Brevet FR2469594A1 — publié le 19810522

L'invention concerne un dispositif formant outil extensible selon un mouvement de va-et-vient rectiligne, sous l'effet d'un fluide sous pression. Des dispositifs formant outils extensibles de ce type sont connus, qui comprennent un organe gonflable tel qu'un vérin à soufflets, extensible axialement lorsqu'il est gonflé sous l'effet d'un fluide sous pression et des moyens de rappel tels que des ressorts hélicoTdaux, le vérin comportant une bride frontale adaptée pour être reliée à un support sensiblement stationnaire et une plaque frontale mobile formant plateau de travail. Or, ces dispositifs connus présentent des inconvénients qui rendent problématique ou même impossible leur utilisation dans certains domaines de la technique, par exemple pour le bridage de gros objets tels que des blocs de granitesslors de leur usinage, ou pour des dispositifs à marteau montés sur la paroi d'un réservoir contenant un produit en vrac et destinés à empêcher par des coups de marteau la formation de voûtes dans ce produit. L'inconvénient majeur concerne le guidage du plateau de travail, notamment lorsque le dispositif est fixé sur une surface de support vertical, avec son axe orienté horizontalement. Un des avantages de tels dispositifs réside dans leur possibilité de permettre une course d'extension axiale d'une longueur relativement importante. Alors se pose le problème du guidage du plateau de travail au cours de son déplacement vers sa position de travail et de sa rigidité perpendiculairement à son axe au cours du travail. Jusqu'à présent aucune solution satisfaisante n'a été trouvée à ce problème. L'invention a pour but de proposer un dispositif du type décrit plus hautsqui est avantageusement utilisable pour le bridage et aans des dispositifs à marteau précités. Pour atteindre ce but le dispositif formant outil extensible selon l'invention comprend au moins un corps cylindrique allongé formant support axial dudit plateau de travail, à l'état de repos sans extension du vérin, et les ressorts de rappel qui sont montés axialement guidés par ledit corps cylindrique entre les surfaces internes en regard des deux plaques du vérin, pour former des moyens de guidage axial dudit plateau de travail, lorsque celui-ci ne se trouve- plus dans sa position de repos. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le corps cylindrique allongé est formé par un tube qui est fixé sur la surface interne de la plaque frontale stationnaire et s'étend axialement à partir de cette surface avantageusement jusqu'à la surface interne de la plaque mobile, à l'état de repos du vérin, et les ressorts sont en contact à leur surface sensiblement cylindrique latérale avec la surface cylindrique dudit tube. D'autres caractéristiques, avantages et détails apparaîtront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale en élévation du dispositif selon l'invention conformée pour permettre le bridage d'un objet à usiner, le tube d'alimentation étant dessiné décalé - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1 - la figure 3 illustre à plus grande échelle le détail encerclé sur la figure 1, le ressort étant dégagé - la figure 4 est une vue de dessus du dispositif selon la figure 1, et - la figure 5 montre schématiquement un dispositif à marteau réalisé selon l'invention et adapté pour assurer une répartition uniforme d'un produit en vrac à l'intérieur d'un réservoir. La figure 1 montre le dispositif 1.selonl'invention dans un mode de réalisation avantageusement utilisable comme outil pour le bridage par exemple d'un gros bloc de granite 2 au cours de son usinage. Comme il ressort notamment de la figure 1, le dispositif I selon l'invention comprend un vérin souple gonflable 3. Ce vérin comporte trois soufflets 4 de section transversale circulaire et axialement alignés. Les soufflets extrêmes sont fixés de façon étanche respectivement à deux plaques circulaires supérieure 5 et inférieure 6, chacune présentant un profil en forme d'un U. La structure du vérin est connue en soi. Les soufflets 4 et les plaques-5 et 6 délimitent une chambre 7 qui est gonflable par l'introduction dans la chambre d'un fluide sous pression. Sous l'effet de ce fluide, le vérin est axialement extensible. La plaque 6 est par conséquent déplaçable dans l'axe du vérin, selon un mouvement rectiligne de va-et-vientpour effectuer une course de travail d'une longueur prédéterminée. La plaque 6 porte un plateau presseur 8. La plaque supérieure 5 est stationnaire et rigidement reliée, par exemple par des vis 9, à un plateau 10 par exemple circulaire et formant bride stationnaire permettant le montage du dispositif 1 sur une surface d'appui 11. La figure 1 présente le dispositif 1 selon l'invention à l'état gonflé, c'est-à-dire dans sa position de travail, dans laquelle le plateau presseur 8 exerce une forte pression sur le bloc de granite 2. Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple notamment sur les figures 1 et 2, un corps de forme générale cylindrique et allongé tel qu'un tube 12 est fixé, par exemple par soudure, sur la surface interne de la plaque stationnaire 5, au niveau de la zone centrale de celle-ci. Ce tube 12 s'étend dans l'axe du vérin 3 en direction de la plaque mobile 6 et a avantageusement une longueur telle qu'il porte contre cette plaque 6, lorsque le dispositif se trouve à l'état de repos non gonflé. Le vérin souple 3 comprend, conformément à l'invention, des éléments de rappel tels que des ressorts hélicoidaux de traction 13. Dans l'exemple représenté, six ressorts hélicofdaux 13 sont répartis autour du tube 12, de façon angulairement équidistante. Les ressorts 13 sont montés entre les plaques 5 et 6 et s'étendent parallèlement à l'axe du vérin et du tube 12. Les ressorts sont disposés de telle façon que chacun d'eux est en contact en 15 à sa périphérie cylindrique 14 , avec la surface extérieure cylindrique 16 du tube 12, comme il ressort clairement de la figure 2. On comprend aisément que dans de telles circonstances chaque ressort 13 est en contact avec le tube 12 sur toute la longueur -de celui-ci. Si le vérin est à l'état de repos non gonflé (non représenté), dans laquelle l'extrémité libre 17 du tube 12 porte avantageusement contre la plaque 6 et accomplit ainsi la fonction d'une butée, les ressorts 13 sont en appui latéral sur le tube 12 sur toute leur longueur, ce qui confère aux dispositifs selon l'invention une rigidité parfaite dans la direction perpendiculaire à son axe X-X. Comme il ressort notamment de la figure 2 qui montre le dispositif selon l'invention dans sa position de travail, à l'état gonflé, la plaque mobile 6 est éloignée de l'extrémité libre 17 du tube 12 et les ressorts 13 maintenant axialement allongés s'étendent librement au niveau de leur extrémité 18 au-delà de l'extrémité 17 du tube 12. Mais en raison de la disposition des ressorts 13 autour du tube 12 sur toute la longueur de celui-ci, la rigidité laterale du dispositif est toujours assurée et une déviation ou excursion latérale de sa position dans l'axe X-X, de la plaque 6 et par conséquent du plateau presseur 8, lors de son déplacement vers sa position de travail représentée, est empêchée d'une façon efficace.En effet, le dispositif selon l'invention est en mesure de résister contre des forces agissant perpendiculairementàson are, par exemple aux forces provenant de son propre poids lorsque le dispositif est fixé sur une paroi d'appui Il verticale et stétend horizontalement, car il y a toujours plusieurs ressorts qui, en prenant appui sur la surface extérieure cylindrique 16 du tube 12 retiennent le plateau presseur 8 dans sa position centrée dans l'axe X-X du dispositif formant outil extensible selon l'invention. Les ressorts 13, eux-mêmes guidés par le tube 12 constituent donc des moyens de guidage du plateau presseur lors de son déplacement vers sa position de travail.Grâce à ce système de guidage du plateau presseur 8, la course de celui-ci peut avoir une longueur nettement plus grande que la longueur du dispositif dans sa position de repos, sans qu'il y ait entrave à la rigidité latérale du dispositif. On sait que dans de telles conditions de travail, la fixation des ressorts 13 aux plaques 5 et 6 pose un problème délicat . La figure 3 illustre la façon selon laquelle ce problème est résolu selon l'invention. Suivant cette figure, un ressort 13 est fixé à la plaque 6 par un boulon fileté 19 qui traverse la plaque 6 et est ancré à une extrémité dans l'extrémité du ressort 13 et retenu à l'autre extrémité par un écrou 20. Pour assurer un ancrage solide du boulon 19 dans le ressort 13, un bouchon 21 pourvu d'un filetage extérieur par exemple du type rond est vissé dans chaque extrémité d'un ressort, le taraudage complémentaire au filetage du boulon 21 étant formé par les spires 22 axialement juxtaposées du ressort. La figure 3 montre le bouchon 21 en position avant vissage dans l'extrémité du ressort 13. Le dispositif selon l'invention comprend des moyens de limitationdelalongueur de la course du plateau presseur 8. Ces moyens peuvent être constitués par exemple par plusieurs câbles de traction 23 montés de préférence à l'intérieur du vérin 3 entre les deux plaques 5 et 6. il est avantageux d'associer à ces moyens de limitation de la longueur de course un organe sensible soit à la longueur de la course, soit à la force de traction exercée par exemple sur un des câbles. Cet organe représ:enté de façon schématique en 24 sur la figure 1 est adapté