Vérins hydrauliques (7)

1.1 Comment les vérins hydrauliques sont-ils conçus ?

1.2 Quelle est la différence entre les vérins à simple et à double effet ?

2.1 Comment calculer les forces de compression et de traction ?

Quel est le rapport entre les forces de compression et de traction ?
Y a-t-il des pertes de force ?

Si un vérin hydraulique est soumis à la pression p_K du côté du piston,
il génère la force de compression ...

Si un vérin hydraulique est soumis à la pression p_St du côté de la tige de piston,
il génère la force de traction ...

Important
Les formules ne sont valables que s'il n'y a pas de contre-pression (p_St = 0 ou p_K = 0) ou de force antagoniste. Le cas échéant, ces forces antagonistes doivent être déduites de la force de compression ou de traction.

Conversion des valeurs :
Force F :      1 kN = 1000 N, 1 kN = 98,1 kp
Pression p : 1 bar = 10⁵ N/m² = 0,1 N/mm² = 0,1 MPa
                    1 Pa = 1 N/m² (1 Pascal)
                    π = 3,1416

Force de traction et de poussée du vérin hydraulique

Pour les vérins hydrauliques ROEMHELD, la relation entre la force de poussée et la force de traction est à peu près:  F_poussée ≈ 1,6 × F_traction

Pour un calcul exact de la force, il faut considérer les pertes de force et/ou de pression.

• Pertes de force/de pression due à joints de piston et de la tige du piston
  La force de friction des joints doit être surmontée à tout moment. Valeur indicative lors du démarrage: 3 à 6 bars (pendant la course, la perte de pression est moins importante.
• Pertes de force/de pression due à ressort de rappel
  Pour les vérins simple effet avec rappel par ressort, la force du vérin se réduit par la précontrainte du ressort de rappel
• Pertes de pression dans le système hydraulique
  Les résistances hydrauliques dans les lignes d’alimentation et les valves réduisent la pression sur le vérin pendant le mouvement.
• Pression dynamique dans le système hydraulique
  Si l’huile ne peut pas s’écouler assez rapidement, p.ex. pendant la course de retour.

ROEMHELD propose des vérins hydrauliques avec une force de pression maxi. de 1570 kN.

Quel diamètre de piston est nécessaire ?
 

Quelles sont les dimensions des surfaces de piston ?
Le diamètre minimum d’un piston requis pour une force de poussée donnée est calculé comme suit: Choisir le diamètre de piston standardisé supérieur.

Calcul du diamètre du piston

Le graphique de droite montre la relation entre la pression d'huile, la force du piston et le diamètre du piston.

Les surfaces du piston sont calculées à l’aide des diamètres.
A_St est la surface de la tige du piston.

ROEMHELD propose des vérins hydrauliques avec une large gamme de diamètres du piston :
- double effet : Ø 16 mm à Ø 200 mm
- simple effet : Ø 8 mm à Ø 100 mm

2.3 Quelle pression est nécessaire pour générer une force définie?

La pression requise est calculée à l’aide de la force désirée et la surface de piston :

2.4 Quelle est la pression de fonctionnement maximale d’une installation  hydraulique?

Une chaîne n’a que la puissance du plus faible de ses maillons. Il en résulte que la pression de fonctionnement maximum dans un système hydraulique est déterminée par le composant ayant la plus faible pression de fonctionnement admissible.

Note importante
Tous les éléments hydrauliques comme les valves, les tubulures, les tuyaux flexibles, etc. seront adaptés à la pression de fonctionnement maximale de l’opération.

Ne jamais dépasser la pression maximum de fonctionnement spécifiée pour les vérin hydrauliques, même pendant un court moment. Ceci peut entraîner la destruction du vérin, des accidents corporels et des dommages matériels importants. En pareil cas la garantie serait annulée.

2.5 Quel volume d’huile est nécessaire pour la course du vérin?

Le volume d’huile V nécessaire pour une course du piston est calculé sur la base de la surface effective du piston A et la course du piston nécessaire.

2.6 Comment calcule-t-on le temps d’une course d’un piston?

Le temps est calculé à l’aide du volume de vérin V et du débit de la pompe Q :

• temps d’une course
• surface de piston A
• la vitesse du piston v

Conversion:

• Débit de la pompe Q:1 l/min = 16,667 cm³/s, 1 cm³/s = 0,06 l/min
• Vitesse du piston v:1 m/s = 100 cm/s = 1000 mm/s

Le calcul théorique du temps est basé sur une vitesse constante du piston à travers toute la course. Le temps d’accélération, le temps requis pour changer de vitesse ou pour générer la pression, etc. n’est pas prise en compte.

2.7 Quelle est la vitesse du piston?

Pour un débit de la pompe Q donné et une surface de piston effective A, on calcule :

• la vitesse du piston
• la vitesse du piston á l'aide du temps de la course t_H

Note importante
Pour le même débit d’huile Q, la vitesse du piston lors de la rentrée est plus haute que lors de la sortie, la différence étant égale à ϕ.

2.8 Quel débit de la pompe est nécessaire pour un temps défini de la course?

Le débit de la pompe est calculé sur la base du volume total de tous les vérins V_ges et du temps t_H, donnée pour tous les mouvements de course.

Débit de la pompe requis

Note importante
Le calcul ne prend en considération que la course de tous les vérins en état sans pression.
Pour un cycle donné qui ne doit en aucun cas être dépassé, il faut respecter la durée requise pour changer de vitesse, les temps d’accélération et le temps pour la génération de la pression jusqu’à la commutation du pressostat qui signalise que la pression désirée a été atteinte (voir chapitre 2.9).

Attention !
En pratique, la durée de cycle désirée n’est pas toujours atteinte. Surtout quand un poids élevé doit être bougé et ne doit pas buter de façon trop brutale, il faut étrangler les vérins ce qui peut entraîner un échauffement important de l’huile. Dans ces cas, des vérins hydrauliques avec amortissement de la position finale sont recommandés.

