Brevet FR2538046A1 — publié le 19840622

"VERIN FONCTIONNANT SOUS L'ACTION D'UN FLUIDE SOUS PRESSION" La présente invention est relative à un vérin fonc- tionnant sous l'action d'un fluide sous pression et com- portant une fourrure de cylindre, fermée à ses extrémités et contenant un piston animé d'un mouvement de va-et-vient et des commutateurs d'extrémité qui peuvent être déplacés dans le sens axial sur la paroi extérieure de la fourrure du cylindre et mis en action par le cylindre et qui peu- vent modifier le mouvement du piston en agissant sur une soupape de distribution reliée aux dispositifs d'amenée et d'évacuation du fluide sous pression. Des vérins fonctionnant sous l'action d'un fluide sous pression du type défini ci-dessus sont connus Les fourru- res de cylindre qui y sont utilisées et qui peuvent être constituées par différents matériaux, par exemple par de l'acier, du laiton, des matières plastiques et autres, n'ont avant tout qu'une fonction à remplir, celle de gui- der en ligne droite le piston dans le cylindre de travail. Suivant le type de vérin utilisé, on peut monter, sur la paroi extérieure de la fourrure du cylindre, des disposi- tifs, comme par exemple des commutateurs, qui permettent d'inverser sans contact le mouvement du piston Ce résul- tat peut être obtenu au moyen d'éléments magnétiques en forme de disques, portés par le piston, dont le champ ma- gnétique peut déclencher la commutation au niveau des com- mutateurs montés sur la paroi extérieure de la fourrure de cylindre En effet, si un piston de ce type, muni notam- ment de disques magnétiques, arrive dans la zone des commu- tateurs, un champ magnétique orienté dans le sens radial déclenche brusquement la commutation dans les commutateurs, de sorte que l'inversion du mouvement du piston s'effectue en un temps très court Les commutateurs peuvent, à leur tour, être associés à des soupapes à plusieurs voies qui, à leur tour, peuvent être reliées à une source de fluide sous pression Comme on le sait, les commutateurs qui pro- voquent l'inversion du mouvement du piston sont montés dans des dispositifs de maintien orientés dans le sens de la longueur du vérin, de sorte qu'il est possible de déplacer ces commutateurs sur leurs dispositifs de maintien dans le sens des déplacements du piston et de régler leur position. Dans ces conditions, on peut modifier, en déplaçant les commutateurs dans le sens axial, la position terminale du piston, c'est-à-dire la position o le mouvement du piston est inversé Le dispositif de maintien utilisé est généra- lement constitué par une pièce séparée qui est montée après coup sur la fourrure du cylindre, par exemple au moyen de vis Cependant, ce genre de dispositif de maintien ne don- ne que rarement satisfaction, car il occupe un espace assez grand et son montage est long et compliqué En particulier, dans les vérins de grandes dimensions qui peuvent être sou- mis à de fortes pressions, l'expérience montre que les piè- ces nécessaires à la réalisation des dispositifs d'amenée et d'évacuation (conduits de commande) et des dispositifs de commande (soupapes, commutateurs) du piston, qui, comme on le sait, sont des pièces montées extérieurement et après coup sur les parois frontales ou extérieure du vérin, font de ce dernier un appareil dans lequel on ne peut pas appli- quer strictement les prescriptions hygiéniques lorsque le cylindre de travail doit être utilisé par exemple dans l'industrie alimentaire par exemple pour le transport d'a- liments liquides tels que le lait. Le but de l'invention est d'éliminer ces inconvénients et de permettre la réalisation d'un vérin qui, compte-tenu de sa fonction, soit constitué par un minimum de pièces sé- parées et constitue, de ce fait, un appareil compact. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que les commutateurs d'extrémité sont guidés dans un dispositif de maintien, en forme de glissière, qui ne forme qu'une seu- le pièce avec la fourrure du cylindre, que la paroi exté- rieure de la fourrure du cylindre comporte une partie pla- ne qui s'étend sur au moins une partie de la longueur et sur laquelle la soupape de distribution peut être fixée et que la fourrure du cylindre comporte des conduits d'amenée 25380-46 et d'évacuation du fluide sous pression auxquels la soupa- pe de distribution peut être reliée. On réalise de cette manière une fourrure de cylindre à fonctions multiples qui assure simultanément plusieurs fonctions avec une meilleure utilisation du matériau De plus, le mode de construction du vérin se trouve amélioré car il n'y a pas de conduits extérieurs et la soupape de distribution n'est reliée qu'à des conduits, des disposi- tifs d'amenée et d'évacuation du fluide sous pression, ce qui permet de lui donner une forme telle que lorsqu'elle est montée sur le vérin elle comble l'évidement correspon- dant à la partie aplatie, de sorte que la forme d'ensemble cylindrique du vérin n'est pratiquement pas-modifiée La réalisation des dispositifs de maintien et des parties aplaties ménagés dans la paroi extérieure de la fourrure du cylindre ne provoque aucun affaiblissement de la fourru- re du cylindre, d'autant plus que, d'une part, il s'agit de modifications locales (partie plane) et que, d'autre part, dans ces vérins ayant une grande course, la fourrure du cylindre a une grande épaisseur de paroi qui peut attein- dre plusieurs centimètres Les conduits pour le fluide sous pression ménagés dans la fourrure du cylindre rendent inu- tile l'installation des conduits habituels De ce fait, on obtient, en plus, un meilleur aspect du vérin, car il n'y a que deux conduits pour le fluide sous pression du côté du couvercle arrière La surface plane réalisée dans la paroi de la fourrure du cylindre permet une fixation direc- te par bride de soupapes de distribution ce qui non seule- ment améliore l'aspect de l'appareil, mais également réduit les frais de vissage et le temps passé au montage. D'autres avantages de l'invention sont mis en éviden- ce par la description qui suit. Le mode de fixation des commutateurs d'extrémité à la paroi extérieure de la fourrure du cylindre peut être amé- lioré si le dispositif de maintien a la forme d'une nervure ménagée sur la paroi extérieure du cylindre et orientée dans le sens de la longueur du cylindre Lorsque les commu- tateurs d'extrémité comportent des nervures pouvant s'en- gager dans des rainures, il est avantageux de donner au dispositif de maintien la forme d'une rainure longitudina- le ménagée dans la paroi extérieure de la fourrure du cy- lindre Il est alors avantageux, pour éviter que les commu- tateurs puissent se détacher et se perdre, de donner aux rainures latérales une section en queue d'aronde. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'in- vention, les conduits ménagés dans la fourrure du cylindre sont orientés dans le sens axial, de telle manière que l'une des extrémités de ces conduits aboutisse dans l'en- ceinte de travail du vérin et que l'autre extrémité abou- tisse dans la zone de la partie aplatie Dans ces condi- tions, lors de la mise en place de la soupape de distribu- tion sur la fourrure de cylindre, on peut réaliser immé- diatement une liaison entre la soupape de distribution et les enceintes de travail du vérin Dans les cylindres de travail contenant des pistons qui portent des éléments ma- gnétiques en forme de disques, il est indiqué de ménager dans la paroi extérieure de la fourrure du cylindre une rainure orientée dans le sens axial dans laquelle on peut monter un dispositif de mesure des trajets indiquant la position du piston Ce dispositif de mesure de trajet peut être un appareil qui réagit à l'intensité du champ magné- tique des éléments magnétiques Il est alors possible de connaître à chaque instant la position du piston. Dans les vérins qui comportent deux couvercles de cy- lindre reliés d'une manière amovible à la fourrure du cy- lindre, il est avantageux qu'à l'intérieur de la fourrure du cylindre, du côté frontal, il y ait des alésages bor- gnes filetés et, dans les couvercles du cylindre, des alé- sages correspondant à ces alésages borgnes, dans lesquelles des boulons peuvent être introduits Ce mode de liaison en- tre le couvercle et la fourrure du cylindre permet un mon- tage et un démontage rapide et simple des couvercles de cylindre et des dispositifs reliés au vérin Les alésages borgnes n'entraînent aucun affaiblissement de la fourrure 253 B O 46 du cylindre, car il ne s'agit que de diminutions faibles et locales de la fourrure du cylindre. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation en référen- ce au dessin joint: Figure 1 est une vue en perspective de côté d'un dis- positif suivant l'invention; Figure 2 est une vue en bout du dispositif de figure 1. La figure 1 représente un vérin fonctionnant sous l'action d'un fluide sous pression qui comporte une four- rure de cylindre ( 10) fermée à ses extrémités et dans la- quelle un piston ( 12) peut se déplacer d'un mouvement de va-et-vient La paroi extérieure de la fourrure de cylin- dre ( 10) comporte un dispositif de maintien ( 14), venu d'une seule pièce avec elle, qui, dans cet exemple de réa- lisation, a la forme d'une nervure qui s'amincit à sa ba- se, comme l'indique la référence ( 11) Le dispositif de maintien ( 14) pourrait être également constitué par une rainure longitudinale ménagée dans la paroi extérieure de la fourrure de cylindre ( 10) Le dispositif de maintien ( 14) porte deux commutateurs d'extrémité ( 18) qui peuvent se déplacer dans le sens axial, comme l'indique la double flèche ( 50) et peuvent être mis en action par le piston ( 12) exerçant sur eux une force magnétique et qui peuvent inverser le mouvement du piston ( 12) en agissant sur une soupape de distribution ( 20) qui peut être reliée aux dis- positifs d'amenée et d'évacuation (P) et (R) du fluide sous pression Les commutateurs d'extrémité ( 18) sont des commutateurs dits Reed, c'est-àdire qu'ils peuvent être fixés par des vis ( 22) au dispositif de maintien ( 14) Les commutateurs Reed ( 18) sont reliés, par l'intermédiaire de conduites électriques ( 26, 28), à la soupape de distri- bution ( 20) qui peut être une soupape à plusieurs voies. Le piston ( 12) comporte plusieurs éléments magnétiques en forme de disques qui provoquent la commutation des commu- tateurs Reed et sont, de préférence, polarisés dans le sens axial Lorsque le piston ( 12) se met dans une certaine po- sition par rapport aux commutateurs Reed ( 18), ceux-ci in- terviennent et un signal est envoyé à la soupape de distri- bution ( 20) qui provoque la commutation Ce mécanisme étant connu en luimême, il n'y a pas lieu de s'appesantir sur le mode de réalisation et de fonctionnement du piston et des commutateurs Reed Il importe seulement que les commu- tateurs Reed puissent se déplacer le long de la nervure ( 14) pour le réglage du point d'inversion La paroi exté- rieure de la fourrure de cylindre ( 10) est munie d'une par- tie plane ( 30) sur laquelle la soupape de distribution ( 20) est fixée au moyen de vis Dans cet exemple de réalisation, la partie plane ( 30) est obtenue par une entaille faite à l'une des extrémités de la fourrure de cylindre ( 10) La fourrure de cylindre ( 10) comporte également des conduits ( 16, 17) qui amènent ou évacuent le milieu de pression et peuvent être reliés à la soupape de distribution ( 20) Le conduit ( 16) s'étend dans la fourrure de cylindre ( 10), dans le sens axial de telle manière que l'une des extrémi- tés ( 16 a) du conduit ( 16) débouche dans l'enceinte de tra- vail ( 40) du cylindre de travail et que son autre extrémi- té ( 16 b) débouche au niveau de la partie plane ( 30) L'au- tre conduit ( 17) est orienté dans le sens radial, l'une de ses extrémités débouchant dans l'enceinte de travail ( 42) et son autre extrémité débouchant dans la soupape de distribution ( 20) La détermination de la position mo- mentanée du