pour commander un clapet de mise à l'échappement du vérin. Mais il est également possible d'utiliser un clapet de fermeture qui interrompte l'adi'ssiai dufluide dans le X d'un vénnàlas'ded'un afetde tractiai duble 23. Le dispositif selon l'invention comprend, pour faciliter son raccordement à une conduite provenant d'une source 25 d'un fluide sous pression9un tube 26 de préférence de section transversale rectangulaire , qui est placé radialement sur la plaque supérieure stationnaire 5. Comme il ressort des figures 1 et 3, ce tube 26 prend appui sur la partie annulaire radialement externe de la plaque 5 et sur une pièce intermédiaire 27 située sensiblement au centre de la plaque 5. Dans l'exemple représenté (figure 1) le tube 26 est pris en sandwich entre la plaque 5 et la bride 10. L'extrémité 28 du tube 26 située entre la plaque 5 et la bride 10 est fermée, tandis que le tube s'étend par son autre extrémité 29 radialement vers l'extérieur,au-delà du bord de la plaque 5. Cette extrémité libre 29 est ouverte. Le tube 26 communique avec l'intérieur de la chambre 7 à travers la pièce intermédiaire 27 et un orifice 30 pratiqué au centre de la plaque 5 et de préférence à travers plusieurs orifices 31 dans la paroi du tube 12. Dans l'extrémité ouverte 29 du tube 26 est montée selon la figure 1, à titre d'exemple, une vanne à trois voies 32 assurant la communication de la chambre 7 du vérin avec la source de fluide sous pression 25 par l'intermédiaire d'une conduite 34, ou avec l'atmosphère à travers sa sortie 35. Dans le dernier cas, le vérin est mis à l'échappement. Selon la figure 1, la vanne 32 est reliée au tube 26 par l'intermédiaire d'un embout de raccord 36qui s'étende dans l'axe du tube 26.Celui-ci comprend avantageusement un deuxième embout de raccord 37 qui s'ouvre vers le bas et est obturé dans l'exemple représenté. Mais l'embout de raccord 37 est également adapté pour recevoir des moyens de raccord tels que par exemple la vanne 32. Dans ce cas l'embout de raccord 36 serait fermé. Le dispositif peut être équipé, le cas échéant, de moyens (non représentés) permettant en outre à l'état gonflé du vérin, l'interruption de la communication entre celui-ci et la source 25, ce qui rendrait possible le débranchement du vérin de la source, tout en maintenant ce vérin à son état gonflé de travail. Dans le mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 1, le dispositif formant outil selon l'invention prend appui sur la surface d'appui 11, par l'intermédiaire de sa bride en forme de plateau 10. Pour que l'appui soit stable, le dispositif selon l'invention peut être vissé sur la surface Il formant support ou peut y être fixé de toute autre façon appropriée. il est cependant avantageux d'assurer la liaison du dispositif I à la surface Il par l'intermédiaire de plusieurs aimants permanents 38 placés sur la surface extérieure du plateau d'appui 10, de la façon illustrée sur les figures 1 et 4, ce qui suppose bien entendu que la surface 11 est en un matériau magnétisable.Le dispositif 1, grace aux aimants peut être fixé à la surface 11 par simple application de la bride ou du plateau 10 pourvu des aimants à la surface d'appui 11, même si celle-ci s'étend verticalement. Les aimants constituent par conséquent un moyen de fixation rapide. Comme il ressort de la figure 1, grace à l'interposition des aimants permanents 38 entre la bride 10 et la surface d'appui 11, l'extrémité 29 du tube 6, avec son embout de raccordement 36, est suffisamment dégagée de la surface Il pour permettre le branchement ou débranchement facile des moyens de raccords tels que la vanne à trois voies 32. L'écart entre le tube 26 et la surface Il peut être agrandi ou rendu suffisant même si la bride 10 est directement fixée sur la surface 11, en interposant entre la plaque 5 et la bride 10 des organes d'écartement, par exemple des douilles (non représentées) qui pourraient entourer coaxialement les vis de fixation 9. Le dispositif formant outil selon l'invention peut être équipé des moyens permettant d'allonger la course utile du plateau presseur 8. Une première possibilité consisterait à fixer sur la surface extérieure du plateau presseur 8 une cale d'épaisseur, de toute manière appropriée, mais avantageusement par l'intermédiaire des aimants permanents interposés suivant le principe de la fixation de la bride 10 stationnaire à la surface d'appui 11. De cette façon on avance la surface de travail 39 du plateau presseur 8 vers l'objet à maintenir. A la place des cales d'épaisseur, on pourrait prévoir sur le dispositif, à une de ses extrémités, des béquilles escamotables, par exemple au nombre de trois (non représentées). Cette solution permet une grande variation de la course définitive du dispositif