Brevet FR2132206A1 — publié le 19721117

i 2132206 La présente invention se rapporte à un vérin hydraulique ou pneumatique à cylindre et piston à double effet, muni d'un mécanisme de verrouillage mécanique qui comprend un verrou monté oscillant et destiné à immobilier la tige du piston à l'intérieur du cylindre. Dans un vérin de ce type déjà connu, le verrou oscillant, qui est articulé à un point fixe du cylindre, est percé d'un trou dans lequel la tige du piston est enfilée , et muni d'un moyen élastique qui tend à le placer dans sa position basculée dans laquelle il coince la tige de piston dans ce trou. Pour décoincer le-verrou, le cylindre est fermé par un chapeau libre qui, lorsque la chambre située du côté de ce chapeau est mise sous pression, agit par un prolongement sur le verrou en surmontant la force du moyen élastique. Ce verrou ne bloque la tige du piston que dans un sens. Si cette tige doit pouvoir être immobilisée dans les deux sens, il est nécessaire de prévoir deux verrous oscillants disposés symétriquement et combinés à des chapeaux de cylindres libres et à des prolongements de ces chapeaux. Le montage du deuxième chapeau de cylindre libre nécessite l'utilisation d'un deuxième cylindre, en plus de celui prévu pour le piston et le premier chapeau. Comparativement à la course du piston, ce dispositif connu présente une longueur hors tout relativement grande, en raison de la présence des deux verrous oscillants, des deux chapeaux libres et de la chambre du cylindre supplémentaire qu'il est nécessaire de prévoir pour le deuxième chapeau libre. Dans un autre vérin à verrouillage mécanique, dans lequel le piston doit pouvoir être verrouillé dans le cylindre, le verrou oscillant est articulé sur le piston en un point fixe et excentré de ce piston. Sur son côté, qui est à l'opposé de cette articulation, le verrou est attaqué par un ressort qui prend également appui sur le piston et qui tend à placer ce verrou dans la position inclinée ou basculée. Le verrou agit sur une bague de blocage qui s'appuie contre la surface interne du cylindre. Pour supprimer le verrouillage, il est prévu un piston supplémentaire sur le côté du verrou qui est à l'opposé du piston. Quel que soit le sens, dans lequel le piston principal doit se déplacer, on doit tout d'abord supprimer le verrouillage au moyen du deuxième piston. Ce dispositif est en outre d'une construction très compliquée. L'invention vise à réaliser un vérin pneumatique ou hydraulique, à double effet, muni d'un dispositif de verrouillage agissant dans les deux sens, et qui soit de plus faible longueur et d'une construction moins coûteuse que les vérins déjà connus qui ont été décrits ci-dessus. 72 11107 2 2132206 Suivant l'invention, ce but est atteint dans un vérin du type cité au début par le fait que le verrou oscillant est constitué par une plaque qui, en s'inclinant par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre, se coince contre la surface interne de ce cylindre, et qui est montée entre deux disques fixés sur la tige du piston à un écartement mutuel fixe, que chaque disque porte une saillie dirigée vers le verrou oscillant et qu'il est prévu, de chaque côté de ce verrou oscillant, un poussoir qui se déplace axialement par rapport au disque, et est pressé contre le verrou oscillant lorsque l'une des chambres du cylindre est mise sous pression, les dispositions relatives des saillies et des poussoirs étant telles que les saillies agissent sur le verrou oscillant dans le sens qui tend à l'incliner par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre tandis que, lorsque le cylindre est mis sous pression, les poussoirs agissent sur le verrou oscillant dans le sens qui tend à le ramener dans le plan normal, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe du cylindre, et que le vérin comprend, soit deux pistons séparés, placés respectivement devant les disques, qui coulissent sur la tige du piston du vérin et qui agissent sur les poussoirs lorsque le vérin est sollicité par la pression, soit des poussoirs formant eux-mêmes des pistons et sollicités directement par la pression intérieure du vérin. Le vérin suivant l'invention ne comporte qu'un seul verrou qui bloque la tige de piston dans le cylindre dans les deux