Brevet FR2002758A1 — publié le 19691031

La présente invention a pour objet un vérin de traction dont les particularités constructives et les matériaux qui le constituent en permettent l'emploi à l'intérieur d'enceintes souples soumises à des charges extérieures tendant à les déformer dans de très grandes limites, même à les écraser dans certaines de leurs parties, sans que les éléments constituant ce vérin ne blessent la paroi de telles enceintes. Ce vérin peut par exemple être avantageusement utilisé pour créer les contractions des différentes enveloppes équipant certains des engins de manutention décrits dans la demande de brevet suisse No 14361/67. Ce vérin est caractérisé par une enveloppe souple et tubulaire fermée aux extrémités et constituée, sur une partie de sa périphérie, par un voile inextensible et, sur le reste, par une paroi extensible, de liaison des bords longitudinaux de ce voile, susceptible d'être escamotée à l'état détendu dans le voile, lorsque celui-ci est replié cylindriquement sur lui-même, ou déployée en tout ou partie entre les bords écartés du voile, pour constituer avec celui-ci un corps de périmètre supérieur à celui du corps cylindrique obtenu par pliage du seul voile, par au moins deux éléments allongés, perpendiculaires à l'axe de l'enveloppe et dont l'une des extrémités est destinée à être fixée à un point d'appui du vérin et, l'autre, à l'organe à tracter, cet élément faisant un tour complet de l'enveloppe, et par des moyens pour introduire un fluide sous pression dans l'enveloppe en vue d'en augmenter le périmètre par gonflage, et de diminuer ainsi la distance comprise entre l'organe à tracter et le point d'appui du vérin. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et très schémati- quement, une forme d'exécution et une variante de l'objet de la présente invention La fig.l est une vue en perspective de cette forme d'exécution, au repos; Les fig.2 à 5 sont des coupes transversales du vérin illustré en fig.l, dans différentes phases de fonctionnement; La fig.6 en est une coupe de détail; La fig.7 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, d'un élément de l'exécution de la fig.l; La fig.8 est une vue en perspective, avec arrachement partiel d'un élément de vérin selon une variante. Le vérin représenté en fig.l comporte une enveloppe souple et tubulaire 1 autour de laquelle sont enroulées trois courroies 2a,2b et 2c en matériau flexible mais inextensible et qui est susceptible d'être remplie en fluide sous pression, par exemple en air comprimé, à partir d'une source non représentée et au travers de conduits 3 faisant saillie à chaque extrémité de l'enveloppe. Les courroies 2a,2b et 2c sont reliées, par leur extrémité droite, 4(fig.2), à un point d'appui fixe, concrétisé au dessin par une armature 5 encastrée dans un élément de paroi 6, et, par leur extrémité gauche à un point 7 d'un objet sur lequel le vérin doit exercer une traction. Bien entendu, l'utilisation de courroies n'est pas donnée à titre limitatif: c'est ainsi que ces courroies peuvent être remplacées par tous autres liens flexibles et inextensibles tels que fils, cordes, câbles, chaines, lanières, etc. L'enveloppe 1 est constituée, sur une partie de son tour, par un voile souple et inextensible 8, et sur le reste, par une paroi 9, dépliable, reliant de manière étanche les bords longitudinaux du voile 8. Les courroies 2a,2b et 2c peuvent être fixées au voile 8 par exemple par couture, agraffage, rivetage, collage, etc, ou bien adhérer simplement sur l'enveloppe sans fixation matérielle avec cette dernière. Dans un cas extrême et à titre de variante, non représentée, ces courroies pourraient n'être fixées que le long des bords du voile 8, par exemple à des boucles solidaires de ces bords. La paroi 9 se présente à l'état detendu sous forme d'une série de plis 9a,9b et 9c, dont les différentes arêtes comportent des nervures élastiques de raidissement 10 (fig.6) rapportées sur les plis par collage. Dans une variante non représentée, ces nervures pourraient constituer une partie intégrante de la paroi 9 et être formées par des surépaisseurs correspondantes de cette paroi. Ces nervures sont suffisamment rigides pour ramener en position repliée, par leur élasticité propre, les divers plis 9a,9b et 9c décrits lorsque la paroi 9 a été tendue. Comme représenté (f ig.l et 7),,l'enveloppe 1 est cylindrique sur la plus grande partie de sa longueur et tronconique en la et lb à ses deux extrémités,- le diamètre apparent de cette enveloppe diminuant jusqu'à une valeur correspondant à celle du diamètre d'un manchon élastique d'étanchéité, lc, auquel l'enveloppe est fi-xée de manière