Brevet FR2528128A1 — publié le 19831209

La présente inventinn est relative à un vérin de commande d'un type nouveau , destiné à provoquer la rotation d'un arbre sur lui-même , dans un sens et dans l'autre , selon une amplitude an gulaire limitée. On connaît des vérins dits " rotatifs " . suscepti- bles de commander la rotation d'un axe suivant une amplitude angulai- re limitée dans un sens et dans l'autre . Cependant , la structure intérieure de ces vérins est très spéciale , utilisant des pièces qui ne sont pas de grande série. Le prix de revient est donc élevé et les opératinns d'netretien obligent à prévoir un stock de pièces spéojales La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en commandant la rotation d'un axe dans un sens et dans 1' autre , à partir d'un vérin dans le chemise cylindrique duquel un piston circulaire coulisse longitudinalement selon une technologie bien connue. Un vérin selon l'invention , deviné à commander la rotation d'un arbre selon une amplitude angulaire limitée t dans un sens et dans autre , est caractérisé en ce que cet arbre tournant tourillonne de façon étanche entre un fond de cylindre supérieur et un fond de cylindre inférieur , qu'il traverse , une chemise cylindrique reliant ces deux fonds alors que dans son alésage peut coulisser dans le sens longitudinal un piston immobilisé en rotation par au moins une colonne longitudinale de guidage , ce piston étant solidaire d'une douille centrale qui coulisse avec lui le long de l'arbre tournant et qui est reliée à celui-ci par des moyens comprenant au moins une rampe héiicovdale et un doigt transversal guidé par cette rampe, des moyens de distribution connus d'un fluide sous pression étant prévus dans au moins l'un des fonds de cylindre , si bien que tout coulissement longitudinal du piston et de sa douille provoque une rotation de l'extrémité dépassant de l'arbre. Suivant une autre caractéristique de l'invention , lea moyens à rampe hélicoIdale comprennent une double rampe creusée dans la paroi de la douille , alors que l'arbre tournant est solidaire d'un ergot double dont lesextrémités diamétralelent opposées sont engagées chacune sur une des rampes. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les extrémités de l'ergot double comportent chacune un galet de roulement , tandis que chaque rampe est constituée par une ouverture al longée à profil hélicoïdal , dont la largeur est sensiblement égale au diamètre extérieur du galet qui y est engagé. Snivant uneautre caractéristique de l'invention , deux colonnes de guidage longitudinales sont disposées à l'intérieur de la chemise pour relier les deux fonds de cylindre , tandis que le piston comporte deux ouvertures disposées de part et d'autre de sa douille centrale , par laisser passer chacane l'une des colonnes de guidage t tandis que des moyens d'étanchéité coulissante sont prévus dans chatune de ses ouvertures pour séparer les chambres situées de part et d'autre du piston. Suivant une autre caractéristique de l'invention , les moyens de distribution pour l'admission et le refoulement d'un fluide comprimé sont disposés dans l'un seulement des deux fonds de cylindre , tandis que l'autre sert d'appui à un ressort hélicoïdal de rappel qui repousse en permanence le piston. Suivant une autre caractéristique dé l'invention , l'un des fonds de cylindre comporte des moyens de fixation permettant de l'immobiliser sur un support quelconque par rapport auquel l'extrémité dépassante de l'arbre tournant peut donc être commandée en rotation dans un sens ou dans l'autre. Suivant une autre caractéristique dè l'invention , l'extrémité dépassante de l'arbre tournant comporte un doigt qui en dépasse diamétralement pour entraîner un organe récepteur quelconque ou pour constituer la partie mâle d'un assemblage à baïonnette. Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non li nitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de 1' invention. Figure t est une coupe diamétrale d'un vérin hé licoIdal selon l'invention. Figure 2 est un schéma en perspective illustrant la structu-e des organesintérieurs du vérin Figure 3 est une vue éclatée avec coupe partielle montrant le fond inférieur et les colonnes de guidage Figure 4 schèmatise le montage de ce même fond inférieur scus la chemise et le ressort de rappel. Figure 5 est une rue en perspective avec coupe partielle montrant le piston , sa douille et sa jupe. Figure 6 est une vue éclatée montrant l'arbre tournant et ses ergots de commande. Le vérin illustré sur lesdessins comporte un fond infé rieur 1 et un fond supérieur 2 , reliés par une chemise 3 . Un ar bre central tournant 4 tourillonne de façon étanche en 5 , dans le fond sup rieur 2 . n. même , il tourillonne de façon étanche , grâce à un segment 6 , dans le fond inférieur 1 n dont son extrémité 7 dé-, passe . Cette extrémité dépassante constitue l'ergane de sortie du vérin , et elle peut comporter - d'une part une mortaise centrale d'entratnement 8 ss - d'autre part t un doigt diamétral de commande 9 ( figure 2). Par ailleurs , l'arbre tournant 4 comporte vers le mi lieu de sa longueur , un ergot diamétral double 10 , dont chacune des deux extrémités est équipée d'un galet fou 11 Les fonds de cylindre 1 et 2 dont reliés par deux colon Des longitudinales fixes 12 , dont chacune traverse une ouverture 13 d'un piston 14 susceptible de coulisser à l'intérieur de l'alésage de chemise 3. Un segment d'étanchéité 15 assure l'étanchéité du coulis- sement du piston sur chacune des diux colonnes 12. Le piston 14 comporte par ailleurs un segment d'étanchdi- té périphérique qui se déplace sur la surface de l'alésage de la che mise 3. La partie centrale du piston 14 est solidaire d'une touille 17 capable de coulisser le long de l'arbre tournant 4 qu'elle entoure , ainsi que le piston 14 . Bans la paroi latérale de cette douille 17 sont découpées deux ou@ertures allongées possédant une largeur 18 constante t le long d'un trajet hélicoïdal. La largeur 19 est égale , au Jeu près , au diamètre extrérieur de chacun des ga lets 11 qui se trouvent donc engagés entre les deux rampes hélicoï- dales 20 de chaque ouverture 18 ( figure 2). bes moyens tel que des oirolips 21 sont prévus près de chacune des deux extrémités de 1' arbre tournant 4 , pour l'immobiliser dans le sens axial tout en le laissant librement tourner. La douille 17 du piston 14 est solidaire d'une jupe cylindrique 22 qui la surmonte et sert de butée de fin de course en venant en appui contre la face interne du fond supérieur 2. Autour des colonnes 12 et de lajupe 22 , on place un ressort hélicoïdal 23 qui se touve logé à l'intérieur de la chemise 3 , pour être comprimé entre le fond supérieur 2 et la face en regard du piston 14. Sur le fond inférieur 1 , on prévoit au moins un ca nal 24 qu'on relie à une source d'un fluide sous pression , qui peut être un liquide hydraulique ou de l'air comprimé. Enfin , le fond inférieur 1 est préférablement pourvu de deux solides pattes de fixation 25 , situées de part et d'autre de l'extrémité dépassante 7 de l'arbre tournant 4. Le fonctionnement est le suivant : Lorsque le vérin selon l'invention et an repos , le piston 14 est soumis à la seule poussée dn ressort de compression 23. il c@@upe donc la position illustrée sur la figure 1 , en appui con tre le fond inférieur 1 . L'arbre tournant 4 et ses accessoires d' entraînement 8 , 9 sont alors immobilisés à la position angulaire correspondante. Si l'on envoie la pression dans l'ouverture 24 (flè- che 26 , figure i) , le piston t4 est alors repoussé à l'encontre du ressort 23 qui se comprime . Au cours de ce mouvement , l'attela ge mobile 14 , 17 , 22 coulisse le long de l'arbre 4 , tout en étant immobilisé en rotation par les colonnes 12 . Ce déplacement de translation des rampes hélicoidales 20 de la douille 17 provoque alors le roulement des galets il si bien que