2.9 Pourquoi le temps effectif de la course est-il plus long que le temps calculé?

La plupart du temps, pendant la course, le système hydraulique est pratiquement sans pression car la course n’exige pas beaucoup de force et donc de pression. Ce n’est que lorsque le piston est en contact avec la pièce à usiner et que la force désirée doit être générée que le système hydraulique doit être mis sous pression. Ceci prend un certain temps t_Dr qui peut causer une prolongation importante de la durée de course t_H.

Temps de course effectif
Temps de course effectif t_Ht =
Temps de course t_H + Temps pour la génération de pression t_Dr

Le temps t_Dr est du au fait que le générateur de pression doit fournir un volume d’huile additionnel dans le système hydraulique. Les raisons les plus importantes en sont :

• compressibilité de l’huile hydraulique (voir 2.10)
• augmentation du volume des tuyaux hydrauliques flexibles (voir 2.11)

De ce fait, le générateur de pression doit effectivement délivrer le volume suivant :

Note importante
Pour calculer la durée du cycle, il faut déterminer de la même façon le temps pour la course de rentrée. En pratique, le temps effectif de la course t_Ht est fréquemment de 20 à 50 % plus long que le temps de la course t_H.

2.10 Quel volume supplémentaire est nécessaire du fait de la compressibilité de l’huile hydraulique?

Si l’huile hydraulique est mise sous pression, son volume se réduit. Ceci implique que la pompe lors d’une croissance de la pression Δp (delta p) doit livrer un volume additionnel V_β.

Le volume V_β est calculé avec le facteur de compressibilité β du liquide hydraulique :

Volume de compressibilité

Pour l’huile hydraulique β est à peu près 70 × 10^-6 1/bars
Il en résulte:
Pour une croissance de pression de 100 bars,
il faut un volume additionnel d’huile de 0,7 %.

Pour le calcul de V_β d’un système hydraulique, tout le volume Vges qui sera comprimé doit être pris en considération. Donc, il faut additionner tous les volumes d’huile, de la pompe jusqu’aux vérins hydrauliques.

Note importante
De l’air dans l’huile hydraulique entraîne une compressibilité élevée et le volume additionnel V_β. De ce fait, le temps effectif de la course t_Ht est considérablement prolongé. Voilà pourquoi tout système hydraulique doit être bien purgé lors de la mise en service.

2.11 Quel volume supplémentaire est nécessaire du fait de la dilatation des tuyaux flexibles?

Lors de la mise sous pression, les tuyaux sont dilatés et absorbent un volume additionnel d’huile hydraulique. Ceci étant relativement important, le volume doit être pris en considération lors du calcul du temps effectif de la course t_Ht. L’augmentation du volume des tuyaux hydrauliques V_Szu est calculée à l’aide de l’augmentation spécifique V_Sp qui dépend du diamètre nominal.
Valeurs indicatives pour l’augmentation spécifique du volume V_Sp:

Pour une longueur donnée du tuyau L_s et une croissance de pression Δ p il résulte:

Croissance du volume des tuyaux hydrauliques

Il résulte de la formule ci-dessus:
Pour un diamètre nominal DN 6, une croissance de pression de 100 bars et une longueur du tuyau flexible de 1 m donnent une augmentation du volume du tuyau hydraulique flexible de 1 cm³.

Note
En général, l’augmentation du volume des tubes hydrauliques peut être négligée.

2.12 Comment varie la pression d’huile dans un système fermé lors d’une variation de température?

Tous les liquides hydrauliques se dilatent lors d’une augmentation de la température.
La différence du volume V_T qui résulte d’une différence ΔT est calculée à l’aide du facteur de dilatation thermique  du liquide hydraulique.

Différence du volume due à un changement de la température

Pour l’huile hydraulique α est d’environ ca. 0,67 × 10^-3 1/K

Note
La différence de température peut être indiquée dans la formule en degré Kelvin [K] ou Celsius [°C].

Suivant la formule ci-dessus, il résulte pour l’huile hydraulique :
Une montée de la température de 15 °C entraîne une croissance du volume de 1% environ.
Cependant, un système hydraulique fermé n’offre pas de place pour une dilatation.
Le fluide hydraulique est donc comprimé suivant le facteur de compressibilité (voir 2.10) ce qui mène à une croissance de la pression Δp suivant la formule qui suit :

Pour l’huile hydraulique, la relation suivante s’applique :
Une montée de la température de 1°C entraîne une croissance de la pression de 10 bars environ.
Dans un système hydraulique fermé, le changement de pression dû à un changement de température doit être pris en compte dès la phase de planification, selon l’application. Une croissance inadmissible de la pression peut être évitée à l’aide d’un limiteur de pression. Une chute indésirable de la pression peut être évitée à l’aide d’un accumulateur de pression.

3.1 Quelles températures de fonctionnement sont possibles?

Quand faut-il utiliser des joints FKM?
La plage de températures dans laquelle les vérins hydrauliques peuvent être utilisés dépend tout d’abord du matériel d’étanchéité. En règle générale, les limites de température sont déterminées par les joints toriques d’étanchéité. Les vérins hydrauliques ROEMHELD
sont, en version standard, pourvus des matériels d’étanchéité suivants:

• NBR = caoutchouc nitrile butadiène
  Dénomination commerciale p. ex. Perbunan
  Plage de température  – 30 … + 80 °C
• FKM = fluor-caoutchouc
  Dénomination commerciale p.ex. VITON^®
  Plage de température  – 20 … + 150 °C

Ces valeurs se réfèrent à la température directe des joints qui résulte de la température ambiante et de celle du fluide hydraulique, les deux formant la température de fonctionnement proprement dite du vérin hydraulique. Ceci peut signifier, par exemple, que la température à l’intérieur d’un moule de coulée sous pression peut être beaucoup plus élevée que la température de fonctionnement d’un vérin hydraulique fixé sur le moule.

Les vérins hydrauliques pour températures de fonctionnement de 150 à 200 °C peuvent être livrés en version spéciale. Il s’agit là d’une version avec une étanchéité FKM dotée de bagues d’appui spéciales.

