Brevet FR2519403A1 — publié le 19830708

UNITE CYLINDRE/PISTON ACTIONNANT UNE VANNE. L'invention concerne des unités cylindre/piston des- tinées à actionner des vannes de commande de l'écoulement de 8.uides. Les vannes de commande de l'écoulement de fluides, telles que celles utilisées dans les installations industri- elles, sont fréquemment actionnées par des unités pneumatiques cylindre/piston Ces vannes existent en un grand nombre de variantes, et il serait particulièrement avantageux, du point de vue de la fabrication, si l'on pouvait utiliser une unité commune avec une large gamme de configurations de vanne, et en particulier si un cylindre à simple effet, avec rappel à ressort, pouvait être utilisé d'une manière ou d'une autre en liaison avec la vanne sur laquelle il est monté. On sait aussi que ce type d'unité cylindre/piston est alimenté en air à partir d'un point situé en-dessous du centre de l'arbre, lequel doit donc être creux à sa partie supérieure, ou extrémité d'entrée de l'air, et fermé ou plein à sa partie inférieure, ou extrémité de manoeuvre, à laquelle est raccordé un élément de vanne De même, il faut prévoir un raccordement d'air entre l'arbre creux et le cylindre, à un niveau fixe par rapport au piston travail- lant dans le cylindre, et solidaire de l'arbre. Ces facteurs signifient qu'une unité à simple effet, avec un orifice d'entrée en bas de l'arbre, ne peut être facilement inversé, et qu'il doit normalement présenter une - structure d'arbre différente pour chaque sens du déplace- ment " teur. L'invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue une unité cylindre/piston, à fonctionnement pneumatique, à sinple effet, comprenant un arbre de manoeuvre possédant une partie creuse destinée à jouer le rôle d'un raccord pour l'air de manoeuvre, et en communication avec l'intérieur du cylindre en arrière du piston, caractérisé par le fait que ledit arbre de manoeuvre possède trois parties séparables, à savoir une partie terminale d'admission d'air, une partie intermédiaire adaptée de façon à être an- crée au piston et comprenant le raccord allant vers l'intérieur du cylindre, et une partie terminale de manoeuvre adaptée de façon à être raccordée à un élément de vanne ou à un autre élément destiné à être manoeuvré par l'unité, ces parties kant raccordées bout à bout par un filetage, chaque extrémi- té de la partie intermédiaire pouvant être fixée d'une manière étanche ou bien à la partie terminale d'admission d'air, ou bien à la partie terminale de manoeuvre. L'organe nécessaire pour la manoeuvre du cylindre peut être ou bien un ressort situé au-dessus du piston, ou bien un ressort situé au-dessous du piston, de sorte que l'on peut inverser la manoeuvre du piston/cylinçîre en changeant les positions d'arbre. On peut empêcher que le piston ne tourne par rapport au cylindre quand il est dans une position extrême, par exemple en engageant le piston sur des écrous prisonniers prévus pour le montage. On peut empêcher que la partie intermédiaire de l'arbre ne tourne par rapport au piston, par exemple par un contact avec une ouverture aplatie, parexempleenfinmede D. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en-décrire, ci-après, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réa- lisation représenté sur le dessin annexé Sur ce dessin: la figure 1 est une demi-coupe verticale d'une unité cylindre/piston conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention, et des parties associées d'une vanne de commande de l'écoulement d'un fluide destinée à être actionnée par l'unité; la figure 2 est une vue analogue présentant l'unité dans une autre position. Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que l'on a représenté une unité cylindre/piston comprenant un cylindre à l'intérieur duquel un piston 2 peut subir un mouvement de va-et-vient Le cylindre 1 est monté à l'aide d'écrous pri- sonniers 3 sur un étrier 4 faisant partie intégrante de la vanne de commande destinée à être actionnée par l'unité. L'étrier s'étend pour former un palier, qui comprend un j Vint 5, destiné à un arbre 6 raccordé à un élément de vanne 7 L'extrémité supérieure du cylindre 1 possède d'autres écrous prisonniers 8, utilisés pour soutenir un palier annu- laire 9 destiné à une partie supérieure de l'arbre 6 Les écrous prisonniers 8 jouent en outre le rôle de dispositifs de localisation pour une butée annulaire à ressort 11, contre laquelle portent deux ressorts de compression 12 et 13, qui poussent le piston 2 vers la position de fermeture de la vanne, dans le mode d'utilisation illustré La butée Il possède aussi une extension tubulaire axiale 14, qui joue le rôle de limiteur de course pour le piston 2. Le piston 2 présente un joint périphérique 15 qui interagit avec la paroi intérieure du cylindre 1, et il est également pourvu d'une butée 16, qui peut entrer en contact avec le limiteur de course 14 et qui sert à positionner les ressorts 12 et 13. Selon l'invention, l'arbre 6 est subdivisé en trois parties raccordées les unes aux autres par des filetages, à savoir une partie supérieure, ou partie d'admission d'air 6 a, une partie intermédiaire 6 b et une partie terminale de manoeuvre 6 c, à laquelle est fixée la vanne 7. Outre le joint 5, l'unité de cylindre/piston est isolée de l'intérieur de la vanne au moyen d'une étanchéité d'arbre à double lèvre 17, qui interagit avec la partie 6 c de l'arbre. La partie d'admission d'air 6 a et la partie intermé- diaire 6 h de l'arbre sont toutes deux creuses, de façon à laisser de l'air pénétrer dans le cylindre par l'intermé- diaire