étanche et qui est engagé élastiquement sur le conduit 3 déjà cité. Ainsi que le montre la fig.?, les parties tronconiques la et lb de l'enveloppe sont de constitution identique à celle du reste de l'enveloppe, la hauteur des plis 9a à 9c décrits diminuant toutefois au fur et à mesure qu'on se rapproche du manchon lc auquel ils aboutissent. Le fonctionnement du vérin décrit est le suivant Au repos, c'est-à-dire lorsque l'enveloppe 1 n'est pas gonflée, le voile 8 est replié cylindriquement et la paroi 9 est repliée dans son ouverture. La longueur de la courroie qui rattache ce vérin à l'armature 5 est égale à 12 alors que la longueur de la courroie par laquelle le vérin est fixé à l'objet sur lequel il doit exercer une traction (point 7) est égale à 11 : la distance totale séparant les points 4 et 7 est égale à 1o = lî + 12. Si de l'air sous pression est insufflé dans l'enveloppe 1, ce vérin développe alors un effort de traction T d'intensité égale à T = .p.D.l. Où : p = pression de l'air D = Diamètre de l'enveloppe 1 = longueur active de l'enveloppe p = rendement dépendant de l'élasticité de l'enveloppe, des frottements en jeu entre les courroies et cette paroi, etc. Lorsque les courroies 2a, 2b et 2c sont fixées sur le voile 8, et qu'elles ne peuvent en conséquence se déplacer sur la surface de celui-ci, des frottements ne peuvent intervenir qu'avec les deux nervures comprises entre les parties extrêmes des plis 9b et celles des plis 9a et 9c. Les fig.3 et 4 montrent comment a lieu ce contact dans deux phases intermédiaires du processus de gonflage de l'enveloppe 1 du vérin. Lorsque cette enveloppe est totalement gonflée (fig.5), la longueur 1g séparant les points 4 et 7, d'appui et d'application du vérin, a diminué d'une quantité A1 alors que le centre du cylindre que constitue cette enveloppe s'est déplacé vers la droite d'une longueur %bol. On voit donc qu'il suffit d'alimenter en air l'enveloppe du vérin par des conduits souples autorisant ce déplacement de Ȧî pour obtenir un vérin de traction très intéressant tant du point de vue de sa construction particulièrement aisée et bon marché, que de celui des performances qu'il est susceptible de réaliser : à ce propos, il convient de signaler que le vérin décrit est capable de produire sur les courroies 2a,2b et 2c un effort dont l'intensité augmente graduellement au fur et à mesure de l'accroissement du diamètre de l'enveloppe 1, cet effort étant égal, comme décrit, à T = D. 1. p. et ceci pour une pression p constante. En outre, un tel vérin présente la particularité d'avoir une course supérieure à son encombrement, ce qui le rend particulièrement intéressant dans de très nombreuses applications. Enfin, le vérin décrit est en matériau souple, et pourra être aisément disposé au voisinage de pièces en matériau très léger et délicat et entrer même en contact avec ces matériaux sans leur causer de dommages. Le retour du vérin en position de repos (fig.l et 2) pourra être obtenu de différentes manières - il pourra par exemple résulter uniquement d'une rigidité suffisante des plis 9a,9b et 9c de la paroi 9 et des éLéments de renforts 10 qui leur sont associés. - bien que le voile 8 soit un matériau inextensible, ce matériau pourrait présenter une certaine élasticité transversale et le voile pourrait être moulé en lui donnant un galbe cyl,indrique tel celui résultant de la fig.2, - on pourrait également exercer une certaine traction axiale sur l'enveloppe I se traduisant sur cette enveloppe par des efforts tendant à la maintenir en position fermée (fig.lXet 2), - on pourra enfin soumettre l'objet sur lequel la traction devra être exercée à l'action d'un organe élastique de rappel tendant à ramener cet objet dans sa position de départ(fig,2) lorsque la pression dans l'enveloppe 1 vient à manquer.Bien entendu, tous ces artifices ne peuvent être mis en oeuvre qu'au prix d'une diminution correspondante du rendementsde l'effort développé par le vérin sur les courroies 2a,2b et 2c. Dans la variante d'exécution de la fig.8, ltenveloppe qui est cylindrique est traversée sur toute sa longueur par un tube 11, alimenté à une ou aux deux extrémités én fluide sous pression, par exemple de l'air, pénétrant dans l'enveloppe par des trous de distribution 12 pratiqués dans la paroi du tube. L'enveloppe est reliée à chaque extrémité au tube 11 par deux parois tronconiques 13, en matière souple et inextensible, de préférence un tissu de polyamide, fixées par collage tant à l'enveloppe elle-même qu'au manchon de caoutchouc 14, engagé à force sur le tube. Cette enveloppe présente également, comme celle objet de l'exé- cution illustrée en fig.l, une paroi