Vérins hydrauliques pour températures de fonctionnement excédant 200 °C
Si des températures de fonctionnement excédent 200°C , il est recommandé de prendre préalablement des mesures pour réduire la température de fonctionnement du vérin hydraulique (isolation, refroidissement ou similaire). Certains constructeurs de joints proposent également des joints toriques conçus pour des températures plus élevées (par exemple en FKM caoutchouc perfluorique, proposés par Kalrez, Isolast, etc.).
Cependant, dans la plupart des cas ces joints ne répondent pas aux exigences d’étanchéité dynamique imposées par les vérins hydrauliques et, de plus, la gamme des constructeurs de ces joints ne porte pas sur les racleurs faits du même matériau.
 

Autres critères à respecter lors du choix d’un vérin hydraulique sous l’aspect de la température de fonctionnement :

• choix d’un fluide hydraulique approprié
• température de fonctionnement des équipements et accessoires attachés
  (par exemple contrôle de la position)
• température de fonctionnement admissible des dispositifs accessoires installés dans le vérin (par exemple l’aimant dans les vérins pourvus d’un contrôle de position avec détecteurs magnétiques)

3.2 Les vérins hydrauliques, peuvent-ils être installés dans
n’importe quelle position?

Les vérins hydrauliques ROEMHELD peuvent être installés dans n’importe quelle position.
Pour la fixation des vérins il y a, dans la plupart des cas, des trous de passage pour vis suivant DIN ISO 273 fin, dans le sens longitudinal de l’axe du vérin et/ou transversal à celui-ci. Certaines types de vérins sont pourvus de lamages pour vis à tête cylindrique à six pans creux suivant DIN 912.

Les vérins-bloc à course longue (160 et 200 mm) sont pourvus, au regard de leur longueur élevée, d’un taraudage qui sert de fixation au lieu d’un trou longitudinal.

Les vérins-bloc à course plus courte sont proposées “avec taraudage au lieu d’un trou longitudinal“ en version spéciale avec un supplément de prix (voir liste de prix actuelle).
Le vérin est pourvu de 4 trous borgnes sur le côté fond et le côté tige.
Les trous longitudinaux sont supprimés.

Note importante
Pour la fixation des vis, il est généralement possible d’utiliser des vis de la classe de résistance 8.8.
Si les vérins hydrauliques sont fixés au moyen de vis en sens transversal
à l’axe du vérin, les vis sont assujetties aux forces du vérin, aux efforts au cisaillement. Dans ce cas, les vérins hydrauliques sont à caler à partir d’une certaine pression de fonctionnement.

La hauteur de l’appui peut être limitée à quelques millimètres. L’appui doit agir en sens inverse à la force générée. Lors d’une utilisation comme vérin de poussée (génération d’un effort de poussée), le vérin doit être appuyé à l’arrière (côté fond). Lors d’une utilisation
comme vérin de traction (génération d’un effort de traction), le vérin doit être appuyé à l’avant (côté tige).

Un appui est nécessaire à partir des pressions de fonctionnement suivantes :

• Vérins-bloc B 1.5094 et d’autres
  Vérin de poussée à partir 160 bars
  Vérin de traction à partir 250 bars
• Vérins-bloc hydrauliques B 1.590
  Vérin de poussée à partir 100 bars
  Vérin de traction à partir 160 bars

En alternative, il est possible de réaliser les vérins hydrauliques avec une rainure transversale dans le corps qui transmet les forces du vérin à travers une clavette sur la surface de vissage. Dans ce cas, un appui n’est pas nécessaire.

Les vérins hydrauliques spécifiés sont pourvus d’une rainure transversale en version standard:

• Vérins-bloc hydrauliques B 1.590
• Tiroirs hydrauliques RS B 1.7385

Les vérins-bloc sont proposées“avec rainure transversale additionnelle“ en version spéciale avec un supplément de prix (voir liste de prix actuelle).

Autres types de fixations :

• Vérins de serrage universels avec corps fileté B 1.309
  Le corps rond avec fileté peut être fixé tout simplement avec 2 écrous à encoches. Au moyen des écrous à encoches le vérin peut être positionné de façon exacte dans le sens axial.
• Vérins-bloc avec rotules B 1.542 / G 3.810
  Une rotule, conçue pour le logement d’un axe correspondant, est fixé directement sur le corps du vérin-bloc. En option, une rotule articulée pour vissage sur la tige du piston est livrable.

3.3 Comment les pièces ajoutées sont-elles fixées sur la tige de piston?

Tige de piston avec taraudage
Pour fixer les pièces ajoutées sur la tige du piston, la plupart des vérins hydrauliques sont pourvus d’un taraudage dans la tige du piston.
Pour effectuer une contre-pression lors du serrage des pièces ajoutées, les vérins hydrauliques sont pourvus, soit de deux plats fraisés sur la tige du piston (pour petits diamètres), soit de trous radiaux dans la tige de piston (pour grands diamètres).

Tige de piston avec taraudage et vis sans tête
Le client a la possibilité de fixer une vis sans tête dans le taraudage pour obtenir un raccordement à filetage. Il faut veiller à ce que la vis sans tête soit en mesure de transmettre les forces en action.

Tige de piston avec filetageEn remplacement du taraudage, ROEMHELD propose les versions
suivantes avec tige de piston et filetage:

• Vérins-bloc, tige du piston filetée B 1.542
  Vérins-bloc avec appui rotule
• Vérins-bloc hydrauliques B 1.590

Lors de la fixation des pièces de guidage, il faut utiliser des vis pour accouplement (voir page du catalogue G 3.800) pour éviter des contraintes.

Les mini tiroirs RM B 1.7384 et les tiroirs hydrauliques RS B 1.7385 pour lesquels une plaque d’acier est disponible pour une fixation des pièces ajoutées sont une exception.

3.4 Quelles sont les possibilités d’alimentation hydraulique?

Pour les vérins hydrauliques il y a, selon leur type, deux possibilités d’alimentation en huile hydraulique.

Taraudage pour connexion par tuyauteries G
Le vérin est usiné avec taraudage suivant DIN ISO 228 (symbole G) avec alésage forme X selon DIN 3852 page 2 (pour raccords filetés cylindriques) qui, dans le cas des vérins-bloc, se trouve en général sur le côté étroit.
L’alimentation en huile hydraulique se fait par un raccord filetée approprié.

