Brevet FR2343148A1 — publié le 19770930

L'invention concerne un vérin pour commander un organe ou un dispositif de façon continue, c'est-à-dire de façon progressive ou sans gradations, comprenant un piston disposé coulissant dans un cylindre et dont llune des faces est susceptible d'etre exposée à une pression d'air comprimé, tandis qu'un ressort de rappel en appui dans le cylindre exerce une force sur l'autre face du piston. De tels vérins sont mus par un fluide sous pression et ont pour fonction de manoeuvrer des organes ou des dispositifs. Ils sont notamment utilisés sur les bus, cars ou véhicules utilitaires équipés de freins à air comprimé dans un certain nombre des appareils consousateurs d'air comprimé annexes qui sont alimentés par la meme source d'air comprimé que les freins, par exemple pour ouvrir et fermer les portières de bus et de cars, pour régler des pompes d'injection de carburant et des clapets d'échappement et ainsi de suite.En d'autres domaines également, on utilise des verins à la place de commandes manuelles pour faciliter le travail, par exemple pour manoeuvrer des dispositifs d'ouverture et de fermeture de fenetres, registres d'aération, dômes translucides, mécanisés de serrage et ainsi de suite. La plupart des vérins pneumatiques actuellement connus se composent essentiellement d'un cylindre, d'un piston solidaire d'une tige de piston et dtun ressort de rappel Suivant la place disponible pour monter le vérin, le ressort de rappel est for 6, soit d'un seul ressort, soit de deux ressorts-disposés l'un dans l'autre, cette dernière solution permettant de réduire les dimensions du vérin du fait que la caractéristique élastique du ressort de rappel peut dans ce cas avoir une pente moins raide. La conception d'un vérin est déterminée essentiellement par la force utile qu'il doit fournir en fin de course de travail. A l'état hors pression, la force de retenue en position de fin de course de rappel du vérin correspond à la précontrainte du ressort de rappel, e71e-Xme fonction de la longueur du ressort lorsque le piston est en fin de course de rappel. Sous pression, la force utile que le vérin est capable de fournir avec maintien du piston à une position donnée correspond seulement à la force produite par l'air comprimé sur l'une des faces du piston (produit de la pression par l'aire de surface utile sur cette face du piston) moins la force antagoniste du ressort à cette position du piston. La force utile du vérin en position de fin de course de travail est donc déterminée par la raideur du ressort de rappel. I1 n'est pas possible sur les vérins connus de réduire les dimensions de l'espace prévu pour loger le ressort sans réduire la résistance aux contraintes répétées ou endurance du ressort, à moins d'utiliser un ressort fait d'un matériau de qualité supérieure. Un autre inconvénient des vérins connus est que, à l'état hors pression, les ressorts vibrent et endommagent ainsi la paroi interne du cylindre. Cet inconvénient ne pourrait etre supprimé que par l'utilisation de cylindres en acier, ce qui est coûteux, ou par la prévision d'un intercalaire entre le ressort et la paroi interne du cylindre, par exemple sous forme d'un tube de matière plastique enveloppant le ressort, ce qui rend le vérin également plus coûteux. L'objet de l'invention est un vérin dont l'encombrement est plus faible que celui des vérins connus pour des grandeurs données de la -force utile en fin de course de travail et de la force de retenue en position de fin de course de rappel ou, inversement) dont les forces en fin de course sont plus élevées à encombrement égal, la force du ressort en position de fin de course de travail étant supérieure à la force de retenue en position de fin de course de rappel pour assurer le rappel du piston au moment où la pression d'air comprimé est détendue. L'invention apporte en outre une solution peu coûteuse en matière et en frais de fabrication pour protéger la paroi interne du cylindre. Selon l'invention, un vérin comme défini au début est essentiellement caractérisé en ce que le ressort de rappel est formé de deux ressorts disposés en série et coaxialement l'un dans l'autre avec interposition d'une pièce intercalaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une coupe axiale d'un vérin selon l'invention. Le vérin est représenté, à l'état hors pression, en fin de course de rappel. I1 comprend un cylindre 3 portant une chape de fixation 1 et un raccord 2 d'arrivée et de sortie d'air comprimé. Dans le cylindre 3 est disposé coulissant un piston 4 solidaire d'une tige de piston 4a. Le piston 4 présente une gorge annulaire dans laquelle est maintenu un joint 5 assurant l'étanchéité entre le piston 4 et la paroi interne du cylindre 3. Le cylindre 3 contient en outre deux ressorts 6 et 9 et une pièce intercalaire 7.Le premier ressort 6 s'appuie sur le cbté du piston 4 qui est à l'opposé du raccord 2 et sur le fond de la