Brevet FR2459392A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne un vérin sans tige de piston, de type différentiel, qui peut fonctionner avec de l'air comprimé, de l'huile hydraulique ou d'autres flui- des liquides ou gazeux sous pression. Les vérins sans tige de piston sont une réalisation nouvelle qui a suscité un vif intérêt chez les spécialis- tes. Ils offrent en effet par rapport aux vérins tradition- nels avec tige de piston plusieurs avantages, notamment dans les cas o, pour diverses raisons, on ne peut utili- ser des vérins normaux et dans ceux o de très longues courses sont nécessaires. Actuellement, ces vérins sont u- tilisés principalement dans l'automatisation industrielle, là o les forces à transmettre sont relativement faibles et o l'on utilise comme fluide moteur de l'air comprimé a une pression maximale de 10 bars. Le principe de construction de ces nouveaux vérins est le suivant: la tige de piston est remplacée par un élé- ment flexible, câble, fil ou ruban d'acier, etc., qui est guidé par des poulies de renvoi hors du cylindre pour transmettre la force du piston. L'invention a pour objet de réaliser un vérin sans tige de piston de type différentiel qui présente divers avantages techniques du point de vue de son fonctionnement, de sa fabrication et de son utilisation, qui ne pose pas de problèmes d'étanchéité et dont l'entretien est très simple. A cet effet, dans le vérin différentiel selon 1' invention, le cylindre de travail et le cylindre différen- tiel sont assemblés au moyen de têtes communes pour définir une chambre unique dans laquelle un piston de travail et un piston différentiel se déplacent en sens inverse l'un de l'autre et sont reliés l'un à l'autre par un élément de transmission flexible passant autour d'organes de ren- voi situés dans les têtes de cylindre et calés sur des ar- bres de sortie du mouvement. Grâce à cet agencement, la force peut, à la sortie du vérin, être transmise par une chaîne à maillons, à rou- leaux ou une chaîne de manutention, ou encore une courroie crantée, ce qui permet de transmettre des forces plusieurs fois supérieures à celles transmises avec les vérins con- nus de ce type. L'élément de transmission flexible ne sor- tant pas de la chambre, il n'y a pas de problème d'étan- chéité. Enfin, la liaison entre le piston de travail et l'arbre de sortie du mouvement est parfaitement synchrone. Dans une forme d'exécution préférée, les têtes de cylindre sont montées coulissantes sur les cylindres et reliés à ceux-ci au moyen de vis, de brides et de rondelles élastiques tronconiques, l'étanchéité entre les têtes et les cylindres étant assurée par des joints frottants d'o il résulte un effet d'auto-serrage. La liaison entre le piston de travail et l'arbre de sortie est synchrone, c' est-à-dire qu'à une position donnée du piston de travail dans son cylindre correspond une position angulaire donnée de l'arbre de sortie. Le vérin présente au moins un et au plus quatre points de sortie du mouvement. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non li- mitatif, une forme d'exécution de ce vérin: Fig. t est une vue en éléyation et en partie en cou- pe longitudinale du vérin selon l'invention; Fig. 2 est une vue en élévation du vérin de fig. 1 après pivotement de 900; Fig. 3 est une vue en coupe suivant A-A de fig. 2; Fig. 4 est une vue en coupe suivant B-B de fig. 2; Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale partielle montrant le montage coulissant d'une tête sur les cylin- dres. Le vérin selon l'invention comprend essentiellement un cylindre de travail 1 et un cylindre différentiel 2 de diamètres différents. Dans le cylindre 1 coulisse un pis- ton de travail 4, tandis que dans le cylindre 2 coulisse un piston différentiel 5. Les deux cylindres 1 et 2 sont assemblés au moyen de deux têtes communes 10 et définis- sent ensemble une chambre commune. Chaque piston 4, 5 est muni de garnitures d'étanchéité, respectivement 6, 7. Les deux pistons 4 et 5 sont reliés l'un à l'autre sur leurs deux faces par un élément de transmission flexible 3, qui s'articule sur eux respectivement en 8 et en'9 et forme deux brins dont chacun passe autour d'une poulie de renvoi 12 montée dans une tête de cylindre 10 respective. Chaque poulie de renvoi 12 est calée sur un arbre-13, qui peut être utilisé comme organe de sortie du mouvement. Dans ce cas, il est prolongé hors de la tête 10 et est muni, soit d'un dispositif d'accouplement, soit de roues dentées 14 (cf. fig. 4). Le mouvement peut être prélevé directement sur l'arbre 13 ou par l'intermédiaire d'une chaine ou d' une courroie crantée 20. Des joints 15 assurent l'étan- chéité à la sortie de l'arbre 13. Les têtes 10 sont montées coulissantes sur les cy- lindres 1, 2, ce qui permet de régler l'écartement des poulies de renvoi 12 et, par conséquent, la tension de l'élément de transmission flexible 3. A cet effet, il est prévu en chacun de deux points diamétralement opposés de chaque tête 10 un système de fixation constitué par une tige filetée 17, qui se visse dans la tête 10 et traverse une bride 18 solidaire des cylindres. La position réglée et le serrage sont obtenus au moyen d'écrous montés sur la tige filetée, avec interposition de rondelles Belle- ville 16. Un joint 19 assure l'étanchéité entre la tête et les cylindres. Chaque tête 10 est munie d'un raccord Il pour le fluide sous pression. Le vérin selon l'invention fonctionne de la manière suivante: Le fluide sous pression entre par un des raccords Il et se répartit dans les deux cylindres entre les faces respectives des deux pistons qui sont reliées par un des brins de l'élément flexible 3. Comme la pression unitaire est égale dans les deux cylindres, le fluide refoule le piston 4 qui lui présente une plus grande surface que le piston 3. Le déplacement des pistons entraîne l'élément flexible 3, lequel entraîne et#otation les deux poulies 12 et leurs arbres 13. Le mouvement de rotation peut être prélevé tel quel à chaque extrémité de chaque. ou trans- formé en mouvement linéaire par des roues dentées et une chaine. La force utile fournie par le vérin selon l'inven- tion est égale à la pression du fluide multipliée par la différence de surface entre les faces de travail respec- tives des deux pistons. - REVENDICATIONS - 1.- Vérin différentiel sans tige de piston, carac- térisé en ce que le cylindre de travail (1) et le cylindre différentiel (2) sont assemblés au moyen de têtes communes (10) pour définir une chambre de pression unique dans la- quelle un piston de travail (4) et un piston différentiel (5) se déplacent en sens inverse l'un de l'autre et sont reliés l'un à l'autre par un élément de transmission (3) passant autour d'organes de renvoi (12) situés dans les têtes de cylindre et calés sur des arbres (13) qui cons- tituent les organes de sortie du mouvement. 2.- Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les têtes de cylindre (10) sont montées coulis- santes sur les cylindres (1,2) et reliées à ceux-ci de façon réglable au moyen de tiges filetées (17), de brides (18) et de rondelles tronconiques élastiques (16), l'é- tanchéité entre les têtes et les cylindres étant assurée par des joints frottants (19) d'o il résulte un effet d' auto-serrage. 3.- Vérin selon la revendication 1 ou la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la liaison entre le pis- ton de travail (4) et l'arbre de sortie (13) est synchro- ne, c'est-à-dire qu'à une position donnée du piston de travail (4) relativement au cylindre de travail (1) corres- pond une position angulaire donnée de l'arbre de sortie (13) et en ce que le vérin a au moins un et au plus quatre points de sortie du mouvement.