Brevet FR2238874A1 — publié le 19750221

L'invention concerne des perfectionnerents aux pistons pour verins. Dans de nombreuses applications où une pression hydraulique est fournie à un vérin pour actionner un organe actif, il peut exister un danger considérable pour l'otérateur si l'alimentation en pression fait défaut sur l'une ou l'autre des faces du piston. Une telle perte de pression peut avoir pour résultat que l'organe actif cesse de fonctionner et si, par exemple, cet organe actif est le mandrin d'un tour, le mandrin s'ouvre et libère la pièce en cours de travail. La présente invention vise à éliminer ou réduire les dangers que présentent les vérins du fait d'une perte de pression de fluide Â cet effet, l'invention a pour objet un piston pour vérin, caractérisé par le fait qu'il comprend une paire de disques annulaires opposés concaves ou convexes réalisés en un matériau flexible sensiblement rigide, et des moyens disposés entre lesdits dis aues opposés pour permettre la flexion du disque concave dans le sens de déplacement du piston lorsqu'une pression effective de fluide est appliquée au piston. l'invention sera bien comprise à la lecture de la descriptiàn suivante faite en se référant au dessin annexé dont les figures t et 2 représentent, respectivement en coupe transversaleS deux exem ples de réalisation d'un piston selon 11 invention. Sn se référant à la figure 1, on a représenté un vérin utilisable dans un système hydraulique, par exemple pour l'actionnement d'un mandrin de tour, qui comprend un cylindre I dans lequel est monté un piston 2. Se piston 2 est constitué de deux disques annulaires concaves 3,4 à paroi mince comportant chacun une protubéran- - ce ou entretoise 5,6. Les disques 3,4 sont montés sur une tige de piston 7 de telle manière que leurs faces concaves soient tournées l'une vers l'autre et sont bloqués par un écrou 8.L'espace entre les deux disques 3,4 est empli d'un matériau élastique 9, qui peut entre un caoutchouc ou une matière plastique synthétique, permettant une flexion des disques et empêchant en même temps le passage du fluide sous pression depuis l'une ou l'autre face du piston en formant un-jornt étanche contre la paroi du cylindre. Le diamètre extérieur des disques 3,4 est légèrement plus grand que celui de l'alésage du cylindre 1, de sorte aues lorsqu'on introduit le piston dans le cylindre, il est nécessaire de faire fléchir les disques vers l'intérieur et, en position neutre, les disques appuient sur le cylindre sous la forme convexe représentée au dessin et le matériau élastique 9 assure l'étanchéité avec la paroi du cylindre. Pendant le fonctionnement normal du piston, une 'pression de fluide existe sur ses eux faces et, lorsqu'il est nécessaire de déplacer le piston dans un sens ou dans l'autre, on applique une pression de fluide supplémentaire sur une face du piston. Si on suppose que le piston doit être déplacé vers la droite sur le dessin, une pression de fluide supplémentaire est appliquée sur la surf ace extérieure du disque 3. Cette pression supplémentaire fait fléchir le disque 3 de telle sorte que son bord périphérique s'écarte de la paroi du cylindre et le bord périphérique en contact du disque 4 eut facilement Qtre tiré comme "bord traînant" du fait au'il fléchit vers l'intérieur.Un processus inverse a lieu si le piston doit être déplacé vers la gauche S'il se développe une situation dans laquelle se produit une perte de pression de fluide sur chaque c8té du cylindre, la seule force agissant sur le piston peut titre appliquée par l'intermédiai- re de la tige 7 qui tend à pousser ou tirer le piston dans l'un ou l'autre sens. Dans un tel cas, si le piston est par exemple tiré vers la droite, le disque 4 fléchit vers l'intérieur comme précédemment, mais le disque 3, sur lequel s'applique une pression seulement sur sa partie centrale, tend à s'étendre radialement et se verrouil- le fermement contre la paroi du cylindre en emp'echant le mouvement du piston.Plus la force appliquée à la tige de piston est grande, plus grande est la pression appliquée par le disque 3 contre la paroi du cylindre. Si la tige de piston 7 est tirée vers la gauche, il se produit un phénomène semblable, mais c'est le disque 4 qui produit le verrouillage contre la paroi du cylindre. Si on a besoin d'une rigidité surplémentaire pour le piston, on peut disposer un disque rigide entre les deux disques flexibles 3,4 de manière qu'il s'étende dans l'espace empli de matériau élastique 9. Les disques 3,4 peuvent également comporter des rainures pour alimenter leur flexibilité. Dans la variante représentée à la ligure 2, le piston, au lieu d'avoir des disques opposés dont les concavités sont tournées-l'une vers l'autre comme dans l'exemple de réalisation de la figure 1, comporte deux 'disques opposés 10,11 dont les convexités sont opposées, c'est-8-dire que les