l'ergot double 10 est entraf- né en rotation , ainsi- que l'arbre 4 dont extrémité 7 tourne sur elle-même (figure 2, flèche 27) . Le mouvement se poursuit jusqu'à ce que la jupe 22 vienne huter contre le fond supérieur 2. Dès qu'on coupe l'alimentation en pression par l'ouver ture 24 , le ressort 23 l'emporte à ncuvêau , repoussant le piston 14 en direction du fond inférieur 1 t ce qui refoule le liquide ou l'air comprimé par 11 ouverture 24. On comprend qu'un vérin bélicoïdal selon l'invention soit utilisable à la façon d'un vérin longitudinale ordinaire , ce qui facilite son implantation sur les machines. Be plus , sa technologie de fabrication est peu coûteuse . REVENDICATIONS 1 - Vérin destiné à commander la rotation d'un arbre selon une amplitude angulaire limitée , dans un sens et dans l'au tre , caractérisé en ce que cet arbre tournant (4) tourillonne de façon étanche entre un fond de cylindre supérieur (2) et un fond de cylindre inférieur (1) qu'il traverse , une chemise cylindrique (3) reliant ces deux fonds (1) et (a) , alors que dans son alésage peut coulisser dans le sens longitudinal un piston (14) immobili sé en rotation par au moins une colonne longitudinale de guidage (ss2),ce piston (14) étant solidaire d'une douille centrale (17) qui coulisse ate lui le long de l'arbre tournant (4) et qui est reliée à celui-ci par des moyens comprenant au moins une rampe hélicoTda- le (20) et un ergot transversal (io) guidé par cette rampe (20), des moyens de distribution connus d'un fluide sous pression étant prévus dans au moins l'un des fonds de cylindre (1) , si bien pue tout coulissement longitudinal du piston (14) et de sa douille (17) provoque une rotation de l'extrémité dépassante (7) de l'arbre (4)0 2 - Vérin suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens à rampe hélicoïdale comprennent une double rampe (20) creusée dans la paroi de la douille (17) , alors que l'arbre tournant (4) est solidaire d'un ergot double (10) dont les extrémi- tés diamétralement opposés sont engagées chacune sur une des ram pes Vérin suivant la revendication 2 , caractérisé en 3 - Vérin ce que les extrémités de l'ergot double (10) comportent chacune un galet de roulement (11) , tandis que chaque rampe est constituée par une ouverture allongée (18) à profil hélicoïdal , dont la largeur (19) est sensiblement égale au diamètre extérieur du galet (11) qui y est engagé. 4 - Vérir suivant l'une quelconque des revendications précédentes s caractérisé en ce que deuxcolonnes de guidage longitudi nales (12) sont disposées à l'intérieur de la chemise (3) pour re lier les deux fonds de cylindre (1) et (2) , tandis que le piston (14) comporte deux ouvertures (13) disposées de part et d'autre de sa douille centrale (17) , pour laisser passer chacune des colonnes de guidage (12) , tandis que des moyens d'étanchéité coulissants (15) sont prévus dans chacune de ces ouvertures (13) pour séparer les chambres situées de part et d'autre du piston (14). 5 - Vérin suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les moyens de distribution (24) pour l'admission et le refouiement d'un fluide comprimé sont disposés dans l'un seulement (1) des deux fonds de cylindre , tandis que l'autre (2) sert d'appui à un ressort hélicoïdal de rappel (23) qui repousse en permanence le piston (14). 6 - Vérin suivant lune quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que l'un des fonds de cylindre (1) comporte des moyens de fixation (25) permettant de l'immobiliser sur un support quelconque par rapport auquel ltestrémitd dépassante (7) de l'arbre tournant (4) peut donc Qtre commande en rotation dans un sens ou dans l'autre. 7 - Vérin suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que l'extrémité dépassante (7) de l' arbre tournant (4) comporte un doigt (9) qui en dépas@e diamétralement pour entratner un organe récepteur quelconque ou pour constituer la partie male d'un assemblage à baïonnette.