d'un ou plusieurs orifices 18 aménagés dans la partie intermédiaire 6 b et dans des espaces correspondants 19 prévus à l'extrémité de la partie de manoeuvre 6 c La partie de manoeuvre 6 c est essentiellement un arbre plein, qui ferme l'extrémité inférieure de la partie intermédiaire 6 b, un joint 21 étant installé entre elles De même, il est prévu un joint 24 entre les parties d'arbre 6 a et 6 h. Le piston 2 est, par l'intermédiaire d'un épaulement 22, mis en contact avec la partie 6 b de l'arbre, et il est comprimé contre elle par une extrémité de la partie 6 c de l'arbre, un joint 23 étant placé entre elles Pour empêcher la rotation du piston 2 sur la partie Gb de l'arbre, une ouverture aplatie, par exemple en forme de D, aménagée dans le piston 2, entre en contact avec une partie ayant une forme correspondante de la partie 6 b de l'arbre. On voit que, quand on laisse pénétrer de l'air com- primé à l'intérieur de l'arbre, il pénètre par les ouvertures 1 & et 19, de façon à arriver dans le cylindre 1 en-dessous du piston 2, et il déplace le piston à l'encontre de l'action des ressorts 12 et 13, jusqu'à buter contre le limiteur de fin de course 14 Quand on évacue l'air de l'arbre, les ressorts rappellent le piston 2 jusqu'à la position illustrée, l'élément de vanne 7 étant en contact avec son siège. Quand l'unité cylindre/piston n'est pas montée sur une vanne, les ressorts déplacent le piston un peu plus loin, de sorte qu'il entre en contact avec les écrous prisonniers 3 par des évidements désignés par le chiffre de référence 26, de façon à empêcher la rotation relative du piston et du cylindre dans cette position. L'arbre 6 est réalisé en trois parties, de sorte que l'on peut utiliser les mêmes composants si l'unité cylindre/piston doit être montée dans la position inverse, comme illustré sur la figure 2. On voit sur cette figure que la partie d'admission d'air 6 a de l'arbre 6 est fixée alors à l'extrémité pis- ton de la partie intermédiaire 6 Rde l'arbre, tandis que la partie de manoeuvre 6 c est fixée à l'autre extrémité. On utilise les écrous prisonniers 3 pour monter le palier 9 tandis que les écrous prisonniers 8 sont destinés à assurer le montage du cylindre sur l'étrier 4. Dans ce mode de manoeuvre, le joint 21 sert à obturer l'extrémité inférieure de la partie intermédiaire creuse 6 b de l'arbre, et de l'air est admis au-dessus du piston 2 par l'ouverture 18 et un ou plusieurs espaces 25 formés entre la partie d'admission d'air 6 a de l'arbre et le piston 2. On voit ainsi que l'on peut utiliser des parties d'arbre communes dans les deux modes de manoeuvre, ce qui simplifie le stockage des pièces et, en outre, permet de remplacer facilement l'une quelconque des trois parties, si cela s'avère nécessaire, sans qu'il faille remplacer la totalité de l'arbre De même, on peut utiliser différentes formes de l'extrémité inférieure, ou extrémité de manoeuvre 6 c, selon la configuration de la vanne. Quand l'unité cylindre/piston n'est pas effectivement fixée à un élément de vanne 7 ou une pièce analogue des- tinée à être actionnée, on voit qu'il n'y a aucune limitation au piston 2, lequel peut alors buter contre les écrous prisonniers 3 et être retenu par eux Comme la partie 6 b de l'arbre est elle-même empêchée de subir une rotation par rapport au piston 2, la fixation, par vissage, de la partie 6 a et 6 c de l'arbre à l'extrémité appropriée en est facilitée. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci- dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Unité cylindre/piston à simple effet, à manoeuvre pneumatique, comprenant un arbre, de manoeuvre possédant une partie creuse destinée à jouer le rôle d'un raccord pour l'air de manoeuvre, et en communication avec l'inté- rieur du cylindre en arrière du piston, caractérisée par le fait que ledit arbre de manoeuvre ( 6) possède trois parties séparables, à savoir une partie terminale d'admission d'air ( 6 a), une partie intermédiaire ( 6 b) adaptée de façon à être ancrée au piston ( 2) et comprenant le raccordement vers l'intérieur du cylindre ( 1), et une partie terminale de manoeuvre ( 6 c) adaptée de façon à être raccordée à un élément de vanne ( 7) ou un autre élément destiné à être actionné par l'unité, les trois parties ( 6 a, 6 b, 6 c) étant raccordées bout à bout les unes aux autres par un raccord fileté, chaque extrémité de la partie intermédiaire ( 6 h) pouvant être fixée d'une manière étanche à la partie termi- nale d'admission d'air ( 6 e) ou à la partie terminale de manoeuvre ( 6 b), ce qui permet d'inverser le cylindre ( 1). 2 Unité cylindre/piston selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le cylindre ( 1) possède un moyen ( 8) pouvant entrer en contact avec le piston ( 2) pour empêcher une rotation relative du piston et du cylindre quand le piston se trouve dans une partie terminale extrême. 3 Unité cylindre/piston selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la partie intermédiaire ( 6 b) de l'arbre ne peut subir de rotation par rapport au piston. 4 Unité cylindre/piston selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le cylindre ( 1) possède des écrous prisonniers ( 8, 3) destinés à lui permettre d'être fixé par l'une ou l'autre des extrémités à une pièce de support ( 9, 4) de l'unité destinée à être actionnée. Unité cylindre/piston selon les revendications 2 et 4, caractérisée par le fait que les écrous prisonniers ( 8) se trouvant à l'une des extrémités du cylindre interagissent avec des évidements aménagés dans le piston 19403 ( 2) pour empocher la rotation relative.