faces concaves des disques ne se font tas face. Les disques 10,11 sont montés sur une tige de piston i2 au moyen d'un écrou 13 et sont écartés l'un de ltautre par des protubérances ou entretoises 14,15 respectivement. Chacune des entretoises associées 14 et 15 comporte une rainure périphérique annulaire définissant un évidement qui reçoit une bague torique 16. Chacun des disques 10,11 comporte une pluralité de trous 17 par lesquels du fluide peut passer d'une face de ehaaue disque à l'autre. Un piston secondaire 18 est logé entre les deux disques de manière à pouvoir coulisser axialement sur les entretoises 14,15. Le piston secondaire 18 s'détend Jusoutà la paroi du cylindre 19 et s'applique hermétiquement contre elle au moyen d'une bague torique 20 logée dans un évidement périphérique ménagé dans l'organe 18. L'organe 18 est également solidaire sur chaque face d'une collerette périphérique 21 et 22 respectivement qui est maintenue, en position neutre du piston, à peine écartée de la surface convexe inté- rieure adjacente respectivement des disques 10 et it. En fonctionnement, si on suppose qu'une pression de fluide existe sur les deux faces du piston, il ressort que cette pression de fluide agit sur chaque face du piston secondaire 18 du fait du passage du fluide par les trous 17, Si on désire déplacer le piston vers la droite (sur le dessin), on applique une pression de fluide supplémentaire sur la face de gauche du piston et, donc, sur la face de gauche du piston secondaire 18 de telle sorte que celu3*ci coulisse vers la droite et que la collerette 22 entre en contact avec la périphérie du disque Il et la fait fléchir en réduisant son diamètre extérieur de sorte qu'elle s'écarte de la paroi du cylindre.Le piston peut ensuite titre déplacé vers la droite avec la p4- riphérie du disque 10 "traSnant". Si le piston doit titre déplacé vers la gauche (sur la figure 2), une situation inverse se produit, c'est-à-dire que le piston secondaire 18 est déplacé vers la gauche et la collerette 21 entre en contact avec la périphérie extérieure dudisque 10 et la fait fléchir en l'écartant de la paroi dn cylindre. Si, cependant, la pression de fluide est perdue sur chaque face du piston et qu'une force est appliquée uniquement par la tige 12 pour déplacer le piston vers la droite ou vers la gauche, -le disque 10 ou le disque 11, selon le cas, se verrouille contre la paroi au cylindre et empoche le piston de se déplacer. La description précédente décrit donc une disposition compte nant une paire de disques opposés concaves ou convexes dans laauel le le disque dont la surface concave est tournée dans le sens de déplacement du piston peut titre fléchi en permettant au piston de se déplacer dans le cylindre tant qu'une pression effective de fluide existe sur les deux faces du piston. Si cette pression est supprimée, le disque concave ne fléchit pas et se verrouille contre la paroi du cylindre. REVENDICATIONS 1, Piston pour vérin, caractérisé par le fait cu'il comprend une paire de disques annulaires opposés concaves ou convexes réalisés en un matériau flexible sensible-ent rigide, et des moyens disposés entre lesdits disques opposés pour permettre la flexion du disque concave dans le sens de déIacement du piston lorsqu'une pression effective de fluide est appliquée au piston. 2. Piston selon la revendication 1, dans lequel les disques sont disposés de manière à avoir leurs faces concaves tournées l'une vers l'autre, et lesdits moyens comprennent un matériau élastique logé dans l'espace entre les disques et s'étendant jusqu'à leur périphérie pour permettre une application étanche contre la paroi d'un cylindre dans lequel est monté le piston. 3. Piston selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le matériau élastique est du caout & ouc on une matière plastique synthétique. 4. Piston selon la revendication 1, dans lequel les disques sont disposés de manière à avoir leurs faces convexes tournées ltune vers l'autre et comportent une pluralité de trous permettant le passage d'un fluide jusqu'à l'espace entre les disques, et leadits moyens comprennent un piston secondaire logé dans l'espace entre les disques et agencé pour s'appliquer hermétiquement contre la paroi du cylindre dans lequel le piston est monté, et une butée sur chaoue face dudit piston secondaire au voisinage de sa périphérie coopérant respectivement avec chaque disque au voisinage de sa périphérie pour le faire fléchir. 5. Piston selon la revendication 4, dans lequel la butée comr prend une collerette périphérique en une seule pièce avec le piston secondaire et s'étendant extérieurement à celui-ci parallèlement à l'axe du piston. 6. Piston selon l'une des revendlcations I à 5, dans lequel chaque disque comporte des rainures radiales. 7. vérin, caractérisé par le fait qu'il comprend un piston selon l'une des revendications t à 6.