Brevet FR2030441A1 — publié le 19701113

Le brevet suédois 149,327 décrit un ensemble de vérins qui permet de déplacer la charge tant dans le sens des lignes de force de la charge que dans le sens opposé,à l'aide d'une pince mobile reliée au piston et d'une pince reliée de façon fixe au boitier 5 de piston. Lors du soulèvement de la charge, la pince qui n'est pas chargée, est maintenue appliquée contre le profil de la tige de levage sous l'effet dè la force d'un ressort puis est amenée en engagement avec ledit profil, par une action de coin, lorsque la force est transférée à partir de la pince précédemment chargée. 10 Lors de l'abaissement de la charge, la pince non chargée doit être ouverte pour laisser passer la tige de levage et elle doit être fermée lorsqu'elle supporte la charge. Le mouvement du piston contrôle les mouvements d'ouverture et de fermeture de la pince mais on court le risque que la pince en charge soit ouverte avant 15 que la pince précédemment non chargée ait retenu ladite charge. La présente invention a pour objet d'éliminer ce risque grâce à un mécanisme de blocage qui empêche le dispositif d'ouverture d'ouvrir la pince en charge avant que la charge ait été soulevée d'une certaine distance par une autre pince, ce qui garantit ainsi 20 que la charge a été effectivement retenue par ladite pince. Lorsque la chàrge a été soulevée et que le mécanisme de blocage a relâché le dispositif drouverture afin de provoquer l'ouverture de la pince qui n'est pas en charge à ce moment, ladite pince peut être ramenée par le piston en position initiale 25 pour abaisser la charge. Au cours de ce mouvement, le dispositif d'ouverture maintient la pince ouverte alors que le mécanisme de blocage empêche la pince de se fermer. Lorsque la position initiale d'abaissement de la eharge a été atteinte, le mécanisme de bloeage relâche le dispositif d'ouverture grâce à quoi la pince 30 est fermée. Cette pince prend alors la eharge et peut commencer à la soulever. Avec deuy- vérins remplissant la fonetion ci-dessus en altei> nance, prenant la charge l'un de l'autre, on réalise une élévation ou un abaissement bien plus rapides que ce que l'on peut faire 35 avec les vérins connus jusqu'ici, étant donné que le mouvement de retour de la pince qui n'est plus en charge peut être effectué simultanément lorsque la pince en charge déplace ladite charge. Lors de l'abaissement de la charge, le milieu de pression est transféré du boîtier de piston de la pince en charge vers ce-40 lui de la pince qui n'est pas en charge, ce qui produit un mouve 70 03326 2 2030441 ment de retour plus rapide que ce que l'on pourrait obtenir avec un dispositif de pompage de dimensions économiques. Si, pour le fluide sous pression refoulé lors d'une première phase, par l'intermédiaire d'un dispositif de variation 5 de pression, on est amené à chasser une plus grande quantité de fluide sous pression dans le boîtier de piston, dont le piston doit être rappelé, et si le dispositif de variation de pression est commuté sur la phase finale, la pince précédemment non en charge prendra une proportion de la charge telle que le dispositif 10 d'ouverture pourra ouvrir la pince qui transmettra la charge. L'usage simultané de plusieurs paires de vérins fonctionnant alternativement pour déplacer une eharge rigide est avantageuse car la charge sera toujours supportée par un lit d'huile commun à tous les vérins, ce qui implique une répartition 15 égale de la charge sur tous les vérins. Dans les vérins connus jusqu'ici, où une pince fixe prend la charge en alternance, il ne peut pas se produire d'équilibrage de charge. Si un équilibrage complémentaire de la charge est exigé, la paire de vérins est équipée d'un dispositif à pistons dont le fluide sous pression 20 est refoulé par l'intermédiaire d'une soupape de trop-plein réglable si la charge dépasse la charge prévue sur le vérin. Lors de 11 emploi simultané de plusieurs vérins équipés d'un tel dispositif de protection contre les surcharges, les vérins peuvent être reliés à la même soupape de trop-plein à eondi-25 tion que l'injection du fluide sous pression dans les vérins soit empêchée par des soupapes de retenue qui garantissent que les autres vérins ne sont pas affectés par un vérin se trouvant en