formant outil extensible. Le fonctionnement du dispositif formant outil extensible selon l'invention ressort de façon évidente de la description qui vient d'être faite et des figures et n'a pas besoin d'être expliqué séparément et explicitement. La figure 5 montre de façon schématique le dispositif selon l'invention incorporé à un appareil qui comprend un organe de travail tel qu'un marteau et est destiné à être monté sur la paroi d'un réservoir tel qu'un silo contenant un produit en vrac. Le vérin gonflable sert de moyen d'entraînement du marteau pour impartir à celui-ci de l'énergie cinétique lui permettant de frapper contre la paroi du réservoir pour empêcher l'effet de voûte à l'intérieur de celui-ci. Sur la figure 5 le vérin souple est désigné par le chiffre de référence 40 et le marteau porte la référence 41. L'appareil est fixé sur la surface extérieure de la paroi 42 par exemple verticale d'un réservoir, de toute façon appropriée. Le vérin souple gonflable 40 et le marteau 41 sont montés dans un cadre de support 43 comprenant une première plaque 44, de préférence de forme rectangulaire et par laquelle il est fixé sur la paroi 42, une deuxième plaque 45 de préférence également rectangulaire et quatre barres perpendiculaires aux plaques 44 et 45 et reliant celles-ci au niveau de leur quatre coins. Le marteau 41 est monté pivotant en 47 sur les deux barres 46 supérieures, par l'intermédiaire par exemple de deux patins 48. Ces derniers sont montés chacun coulissant sur une barre 46 pour permettre la variation par simple coulissement des patins sur les barres,de la distance entre le marteau 41 et la plaque 44 qui est pourvue dans sa zone centrale d'une surépaisseur 49 formant la zone d'impact du marteau. Les patins 48 sont pourvus de moyens tels que des vis de serrage 51 pour les immobiliser et les fixer sur leur barre correspondante Comme le montre la figure 5, le plateau avant mobile 50 du vérin 40 est en contactMau niveau de son centre9 avec le bossage du marteau 41.Ce plateau 50 pourrait être monté dans le vérin- 40, le cas échéant, par l'intermédiaire d'un dispositif amortisseur pour protéger le vérin 40 contre une surcharge produite par l'impact du marteau 41 sur le plateau 50 lors du retour du marteau dans sa position de repos représentée. Pour permettre la mise à l'échappement rapide du vérin et donc pour lui permettre de revenir rapidement dans satposition de repos, il est avantageux de l'équiper de deux clapets ou vannes de mise à l'échappement de la chambre gonflable du vérin. Dans l'exemple représenté, le vérin ne comprend qu'un soufflet. Mais il est évident qu'il pourrait en avoir plusieurs, selon les exigences spécifiques du cas d'utilisation. On comprend, que dans la réalisation selon la figure 5, le vérin fonctionne comme dispositif d'entraînement du marteau pour amener celui-ci à impartir des chocs sur la paroi 42 du réservoir pour empêcher par l'effet de ces chocs toute formation de voûte à l'intérieur du réservoir dans le produit en vrac qu'il contient et pour contribuer à une répartition uniforme du produit dans le réservoir. Etant donné la grande force de pression que le vérin 40 peut exercer sur le marteau 41, celui-ci peut être entraîné par le plateau 50 à une vitesse relativement élevée même s'il présente un poids considérable. Ceci signifie que le marteau peut revevoir du vérin une quantité importante d'énergie cinétique, ce qui rend l'appareil particulièrement applicable à des réservoirs ou silos de grand volume. Bien entendu de nombreuses variantes peuvent être apportées au dispositif selon l'invention, expliqué ci-avant à titre d'exemple à l'aide de deux réalisations particulièrement avantageuses. Le nombre des ressorts peut être différent de celui dans l'exemple selon la figure 1 pour parfaitement adapter le dispositif aux exigences spécifiques du travail qu'il doit accomplir. Au lieu d'utiliser un seul tube de support, coaxial à l'axe du vérin, on pourrait prévoir plusieurs corps allongés tels que des tubes ou tiges, qui seraient répartis de façon appropriée sur la plaque stationnaire. A chaque tube ou tige pourrait être associé par exemple un seul ressort qui serait alors monté de façon coaxiale autour du tube. il n'est pas obligatoire non plus de placer les ressorts à l'extérieur du tube de support. Ceux-ci pourraient être situés à l'intérieur du tube. il est encore possible de combiner les variantes qui viennent d'être énoncées seulement à titre d'exemple. De toute manière, l'invention n'est nullement limitée auxmodes de réalisation décrits et représentésqui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant outil extensible selon un mouvement de va-et-vient rectiligne, du type comprenant un organe gonflable tel qu'un vérin à soufflet