Brevet FR2463868A1 — publié le 19810227

La présente invention a pour objet un vérin pneumatique du type de ceux qui, pour des raisons de sécurité, développent un effort faible et par conséquent non dangereux pendant la course d'approche de la tige, et un effort normal pendant la course de travail et de retour de la tige. Cette sécurité était jusqu'ici obtenue en créant une perte de charge lors de la course d'approche de la tige au moyen d'un orifice calibré ménagé dans le piston et mettant la chambre annulaire côté fond à l'échappement, cet orifice étant obstrué lorsque la tige atteint une position déterminée, permettant ainsi la montée en pression de la chambre annulaire côté fond pendant la course de travail de la tige. Outre l'importante consommation d'air comprimé due à la fuite d'air au niveau du piston pendant toute la course d'approche de la tige, de tels vérins offrent malheureusement une sécurité illusoire car l'orifice de fuite du piston, en raison de son faible diamètre, risque de se boucher, le vérin développant alors sa puissance maximale dès la course d'approche de la tige. Pour pallier ces inconvénients, la présente invention a pour objet un vérin pneumatique de sécurité à effort progressif, caractérisé en ce que la chambre annulaire côté fond comporte des moyens la mettant positivement à l'échappement pendant la course d'approche de la tige. A cet effet, la chambre annulaire côté fond débouche dans une chambre auxiliaire de plus petit diamètre située dans son prolongement, la longueur de cette chambre étant au moins égale à course d'approche de la tige du vérin. La tige du vérin est elle-même prolongée, à son extrémité postérieure en amont du piston, par une contre-tige d'une longueur égale à la course d'approche de la tige, cette contre-tige se logeant donc dans la chambre auxiliaire lorsque le vérin est en position de repos, débouchant par son extrémité postérieure hors de la chambre auxiliaire en fin de course d'approche de la tige, et se trouvant par conséquent dans la chambre annulaire côté fond pendant la course de travail de la tige. La chambre annulaire côté fond est percée à son extrémité postérieure d'au moins un orifice débouchant en amont d'un clapet, ce dernier étant maintenu positivement ouvert par la contre-tige tant qu'elle se trouve dans la chambre auxiliare, le clapet se fermant en fin de course d'approche de la tige, dès que l'extrémité postérieure de la contre-tige débouche dans la chambre annulaire côté fond, provoquant ainsi la montée en pression de la chambre annulaire côté fond lors de la course de travail de la tige. D'autres caractéristiques de ce vérin pneumatique de sécurité à effort progressif seront décrites plus en détail ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel Les figures 1 et 2 montrent ce vérin en coupe longitudinale respectivement en position de repos et en fin de course d'approche de sa tige. La figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du clapet de sécurité, en position ouverte, le vérin étant au repos. -Ce vérin pneumatique comporte, d'une façon usuelle un cylindre 1 à l'intérieur duquel est susceptible de se déplacer une tige 2 solidaire à son extrémité postérieure d'un piston 3 partageant l'espace intérieur en deux chambres annulaires, l'une 4 côté tige et l'autre 5 côté fond (figure 2). Suivant une première caractéristique de l'invention, le cylindre 1 de ce vérin est prolongé à l'arrière par un cylindre auxiliaire borgne 6 de diamètre intérieur plus faible, déterminant une chambre auxiliaire 7 située dans le prolongement de la chambre annulaire côté fond 5. La tige 2 du vérin est prolongée à son extrémité postérieure en amont du piston 3 par une contre-tige 8 présentant avantageusement le même diamètre que celui de la tige 2, et de dimension telle que, lorsque le vérin est en position de repos (figure 1), le piston 3 étant alors appuyé contre le fond 9 du cylindre 1, la contre-tige 8 soit enfoncée dans le cylindre auxiliaire 6 en ménageant un espace 7a à sa périphérie et à son extrémité. Un joint 7b est disposé entre la chambre auxiliaire 7 et la chambre annulaire côté fond 5. Ce piston est alimenté d'une façon usuelle côté tige par un orifice 10 ménagé