Versions à flasquer avec étanchéité par joints toriques
Le vérin est flasqué sur une plaque de base ou similaire et alimenté directement en huile hydraulique à travers les canaux hydrauliques percés. L’étanchéité entre le vérin et la plaque de base s’effectue au moyen de joints toriques dont les lamages se trouvent dans le vérin hydraulique.

Les joints toriques d’étanchéité sont livrés avec les vérins hydrauliques.
Afin d’assurrer une parfaite étanchéité, la surface à flasquer de la plaque de base doit avoir une rugosité Ra < 0,8. L’alésage de raccordement dans la plaque de base ne doit pas être plus grand que l’alésage correspondant dans le vérin.

En fonction de la position des alésages d’alimentation en huile hydraulique, les versions suivantes sont proposées :

• K - Côté large « Course 16 - 40 »
• L - Côté large « à partir de courses de 50 »
• S - Côté tige
• B - Côté fond

Note importanteLes versions K et L sont à fixer au moyen des alésages transversaux et ne sont donc pas réalisés avec les alésages longitudinaux. Les versions B et S sont à fixer au moyen des alésages longitudinaux et ne sont donc pas réalisés avec les alésages transversaux

3.5 Que faut-il considérer lors du choix du fluide hydraulique?

Lors du choix du fluide hydraulique, il faut prendre en compte non seulement les vérins hydrauliques mais encore tous les autres composants du système hydraulique (les pompes, les valves, etc.) ainsi que leurs effects concourants au développement de la chaleur).
Les critères suivants sont déterminants:

• Température / tenue en viscosité
• Tenue à l’usure/à la corrosion / résistance des matérieaux
• Combustibilité / inflammabilité
• Compatibilité avec l’environnement
• Résistance au vieillissement

En cas de doute lors du choix du fluide hydraulique, il est recommandé de consulter le fabricant. Même de petites quantités d’additifs peuvent avoir une influence sur les caractéristiques du fluide hydraulique.

4.1 Quels raccords vissés sont utilisés ?

Des raccords vissés selon DIN 2353 qui vont avec les filets Withworth G, embouts filetés type B selon DIN 3852 page 2. Pour les vérins hydrauliques avec corps en acier, des raccords vissés à étanchéité métallique (avec arête coupante) sont utilisés. Pour les vérins hydrauliques avec corps en aluminium, seul des raccords vissés avec joints souples (joints élastiques) peuvent être utilisés.

Note importante
Ne pas utiliser un produit d’étanchéité additionnel comme p.ex. le ruban en téflon!
Les raccords vissés sont proposés en 2 séries:

• Série L : « Série légère »
  pour une pression maximum de fonctionnement de 250 ... 350 bars (selon la version)
• Série S : « Série lourde »
  pour une pression maximum de fonctionnement de 400 ... 500 bars (selon la version)

Par rapport à la série S, la série L a des dimensions légèrement plus petites.
Pour raccords vissés, consulter la page du catalogue F 9.300.

4.2 Quels tuyaux hydrauliques sont utilisés?

Il est recommandé d’utiliser pour le raccordement des tubes hydrauliques sans soudure et galvanisé selon DIN 2391, nuance ST 37 (voir page du catalogue F 9.300).
L’épaisseur de la paroi dépend de la pression nominale comme démontré dans le tableau suivant.
Pour limiter au maximum la perte de pression dynamique dans les tubes, il faut que ceux-ci soient aussi courts que possible et que leur rayon de courbure soit aussi faible que possible.

4.3 Quels sont les critères lors du choix et de l’application des tuyaux hydrauliques flexibles?

Pour le branchement, il faut utiliser des tuyaux hydrauliques à haute pression avec quadruple sécurité contre l’éclatement. Ils sont disponibles avec raccordements prémontés sur la page du catalogue F 9.361. En plus des 4 longueurs référencées, des longueurs individuelles sont disponibles. Concernant les tuyaux hydrauliques, il faut particulièrement respecter quelques critères.
 

Liquide
La résistance contre les liquides utilisés doit être assurée. Les tuyaux qui figurent sur la page du catalogue F 9.361 sont résistants à toutes les huiles sur la base d’huile minérale et aux glycols aqueux.

Pression maximum de fonctionnement
Les tuyaux sont normalement soumis à une charge dynamique. Suite à une accélération ou un ralentissement, des points de pression largement au-dessus de la pression statique peuvent se produire. C’est pourquoi la pression maximum de service des tuyaux hydrauliques est différenciée et spécifiée pour une pression croissante et brusque.

Croissance du volume due à une dilatation du matériel
Lors d’une mise sous pression, les tuyaux sont dilatés et absorbent le volume
additionnel du liquide hydraulique. Ce volume peut être négligé pour la plupart des applications, mais doit en tout cas être respecté pour les applications à cycles courts (voir 2.9).

Rayon de courbure :
Les rayons de courbure minimum doivent être absoluement respectés.
Le rayon de courbure a un effet direct sur la longueur du tuyau et se calcule comme suit:

• Utilisation statique
  Longueur = 2A + 3,142 x R = 2A + X
• Utilisation flexible
  Longueur = 2A + 3,142 x R + T = 2A + X + T

Pour éviter un pliage de la tubulure, les deux extrémités du tuyau doivent être bien droites. Pour calculer la longueur, nous recommandons de procéder comme décrit ci-dessous « R » étant le rayon de courbure minimum. Le rayon est mesuré à l’intérieur de la courbure, le tuyau ne devant pas être inférieur à 10% du diamètre extérieur d’origine. Pour calculer des lignes installées de façon flexible, il faut respecter la longueur « T » qui correspond à la course.

Note importante
Les tuyaux ayant normalement au moins une courbe, il faut absolument éviter la traction au niveau des raccords afin d’atteindre une longévité maximum.

Installation
Les consignes suivantes indiquent la marche à suivre pour installer les tuyaux:
Il faut éviter une torsion des tuyaux. Si des composants amovibles peuvent entraîner une torsion des tuyaux, il faut éviter et installer le tuyau correctement.

En utilisant des raccords appropriés, on évite un rayon de courbure insuffisant.
Ne jamais prévoir un rayon de courbure inférieur à 1,5 x « d » !