extensible axialement lors d'un gonflage sous l'effet d'un fluide sous pression et des moyens de rappel tels que des ressorts hélicoïdaux, le vérin comportant une plaque frontale adaptée pour être reliée à un support sensiblement stationnaire et une plaque frontale mobile formant plateau de travail, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un corps allongé de préférence cylindrique, formant support axial dudit plateau de travail, à l'état de repos sans extension du vérin, et en ce que lesdits ressorts de rappel sont montés entre lesdites deux plaques, axialement guidés par ledit corps allongé, pour former des moyens de guidage axial dudit plateau de travail, lorsque celui-ci a quitté sa position de repos 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps allongé précité est formé avantageusement par un tube fixé sur la surface interne de la plaque stationnaire précitée et s'étendant axialementyà partir de cette surface,de préférence jusqu'à la surface interne de la plaque mobile précitée, à l'état de repos du vérin, et en ce que les ressorts sont en contact latéral avec la surface cylindrique dudit tube de support. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs organes allongés de support axial précité et à chaque organe est associé au moins un ressort. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que, lorsque le corps allongé de support est formé par un tube, les ressorts scant montés à l'extéieur ouàl'Jntérieur de celui-ci en contact latéral avec la surface cylindrique ecirnecu interne du tube. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de limitation de la longueurdelacourse du plateau de travail précité, qui comporte des organes de traction tels que des câbles et/ou avantageusement une vanne de mise à l'échappemèntoude fermeture à l'admission du verin à la fin de la dite course, qui est sensible à la longueur de la course ou à une force de traction prédéterminée impartie à un organe de traction. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plaque stationnaire précitée comprend des moyens de fixation du dispositif sur une surface de support, ces moyens comprenant avantageusement plusieurs aimants permanents placés de façon à former un plan sensiblement parallèle au plan de ladite plaque stationnaire. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de raccordement à une conduite provenant d'une source de fluide sous pression, qui comporte un élément tubulaire monté radialement sur la surface extérieure frontale de la plaque stationnaire précitée, cet élément tubulaire est fermé à une extrémité et s'étend au moins par son autre extrémité au-delà de la périphérie de ladite plaque, l'extrémité qui dépasse étant adaptée pour être reliée à ladite conduite. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments d'écartement pouvant être interposés entre la plaque stationnaire précitée et la surface d'appui précitée pour assurer le dégagement de l'extrémité de raccord de l'élément tubulaire précité, de ladite surface d'appui. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de raccord comprennent une vanne à trois voies, une voie assurant la mise à l'échappement du vérin. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin est adapté pour former le moyen d'un outil tel qu'un marteau destiné à exercer des coups contre un jet tel que la paroi d'un réservoir pour faire vibrer celle-ci. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre formé par deux plaques parallèles reliées par des barres de liaison, une plaque forme la surface d'appui précitée tandis que l'autre plaque est adaptée pour être fixée à la paroi du réservoir précité et en ce que le marteau est monté pivotant sur lesdites barres de liaison, le marteau étant en contact, dans sa position de repos, avec le plateau de travail précité du vérin. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque extrémité d'un ressort précité est fixée à la plaque frontale correspondante du vérin, par l'intermédiaire d'un boulon à filetage extérieur qui est complémentaire à la configuration produite par les spires du ressort pour pouvoir être vissé dans l'extrémité ressort. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe allongé de support précité les ressorts et avantageusement les moyens de limitation de la longueur de la course du plateau de travail précités sont montés à l'intérieur du vérin. 14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour augmenter la longueur de la course du plateau presseur précité par rapport à la position de repos de celui-ci, ces moyens pouvant être formés par des cales d'épaisseur montées sur le plateau presseur, avantageusement par l'intermédiaire d'aimants permanents, ou par des béquilles amovibles fixées audit plateau.