dans le cylindre 1 et débouchant à l'extré mité antérieure de la chambre annulaire côté tige ; suivant une caractéristique de l'invention, l'alimentation côté fond de ce cylindre est réalisée par un orifice 11 de petit diamètre ménagé dans le cylindre auxiliaire 6 et débouchant dans la chambre auxiliaire 7. Lorsque le vérin est en position de repos et durant la course d'approche de la tige 2, la contre-tige 8 repousse un doigt 12 guidé par un fourreau 13 logé dans un bossage 14 situé au voisinage de l'extrémité antérieure du cylindre auxiliaire 6 ; l'extrémité postérieure de ce fourreau 13 débouche dans un alésage 15 de plus grand diamètre, déterminant une chambre annulaire 16 débouchant à l'air libre par un conduit 17 et un silencieux 18 (figure 3). On peut également voir sur la figure 3 que le doigt 12 comporte avantageusement deux rainures longitudinales opposées 12a, 12b ou saignées de passage d'air dont le rôle est d'assurer un équilibrage sous pression du doigt 12. Par ailleurs, ce dernier agit sur un poussoir 19 non équilibré, guidé par deux alésages coaxiaux ménagés le premier au fond du fourreau 13 et le second à l'extrémité antérieure d'un deuxième fourreau 20 jouant le rôle de siège pour un clapet 21. Le fourreau 20, dans lequel est pratiqué un alésage diamétral 22 au-dessus du clapet 21, présente, à son extrémité antérieure une protubérance qui vient se loger dans une cavité correspondante du fourreau 13, avec interposition d'un ou de deux joints 23. En outre, il est introduit partiellement dans le bpssage 14 avec interposition d'un joint 24. De plus, il s'appuie, à son extrémité postérieure, sur le fond d'un capuchon 25 qui vient se fixer, par exemple par vissage, sur le bossage 14, un espace annulaire 26 étant réservé entre le corps du capuchon 25 et le siège 20. Celui-ci présente aussi un alésage diamétral 27 à proximité du fond du capuchon 25 sur lequel s'applique également le ressort 28 qui équipe le clapet 21. Sur la figure 3, les chiffres de référence 29 et 30 désignent respectivement le joint du clapet 21 et le joint du capuchon 25. La chambre du clapet 21, autrement dit l'espace annulaire 26 et l'alésage diamétral 27, est susceptible d'être mise en communication avec la chambre annulaire côté fond 5 du cylindre 1 par des conduits 31 pratiqués dans le bossage 14. Le vérin pneumatique de sécurité selon la présente invention est alimenté comme un vérin pneumatique standard, c'està-dire qu'il est raccordé de manière-classique,à un distributeur qui n'a pas été représenté sur le dessin. I1 permet de développer un effort faible pendant la course d'approche "1", autrement dit pendant la sortie de sa tige, et un effort normal pendant la course de travaik "La1" ainsi que pendant la course de retour correspondant à la rentrée de la tige. Le faible effort développé pendant la course d'approche peut être utilisé à des fins de sécurité des opérateurs. En position de repos du vérin (figure 1), la chambre annulaire côté tige 4 est sous pression, la chambre auxiliaire côté fond 7 est-à l'échappement et la chambre annulaire côté fond 5 est également à l'échappement par l'intermédiaire des conduits 31 du clapet 21 soulevé par le doigt 12 et le poussoir 19, et du conduit 17 à l'extrémité duquel se trouve le silencieux 18 évitant le bruit d'échappement et l'aspiration des poussières. Lorsque l'on commande la sortie de la tige 2 du vérin par le distributeur de commande, ce dernier met la chambre annulaire côté tige 4 à l'échappement et la chambre auxiliaire côté fond 7 sous pression par l'intermédiaire de l'orifice réduit d'alimentation 11. Pendant la course d'approche "1", la pression n'agit que sur la contre-tige 8 du vérin. La chambre annulaire côté fond 5 aspire l'air à la pression ambiante par le silencieux 18. Le clapet 21 reste ouvert. Ainsi, pendant cette phase, la chambre 5 est mise positivement à l'échappement par le clapet 21 commandé mécaniquement -donc d'une façon sure- par la contre-tige 8, ce qui constitue la caractéristique fondamentale de la présente invention. En effet, la mise en pression de cette chambre annulaire côté fond 5 pendant cette course d'approche serait seule susceptible d'augmenter l'effort développé par le