Eviter tout contact avec des objets qui peuvent entraîner une abrasion ou des dommages. Si le tuyau se déplace lors de l’utilisation, il faut prévoir la bonne longueur.

Usure / vieillissement
Même avec une utilisation appropriée, les tuyaux sont soumis à un vieillissement naturel. Ils devraient être vérifiés de façon régulière et échangés après une certaine durée de vie. Pour des plus amples informations, consulter les directives et normes applicables comme p.ex. DIN EN 982 « Sécurité des machines - prescriptions de sécurité relative aux systèmes et leurs composants de transmissions hydrauliques et pneumatiques - hydraulique ».

Détermination du diamètre nominal du tuyau
Sur la base de la vitesse d’écoulement v et du débit d’huile Q on peut calculer le diamètre nominal minimum.

Pour le débit d’huile voir le débit de passage Q en l/min et la vitesse d’écoulement v en m/s, le diamètre nominal minimum du tuyau en mm peut être pris du diagramme suivant.

En liant les valeurs Q (l/min) et v (m/s) on obtient sur l’échelle au centre le diamètre nominal du tuyau DN. Ensuite, il faut sélectionner le diamètre standard supérieur le plus proche.

Exemple:
Donné: Débit de passage Q: 70 l/min
Donné: Vitesse d’écoulement v: 4 m/s
Déduit du diagramme: Diamètre nominal ((DN): 20 mm

Valeurs indicatives pour vitesse d’écoulement maximum des tuyaux hydrauliques:

• conduites sous pression: 5 m/s
• conduites de retour: 2 m/s
• conduites d’aspiration: 1,2 m/s

Note importante
La vitesse d’écoulement maximum admissible pour les vérins hydrauliques (voir 2.6) est très inférieure à celle des tuyaux hydrauliques.

5.1 Que faut-il calculer en ce qui concerne les fuites d’huile des vérins hydrauliques?

Pour les vérins hydrauliques ROEMHELD, des systèmes d’étanchéité sont utilisés pour les tiges de piston qui assimilent en général plusieurs composants. Ces systèmes assurent une parfaite étanchéité dans toutes les zones lorsque le système est statique. L’huile ne sort ni au niveau de la tige ni au niveau du piston.

Note importante
En état statique, les vérins hydrauliques ROEMHELD sont exempts de fuite d’huile. Pour assurer une durée de vie suffisante, tous les systèmes d’étanchéité doivent, pendant le mouvement, être lubrifiés avec du liquide hydraulique en service dynamique. Le liquide hydraulique devant atteindre les joints, certaines fuites d’huile peuvent se produire.
Cette quantité est relativement petite, mais l’huile qui sort du vérin vers la tige de piston doit être traitée en vue de la protection de l’environnement. Si nécessaire, il faut sélectionner un liquide hydraulique compatible avec l’environnement.

La quantité de la fuite d’huile dépend de plusieurs facteurs, par exemple:

• du diamètre du piston / de la tige de piston
• de la course
• de la vitesse du piston
• de la pression de fonctionnement
• de la viscosité du fluide hydraulique
• du système d’étanchéité
• de la surface de la tige de piston

Pour une réduction des quantités de fuites d’huile dans la zone de basse pression, il est possible de pourvoir les vérins hydrauliques de joints à faible fuite d’huile.
Contactez-nous, s’il-vous-plaît.

5.2 Quelles sont les tolérances, quand elles ne sont pas spécifiées dans le catalogue?

Si les dimensions sont indiquées sans mention des tolérances, les tolérances générales selon la norme DIN ISO 2768 -mH s'appliquent. Ainsi, les dimensions de longueur et d'angle ainsi que les tolérances de forme et de longueur sont valables, voir tableau.

Exceptions:

• Pièces coulées: Tolérance pour dimensions non tolérées GTB 16 selon DIN 1686
• Pièces forgées: Qualité de forge F selon DIN 7526

Sauf indication contraire, la tolérance de la course est de ± 1,0 mm
Sauf indication contraire, la tolérance de la longueur totale l est de ± 1,0 mm
Ces tolérances sont relativement grandes car il s’agit de longueurs qui sont composées de plusieurs composants avec leurs propres tolérances.

Tolérance de la longueur du corps d’un vérin-bloc
Dans le cas d’un vérin-bloc, la longueur du corps A est calculée sur la base de mesures:
A = l - c 
La tolérance de la longuer du corps n’est pas ± 1,0 mm (correspondant à la tolérance de la longueur totale l), mais beaucoup plus petite.

5.3 Que faut-il prendre en compte en ce qui concerne la sécurité ?

• Avant le montage, la mise en service, le service et l’entretien des vérins
  hydrauliques, il faut scrupuleusement observer les consignes des instructions
  de service.
• Toujours noter les limites de l’application des vérins hydrauliques. Ceci s’applique surtout pour la pression maximum de fontionnement, mais aussi pour la température, la vitesse de passage, la résistance contre le liquide hydraulique etc.
• Il est recommandé de toujours installer un manomètre ou un dispositif similaire pour afficher la pression et de prévoir, le cas échéant, d’autres valves de sécurité.
• Risque de contusions - toujours garder les mains et autres parties du corps hors de la zone de travail.
• Noter que les forces du vérin hydraulique doivent être absorbées,
  par les composants où le vérin est fixé.
• N’utiliser que de l’huile hydraulique propre selon chapitre 3.5.
• Ne jamais modifier un vérin hydraulique ou un accessoire vous-même (p.ex. alésages additionnels, fraisages, etc.). Nous contacter si une modification s’avérait nécessaire.

5.4 Puis-je compter sur une assistance pour le montage, la mise en service et l’entretien?

Des consignes pour le montage, la mise en service et l’entretien des vérins hydrauliques se trouvent dans les instructions de service.
Pour les réparations, des listes et des plans de pièces de rechange sont à votre disposition.
Les travaux de réparation peuvent également être effectués par ROEMHELD. Faites-nous parvenir le vérin hydraulique défectueux. Un devis pour la réparation vous sera soumis. Après votre accord, les vérins sont réparés, testés, et vous seront renvoyés.

Vous trouverez ici toutes les informations sur les prestations de service de ROEMHELD ...

