Brevet FR2445465A1 — publié le 19800725

L'invention concerne un dispositif de commutation pneumatique pour mécanismes à engrenages dans lesquels un manchon d'accouplement est déplacé axialement au moyen d'un effort de manoeuvre déterminé pour obtenir une liaison par interpénétration pour la transmission de forces que l'on souhaite. On utilise pour les mécanismes à engrenages des dispositifs de commutation pneumatiques dans lesquels des manchons d'accouplement permettant d'obtenir une liaison par interpénétration pour transmettre les efforts souhaités doivent btre déplacés axialement au moyen d'un effort de manoeuvre déterminé. On connait des appareillages de commutation pneumatiques constitués d'un cylindre dans lequel est disposé ual piston fixé sur une tige de piston. La tige de piston montée glissante dans des alésages du couvercle du cylindre sert alors à déplacer axialement par l'intermédiaire d'éléments de commuta- tion adéquats (par exemple un levier, une fourchette de commuta tion, un arbre de commutation, etc...) le manchon d'accouplement pour permettre la commutation. Ces appareillages de commutation pneumatiques sont en soi des groupes constitutifs distincts et fermés qui sont fixés en dehors du mécan-isme à des emplacements appropriés sur le bottier du mécanisme.Ce mode de construction des appareillages de commutation pneumatiques comporte une série d'inconvénients, par exemple : - une dépense élevée en matériaux et en temps du fait de la mise en oeuvre d'une pluralité d'éléments de transmission indispen sables (par exemple tige de piston, levier, arbre de commuta tion, fourchette de commutation, bloc de glissement, etc...) - altération du fonctionnement par l'influence de milieux agres sifs sur les appareillages de commutation placés en dehors du boîtier du mécanisme - dépense supplémentaire en matériaux et en main-d'oeuvre pour la protection contre la corrosion et l'encapsulage des par ties constitutives intéressées. Le but de l'invention est de créer undisposi- tif de commutation pneumatique pour des mécanismes qui, avec une dépense beaucoup plus réduite en main-d'oeuvre et en matériaux, remplisse les mOrnes fonctions que les dispositifs connus et pour lequel les inconvénients des risques de corrosion sont évités, les parties constitutives principales de différentes dimensions nominale sont standardisées, tandis que ltencom- brement est réduit à un minimum. Le problème tecnnique qui doit être résolu par l'invention consiste à ne pas disposer les appareillages pneu mastiques de commutation à l'extérieur du boîtier du mecanisme, mais à intégrer ces appareillages dans le mécanisme en donnant une forme appropriée aux contours du bottier du mécanisme et en utilisant judicieusement les emplacements de montage existants, tout en donnant à quelques éléments constitutifs des fonctions multiples, si bien que différentes parties constitutives prévues dans les appareillages de commutation pneumatiques classiques, peuvent etre supprimées. A cet effet, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce qu'un piston annulaire, non rotatif, susceptible de coulisser axialement, et disposé concentriquement sur un arbre du mécanisme, comporte comme contour apparent sur l'un de ses c8tés, un grand diamètre externe qui est ajusté par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité dans le grand alésage cylindrique d'une partie cylindrique du boitier du mécanisme, et qui comporte sur son autre cOté, un petit diamètre externe ajusté l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité dans le petit alésage cylindrique de la partie cylindrique du bottier du mécanisme, ou bien dans l'alésage cylindrique de la douille de la bride, ces alésages cylindriques servant de guidage pour le déplacement axial du piston annulaire, un espace cylindrique de forme annulaire, nécessaire pour que l'air comprimé agisse sur un cOté du piston annulaireest ménagé entre ce piston annulaire et la partie cylindrique du bottier du mécanisme ou bien la douille le de la bride, cependant que le contour interne du piston annulaire revat la forme d'un bandeau concentrique continu, dont la surface frontale antérieure constitue une surface de glissement pour le bord externe du manchon d'accouplement déplaçable axial lement et solidaire en rotation de l'arbre rotatif du mécanisme et sert au déplacement axial du manchon d'accouplement selon une course de commutation déterminée s du piston annulaire jusqu'à un disque de butée fixé par l'intermédiaire d'un élément standard dans la partie cylindrique