pièce intercalaire tubulaire 7, tandis que le deuxième ressort 9, entourant coaxialement au moins une partie du ressort 6, s'appuie d'une part sur une collerette radialement saillante de la pièce intercalaire 7 et d'autre part sur un fond de cylindre 3 qui est à l'opposé du raccord 2. Le fond de cylindre 8 sert en meme temps de palier pour Ia tige de piston 4a, dont extrémité 4b faisant saillie à l'extérieur est filetée. La liberté de mouvement des ressorts 6 et.9 dans le sens radial, ctest-à-dire le jeu radial entre la pièce intercalaire 7 et le diamètre intérieur du ressort externe 9 et entre la pièce intercalaire 7 et le diamètre extérieur du ressort interne 6, est aussi faible que possible afin que les ressorts soient guidés axialement de manière qu'ils ne peuvent pratiquement pas vibrer dans le sens radial, ni fléchir. Lorsque le piston 4 est exposé à la pression d'air comprimé admis par le raccord 2, il se déplace avec la tige de piston 4a, vers la droite dans l'exemple représenté, si la force exercée sur le piston 4 par l'air comprimé est suffisante pour vaincre la force antagoniste des deux ressorts 6 et 9 disposés en série, jusqu'à la position de fin de course de travails où le piston 4 est en appui sur la collerette de la pièce intercalaire 7 etroù le fond de cette dernière est en appui sur le fond de cylindre 8. Pendant ce mouvement, les ressorts 6 et 9 sont cowprimds chacun sur une distance qui est fonction de leurs caracteristiques élastiques respectives et dont la somme correspond à la course totale du piston. La pièce intercalaire 7 remplit les fonctions d'un élément de transmission des efforts, de guidage des ressorts et de butée et elle se déplace pendant la course de travail du piston d'une manière qui est fonction des caractéristiques élastiques respectives des ressorts. Le mouvement de la tige de piston 4a est transmis 9 l'organe ou au dispositif commandé par le bout fileté 4b de la tige de piston, éventuellement avec interposition d'autres éléments de transmission. Les ressorts 6 et 9 forment ensemble un ressort de rappel dont la caractéristique élastique possede une faible pente et dont la force augmente moins que dans les vérins connus entre le début et la fin de la course de travail du piston 4. Four obtenir la meme foret utile en fin de course de travail, on peut donc diminuer la force devant etre produite par l'air comprimé, puisque la force antagoniste du ressort de rappel en fin de course de travail du piston d'un vérin selon l'invention est moindre. Cela permet, soit de réduire les dim.-n-ons du vér.n, soit de produire des forces plus grandes dans les positions de fin de course comparativement aux vérins connus.La réducton de l'encombre,ent no seulement diminue le prix de revient de fabrication du vérin elle segmente en outre les possibilités d'application puisque la place nécessaire est plus petite. Etant donné que les ressorts utilisés dans un vérin selon l'invention peuvent non seulement etre plus courts sais avoir en plus une plus grande dureté qu'un ressort unique, ou que les deux ressorts combinés dans certains vérins connus leur tendance aux vibrations radiales ou au flambage est moindre. La pièce intercalaire reliant les deux ressorts est en outre conçue de manière qu'elle agit en plus comme butée et comme guide pour les ressorts. La diminution de la tendance aux vibrations et au flambage et le guidage des ressorts par lo pièce intercalaire servant à la mise en série des ressorts constituent deux caractéristiques qui empechent l'endommagement de la paroi interne du cylindre, ce qui peut se traduire également par une diminution du prix de revient de fabrication du vérin du fait que le matériau du cylindre peut ette de qualité et de prix iniérieurs. REVENDICATIONS 1. Vérin pour commander un organe ou un dispositif de façon continue, c'est-à-dire de façon progressive ou sans gradations, comprenant un piston disposé coulissant dans un cylindre et dont l'une des faces est susceptible d'etre exposée à une pression d'air comprimé, tandis qu'un ressort de rappel en appui dans le cylindre exerce une force sur l'autre face du piston, caractérisé en ce que le ressort de rappel est formé de deux ressorts disposés en série et coaxialement l'un dans l'autre avec interposition d'une pièce intercalaire. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intercalaire servant au montage en série des deux ressorts constitue en outre une butée de fin de course pour le piston. 3. Vérin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la liberté de mouvement des deux ressorts dans le sens radial, c'est-àdire le jeu radial entre la pièce intercalaire et le diamètre intérieur du ressort externe et entre la pièce intercalaire et le diamètre extérieur du ressort interne, est aussi faible que possible afin-que les ressorts soient guidés axialement de manière qu'ils ne peuvent pratiquement pas vibrer dans le sens radial ni fléchir.