêtes coupantes. Lorsque l'ensemble mobile 18 est sollicité vers l'extérieur du corps de vérin sous l'action des gaz générés dans la chambre de combustion 23, les arêtes ainsi formées de part et d'autre du joint 40 exercent sur celui-ci une force de cisaillement telle que le joint est littéralement scindé en deux parties, au niveau de ces arêtes.
La tige 22 peut alors coulisser librement sous l'effet de la force de poussée exercée par les gaz contenus dans la chambre de combustion 23.
La figure 2 montre l'extrémité du vérin 10 de la figure 1 après fonctionnement des moyens de propulsion du vérin, c'est-à-dire après déclenchement du générateur de gaz pyrotechnique 24. Comme indiqué ci-dessus, le joint 40 est cisaillé en deux parties. La première partie 44, toujours logée dans la première gorge 34 de la tige d'actionnement 22, est entraînée dans le mouvement de la tige 22 tandis que la seconde partie 46 est restée logée dans la seconde gorge 36 de la bague 16.
On notera que l'effort minimum entraînant le cisaillement du joint 40 peut être réglé en ajustant l'un ou plusieurs des paramètres suivants : la dureté du joint 40, le taux de compression du joint 40 dans les première et deuxième gorges 34, 36, les profondeurs desdites gorges et l'épaisseur du joint 40 (i.e. le diamètre du tore dans le cas d'un joint torique).
L'effort de maintien fourni par le joint 40 (et donc l'effort minium entraînant son cisaillement) peut varier selon les circonstances dans lesquelles le vérin est utilisé. Comme indiqué précédemment, il peut par exemple être intégré à un système de sécurité destiné à soulever le capot d'un véhicule en cas de choc frontal avec un piéton pour éviter que la tête de ce dernier heurte le bloc moteur.
Dans ce cas, la plupart du temps, la tige 22 n'est pas liée à la partie mobile de la charnière du capot du véhicule (non représentée). Les seuls efforts appliqués à la tige 22 sont alors ceux dus aux efforts d'inertie de la masse de la tige 22 ou de l'ensemble mobile 18 dans le cas où la tige est solidaire du piston (i.e. les efforts dus aux vibrations). L'effort de maintien fourni par le joint 40 peut alors être très faible.
Dans d'autres cas, où il existe une liaison fixe entre la tige 22 et la charnière du capot du véhicule, le joint 40 doit permettre de contrecarrer les vibrations de l'ensemble comprenant la tige 22 (ou l'ensemble mobile 18) et la partie mobile de la charnière. Dans ce cas, l'effort de maintien fourni par le joint 40 doit être modéré et l'utilisation d'un joint en élastomère est parfaitement adaptée du fait de sa capacité à amortir les vibrations.
Parfois, dans le cas où le vérin 10 a une fonction anti-intrusion dans la partie moteur, il est nécessaire que l'ensemble formé par la tige 22 (ou l'ensemble mobile 18) et la partie mobile de la charnière soit suffisamment maintenu pour empêcher tout déplacement du à un effort d'arrachement appliqué sur le capot (par exemple arrachement à main nue). L'effort de maintien fourni par le joint 40 est, dans ce cas, relativement élevé.
Un exemple de montage du vérin 10 de la figure 1 va à présent être décrit plus en détail.
Dans un premier temps, la bague 16 est introduite à l'intérieur du boîtier 14 jusqu'à ce que son épaulement 32 vienne en appui contre la face d'extrémité axiale 14c du boîtier 14.
Le boîtier 14 et la bague 16 sont ensuite rendus solidaires l'un de l'autre, par exemple par un rétreint annulaire. L'ensemble mobile 18 constitué du piston 20 et de la tige 22 munie du joint 40 préalablement monté dans la cavité annulaire 34, est ensuite introduit dans le corps de vérin 12, par l'ouverture prévue à l'extrémité axiale 14b du boîtier 14 opposée à celle 14a où est montée la bague 16.
Le tronçon de diamètre interne décroissant 50 de la bague 16, prévu du côté d'introduction de la tige, facilite le montage et en particulier l'introduction de la tige 22 munie du joint 40 à travers la bague 16. La pente formée par ce tronçon 50, qui rejoint l'entrée de la seconde gorge 36, permet de comprimer progressivement le joint 40 lors de l'introduction de la tige 22 dans la bague 16, jusqu'à ce que la première gorge 34 soit finalement positionnée en regard de la seconde gorge 36 et le joint 40, logé dans la cavité 38 formée par les deux gorges 34, 36. Le décrochement 51 évite alors que le joint 40 ne se désengage des gorges 34, 36, après montage.
