Brevet FR2288895A1 — publié le 19760521

On sait que dans bon nombre d'applications et notamment dans les machines-outils agencées de manière à réaliser automatiquement une série d'opérations successives, il est indispensable d'associer à l'organe mobile de certains au moins des vérins d'actionnement un mécanisme propre à détecter que ledit organe est arrivé à la fin de sa course, l'information ainsi recueillie assurant par exemple la mise en oeuvre automatique de l'opération immédiatement subséquente. A cet effet on dispose en pratique sur le trajet de l'organe mobile deux palpeurs qui sont actionnés par cet organe à l'une et à l'autre de ses deux fins de course et qui sont reliés à des électrovannes ou appareillages analogues insérés sur le circuit d'alimentation du vérin ou autre dispositif qui assure la commande de l'opéra- tion suivante. Ces palpeurs, ordinairement constitués par des contacteurs électriques, doivent évidemment être portés par des parties fixes -et il est en outre nécessaire de prévoir des moyens pour leur réglage en position de façon à ce que leur actionnement intervienne de manière très précise à la fin de la course de l'organe mobile du vérin considéré. L'expérience démontre qu'un tel mécanisme de détection de fins de course est relativement coûteux et quten outre son installation et ses réglages subséquents soulèvent fréquemment de sérieuses difficultés, notamment lorsque le vérin se trouve entouré par un grand nombre de pièces, c'est-à-dire en fait lorsque se posent des questions d'encombrement. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités et de permettre la réalisation d'un vérin à simple ou double effet dans lequel le mécanisme détecteur de fins de course soit directement incorporé au corps, tout en étant susceptible d'être aisément réglé. Conformément à l'invention la tige usuelle qui porte le piston du vérin est prévue tubulaire et renferme une tringlerie qui est déplacée axialement à l'une au moins des deux fins de course de l'organe mobile dudit vérin, l'une des extrémités de cette tringlerie étant propre à commander l'élément mobile ou tiroir d'un distributeur d'information dont le corps est logé dans l'un des flasques qui ferment le cylindre du vérin considéré. On conçoit qu'untel vérin présente un encombrement pratiquement identique à celui des vérins classiques ; le réglage de l'actionnement de l'ensemble du mécanisme à l'une et à l'autre des deux fins de course de l'organe mobile est susceptible d'être très facilement opéré au niveau du distributeur lui-même. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 est une coupe axiale schématique d'un vérin pneumatique établi conformément à l'invention. Fig. 2 reproduit partiellement fig. 1 à plus grande échelle en vue de montrer le détail de l'agencement du distributeur d'information. Fig. 3 est une vue en perspective des deux éléments qui permettent le réglage du mécanisme à l'une des fins de course du piston mobile du vérin. Fig. 4 reproduit partiellement fig. 2 à une autre position du tiroir du distributeur. Fig. 5 à 8 sont des schémas illustrant le fonctionnement de l'ensemble. Le vérin pneumatique représenté en fig. 1 comprend en premier lieu un cylindre fixe formé par un manchon 1 solidaire à ses extrémités de deux flasques massifs 2 et 3 ; l'assemblage de ces pièces est assuré à l'aide de brides 4 prenant appui sur des joncs S retenus axialement sur le manchon 1, lesdites brides étant réunies aux flasques 2 et 3 par des vis 6. Cette disposition permet de réaliser des vérins de longueurs différentes par seule modification du manchon 1. Chacun des flasques 2 et 3 est creusé d'une chambre 2a, respectivement 3a, qui communique d'une part avec l'espace intérieur du manchon 1 et d'autre part avec une canalisation d'air comprimé 7, 8, reliée à l'installation pneumatique d'alimentation à travers un distributeur de commande de type usuel, non représenté. Le vérin comprend également un piston mobile 9 qui coulisse de manière