Brevet FR2168944A1 — publié le 19730907

L'invention concerne les vérins hydrauliques ou pneumatiques à double effet. avec ou sans amortisseur incorporé, comportant deux chambres de manoeuvre et permettant, par admission et suppression de pression, des déplacements d'un piston dans un sens ou dans l'autre, et elle permet une réalisation simple et compacte de ce type de vérins. L'invention a ainsi pour objet un système de vérin à double effet, commandé par fluide. comportant deux chambres de manoeuvre et une partie mobile déplacée dans un sens ou dans l'autre suivant qu'un fluide sous pression est admis dans l'une ou dans l'autre des deux chambres de manoeuvre, caractérisé en ce que cette partie mobile est constituée par une tige coulissante dont les extrémités pénètrent respectivement dans l'une et dans l'autre desdites chambres de manoeuvre où elles constituent les pistons moteurs du vérin et dont la partie centrale est accouplée à l'organe que doit manoeuvrer le verin. Ladite tige coulissante peut pénétrer dans chacune desdites chambres de ma noeuvre en traversant une portée de guidage et les deux portées de guidage ainsi installées peuvent être les seuls organes de guidage de la tige coulissante. Des pistons amortisseurs peuvent éventuellement être montés à chaque extrémité de ladite tige coulissante. notamment avec un jeu permettant un déplacement limité des pistons amortisseurs par rapport à la tige coulissante. En se référant aux figures schématiques ci-jointes, on va décrire des exemples de mise en oeuvre de l'invention. Les figures i et 2 sont des coupes par l'axe d'un vérin, la figure I correspondant à un appareil sans dispositif amortisseur et la figure 2 à un appareil avec dispositif amortisseur. Les figures 3 et 4 sont des vues en élévation et montrent des accouplements de tels vérins à un organe à manoeuvrer. Sur la figure 3, la direction du déplacement du piston du vérin est la même que celle de l'organe à manoeuvrer. Sur la figure 4, la direction du déplacement du piston du vérin est perpendiculaire à la direction du déplacement de l'organe à manoeuvrer. Sur la figure 1, le vérin a double effet comprend un corps de guidage t. comportant des portées de guidage étanches 2 et 3 dans lesquelles coulisse une tige 4. Chacune des extrémités de la tige 4, formant piston, est munie d'une butée 5 ou 6 qui, en fin de course. soit dans un sens soit dans l'autre. entre en contact avec l'une des enveloppes 7 ou 8 de deux chambres de manoeuvre 9 ou 10 pouvant recevoir le fluide de manoeuvre pour déplacer la tige 4 dans un sens Il ou dans l'autre sens 12. Le déplacement du vérin dans le sens Il est obtenu en admettant le fluide sous pression dans la chambre 9 par un orifice 13 et en supprimant la pression dans la chambre 10 par un orifice 14. Le déplacement du vérin dans le sens 12 s'obtient en admettant la pression dans la chambre 10 par l'orifice 14 et en sup primant la pression dans la chambre 9 par l'orifice 13. Dans les deux cas, la section motrice sur laquelle agit la différence de pression entre les chambres 9 et 10 est la section de la tige 4 formant piston. Sur la figure 2, le vérin à double effet comprend aussi un corps de guidage 1 comportant des portées de guidage étanches 2 et 3 dans lesquelles coulisse la tige 4. Aux deux extrémités de cette dernière, des pistons amortisseurs 15 et 16 sont fixés avec un certain jeu à l'aide de pièces telles que 17 et 18 qui peuvent, par exemple, être vissées dans la tige 4. Les pistons 15 et 16, guidés respectivement par des organes d'étanchéité 19 et 20, ainsi que les jeux entre les pistons 15 et 16 d'une part et les fixations 17 et 18 d'autre part, sont prévus de façon à éviter tout coincement et toute réaction pouvant perturber l'alignement de la tige 4 dans les portées de guidage 2 et 3 pendant la manoeuvre du vérin. Les pistons 15 et 16 assurent l'amortissement en fin de course.Aux deux extrémitées du vérin, les enveloppes extérieures 7 et 8 renferment le fluide moteur et contiennent, outre les chambres 9 et 10, une chambre 21 à la partie supérieure et une chambre 22 à la partie inférieure, l'ensemble de ces chambres permettant d'assurer les manoeuvres du vérin. L'amortissement est obtenu grâce à des clapets 23 et 24 et à des tubes de guidage 25 et 26 comportant respectivement des orifices en 27 et 28 d'une part, et en 29 et 30 d'autre part. Les dimensions et la position de ces orifices sont déterminées en fonction des caractéristiques de l'amortissement que l'on désire obtenir en fin de course du vérin. Les chambres 9 et 21 d'une part, et les chambres 10 et 22 de l'autre sont alimentées respectivement par les orifices 13 et 14. Le déplacement du vérin dans le sens de la flèche Il est obtenu en admettant le fluide sous pression dans les chambres 9 et 21 par l'orifice 13 et en supprimant la pression dans les chambres 10 et 22 par l'orifice 14. La section motrice sur laquelle agit la différence de pression est la section de la tige 4. Pendant la course de la tige 4, à la partie supérieure du vérin, le fluide contenu dans la chambre 9 est déplacé vers la chambre 31 formée au-dessus du piston 15. Ce déplacement s'effectue d'abord de la chambre 