sens. L'ensemble du mécanisme composé du verrou, des disques, et éventuellement des pistons, a une longueur relativement courte. Toute la longueur du cylindre reste disponible pour la course du vérin. Il n'est pas nécessaire de prévoir un cylindre spécialement préparé, comme cela était indispensable dans le cas des mécanismes déjà connus, pour le montage du verrou et des chapeaux libres. Il est préférable de prévoir, en combinaison avec chaque saillie, un poussoir opposé axialement et diamétralement à cette saillie, les saillies étant de même hauteur et la distance de débattement du verrou entre une saillie et un poussoir étant égale à la hauteur de cette saillie. Cet agencement et ce dimensionnement des poussoirs et des saillies garantissent que, lorsque le cylindre est mis sous pression, le verrou revient exactement dans le plan normal en quittant sa position inclinée et est, par conséquent, décoincé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la course axiale libre des pistons est limitée d'une façon simple par des butées montées sur la tige du piston. 72 11107 3 2132206 Suivant une caractéristique de l'invention, les poussoirs formant pistons sont montés dans les cavités des disques qui servent de cylindres pour ces poussoirs, et des conduits sont ménagés dans les disques pour la transmission de la pression aux poussoirs, les disques constituant 5 également des pistons. Pour disposer également de la possibilité de déplacer la tige de piston dans le cylindre sans le solliciter par une pression et, suivant une autre caractéristique de l'invention, une butée porte un élément de blocage mobile dans le sens axial et destiné à agir sur un piston. Cet 10 "élément de blocage assure la fonction du fluide sous pression en ce sens que, lorsqu'il agit sur le piston, il presse le poussoir contre le verrou et fait pivoter ce dernier dans le plan normal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs 15 exemples de réalisation, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, et en se référant aux dessins annexés,- sur lesquels : - la figure 1 est une coupe axiale d'un vérin suivant l'invention ; - la figure 2 est une coupe axiale d'un autre vérin ; et 20 - la figure 3 est une coupe axiale d'encore un autre vérin suivant l'invention. Un vérin suivant l'invention comprend un cylindre 1 muni d'une entrée inférieure 2 et d'une entrée supérieure 3 pour l'introduction du fluide sous pression. Une tige de piston 4 émerge du cylindre 1 en traversant 25 une ouverture 5. La tige 4 du piston porte deux butées 6,7 montées en position fixe. Sur la butée 7 est vissé un écrou aitebb quant 8. Cet écrou 8 est percé d'un trou 9 qui est centré dans le prolongement d'une vis 10, tientée dans le chapeau supérieur du cylindre 1 et qu'on peut visser pour l'engager plus ou moins profondément dans la cavité du cylindre. La tige 4 du piston porte également, entre les deux 30 butées 6, 7, deux disques 11, 12 fixés à un certain écartement mutuel en position fixe sur la tige. Chaque disque porte, à proximité de son bord extérieur, une saillie 13 ou 14 et, en un point diamétralement opposé, un poussoir 17 ou 18 qui coulisse axialement dans un perçage 15 ou 16. Un verrou 19, constitué par une plaque cylindrique, est monté libre entre les 35 deux disques. La tige de piston 4 traverse avec jeu un perçage 20 du verrou 19. Ce verrou porte, dans une rainure circulaire 21 aménagée dans sa périphérie extérieure, une bague de guidage élastique 22 qui le centre et qui, dans la position normale, c'est-à-dire dans la position perpendiculaire à l'axe 72 11107 4 2132206 du cylindre, le maintient à un certain écartement de la paroi du cylindre. Le diamètre du verrou 19 est calculé en fonction du diamètre du cylindre 1, de manière que ce verrou se coince contre la paroi du cylindre en basculait. Les deux saillies 13, 14 ont une hauteur telie (elles sont de même hauteur dans l'exemple de réalisation considéré) et un écartement axiale tel que le verrou 19 puisse être ramené à sa position de déverrouillage en partant de sa position de verrouillage ou position inclinée. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le mécanisme comprend deux pistons plats 23 et 24, libres en translation axiale sur la tige de piston 4, montés à joint étanche sur cette dernière au moyen de bagues d'étanchéité toriques, et dont l'un est placé entre la butée 6 et le disque 11, tandis que l'autre est placé entre la butée 7 et le disque 12» Lorsqu'ils sont sollicités par le fluide sous pression, les pistons 23, 24 agissent sur les poussoirs 17, 18, qui ont une hauteur supérieureà celle des disques 11, 12. A leur périphérie, les pistons 23, 24 portent des garnitures d'étanchéité annulaires à lèvre, qui s'appuient plus ou moins fortement contre la paroi du cylindre en fonction de la pression quiF agit sur elles. L'exemple de réalisation de la figure 2 ne se distingue essentiellement de celui de la figure 1 que par le fait que les poussoirs 17, 18 ne sont pas mobiles par rapport aux pistons 23, 24 qui agissent sur eux. Dans cet exemple de réalisation, les poussoirs 17si, 18a^ sont constitués par des jupes portées par les pistons 23;a, 24a^ engagées entre la paroi du cylindre et les disques lia, 12a et dirigées vers le verrou 21. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 3 se distingue de celui de la figure 1 par le fait que les disques 11b., 121d sont montés à joint étanche contre la surface du cylindre 1, par des garnitures d'étanchéité à lèvre 27, 28, qui sont encastrées dans leur surface périphérique, et par le fait que ces disques présentent une cavité 29, 30 sur leur face dirigée vers le verrou 21. Cette cavité 29, 30 joue le rôle d'un cylindre pour un poussoir 17b^, 18b présentant la forme d'un piston. Le poussoir 17Jb3 18b^ est monté à joint étanche dans la cavité 29, 30 par une bague d'étanchéité torique 31, 32 prévue dans sa périphérie, et il est également monté à joint étanche sur la tige de piston 4 par une bague d'étanchéité torique 33, 34» montée dans la surface périphérique de son perçage intérieur. Les cavités 29, 30, qui jouent le-rôle de cylindres, sont reliées respectivement aux deux chambres du cylindre principal 1 par des conduits, 35, 36 pour l'une et 37, 38 pour l'autre. Le disque 12b porte un poussoir 39 qui peut se déplacer axialement en direction du poussoir 18]d sous la poussée de l'écrou 8. 72 11107 5 2132206 Un vérin suivant l'invention travaille de la façon suivante. Si, lorsque la tige de piston se trouve dans la position représentée, une charge agit de haut en bas sur cette tige, le verrou 19 est repoussé vers le bas par la saillie 14, et il s'incline de manière à se coincer contre la paroi du cylindre, La tige de piston est ainsi immobilisée dans le cylindre. Si, au contraire, une force dirigée de bas en haut agit sur la tige de piston 4, la saillie 13 exerce une pression de bas en haut contre le verrou. La tige de piston ne peut donc pas non plus &©■ déplacer de bas en haut. Si, maintenant, on introduit un fluide sous pression dans le cylindre par l'entrée 2, le piston 23 de l'exemple de réalisation de la figure 1 s'élève et, par l'intermédiaire du poussoir 17, exerce une pression sur le verrou 19 et fait pivoter ce dernier jusqu'à ce qu'il bute sur la saillie 14 et, de ce fait, se trouve dans le plan normal et soit décoincé ou dégagé. Le piston 23 exerce ensuite sa pression sur le disque 11 et repousse l'ensemble et la tige de piston 4 de bas en haut dans le cylindre 1. Il se produit de la même façon un déverrouillage ou décoincement, et un déplacement de l'ensemble de haut en bas lorsqu'on introduit un fluide sous pression dans le cylindre 1 par l'entrée 3. Les garnitures d'étanchéité à lèvre 25, 26 améliorent la fiabilité de l'ensemble dans la mesure où, lorsqu'il s'est accumulé une certaine quantité de fluide sous pression dans l'intervalle entre les pistons 23 et 24, ce fluide peut s'échapper de cet intervalle lorsque l'un de ces pistons est sollicité par la pression, de sorte que ce piston ne subit pas la résistance d'une contre-pression. Le mode d'action de l'exemple de réalisation de la figure 2 est analogue à celui de la figure 1. Le fonctionnement de l'exemple de réalisation de la figure 3 est en principe analogue à celui de la figure 1. A la différence de ce qu'on observe dans le cas des figures 1 çt 2, les disques 111s et 121) sont directement sollicités par la pression pour le déplacement de l'ensemble. Les poussoirs 17b, 18b sont sollicités directement par la pression, par