vérin, donc de nuire à la sécurité des opérateurs. Or, conformément à la présente invention, une telle mise en pression est impossible, même en cas de fuite du joint 7b entre la chambre annulaire côté fond 5 et la chambre auxiliaire 7, l'orifice d'alimentation 11 étant calibré de façon que la fuite créée par le clapet 21- soit supérieure à l'admission possible. Tout autre incident de marche peut nuire au fonctionnement du vérin mais en aucun cas à sa sécurité. En fin de course d'approche, la contre-tige 8 libère le doigt de commande 12 du clapet 21 qui se ferme sous l'action de son ressort 28. Ce dernier ne développe qu'un faible effort car le doigt 12 est équilibré par la pression régnant dans la chambre auxiliaire 7 et le poussoir 19 est de petit diamètre. Le joint 7b placé entre la chambre auxiliaire 7 et la chambre annulaire côté fond 5 est alors dégagé par la contre-tige 8. Ces deux chambres mises de ce fait en communication et alimentées par le distributeur permettent au vérin de produire son plein effort. Lorsque l'on commande la rentrée de la tige 2 du vérin par le distributeur, la chambre annulaire côté tige 4 est mise sous pression et la chambre annulaire côté fond 5 et la chambre auxiliaire7 7 sont mises à l'échappement ; la contre-tige 8 s'engage alors dans le joint 7b, le clapet 21 poussé par le doigt 12 et le poussoir 19 s'ouvre et la chambre annulaire côté fond 5 finit de se vider par le silencieux 18. I1 est du reste bien entendu que le mode de réalisation du vérin pneumatique de sécurité selon la présente invention qui a été décrit ci-dessus en référence au dessin annexé, a été donné à titre indicatif et nullement limitatif, et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Vérin pneumatique de sécurité à effort progressif, caractérisé en ce que sa chambre annulaire côté fond 5 comporte des moyens la mettant positivement à l'échappement pendant la course d'approche de la tige 2. 2.- Vérin pneumatique selon la revendication 1, caracté risé en ce que lesdits moyens consistent en un clapet 21 incor poré au fond du vérin et piloté mécaniquement par la contre-tige 8 du piston 3 de ce vérin. 3.- Vérin pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la contre-tige 8 vient se loger en position de repos du vérin, dans une chambre auxiliaire 7 prolongeant la chambre annulaire côté fond 5, et en ce que cette dernière est percée, à son extrémité postérieure, d'un conduit 31 débouchant en amont du clapet 21, lequel est maintenu positivement ouvert par la contre-tige 8, tant qu'elle se trouve dans la chambre auxiliaire 7, et se ferme en fin de course d'approche de la tige 2, dès que l'extrémité postérieure de la contre-tige 8 débouche dans la chambre annulaire côté fond 5, provoquant ainsi la montée en pression de la chambre annulaire côté fond 5 lors de la course de travail de la tige 2. 4.- Vérin pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'alimentation côté fond du cylindre 1 du vérin est réalisée par un orifice 11 de petit diamètre débouchant dans la chambre auxiliaire 7. 5.- Vérin pneumatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit orifice 11 est calibré de façon que, pendant la course d'approche de la tige 2 du piston 3, la fuite créée par le clapet 21 soit supérieure à l'admission possible, empêchant ainsi la mise en pression de la chambre annulaire côté fond 5 pendant cette phase, même en cas de fuite du joint 7b entre ladite chambre 5 et la chambre auxiliaire 7. 6.- Vérin pneumatique selon la revendication 2 ou 3, carac térisé en ce que ledit clapet 21 est un clapet à ressort dont la fermeture est commandée par un doigt 12 qu est libéré par la contre-tige 8 en fin de course d'approche de la tige 2, le s doigt 12 agissant par ailleurs sur un poussoir 19 coopérant avec le clapet 21. 7.- Vérin pneumatique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le doigt 12 comporte des rainures longitudinales 12a, 12b ou saignées de passage~ d'air assurant un équilibrage sous pression de ce doigt 12. 8.- Vérin pneumatique selon ltune quelconque des revendications 2, 3 et 6, caractérisé en ce que la chambre 16 du clapet 21 débouche à l'air libre par un conduit 17, à l'extrémité duquel se trouve un silencieux 18.