étanche à l'intérieur du manchon 1. Ce piston 9 est mainte-. nu entre une pièce filetée 10 et une tige 11, toutes deux prévues sous forme tubulaire. L'extrémité libre de la tige tubulaire 11 se raccorde à une tige pleine d'actionnement 12 qui est destinée à la commande désirée pour le vérin. Dans l'alésage axial de la pièce filetée 10 est guidée une tringle 13 qui s 'étend pour partie à l'intérieur de la tige 11 et pour partie à l'intérieur du manchon 1. L'une des extrémités de cette tringle 13 est solidaire d'un prolongement axial 13a prévu à plus petit diamètre et sur lequel est engagée à coulissement une butée 14 sollicitée par un ressort 15 maintenu entre ladite butée et une tête terminale 13b fixée en bout dudit prolongement. De la même manière l'extrémité opposée de la tringle 13 se raccorde, par exemple par vissage, à un prolongement tubulaire 13c, établi à un plus grand diamètre extérieur de façon à déterminer un épaulement ou butée 16. Comme plus particulièrement montré en fig. 2, le prolongement 13c pénètre à l'intérieur du flasque 2, une garniture 17 assurant l'étanchéité du coulissement axial dudit prolongement. L'extrémité de ce prolongement 13c comporte un épanouissement terminal 18 qui détermine ainsi un épaulement ou butée annulaire ; dans cet épanouissement 18 est vissé un écrou interne 19 qui forme organe de retenue pour la tête d'une pointe axiale 20, maintenue élastiquement en pla ce à l'aide d'un ressort 21 prenant appui contre l'extrémité de la tringle 13 proprement dite. L'épanouissement terminal 18 du prolongement 13c est guidé axialement dans la queue d'une douille mobile 22. Comme plus particulièrement montré en fig. 3, la queue précitée est formée par deux doigts longitudinaux 22a espacés radialement l'un de l'autre pour permettre le coulissement de l'épanouissement sus-mentionné. Ces doigts sont introduits dans l'ouverture longituginale 23a d'une bague filetée 23, vissée dans le taraudage axial d'un manchon 24 (fig. 2) agencé de manière à constituer le tiroir mobile d'un distributeur pneumatique. Ce manchon ou tiroir 24 est susceptible de se déplacer axialement sur une très courte distance, mais il est retenu angulairement par des doigts coulissants 25a portés par une cage 25, lesdits doigts étant montés dans certains d'une série d'alésages longitudinaux 24a dudit tiroir 24. La cage 25 est maintenue en place par une rondelle 26, fixée au flasque 2 à l'aide de vis 27 (fig. 1). Le fond de la cage 25 assure la retenue axiale du corps du distributeur sus-mentionné,lequel corps, destiné à coopérer avec le tiroir. 24, est constitué par trois pièces séparées, à savoir deux anneaux 28 et 29 (l'anneau 29 étant pourvu d'un fond transversal 29a) séparés par une entretoise annulaire 30. La paroi externe de l'anneau 28 est creusée d'une gorge 28a qui communique avec la paroi interne à travers une série d'orifices radiaux, ladite gorge se trouvant en vis-à-vis d'un alésage transversal 2b ménagé dans le flasque 2 cet alésage 2b se raccorde avec une première canalisation d'information référencée 31 en fig. 1. L'anneau 29 comporte de la même manière deux gorges 29b et 29c auxquelles correspondent deux séries d'orifices radiaux et deux alésages transversaux référencés 2c et 2a ; l'alésage 2c est réuni à une seconde canalisation d'information 32, tandis que l'alésage 2ddébouche librement à l'extérieur pour former évent. L'entretoise 30, présentant en section un profil en forme de U ouvert en direction de l'extérieur, est elle-meme percée d'une série d'orifices radiaux 30a qui sont alimentés à partir d'un alésage transversal 2e branché à l'extrémité d'une canalisation principale 33. La périphérie du tiroir 24 est équipée d'un joint souple 34 présentant en section un profil en forme de U et réalisé en une matière à fort coefficient de résistance élastique à la déformation ce joint 34 se trouve disposé en vis-à-vis de l'espace annulaire libre ménagé entre les lèvres terminales des anneaux 28 et 29, maintenus écartés