5.5 Que signifient les symboles de distribution sur les schémas hydrauliques?

Les symboles sont une sorte de langage universel et permettent une communication rapide entre les experts, sans barrière de langage. Les symboles pour l’oléohydraulique et la pneumatique sont internationaux et définis dans la norme DIN ISO 1219.
Ici se trouvent surtout les symboles d’équipement qui se trouvent dans la gamme ROEMHELD.
Chaque symbole identifie un dispositif et sa fonction, mais pas sa fabrication.
Dans les schémas de connexions, les dispositifs sont illustrés en position zéro
ou en position de départ de la commande, le système est montré en position
de repos. Dans le cas contraire, il faut une remarque, p.ex. position de travail.

6.1 Les forces transversales des pistons sont elles admises ou y a-t-il des conditions particulières?

L’usage des vérins hydrauliques absorbant des forces transversales sur la tige du piston et les couples qui en résultent doit être très limité.

Les forces transversales s’appliquent aux guidages du piston et à la tige du piston du vérin, mais elles réduisent sa longévité, entraînent une mauvaise étanchéité et même une destruction du vérin. Les forces transversales devraient donc - surtout dans le cas des vérins à simple effet - être évitées.
La force transversale du piston ne doit jamais dépasser les 3% de la force du vérin lors d’une pression de service maximale (jusqu’à 50 mm de course).
Pour une course plus élevée, celle ci doit être reduite.

Pour diminuer les forces transversales du piston et éviter les couples, ROEMHELD propose une série spéciale:

• Tiroirs hydrauliques RS  B 1.7385
  Vérin-bloc hydraulique avec 4 colonnes de guidage sur les côtés pour forces transversales élevées. Une plaque frontale est fixée aux colonnes de guidage et à la tige du piston pour y fixer des charges utiles comme des outils.
  La page du catalogue B 1.7385 donne des informations concernant la charge utile maximum admissible ainsi que des graphiques des couples maximums admissibles qui résultent des forces transversales.
• RM mini tiroir  B 1.7384
  Tiroir hydraulique sur la base d’un vérin-bloc. Le tiroir RM est également dotée de 4 colonnes de guidage qui sont jointes par une plaque frontale, mais qui sont beaucoup plus petites que pour le tiroir RS. Le mini tiroir RM se prête aux forces transversales faibles ou moyennes. Pour de plus amples informations, consulter la page du catalogue.
• Vérins-bloc avec corps de guidage  B 1.738
  Vérin-bloc en aluminium ou en acier avec un corps de guidage ajouté où est logé un boulon. Le boulon est couplé à la tige du piston à engagement positif et transmet la force hydraulique au point d’application. Toutes les forces transversales ne sont transmises que sur le boulon ou le corps.
• Vérins-bloc hydrauliques B 1.590 et vérins hydrauliques B 1.282
  Vérin hydraulique sous forme d’un tube cylindrique pour des courses jusqu’à
  1200 mm. Grâce à un système de guidage, les forces transversales peuvent être absorbées même lors de courses plus longues.

• Vérin de serrage pivotant 0°
  Vérin de serrage pivotant de ROEMHELD, qui se prête surtout pour la fabrication des montages, en version standard avec angle de pivotement de 0°, c’est-à-dire fixe.
  Le vérin de serrage pivotant ayant été conçu pour l’absorption des couples de serrage élevés, il se prête, avec cette modification, comme vérin linéaire pour les forces transversales.

6.2 Existent-il des versions avec protection contre les torsions?

• Tiroirs hydrauliques RS B 1.7385
  Vérin-bloc hydraulique avec 4 colonnes de guidage sur les côtés. Une plaque
  frontale est fixée aux colonnes de guidage et à la tige du piston pour y fixer
  des charges utiles, assurant une protection anti-torsion sans jeu.
  Les couples admissibles sont spécifiés sur
  la page du catalogue.
• RM mini tiroir  B 1.7384
  Tiroir hydraulique sur la base d’un vérin-bloc. Le tiroir RM est également dotée
  de 4 colonnes de guidage qui sont jointes par une plaque frontale, mais qui
  sont beaucoup plus petites que pour le tiroir RS.
  Le mini tiroir RM se prête aux couples
  faibles ou moyens.
• Vérin de serrage pivotant 0°
  Vérins de serrage pivotant de ROEMHELD avec angle de pivotement de 0° se prêtent aux vérins linéaires (voir 6.1) Le piston du vérin de serrage pivotant étant guidé dans une rainure, il est protégé contre la torsion. Le jeu radial est de 2 degrés aux maximum, en fonction de la version. Vous trouvez plusieurs versions des vérins de serrage pivotants 0° dans le catalogue ROEMHELD concernant la technique de serrage.

66.3 Existent-il des versions avec amortissements de fin de course?
Si les vérins hydrauliques sont déplacés à grande vitesse, une énergie élevée
est brusquement libérée lorsque le piston atteint la fin de course sans être
freiné. Cette force doit être absorbée par le corps du vérin et par la bague de
guidage filetée.
Ceci peut réduire la longévité du vérin ou entraîner des effets non voulus sur la
fonction suite à des chocs. En outre, les coups peuvent causer du bruit.
Une réduction de la vitesse est un remède. En cas d’impossibilité, il est
recommandé d’utiliser un vérin avec amortissement de fin de course hydraulique
intégré.
L’amortissement de la fin de course fait que le liquide hydraulique, sur les derniers
millimètres de la course (p.ex. 8 mm) passe à travers un alésage ou similaire.
Cet effet réduit le débit d’huile de façon à ce que la vitesse du piston et
l’énergie dans la position finale soit réduite.

Pour la sélection d’un vérin hydraulique avec amortissement de fin de course,
il faut observer ce qui suit:

• plus la course est courte, plus une réduction générale de la vitesse est raisonable
• un amortissement de la fin de course qui est réglable au niveau du vérin et qui permet un ajustage de l’amortissement selon l’application spécifique est idéal. En outre, les deux positions finales peuvent être réglées de façon indépendante.
• si le vérin est déplacé contre une butée fixe externe, le corps et la bague filetée du vérin même ne sont soumis à aucune charge. Dans ce cas, un amortissement de la position finale pour protéger le vérin n’est pas nécessaire.