surcharge. Lesdites soupapes de retenue peuvent être supprimées par alimentation répétée de fluide sous pression aux dispositifs 30 de protection contre les surcharges afin qu'ils soient toujours en appui contre leurs butées supérieures. Les dessins ci-joints illustrent un mode de réalisation de l'invention mais l'invention peut, bien entendu, être réalisée autrement, tout en restant dans le eadre des revendi-35 cations annexées : Sur le dessin : - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un ensemble de vérins ; - les figures 2a_ et 2b représentent deux étapes de 40 fonctionnement dans l'élévation d'une eharge à l'aide de deux vé 70 03326 3 2030441 rins fonctionnant en alternance ; - les figures 3a.* 3]^, 3çu 3d représentent différents stades d'opération dans l'abaissement de la charge, à l'aide de deux vérins fonctionnant en alternance ; 5 - la figure 4 représente le raccordement de deux vérins fonctionnant en alternance par l'intermédiaire d'un dispositif de variation de pression ; - la figure 5 représente les vérins équipés d'un dispositif de protection contre les surcharges ; 10 - la figure 6 représente un vérin comportant un disposi tif de friction à ressort pour assurer la tension et le centrage de la tige de levage ; - la figure 7 montre comment la pince s'ouvre pour permettre l'introduction latérale de la barre de levage ; 15 - la figure 8 montre comment deux vérins fonctionnant en alternance sont reliés à leur source de pression ; - la figure 9 représente deux paires de vérins fonctionnant en alternance, disposées côte à côte sur un socle commun ; - la figure 10 représente une vue en plan, de dessus, 20 de la disposition illustrée à la figure 9. Tant que les boulons d'arrêt 1 sont introduits dans les trous traversant le boîtier extérieur 2 du vérin et les glissières 3 du mécanisme de blocage, lesdites glissières ne peuvent se décoller du siège que forme la butée réglable 4. Lorsque le 25 piston 5 est élevé par 1'alimentation de fluide sous pression, il entraîne le porte-billes 7 et la pince 8 vers le haut au moyen des tiges 6, en comprimant le ressort de rappel 9 et en éjectant l'huile du piston de rappel 35. Les billes 10 du mécanisme de blocage sont maintenues en 30 position inchangée par les glissières 3 afin que le manchon d'éjection 11 du dispositif d'ouverture ne puisse être poussé par le ressort d'éjection 13 contre les coins 12 de la pince. ' Les ressorts de coin 14 maiiitiènnent les coins 12 sous contrainte permanente contre la tige de levage 15 et les coins sont 35 maintenus serrés, lorsque la pince est soulevée vers le haut, mais glissent sans aucun engagement le long de la tige de levage lorsque le ressort de rappel 9 et le piston de rappel 35 déplacent la pince vers le bas. Le vérin fonctionne maintenant comme vérin de levage et peut travailler en alternance avec un autre vérin de ce type 40 ou une pince montée de façon fixe par rapport au boîtier de vérin. 70 03326 k 2030441 Sur la figure 2a., la pince du vérin supérieur est élevée par le fluide sous pression alimenté ce qui soulève ainsi la tige de levage et la charge qui y est reliée. En même temps, le ressort de rappel 9 et le piston de rappel 35 agissent sur la pince 5 du vérin inférieur, le fluide sous pression étant déchargé. Sur la figure 2b, la pince du vérin inférieur a atteint sa position extrême inférieure et prend la charge dès que la pression hydraulique dans le vérin supérieur commence à tomber. Les boulons d'arrêt 1 sont enlevés lorsque la charge doit 10 être abaissée. Le vérin représenté à la figure 1 a effectué une phase d&aissement et sa pince est ouverte pour permettre de revenir en position initiale en vue d'assurer la phase d'auaisse-ment suivante. Le dispositif de friction 16 a été réglé pour assu-rer'la friction désirée par serrage de la vis de réglage 17. Par 15 suite, le ressort 18 est comprimé de façon que le dispositif de friction 16 soit suffisamment déplacé pour laisser passer l'axe de butée 19 au travers du trou 20 de la plaque 21 qui est reliée de façon fixe au boîtier de vérin 2. Lorsque la tige de levage 15 est déplacée par rapport 20 au vérin dans un sens opposé à celui des lignes de force de la charge, pour garantir le fait qu'une autre pince a pris la charge, le dispositif de'friction participe au mouvement, de la tige de levage et élève les glissières 3, qui se déplacent par rapport au boulon 22 en raison des trous oblongs des glissières 3. 