axialement l'une l'autre par l'entretoise 30. Par ailleurs chacun des anneaux 28 et 29 porte un joint souple 35, respectivement 36, à profil plat, réalisé dans la même matière que le joint central 34 sus-visé. La douille 22 est 3ire de tourneur sur elle-même et elle est retenue axialement par un jonc 37 fixé sur le tiroir 22, lequel jonc coopère avec un épaulement annulaire 22b de ladite douille. En arrière de cet épaulement 22b la douille 22 est solidaire d'une bague 38 retenue par une ou plusieurs vis 39 ; la face terminale apparente de cette bague est creusée d'empreintes 38d pour son entraînement en rotation à l'aide d'un outil à pointes de type connu. On conçoit çe lorsque la bague 38 est déplacée angulairement avec la douille 22, les doigts 22a de cette dernière entrassent à leur tour la bague 23 qui se déplace alors axialement à l'intérieur du tiroir 24, en se rapprochant ou en s'éloignant ainsi de L'épanouissement terminal 18. On notera par ailleurs que l t alésage axial de la douille 22 comporte un débouché taraudé 22c (fig.3) dans lequel est vissée une vis ou butée réglable 40. Pour exposer le fonctionnement du mécanisme de détection de fins de course, on considérera en premier lieu la fig. 1 et le schéma de fig. 5. On comprend que lorsque le piston 9 se déplace dans le manchon 1, il ne commande axialement la tringle 13 qu'au voisinage immédiat de chacune de ses deux fins de course, à savoir quand la pièce filetée 10 vient porter soit contre la butée 16, soit contre la butée 14. Jusqu'à ce que cette commande axiale intervienne, la canalisation principale 33 pour l'alimentation du distributeur ne peut communiquer avec l'une ou l'autre des deux canalisations de sortie 31 et 32 par suite de la présence du joint 34 en vis-à-vis de l'espace libre ménagé entre les anneaux 28 et 29. En fig. 6 on a supposé que le distributeur général de l'instal lation alImentait le vérin à travers la canalisation 7. Le piston 9 se déplace alors vers la droite et vient finalement porter contre la butée 14 retenue axialement par le ressort 15, ce qui a pour effet de faire coulisser axialement la tringle 13 et son prolongement 13c. L'épanouissement 18 prend appui contre la bague 23 qui déplace à son tour le tiroir 24 (fig. 4). A cette position le joint 34 permet le passage de l'air comprimé entre le canal 2e et la gorge 28a associée à la canalisation d'information 31, laquelle est ainsi alimentée et peut dans ces conditions signaler l'arrivée du piston 9 à la fin de sa course. On notera que les joints 34 et 35 sont déformés élastiquement, si bien que dès que la pression cesse à l'intérieur du manchon 1, ils assurent d'eux-memes le retour automatique du tiroir 24 à sa position originale de fermeture de fig. 2 ; l'air enclos dans la canalisation d'information 31 peut s'échapper à l'extérieur en traversant l'ouverture centrale du joint 35 et ceux des alésages de guidage 24a qui ne renferment aucun doigt 25a (cas de l'alésage 24a situé en bas en fig. 2). L'actionnement du piston 9 du vérin assure bien entendu le déplacement axial des tiges 11-12, l'extrémité libre de la tige 12 venant en fin de course prendre par exemple appui contre une pièce ou partie A. Si par suite d'un défaut quelconque cette partie A ne se trouve pas en vis-à-vis du vérin, comme on l'a supposé en fig.7, le piston 9 va poursuivre son déplacement jusqu'à venir buter contre le flasque 3. Si la butée 14 était rigidement solidaire de la tringle 13, ce déplacement complémentaire provoquerait évidemment ltendommagement total du distributeur d'information. C'est la raison pour laquelle la butée précitée est prévue coulissante, la poursuite de déplacement du piston provoquant simplement la compression du ressort 15. En fig. 8 on a par contre supposé que le vérin était alimenté à travers la canalisation 8, le piston se déplaçant alors vers la gauche pour sa course de retour. Lorsqu'au voisinage de sa fin de course correspondante la pièce filetée 10 vient heurter l'épaulement