ROEMHELD propose les vérins hydrauliques suivants avec amortissement de fin de course:

• Vérins hydrauliques B 1.282  (amortissement de fin de course réglable)
• Vérins-bloc hydrauliques B 1.590  (amortissement de fin de course réglable)
• Tiroirs hydrauliques RS B 1.7385  (amortissement de fin de course non réglable)

6.4 Existent-il des possibilités pour un contrôle de la position du piston?

Pour connaître la position du piston d’un vérin hydraulique, un contrôle ou monitorage de la position est utilisé. Il faut un détecteur par position à interroger. Les détecteurs ou les contrôles de position sont toujours des accessoires ou des options et ne font donc pas partie de la gamme de livraison du vérin hydraulique. Il faut les commander séparément. Les détecteurs sont souvent branchés à l’aide de fiches avec câble qui sont dotés d’un affichage à LED.

Détecteurs magnétiques
Un aimant permanent est fixé au piston, le champ magnétique est détecté par un détecteur magnétique électronique. Les détecteurs magnétiques sont fixés, aux vérins-bloc, à l’extérieur du corps dans des rainures longitudinales.

Avantages des détecteurs magnétiques :

• Forme compacte / petit encombrement
• Points de commutation réglables en déplaçant le détecteur dans la rainure longitudinale
• Interrogation de plusieurs positions possible car plusieurs détecteurs peuvent être fixés dans les deux rainures longitudinales du corps, selon la longueur de la rainure et de la course. L’écart minimum entre les points de commutation d’une rainure est de 6 mm, pour deux rainures, il est de 3 mm.
   

Pour l’emploi des détecteurs magnétiques, respecter ce qui suit:

• Une interrogation par détecteur magnétique n’est possible que pour les corps qui ne peuvent pas être magnétisés (aluminium ou bronze). Les corps en aluminium de ROEMHELD sont limités à une pression maximum de fonctionnement de 350 bars et ne se prêtent pas aux chocs qui se produisent comme lors d’un poinçonnage ou une coupe. Pour de telles applications avec une pression maximum de 500 bars, ROEMHELD propose des vérins-bloc avec un corps en bronze.
• Influence du champ magnétique par des composants avoisinants magnétiques
  (p.ex. composants en acier):
  Pour assurer une parfaite fonction, il est recommandé de respecter, entre le détecteur magnétique et les composants magnétisables, un écart minimum de 25 à 30 mm. Parfois une fonction impeccable est possible avec un écart plus petit, mais ceci dépend de la situation d’installation individuelle. Normalement, même des vis en acier d’usage courant peuvent être utilisées pour fixer le vérin. Dans les cas limites, des vis en acier non magnétisables (p.ex. vis VA) peuvent permettre une amélioration du champ magnétique.
• Influence du champ magnétique par des capteurs mangnétiques avoisinants
  Si plusieurs vérins-bloc avec détecteurs magnétiques sont installés l’un à côté de l’autre, les détecteurs peuvent s’influencer les uns les autres ce qui entraîne des dysfonctionnements. Une tôle en acier magnétisable insérée entre le vérin-bloc et les détecteurs magnétiques et servant d’écran peut remédier à la situation.

• Demandes à l’alimentation du courant
  Voir page du catalogue G 2.140 - Détecteurs magnétiques por contrôle de position
• Température maximum de service de tous les composants nécessaires
  - Aimant: + 100 °C
  - Détecteur magnétique: + 100 °C
  - Câble de connexion avec fiche coudée: +90 °C
• Traversée et hystérésis de commutation de 3 mm environ
  Doivent être respectées lors de l’ajustage des détecteurs magnétiques. Quand le piston ne bouge pas, le détecteur magnétique doit être approché du piston par la direction opposée.

Pour de plus amples informations concernant l’utilisation des détecteurs magnétiques, consulter les documents suivants :

• De la Technique - Pour la Technique 118 : Utilisation de détecteurs
  magnétiques pour le contrôle de position de vérins hydrauliques
• Détecteurs magnétiques por contrôle de position G 2.140

ROEMHELD propose les vérins hydrauliques suivants avec détecteurs magnétiques:
 

• B 1.554 - Vérins-bloc avec corps en aluminium ou en bronze
• B 1.738 - Vérins-bloc avec corps de guidage
  Version avec vérin-bloc et corps en aluminium

Détecteurs de proximité inductifs
Il y a deux types de contrôle de la position avec détecteurs de proximité
inductifs.

Contrôle avec détecteurs de proximité résistants à haute pression pour contrôle de la fin de course
Le corps du vérin a un alésage pour chaque fin de course avec taraudage où un détecteur de proximité inductif résistant à haute pression peut être vissé. Le détecteur interroge directement le piston du vérin. Un joint torique assure l’étanchéité vers l’extérieur. Le point de commutation peut être réglé jusqu’à 5 mm de la fin de course à l’aide de la distance de commutation entre le détecteur et le piston.
Avec les détecteurs résistants à la haute pression, seul les fins de course du vérin hydraulique sont contrôlées. La température maximum de fonctionnement des détecteurs est de 80 °C ou de 120 °C.
ROEMHELD propose les vérins hydrauliques suivants avec détecteurs de
proximité résistants à la haute pression:

• B 1.520 - Vérins-bloc pour contrôle de positions en fins de courses
• B 1.590 - Vérins-bloc hydrauliques

Contrôle avec détecteurs de proximité d’usage courant
Pour un contrôle avec des détecteurs de proximité d’usage courant, les vérins-bloc sont dotés d’une tige de piston qui traverse le fond du vérin. En
plus, bloc de contrôle est flasqué sur le fond du vérin ou les détecteurs sont
disposés de façon amovible. Ils sont activés à travers des cames de commutation
sur la tige de piston.

Avec un corps additionnel, la longueur totale est beaucoup plus élevée, mais
on peut utiliser des détecteurs d’usage courant avec un filetage mâle de
M8 x 1. Les détecteurs étant amovibles, des positions intermédiaires peuvent
également être contrôlées.
La température maximum de fonctionnement des détecteurs est de 70 °C. La
version „type C - température ambiante élevée“ et le câble en téflon se prêtent
à une température maximum de 120 °C.
Les détecteurs de proximité sont proposés par plusieurs constructeurs pour
des températures ambiantes allant jusqu’à 180 °C environ, mais ces derniers
sont beaucoup plus grands que la version M8.