Les moyens de propulsion de l'ensemble mobile 18 (par exemple le générateur de gaz pyrotechnique 24) sont rapportés par la suite à l'intérieur du corps du vérin 12.
Selon une variante de montage du vérin 10, la tige 22 de l'ensemble mobile 18 est tout d'abord introduite à travers la bague 16, hors du boîtier 14, de manière à loger le joint 40 dans la première et la seconde gorge 34, 36. Le joint 40 maintient alors ensemble la bague 16 et la tige 22. Comme dans l'exemple de montage précédent, l'introduction de la tige 22 à l'intérieur de la bague 16 est facilitée par le tronçon de diamètre décroissant 50. Puis l'ensemble formé par la bague 16 et la tige 22 est introduit dans le boîtier 14 par son extrémité axiale 14a, d'où la tige 22 fait saillie vers l'extérieur. Une fois l'épaulement 32 de la bague 16 en appui sur la face 14c d'extrémité axiale 14a du boîtier 14, la bague 16 est fixée sur le boîtier 14, par exemple par un rétreint annulaire ou par sertissage. Selon cette variante de réalisation, les moyens de propulsion du piston 20 (par exemple le générateur de gaz pyrotechnique 24) peuvent être montés à l'intérieur du corps du vérin 12 indifféremment avant ou après le montage de l'ensemble mobile 18 et de la bague 16.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vérin à course déclenchée (10), comportant
un corps (12) abritant un ensemble mobile (18) comprenant un piston (20) et une tige (22),
des moyens (24) pour propulser ledit ensemble en réponse à une commande de déclenchement,
des moyens de blocage de ladite tige (22) par rapport audit corps (12), et
un joint d'étanchéité (40) ménagé entre ledit ensemble (18) et ledit corps (12), et logé dans une première gorge annulaire (34) formée à la périphérie dudit ensemble (18),
caractérisé en ce qu'une seconde gorge annulaire (36) est ménagée sur la surface interne dudit corps (12), en regard de ladite première gorge (34), de sorte que ledit joint d'étanchéité (40) est logé partiellement dans ladite première gorge (34) et partiellement dans ladite seconde gorge (36) lorsque le vérin (10) se trouve dans une position non déclenchée, ce par quoi il forme les dits moyens de blocage, et en ce que le joint d'étanchéité (40), la première gorge (34) et la seconde gorge (36), sont configurés de sorte qu'au-delà d'une certaine force exercée sur le piston (20), le joint d'étanchéité (40) est cisaillé par les dites gorges (34, 36), libérant ainsi le déplacement de l'ensemble mobile (18).
2. Vérin à course déclenchée (10) selon la revendication 1, dans lequel ladite première gorge (34) est formée dans la tige (22) dudit ensemble mobile (18).
3. Vérin à course déclenchée (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite seconde gorge (36) est agencée à l'extrémité axiale du corps (12) où ladite tige (22) fait saillie.
4. Vérin à course déclenchée (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit corps (12) comporte une surépaisseur (16) s'étendant vers l'intérieur du corps (12) et formant un moyen de guidage interne pour ladite tige (22), et ladite seconde gorge (36) est formée dans ladite surépaisseur (16).
5. Vérin à course déclenchée (10) selon la revendication 4, dans lequel ladite surépaisseur (16) présente, du côté d'introduction de la tige, un tronçon (50) de diamètre interne décroissant, qui s'étend depuis l'extrémité axiale (16b) de ladite surépaisseur (16) jusqu'à l'entrée de ladite seconde gorge (36), ledit tronçon (50) étant configuré de sorte que son plus petit diamètre interne est inférieur au diamètre interne de ladite seconde gorge (36).
6. Vérin à course déclenchée (10) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ledit corps (12) comprend un boîtier cylindrique (14) et une bague (16) apte à venir s'engager dans ledit boîtier (14), ladite bague (16) formant ladite surépaisseur.
7. Vérin à course déclenchée (10) selon la revendication 6, dans lequel ladite bague (16) comporte un épaulement (32) à l'une de ses extrémités axiales (16a), ledit épaulement (32) étant apte à venir en appui contre l'une des faces d'extrémité axiale dudit boîtier
(14).
8. Vérin à course déclenchée (10) selon les revendications 5 et 7, dans lequel ledit tronçon (50) de diamètre interne décroissant s'étend depuis l'extrémité axiale (16b) de ladite bague (16) qui est opposée audit épaulement (32), jusqu'à l'entrée de ladite seconde gorge (36).
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