ou butée 16, la tringle 13 et son prolongement 13c coulissent vers la gauche de telle sorte que la pointe 20 vient à un moment donné prendre appui contre la vis 40. Le tiroir 24 est ainsi repoussé vers la gauche, si bien que la canalisation principale 33 est reliée à la canalisation d'information 32. Dès que le tiroir 24 revient élastiquement à sa position de fermeture, cette canalisation 32 est décomprinée à travers l'évent 2d accessible à travers l'ouverture du joint torique 36. Ici enccre le montage élastique de la pointe 20 constitue un système de sécurité propre à éviter tout endommagement du distributeur au cas où par suite d'un défaut de réglage de la vis 40 le piston 9 viendrait provoquer l'appui du prolongement 13c contre ladite vis avant la fin de sa course normale de retour. Il va de soi que l'invention est susceptible d'être appliquée aux vérins hydrauliques ou électriques, ainsi qu'à ceux qui sont équipés d'un système amortisseur de fins de course. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Vérin à mécanisme détecteur de fins de course incorporé, caractérisé en ce que la tige qui porte le piston usuel est prévue tubulaire et renferme un tringlerie qui est déplacée axialement à l'une au moins des deux fins de course de l'organe mobile dudit vérin,-l'une des extrémités de cette tringlerie étant liée à ltélé- ment mobile ou tiroir d'un distributeur d'information dont le corps est logé dans l'un des flasques qui ferment le cylindre du vérin considéré. 2. Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tringlerie comprend une tringle principale qui est guidée axialement dans le piston et qui est munie à ses extrémités de deux parties débordantes formant butées pour ledit piston. 3. Vérin suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps du distributeur d'information est constitué par deux anneaux séparés l'un de l'autre par une entretoise centrale qui ménage entre eux un espace annulaire libre normalement obturé par un joint déformable porté par le tiroir. 4. Vérin suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le rappel du tiroir à la position de fermeture est assuré par la réaction élastique du joint annulaire à la déformation opérée par suite du déplacement axial dudit joint par rapport aux bords de l'espace libre annulaire ménagé entre les deux anneaux. 5. Vérin suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité de la tringlerie disposée en visà-vis du distributeur commande le déplacement axial du tiroir dans un sens par butée d'un épanouissement terminal de ladite tringlerie contre une bague filetée vissée à l'intérieur de ce tiroir. 6. Vérin suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la position axiale de la bague filetée de butée à l'intérieur du tiroir peut être modifiée à l'aide d'une douille tournante de manoeuvre solidaire axialement dudit tiroir et liée angulairement à la bague filetée précitée, laquelle est toutefois libre de se déplacer axialement par rapport à la douille précitée. 7. Vérin suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'extrémité de la tringlerie disposée en visà-vis du distributeur commande le déplacement axial du tiroir dans un sens par butée contreunevis réglable-vissée axialement dans la douille tournante de manoeuvre. 8. Vérin suivant l'une quelconque des revendications qui précè dent, caractérisé en ce qu'il comporte un système de sécurité propre à éviter le déplacement axial exagéré du tiroir au cas où la tringlerie se déplacerait accidentellement au delà des fins de course prévues. 9. Vérin suivant les revendications 2 et 8 envisagées en combinaison, caractérisé en ce que l'une des parties débordantes est susceptible de coulisser axialement à l'encontre d'un ressort de retenue. 10. Vérin suivant les revendications 7 et 8 envisagées en combinaison, caractérisé en ce que l'extrémité de la tringlerie agit sur la vis réglable par l'intermédiaire d'une pointe terminale chargée portée à coulissement par ladite extrémité.