extensible formant trois plis 15a,15b et 15c. Ces plis s'étendent sur toute la longueur de l'enveloppe et sont engagéset collés dans des plis correspondants 13a,13b et 13c de chaque paroi tronconique d'extrémité 13 dont le fond s'étend à un niveau correspondant à celui des plis 15a,15b et 15c. Mis à part sa fonction d'organe d'alimentation en air du vérin, le conduit 11 exerce également celle d'organe résistant empêchant l'expulsion des parois d'extrémité 13 de l'enveloppe sous l'action de la pression de l'air qu'elle contient. La variante d'exécution représentée permet de réaliser un dépliage et une remise en plis de la paroi 15 beaucoup plus simple et mieux contrôlée que dans le cas de la construction des fig.l à 7, ce qui augmente non seulement le rendement du vérin mais en améliore en outre la sécurité de fonctionnement : bien entendu les avantages qui sont l'apanage du vérin selon la première forme d'exécution se retrouvent intégralement dans le. cas de cette variante. Le vérin de traction décrit est susceptible d'être utilisé seul ou en combinaison avec d'autres vérins similaires, par exemple par disposition en série et/ou en parallèle de plusieurs vérins. En outre, on peut également par un seul vérin exercer une traction sur deux objets mobiles distincts, de manière à rapprocher ces objets à l'encontre de forces antagonistes. Dans un tel cas, le point d'application du vérin sera, pour un objet, correspondant au point d'appui'de ce même vérin en ce qui concerne son action de traction exercée sur l'autre objet et vice-versa. REVENDICATIONS 1. Vérin de traction, caractérisé par une enveloppe souple et tubulaire, fermée aux extrémités et constituée, sur une partie de sa périphérie, par un voile inextensible et, sur le reste, par une paroi extensible de liaison des bords longitudinaux de ce voile, susceptible d'être escamotée à l'état détendu dans le voile, lorsque celui-ci est replié cylindriquement sur lui-même, ou déployé en tout ou partie entre les bords écartés du voile, pour constituer avec celui-ci un corps de périmètre supérieur à celui du corps cylindrique obtenu par pliage du seul voile, par au moins un élément allongé, perpendiculaire à l'axe de l'enveloppe et dont l'une des extrémités est destinée à être fixée à un point d'appui du vérin et, l'autre, à l'organe à tracter, cet élément faisant un tour complet de l'enveloppe et par des moyens pour introduire un fluide sous pression dans l'enveloppe en vue d'en augmenter le périmètre par gonflage, et de diminuer ainsi la distance comprise entre l'organe à tracter et le point d'appui du vérin. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi de liaison de l'enveloppe est agencée de manière à se plier en accordéon à l'état détendu. 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la paroi de liaison est constituée par une feuille souple, en matière inextensible, pliée en zig-zag et présentant le long des arêtes de pliage des éléments longitudinaux de raidissement, en ma tériau élastique, de section droite en forme de V, lesdits éléments constituant par leur élasticité des organes de rappel en position repliée de la partie de l'enveloppe dont ils sont solidaires. 4. Vérin selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les éléments de raidissement sont des profilés rapportés sur l'enveloppe. 5. Vérin selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les éléments de raidissement sont constitués par une augmentation locale de l'épaisseur de l'enveloppe. 6. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les extrémités de l'enveloppe sont tronconiques et font prise chacune sur un élément tubulaire constituant lesdits moyens d'introduction du fluide dans l'envelopppe. 7. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe est cylindrique et qu'elle est fermée à chaque extrémité par une paroi tronconique s'étendant chacune vers l'intérieur de cette enveloppe et par le fait que chaque paroi tronconique est fi xée de manière étanche, par son extrémité la plus resserrée, sur la paroi extérieure d'un tube s'étendant dans l'enveloppe, sur toute sa longueur, percé d'ouvertures entre les deux parois tronconiques d'extrémité et constituant lesdits moyens d'introduction du fluide dans l'enveloppe. 8. Vérin selon les revendications 1,2,3 et 7, caractérisé par le fait que chaque paroi tronconique comporte un voile inextensible sur une partie de son tour et une surface pliable sur le reste, agencée de manière que les plis de cette surface enveloppent ceux de ladite paroi de liaison de l'enveloppe. 9. Vérin selon 1 revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément allongé est fixé au voile de l'enveloppe.