ROEMHELD propose les vérins hydrauliques suivants avec détecteurs de proximité inductifs d’usage courant:

• B 1.552 - Vérins-bloc avec tige du piston traversante pour contrôle de position
• B 1.738 - Vérins-bloc avec corps de guidage
• B 1.7384 - Mini tiroirs RM

Interrupteurs de fin de course mécaniques
Pour les mini tiroirs RM et les tiroirs RS hydrauliques, des interrupteurs de fin de course sont proposés en option. Les commutateurs sont logés dans un corps en aluminium et de ce fait sont particulièrement robustes. La température maximum de service des commutateurs est de 70 °C.

Les mini tiroirs RM peuvent être dotés d’une ou de deux tiges de commutation
sur lesquelles ces cames de commutation amovibles actionnent les interrupteurs
de fin de course.

Pour les tiroirs hydrauliques RS, un interrupteur avec la plaque frontale (rentreée) et un interrupteur avec drapeau aux colonnes de guidage (sorti) est activé.

• a Interrupteur de fin de course S1 (sorti)
• b Drapeau
• c Colonnes de guidage
• d Interrupeur de fin de course S2 (rentré)

Grâce à l’angle de fixation adapté, vous pouvez également utiliser vos propres interrupteurs de fin de course ou détecteurs de proximité.
La température maximum de service des interrupteurs est de + 70 °C.

Les interrupteurs de fin de course mécaniques sont dispoibles chez plusieurs constructeurs même pour des températures largement supérieures à 100 °C.

6.5 Quels accessoires sont proposés au sein de la gamme ROEMHELD?

Outre la gamme de vérins hydrauliques, ROEMHELD propose une large gamme d’accessoires. Les pages du catalogue se trouvent dans la section „Accessoires“

Ils comportent:

• Valves hydrauliques : C 2.940 à C 2.954
• Multiplicateurs de pression : D 8.753 et D 8.756
• Tubes, raccords vissés, huile hydraulique, manomètres : F 9.300
• Tuyaux flexibles haute pression : F 9.361
• Raccords pour accouplement rapide : F 9.381
• Filtres haute pression : F 9.500
• Détecteurs magnétics : G 2.140
• Vis de pression : G 3.800
• Paliers à rotule : G 3.810

6.6 Y a-t-il la possibilité de livrer les vérins avec une longueur de course différente de celle spécifiée dans le catalogue?

Les vérins hydrauliques ROEMHELD sont proposés en fonction de la conception avec deux courses différentes.

Courses standard:
Pour vérins-bloc, universels et à visser
Pour ces vérins, une longueur de course de 16 mm environ jusqu’à 200 mm est proposée en écarts fixes (p.ex. 25, 50, 100 , 160, 200 mm). Des courses de plus de 200 mm (valeur indicative, en fonction du diamètre) ne sont normalement pas possibles car l’intérieur de l’alésage du vérin limite la course maximale.

Graduation de la course en mm:
Pour vérins hydrauliques B 1.282, vérins-bloc hydrauliques B 1.590
(également pour tiroirs hydrauliques RS B 1.7385)

Pour ces vérins, il est relativement facile de prévoir une course individuelle et très longue car il ne faut adapter que les composants qui dépendent de la longueur, à savoir tige de piston et tube du vérin. En fonction de la construction, il faut une course minimum.

Les courses ne figurant pas dans le catalogue sont également dipsonibles dans la limite des possibilités de production.
Il y a deux options:

Insertion d’une douille d’écartement
Courses intermédiaires à un prix intéressant, rapidement disponibles
Une douille d’écartement est mise dans le vérin standard de la course supérieure la plus proche. Elle est disposée du côté de la tige de piston et fixée dans le corps. Ainsi, le piston ne peut pas être complètement sorti et est limité par cet arrêt interne en fonction de la longueur de la douille.

La limitation de la course avec douille d’écartement sur le côté de la tige de piston est également disponible en version vérin (prix supplémentaire, voir liste des prix actuelle).
La limitation de la course avec douille d’écartement sur le côté du piston est une version spéciale due à la fixation et doit faire l’objet d’une demande séparée.

Vérins spéciaux
Production en fonction de la quantité
ROEMHELD propose aussi des vérins avec corps et piston conçus pour une certaine course ne figurant pas dans le catalogue. Ces versions sont des conceptions spéciales qui en général ne sont fabriquées qu’en grandes quantités.

6.7 Le vérin hydraulique dont j’ai besoin ne figure pas dans le catalogue - y a-t-il un vérin spécial?

En plus de la large gamme de vérins hydrauliques et d’accessoires présentée dans le catalogue, ROEMHELD propose des variantes des conceptions standard.
ROEMHELD fournit aussi des vérins hydrauliques qui sont conçus et construits selon les exigences individuelles des clients. Contactez-nous, s’ilvous-plaît.
Dans le cas des vérins spéciaux, nous vous soumettrons après clarification des détailes techniques un plan d’installation du vérin qui donne toutes les dimensions nécessaires pour l’installation.

7.1 Comment recevoir les données CAO des vérins hydrauliques?

ROEMHELD livre des données CAO des vérins hydrauliques pour les intégrer dans vos constructions dans les formats suivants:

• 2D : - dxf
• 3D : - STEP (.stp)
• PARASOLID (.x_t)
• ACIS (.sat)
• CATIA Export (.exp)
• CATIA Model (.model)

Les données CAO se réfèrent à l’enveloppe ou le contour extérieur des versions figurant dans le catalogue. Les données 3D des vérins hydrauliques sont généralement livrées en deux parties: le corps et le piston étant deux éléments, le piston peut être montré dans n’importe quelle position de course.
Les données CAO sont disponibles dans la banque de données GEOLIB-3D sur l’internet, il est nécessaire de s'enregistrer auprès de ROEMHELD (en ligne ou par téléphone).

La recherche des données CAO et le téléchargement d’un fichier se fait à l’aide de la référence du produit.