du bottier du mécanisme ou bien jus qutà une surface de butée, un ressort central précontraint et comprime entre le piston annulaire et le disque de butée ou la surface de butée assurantilorsqu'on coupe l'air comprimé, le dd- placement en retour du piston annulaire, tandis que la face fron- tale postérieure du bandeau concentrique continu en liaison avec les éléments standards reliés au manchon d'accouplement, joue le rôle de surface de glissement pour ces éléments lors du retour en arrière du manchon d'accouplement tournant sur lui mêmeO Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie cylindrique du boîtier du mécanisme prévue pour recevoir le piston annulaire, est réalisée avec un grand alésage cylindrique et un petit alésage cylindrique, ou bien, lorsqu'il existe la nécessité de monter tout d'abord le piston annulaire par son grand diamètre extérieur, cette partie culindrique du boiter du mécanisme comporte seulement un grand alésage cylindrique, sur un des côtés duquel est ajusté au moyen d'un élément d'étanchéité le grand diamètre extérieur du piston annulaire, tandis que sur son autre cOté, est centrée par son collet d'ajustement une douille de bride comportant, du côté du piston annulaire, un alésage cylindrique dans lequel est ajusté au moyen d'un élément d'étanchéité, le petit diamètre extérieur du piston annulaire, cette douille de bride comportant, en outre, un second alésage cylindrique dans lequel est logé le palier à rouleau de l'arbre du mécanisme, tandis qu'entre ces deux alésages cylindriques se trouve un bandeau de butée servant à arrêter en position le piston annulaire dans sa position hors commutation et ménageant l'espace cylindrique annulaire minimal nécessaire pour que l'air comprimé agisse sur un côté du piston annulaire, tandis que la douille de bride elle-même, avec interposition d'un élément d'étanchéité standardisé, est bloquée par sa bride au moyen d'éléments de liaison standardisés classiques sur la partie cylindrique du bottier du mécanisme Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le piston annulaire, pour indiquer à l'aide d'une lampe électrique de contrôle et par l'intermédiaire d'un contacteur électrique la position dans laquelle il y a commutation, comporte à la partie antérieure de son grand diamètre extérieur un chanfrein d'actionnement périphérique, qui, lors du déplacement axial du piston annulaire pour accomplir le processus de commutation, déplace un organe intermédiaire afin d'actionner le contacteur électrique. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 représente, dans l'état commuté et non commute un dispositif pneumatique de commutation pour obtenir une liaison par interpénétration entre deux arbres, - la figure 2 représente, dans l'état commu- té et non commuté, un dispositif pneumatique de commutation avec incorporation d'une douille de bride pour loger le petit diamètre externe du piston annulaire et un palier à rouleau pour le montage de l'arbre du mécanisme. La réalisation selon l'invention du dispositif pneumatique de commutation est constituée selon la figure 1 du piston annulaire 1, disposé concentriquement sur un arbre de mécanisme 2. Le piton annulaire 1 est ajusté par son grands a mètre extérieur 3, avec interposition d'un élément d'étanchéité 4, dans le grand alésage cylindrique 5 de la partie cylindrique 6 du boftier du mécanisme, et par son petit diamètre extérieur 7, avec interposition d'un élément d'étanchéité 8, dans le petit alésage cylindrique 9 de la partie cylindrique 6 du bottier du mécanisme.Ce piston annulaire peut être déplacé axialement d'une course de commutation déterminée, jusqu'à un disque de butée 11 fixé dans la partie cylindrique 6 du boiter du mécanisme par l'intermédiaire d'un élément standard 10. I1 existe alors entre le piston annulaire 1 et la partie cylindrique 6 du boîtier du mécanisme, un espace cylindrique annulaire 12 dans lequel dé bouche l'alimentation 13 en air comprimé pour agir sur un cote du piston annulaire 1.Le contour interne du piston annulaire 1 revêt la forme d'un bandeau concentrique continu 14, dont la face frontale antérieure 15 s'applique sur le bord externe 16 d'un manchon d'accouplement 17 susceptible de se déplacer axialement et solidaire en rotation de l'arbre 2 du mécanisme. Lorsque l'espace cylindrique annulaire 12 re çoit de l'air comprimé, le piston annulaire I est déplacé en direction axiale et déplace simultanément le manchon d'accouplement 17 dans le sens de la commutation. Un mouvement relatif se produit alors entre la face