25 Les billes 10 du mécanisme de blocage peuvent alors être chassées de leur logement dans les glissières afin que le manchon d'extraction 11 soit projeté par le ressort d'extraction 13 contre les cales 12 ce qui permet d'ouvrir ainsi la pince. Lorsque la pince ouverte est élevée par le piston 5 et est engagée avec les 30 glissières, les billes 10 sont à nouveau insérées dans le porte-billes 7 par la surface chanfreinée des glissières. Les billes 10 sont maintenant disposées au-dessous du rebord du manchon drextraction 11, ce qui empêche ainsi ce dernier d'être rappelé par le ressort fl'écartement.23 et les ressorts de 35 cale 14 lorsque le ressort d'extraction 13 n'atteint plus le manchon d'extraction 11. Lorsque la pince de l'autre vérin commence à abaisser la tige de levage 15, le dispositif à friction 16 tire les glissières 3 vers le bas en position initiale. Lorsque le vérin des-40 cendant la charge a atteint sa fin de course désirée, la pince 70 03326 5 2030441 ouverte est amenée en fin de course supérieure, le ressort d'extraction 36 étant comprimé par les cales 12 ; lorsque les billes 10 arrivent à la surface chanfreinée supérieure des glissières 3, elles peuvent sauter du porte-billes 7 sous l'effet du rebord du 5 manchon d'extraction 11 sous la pression du ressort d'éeartement 23» des ressorts de cale 14 et du ressort d'extraction 36. Le réglage de la course s'effectue par réglage de la butée 4. Les cales 12 sont alors contraintes contre la tige de levage 15 au moyen des ressorts de cale 14 et du ressort d'extraction 36 et, 10 lorsque le piston 5 continue à élever la pinee 8, les cales 12 sont engagées et prennent la charge de l'autre vérin. Lorsque plusieurs vérins coopèrent dans l'abaissement de la charge, il importe que tous les vérins soient simultanément amenés dans un nouvel engagement ce qui est réalisé par un dispositif de butée 15 37 arrêtant le mouvement de rappel de la pince 8 jusqu'à ce que la pression du fluide ait atteint une valeur dépendant du réglage du dispositif d'arrêt. Ceci élimine les différences dans les mouvements de vérin provoquées par des forces de frottement différentes. Lors de l'abaissement de la charge, la pince en charge 20 à ce moment se déplace vers le bas et les billes 10 seront contraintes par la surface ehanfreinée supérieure des glissières 3 dans le porte-billes 7 au-dessus du rebord du manchon d'extraction 11. Dans la phase finale du mouvement d'abaissement, -le 25 manchon d'extraction 11 comprime le ressort d'extraction 13 et est ainsi ramené en position initiale. La manière dont coopèrent deux vérins travaillant alternativement, apparaît sur les figures 3â^ 3£U 3d.. Sur la figure 3a, le vérin supérieur a abaissé la charge jusqu'à la posi-30 tion désirée et la pince du vérin supérieur a été fermée en position de fin de course supérieure. En envoyant une quantité de fluide sous pression" supplémentaire au vérin inférieur de la figure 3b, ce vérin prend la charge et la soulève sur une distance suffisante pour provoquer, par le dispositif de friction, le sou-35 lèvement des glissières et le relâchement des billes afin que le manchon d'extraction puisse repousser les cales. Comme on peut le voir sur la figure 3Ç., le vérin inférieur peut alors abaisser la charge pendant que la pince ouverte du vérin supérieur est déplacée vers le haut. Sur la figure 3 70 03326 6 2030441 fermée lorsque les billes ont dépassé la surface chanfreinée supérieure des glissières. La position initiale représentée à la figure 3a sst maintenant atteinte à nouveau tandis que les rôles des vérins sont interchangés. 5 On peut voir sur la figure 4 comment le fluide sous pression est chassé du boîtier de piston 24 du vérin en eharge dans le boîtier de piston 25 du vérin non en charge, grâce h quoi le piston et la pince ouverte du dernier vérin sont amenés en position initiale pour abaisser la charge. La mise en position in-10 termédiaire du système de soupape 26 fait intervenir un dispositif de variation de pression 27 qui, dans la première phase, envoie vers le boîtier de piston 25 une quantité de fluide sous pression plus grande que la quantité refoulée du boîtier de piston 24. Dans la phase finale, le système de soupape est décalé d'un cran sup-15 plementaire afin que le dispositif de variation de pression 27 soit relié de façon inverse dans le système. Par suite, la pince précédemment non en charge dans le vérin inférieur, peut supporter la plus grande partie de la charge de la pince du vérin supérieur de telle sorte que ladite dernière pince peut être ouverte. 