9 vers la chambre 21 par les orifices 27 et de la chambre 21 vers la chambre 31 principalement par le clapet 23 dont l'organe mobile 32 est repoussé par la pression et séparé de son siège 33 et accessoirement par les petits orifices 28. En même temps, à la partie inférieure du vérin, le fluide contenu dans la chambre 10 est déplacé par les orifices 29 et 30 vers la chambre 22 d'où il est, d'une part refoulé par l'orifice 14 et d'où il passe, d'autre part, grâce à des orifices 34, dans l'espace 35 situé audessus du piston 16.Les orifices 29, d'assez grande dimension, assurent au début une vidange rapide de la chambre 10 vers la chambre 22, jusqu'à ce que le dispositif d'étanchéité 20 du piston 16 parvienne dans la position correspondant à la flèche 36. A partir de cette position, l'écoulement est freiné car le-maintien par la pression de l'organe mobile 37 du clapet 24 sur son siège 38 empoche tout passage de fluide par le clapet 24 et parce que les orifices 30 sont de faible dimension. Il se crée ainsi dans la chambre 10 une contrepression assurant l'amortissement en fin de course de la partie mobile du vérin. Lorsque le vérin se déplace en sens inverse suivant la flèche 12, par admission de la pression par l'orifice 14 et suppression de la pression à l'orifice 13. le fonctionnement est identique. L'accouplement du vérin avec l'organe à manoeuvrer est le plus souvent réalisé à l'aide de bielles fixées sur un axe 39 situé généralement au milieu de la tige 4. Les figures 3 et 4 montrent, parmi d'autres, deux réalisations possibles de cet accouplement. La figure 3 correspond au cas où la course du vérin désigné par 40 est égale à celle de l'organe à entraîner 41 et dirigée dans la même direction. Dans ce cas. on réalise un entrainement direct par le vérin en reliant par deux bielles 42, l'axe 39 du vérin et un axe 43 fixé sur l'organe à entraîner. Selon la figure 4, l'axe 39 du vérin 40 peut également être accouplé à l'axe 43 de l'organe à manoeuvrer 41 au moyen de bielles 44 et 45 et d'un renvoi 46. Les deux positions correspondant aux deux fins de courses du vérin sont représentées, l'une en traits pleins et l'autre en traits ponctués. flans les deux cas des figures 3 et 4, la cylindrée du vérin 40 est fonction du travail à fournir, mais avec le dispositif de la figure 4, le dimensionnement du renvoi 46 permet d'utiliser un même vérin pour des courses différentes de l'organe à entraîner. Les avantages des vérins selon l'invention sont notamment les suivants. La fixation avec un jeu important des pistons amortisseurs sur la tige 4 limite à deux portées le guidage de la partie mobile. Cette disposition simplifie le montage et permet une réalisation économique en nécessitant des tolérances de dimension et de forme qui sont beaucoup moins sévères et qui sont compatibles avec les conditions courantes des fabricants de composants. L'accouplement en 39 avec l'organe à manoeuvrer s'effectue entre les deux portées de guidage 2 et 3 de la tige 4, donc sans porte à faux. Les portées sur lesquelles coulissent les joints sont des portées extérieures portées d'arbre) dont l'usinage est aisé. Les parties qui doivent être concentriques par paire peuvent toujours être usinées simultanément sans reprise ou retournement de pièce. Le fluide de manoeuvre peut être le même que le fluide d'amortissement. Les sections des pistons amortisseurs et, par suite, des chambres d'amortissement 9 et 10 sont indépendantes l'une de l'autre. La section de la chambre 9 peut être la plus grande ou inversement. L'étanchéité des deux vérins peut être contrôlée séparément. REVENDICATIONS i/ Système de vérin à double effet, commandé par fluide. comportant deux chambres de manoeuvre et une partie mobile déplacée dans un sens ou dans l'autre suivant qu'un fluide sous pression est admis dans l'une ou dans l'autre des deux chambres de manoeuvre. caractérisé en ce que cette partie mobile est constituée par une tige coulissante dont les extrémités pénètrent respectivement dans l'une et dans l'autre desdites chambres de manoeuvre où elles constituent les pistons moteurs du vérin et dont la partie centrale est accouplée à l'organe que doit manoeuvrer le vérin. 2/ Système de vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tige coulissante pénètre dans chacune desdites chambres de manoeuvre en traversant une portée de guidage et en ce que ces portées de guidage sont les seuls organes de guidage de ladite tige coulissante. 3/ Système de vérin selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'à chaque extrémité de ladite tige coulissante sont montés des pistons amortisseurs. 4/ Système de vérin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pistons amortisseurs-sont montés aux extrémités de ladite tige coulissante avec un jeu permettant un déplacement limité des pistons amortisseurs par rapport à la tige coulissante. 5/ Système de vérin selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que les pistons amortisseurs ont des sections différentes l'un de l'autre. 6/ Système de vérin selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le fluide servant à la manoeuvre du vérin est le même que celui servant à l'amortissement.