frontale antérieure 15 du bandeau oncentrique continu 14 du piston annulaire 1 ne tournant pas et le bord externe 16 du manchon d'accouplement 17 tournant avee l'arbre 2 du mécanisme.La limitation de la course de commuta- tiDn du piston annulaire 1 est obtenue grssce à un disque de butée 11, prenant appui par l'intermédiaire d'un élément de blocage standardisé 10 sur la partie cylindrique 6 du bottier du mécanis- me. Entre ce disque de butée Il et la face frontale antérieure 15 du bandeau concentrique continu 14 du piston annulaire 1, est disposé le ressort central précontraint 18, qui lors du processus de commutation, est comprimé et qui lors de la coupure de l'air comprimé, assure le déplacement en retour du piston annulaire 1 dans la position hors commutation, jusqu'à ce qu'il vienne en butée dans sa position terminale contre une surface de butée 19 de la partie cylindrique 6 du bottier du mécanisme, "a surface de butée 19 est pree de façon telle, qu'elle ménage une dimension minimale de l'espace cylindrique annulaire 12 nécessaire pour que l'air comprimé agisse sur le piston annulaire 1.Lors de son déplacement en retour, le piston annulaire 1 entratne avec la face frontale postérieure 20 de son bandeau concentrique continu 14, et par l'intermédiaire d'un disque standardisé 21, prenant appui sur un élément stan dardisé de blocage 22 relié au manchon d'accouplement 17, ce manchon d'accouplement 17 vers l'arrière dans la position hors commutation. il en résulte alors également un déplacement relia~ tif entre la face frontale arrière 20 du bandeau concentrique continu 14 du piston annulaire 1 ne tournant pas et le disque standardisé 21 tournant avec le manchon d'accouplement 17 et l'arbre 2 du mécanisme. Dans le cas de la réalisation du dispositif pneumatique de commutation conforme à l'invention selon la fi gure 2, seul un grand alésage cylindrique 5 est prévu dans la partie cylindrique 6 du boitier du mécanisme. Dans un côté de cet alésage est ajusté, par l'intermédiaire d'un élément dtétar.- chétité 4, le grand diamètre extérieur 3 du piston annulaire 1, tandis que dans l'autre cOté est centré le collet d'ajustement 24 d'une douille de bride 23. La douille de bride 23 comporte sur son cOté interne faisant face au piston annulaire, un alésage cylindrique 25 dans lequel est ajusté par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité 8, le petit diamètre extérieur 7 du piston annulaire 1.La douille de bride 23 comporte en outre un second alésage cylindrique 26, dans lequel est logé le palier à rouleau 27 pour le montage de l'arbre 28 du mécanisme. Entre les dents alésages cylindriques 25; 26 de la douille de bride 23, se trouve un bandeau de butée 29, servant à arrêter en posi.tior. le piston annulaire 1 dans sa position hors commutation et me- nageant lut espace cylindrique annulaire 12 nécessaire pour per- cette i l'air comprimé d'agir sur un côté du piston annulaire 1, La bride 30 de la douille de bride 23 elle-meme, est bleq?rée sur la partie cylindrique 6 du bottier du mécanisme, par l'inter- médiaire du couvercle de palier 31 qui fixe de façon connue, le palier à rouleau 27, en utilisant des éléments de liaison stan dardisea classiques, tandis que l'élément d'étanchéité standardisé 32 assure l'étanchement nécessaire entre la douille de bride 23 et la partie cylindrique 6 du bottier du mécanisme. Dans le cas de cette réalisation conforme à l'invention selon la figure 2, un ressort central précontraint 18 est également disposé entre la face frontale antérieure 15 du bandeau concentrique continu 14 du piston annulaire 1 et la surface de butée 33 de la partie cylindrique 6 du bottier du mécanisme servant à limiter la course de commutation, cependant que lors de la mise en oeuvre de l'air comprimé et de sa coupure on a le même processus de fonctionnement que celui exposé en se référant à la figure 1. Pour indiquer à l'aide d'une lampe électrique de contrôle mise en oeuvre par l'intermédiaire d'un contacteur électrique que la position de commutation du piston annulaire 1 est prise, ce piston annulaire 1 comporte sur la partie ansée rieure de son grand diamètre extérieur 3, un chanfrein d'actionnement périphérique 34 qui au cours du déplacement axial du piston annulaire I en vue du processus de commutation, déplace un organe intermédiaire 35 afin d'actionner le contacteur électrique. REV E NP I C A T IONS 1.