20 La figure 5 montre comment une paire de vérins est équipée d'un dispositif de protection contre les surcharges sous la forme d'un dispositif à piston 28 qui est relié à une soupape de trop-plein 29. Si les dispositifs à piston 28 de plusieurs vérins sont reliés à la même soupape, de trop-plein 29, des soupapes 25 d'arrêt 30 sont nécessaires dans les canalisations afin que le fluide sous pression refoulé par un dispositif à piston 28 ne puisse être entraîné dans un autre dispositif à piston 28. En variante, les soupapes d'arrêt 30 peuvent être supprimées si l'on est certain que les pistons des dispositifs h piston sont mainte-30 nus en permanence en appui contre les butées supérieures au moyen des raccords 31 qui aboutissent au système de pression des vérins et qui sont équipés de soupapes d'arrêt. La figure 6 représente une paire de vérins dans laquelle un dispositif à friction 32, à l'aide d'un mécanisme à ressort, 35 maintient la tige de levage 15 en position correcte .et sous tension afin que la pince du vérin supérieur soit dans les mêmes conditions favorables de travail que la pince du vérin inférieur. La figure 7 montre comment la pince est conçue afin de permettre son ouverture pour l'introduction latérale de la tige 40 de levage 15 à l'intérieur. La pince dont les coins 12 retiennent 70 03326 7 2030441 la tige de levage 15 sur tous les côtés, est maintenue en position fermée par un ensemble à boulons 33, un joint 34, ou un dispositif de serrage hydraulique d'un modèle adéquat connu précédemment. 5 La figure 8 montre .que la tuyauterie d'alimentation 38 qui envoie du fluide sous pression au piston de levage du vérin inférieur 39 a un circuit de dérivation 40 envoyant du fluide sous pression au piston de rappel dans le vérin supérieur 41. De même, la tuyauterie d'alimentation 42 alimentant en fluide 10 sous pression le piston de levage du vérin supérieur 4l a un circuit de dérivation 43 envoyant le fluide sous pression au piston de rappel dans le vérin inférieur 39* Sur la figure 9, on peut voir une paire de vérins 45 qui, au moyen des tiges 46, sont reliés à une pince supérieure 15 47 que l'on peut monter sur un socle 44, sur le côté d'une autre paire de vérins 49, qui, au moyen des tiges 50, sont reliés à une pince inférieure 51. Les paires de vérins travaillent en alternance en déplaçant l'élément de tige 48, un dispositif à friction commun 53 actionnant les mécanismes de blocage 54 et 55 pour 20 les pinces inférieures 51 et supérieures 47 respectivement. On peut voir, à la figure 10 comment chaque paire de vérins 45 et 49 respectivement est disposé de manière que l'élément de tige 48 se trouve sur la résultante des forces de piston. 70 03326 8 2030441 REVENDICATIONS 1 - Ensemble de vérins, de préférence pour l'abaissement d'un élément de tige en charge, comportant une pince pour mettre en prise l'élément de tige et un dispositif d'ouverture 5 pour dégager la pince de l'élément de tige, essentiellement caractérisé par le fait que le dispositif d'ouverture de la pince coopère avec un mécanisme couplé avec l'élément de tige et est muni, de préférence, d'un dispositif de blocage. 2 - Ensemble de vérins selon la revendication 1, essen- 10 tiellement caractérisé par le fait que le mécanisme de blocage est relié à l'élément de tige en charge par l'intermédiaire d'un dispositif à friction. 3 - Ensemble de vérins selon les revendications 1 ou 2, essentiellement caractérisé par le fait que le mécanisme de bloca- 15 ge est adapté pour relâcher le mécanisme d'ouverture seulement après que l'élément de tige en charge ait été déplacé dans un sens opposé à celui des lignes de force de la charge. 