l'intermédiaire des conduits 35 à 38, pour décoincer le verrou 21. La charge, qui peut être soulevée à une pression donnée, dépend de l'aire des poussoirs 17b., 18b qui est sollicitée par la pression. Afin -^de pouvoir utiliser de la façon optimale la pression donnée, dont on dispose pour soulever la charge, on s'efforce de donner la plus grande valeur possible à l'aire sollicitée par la pression sur les poussoirs 17b, 18b. Comparativement à l'exemple de réalisation de la figure 3, les exemples des figures 1 et 2 présentent l'avantage que la force de 72 11107 6 2132206 déplacement n'agit sur la tige de piston 4 que lorsque le verrou a été décoincé. Au contraire, dans l'exemple de réalisation de la figure 3, les disques 11b, 12b, qui jouent le rôle de pistons, sont sollicités par la pression dès le début de la transmission de la pression du vérin. Afin de pouvoir déplacer axialement l'ensemble comprenant la tige de piston 4 dans le cylindre 1, sans que ce cylindre 1 ne soit sollicité par la pression, par exemple lors du montage du vérin ou de l'essai, on peut déplacer 1'écrou autobloquant 8 sur la butée 17, par rotation de cet écrou, en direction du piston 24, sur une distance telle que le verrou 19 soit ramené dans le plan normal par l'intermédiaire du poussoir 18, Cette rotation de 1'écrou 8 peut être exécutée alors que le cylindre 1 est fermé, du fait qu'on peut immobiliser l'écrou 8 au moyen de la vis 10 que l'on engage à cet effet dans le perçage 9. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 72 11107 , 2132206 .REVENDICATIONS 1. Vérin hydraulique ou pneumatique à cylindre et piston à double effet et muni d'un verrouillage mécanique qui comprend un verrou, monté 5 oscillant et destiné à immobiliser la tige du piston à 1'intérieur du cylindre, ce vérin étant caractérisé en ce que le verrou oscillant est constitué par une plaque qui, en s'inclinant par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre, se coince contre la surface interne de ce cylindre, et qui est montée entre deux disques fixés sur la tige du piston 10 à un écartement mutuel fixe, en ce que chaque disque porte une saillie dirigée vers le verrou oscillant, et qu'il est prévu, de chaque côté de ce verrou oscillant, un poussoir qui se déplace axialement par rapport au disque et est pressé contre le verrou oscillant lorsque l'une des chambres de travail du cylindre est sollicitée par la pression, les dispositions relatives des 15 saillies et des poussoirs étant telles que les saillies agissent sur le verrou oscillant dans le sens qui tend à l'incliner par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du cylindre, tandis que, lorsque le cylindre est sollicité par la pression, les poussoirs agissent sur le verrou oscillant dans le sens qui tend à le ramener dans le plan normal, et en ce 20 qu'il comprend, soit deux pistons libres placés respectivement devant les disques, qui coulissent sur la tige du piston du vérin et qui agissent sur les poussoirs lorsque le vérin est sollicité par la pression, soit des poussoirs formant eux-mêmes des pistons et sollicités directement par la pression intérieure du vérin. 25 2. Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque poussoir coopère avec une saillie placée dans une position opposée à celle du poussoir dans la direction axiale aussi bien que dans la direction diamétrale, en ce que les deux saillies sont de même hauteur et en ce que le débattement, dont le verrou oscillant dispose entre une saillie et un 30 poussoir, est égal à la hauteur d'une saillie. 3. Vérin suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la course axiale des pistons libres est limitée par des butées montées sur la tige de piston du vérin. 4. Vérin suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé 35 en ce que les poussoirs formant pistons sont logés dans des cavités des disques qui jouent le rôle de cylindres pour ces poussoirs, des conduits étant pratiqués dans les disques pour la transmission de la pression aux poussoirs et ces disques constituant eux-mêmes des pistons. 5. Vérin selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une butée porte un élément de blocagej dont on peut régler la position axiale, et au moyen duquel on peut immobiliser l'un des pistons libres.