- I)ispositif de commutation pneumatique pour mécanismes à engrenages dans lesquels un manchon d'accouplene*t est déplacé axialement au moyen d'un effort de manoeuvre détermi- né pour obtenir une liaison par interpénétration pour la trals- mission de forces que l'on souhaite, dispositif caractérisé en ce qu'un piston annulaire (i) non rotatif, susceptible de coulisser axialement, et disposé concentriquement sur un arbre (2; 28) du mécanisme, comporte comme contour apparent sur l'un de ses côtés, un grand diamètre externe (3) qui est ajusté par l'in- termédiaire d'un élément d'étanchéité (4) dans le grand alésage cylindrique (5) d'une partie cylindrique (6) du boiter du mécanisme, et qui comporte sur son autre côté un petit diamètre externe ne (7) ajusté par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité (8) dans le petit alésage cylindrique (9) de la partie cylindrique (6) du boîtier du mécanisme, ou bien dans l'alésage cylindrique (25) de la douille (23) de la bride, ces alésages cylindriques servant de guidage pour le déplacement axial du piston annulaire (1), un espace cylindrique (12) de forme annulaire, nécessaire pour que l'air comprimé agisse sur un côté du piston annulaire (1), est ménagé entre ce piston annulaire (1) et la partie cylindrique (6) du boîtier du mécanisme ou bien la douille (23) de la bride, cependant que le contour interne du piston annulaire (i) revêt la forme d'un bandeau concentrique (14) continu, dont la surface frontale antérieure (15) constitue une surface de glissement pour le bord externe (16) du manchon d'accou- plement (17) déplaçable axialement et solidaire en rotation de l'arbre rotatif (2) du mécanisme, et sert au déplacement axial du manchon d'accouplement (17) selon une course de commutation déterminée s du piston annulaire (1) jusqu'à un disque de butée (11) fixé par l'intermédiaire d'un élément standard (10) dans la partie cylindrique (6) du boiter du mécanisme ou bien jusqu'à une surface de butée (33) t un ressort central (18) pré contraint et comprimé entre le piston annulaire (1) et le disque de butée (11 ) ou la surface de butée (33) assurant lorsqu'on coupe l'air comprimé, le déplacement en retour du piston annulaire (1), tandis que la face frontale postérieure (20) du bandeau concenTr-ique (14) continu en liaison avec les éléments standa > as (21; 22 rel.iés au manchon d'accouplement (17), jouant le rôle de surface de glissement pour ces éléments lors du retour en arrière du manchon d'accouplement (17) tournant sur lui-zEm*. 2.- Dispositif de commutation pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie CrLinZ drique (6) du boiter du mécanisme prévue pour recevoir le pi4- ton annulaire (1) est réalisée avec un grand alésage cylindrique (5) et un petit alésage cylindrique (9), ou bien, lorsqu'il existe la nécessité de monter tout d'abord le piston annulaire (1) par son grand diamètre extérieur (3), cette partie cylin- drique (6) du boiter du mécanisme comporte seulement un grand alésage cylindrique (5), sur un des côtés duquel est ajusté au moyen d'un élément d'étanchéité (4) le grand diamètre extérieur (3) du piston annulaire (1), tandis que sur son autre cOté, est centrée par son collet d'ajustement (24) une douille de bride (23), comportant du c8té du piston annulaire un alésage cylindrique (25) dans lequel est ajusté au moyen d'un élément d'étanchéité (8) le petit diamètre extérieur (7) du piston annulaire (1), cette douille de bride (23) comportant en outre un second alésage cylindrique (26) dans lequel est logé le palier à rouleau (27) de l'arbre (28) du mécanisme, tandis qu'entre ces deux alésages cylindriques (25; 26) se trouve un bandeau de butée (29) servant à arrêter en position le piston annulaire (1) dans sa position hors commutation et ménageant l'espace cylindrique annulaire (12) minimal nécessaire pour que l'air comprimé agisse sur un c8té du piston annulaire (1), tandis que la douille de bride (23) elle-même, avec interposition d'un élé- ment d'étanchéité (32) standardisé, est bloquée par sa bride (30) au moyen d'éléments de liaison standardisés classiques sur la partie cylindrique (6) du bottier du mécanisme. 3.- Dispositif de commutation pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston annulaire (1) , pour indiquer à l'aide d'une lampe électrique de contrôle et par l'intermédiaire d'un contacteur électrique la position dans laquelle il y a commutation, comporte à la partie antérieure de son grand diamètre extérieur (3) un chanfrein d'actionnement périphérique (34) , qui lors du déplacement axial du piston annulaire (1) pour accomplir le processus de commutation, déplace un organe intermédiaire (35) afin d'aetionner le contacteur électrique.