4 - Ensemble de vérins selon l'une des revendications 1 à 3, essentiellement caractérisé par le fait que le mécanisme 20 de blocage est adapté pour maintenir le dispositif d'ouverture de la pince engagé sur la pince lorsque cette dernière se déplace dans un sens opposé à celui des lignes de force, de la charge pour aller prendre sa position initiale pour l'abaissement de l'élément de tige. 25 5 - Ensemble de vérins selon la revendication 4, essen tiellement caractérisé par le fait que le mécanisme de Hocage est adapté pour faire cesser l'engagement du dispositif d'ouverture avec la pince lorsque cette dernière a été déplacée sur une certaine distance dans un sens opposé à celui des lignes de force de 30 la eharge. 6 - Ensemble de vérins selon la revendication 5, essentiellement caractérisé par le fait que la pince coopère avec un dispositif d'arrêt qui est adapté pour empêcher le-mouvement de déplacement de la pince jusqu'à ce que ladite pince soit soumise 35 à un effort de déplacement donné. 7 - Ensemble de vérins selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par le fait que le mécanisme de blocage est adapté, malgré l'action d'un ressort, pour maintenir le dispositif d'ouverture espacé par rapport à la pince, grâce à quoi le dispo- 40 sitif d'ouverture sous l'action du ressort frappe la pince lorsque 70 03326 9 2030441 cette dernière se déplace sans engagement avec l'élément de tige. 8 - Ensemble de vérins selon la revendication 33 essentiellement caractérisé par le fait que la course est variable au moyen d'une butée réglable qui définit au moins une des positions ex- 5 trêmes du mécanisme de blocage. 9 - Ensemble de vérins selon la revendication 2, essentiellement caractérisé par le fait que le dispositif à friction coopère avec une vis de réglage pour régler la pression avec laquelle le dispositif à friction est appliqué contre 1rélément de tige et 10 que le dispositif à friction coopère avec le dispositif de butée adapté pour empêcher le dispositif à friction de coopérer avec le mécanisme de blocage jusqu'à ce qu'une certaine pression ait été appliquée. 10 - Ensemble de vérins selon la revendication 1, essentielle- 15 ment caractérisé par le fait qu'il est combiné avec un dispositif de friction coopérant avec l'élément de tige pour le serrage et le centrage dudit élément de tige par rapport à l'ensemble de vérins. 11 - Ensemble de vérins selon la revendication 1, essentielle- 20 ment caractérisé par le fait que la pince qui assure son serrage tout autour de l'élément de tige est constituée de façon à pouvoir s'ouvrir afin de permettre l'introduction latérale de l'élément de tige à l'intérieur. 12 - Ensemble de vérins selon la revendication 1, essentielle- 25 ment caractérisé par le fait qu'il est adapté pour fonctionner en alternance avec un autre ensemble de vérins de même nature ou de nature similaire. 13 - Ensemble de vérins selon la revendication 12, essentiellement caractérisé par le fait que chaque vérin est muni d'un pis- 30 ton de levage et d'un piston de rappel, lesdits pistons de levage et pistons de rappel dans les deux vérins étant reliés en alternance. 14 - Ensemble de vérins selon la revendication 12, essentiellement caractérisé par le fait que chaque pince est adaptée pour 35 coopérer avec un groupe cylindre-piston actionnée par un fluide sous pression, le cylindre de la pince en charge étant adapté, lors des opérations de descente, pour être relié de façon directe ou indirecte au cylindre de la pince non en charge par l'intermédiaire d'un dispositif de variation de pression. 40 15 - Ensemble de vérins selon la revendication 1, essentiel- 70 03326 10 lessnt caractérisé par le fait qu'il est adapté pour être supports par un groupe piston-cylindre actionné par un fluide sous pression particulier et dont le cylindre est relié à une soupape de trop-plein réglable de manière adéquate. 5 16 - Ensemble de vérins selon la revendication 15, es sentiellement caractérisé par le fait que la soupape de trop-plein est commune à plusieurs groupes cylindre-piston qui sont prévus pour différents ensembles de vérins et dont les cylindres sont reliés à la soupape de trop-plein par des canalisations munies de 10 soupapes d'arrêt. 17 - Ensemble de vérins selon la revendication 15, essentiellement caractérisé par le fait que le groupe cylindre-piston est adapté pour être maintenu en position d*extension complète par" le fluide sous pression injecté dans le cylindre.