piston ( 12) s'effectue au moyen d'un compteur de distances ( 44) qui est monté dans une rainure allongée ( 46) ménagée dans la fourrure du cylindre Ce compteur de distances ( 44) réagit également à l'intensité du champ ma- gnétique du piston ( 12) La distance mesurée sert, d'une manière connue, à indiquer la position du piston C'est un appareil connu en lui-même, dont les conditions de fonc- tionnement n'ont pas besoin d'être expliquées Lorsque le vérin n'est pas soumis à l'action du fluide sous pression, donc lorsque le piston ( 12) vient occuper, dans la fourru- re de cylindre ( 10), une position fixe, cette position précise peut être déterminée par lecture sur le compteur de distances ( 44). A ses extrémités, la fourrure du cylindre ( 10) est obturée, d'une manière étanche aux gaz, par deux couver- cles de cylindre ( 52, 54) La liaison entre les couver- cles de cylindre ( 52, 54) et la fourrure de cylindre ( 10) est assurée par des vis qui peuvent se visser, dans les faces avant de la fourrure de cylindre ( 10), dans les alé- sages borgnes ( 55) (figure 2) Les couvercles ( 52) compor- tent des alésages étagés ( 58), dans lesquels les vis ( 56) peuvent être vissées Chacune de ces vis comporte un alé- sage borgne à six pans, ce qui facilite son vissage. Dans les vérins de grandes dimensions, on peut ména- ger des évidements supplémentaires ( 60, 62) qui aboutis- sent à des économies de matériau supplémentaire. Comme le montre la figure, la fourrure de cylindre décrite est une fourrure de cylindre à fonction multiple qui, pour des raisons de prix de revient, peut être réali- sée par exemple en aluminium et assure non seulement sa fonction de guidage linéaire du piston, mais également plusieurs fonctions simultanées L'association-de plusieurs fonctions assure également une meilleure utilisation du matériau. En résumé, on peut dire que les tubes antérieurement utilisés qui étaient constitués par des matériaux divers comme l'acier, le laiton, les matières premières, etc et servaient à la réalisation de cylindres pneumatiques n'avaient à remplir qu'une seule fonction, celle du guida- ge linéaire du piston L'invention offre la possibilité, en utilisant un tube cylindrique de forme spéciale, de coordonner plusieurs fonctions et, de ce fait, d'obtenir une meilleure utilisation du matériau et, en même temps, une amélioration de la structure et du tracé de l'appareil en supprimant les conduits extérieurs, les câbles de com- mande, les soupapes, etc L'utilisation de tubes obtenus par extrusion qu'il est avantageux, pour des raisons de prix de revient, de réaliser par exemple en aluminium, permet d'assumer les fonctions supplémentaires suivantes: 1) Réalisation de glissière de fixation pour appa- reils palpeurs sans contact comme, par exemple, des annon- ciateurs électriques ou pneumatiques pour le renvoi d'in- formation sur les positions; 2) Amenée du fluide sous pression sur le côté avant du cylindre Il en résulte un meilleur aspect si deux con- duits d'air aboutissent sur le côté du couvercle arrière 3) Réalisation d'une surface plane pour le montage direct par brides de soupapes de distribution ce qui non seulement améliore le mode de construction et l'aspect et amène une économie de place, mais également réduit les frais de vissage et le temps passé au montage; 4) Fonction-d'étranglement pouvant être intercalée par vissage directement dans le conduit d'amenée au cou- vercle avant, déjà mentionné; ) Rainure profilée pour la fixation d'un compteur de distances pour la détermination de la position du piston; 6) Utilisation de l'enveloppe tubulaire pour les deux filetages de fixation des couvercles de fermeture. 2538046 ' REVENDICATIONS - 1 Vérin fonctionnant sous l'action d'un fluide sous pression et comportant une fourrure de cylindre ( 10), fermée à ses extrémités et contenant un piston ( 12) animé d'un mouvement de va-et-vient, et des commutateurs d'ex- trémité qui peuvent être déplacés dans le sens axial sur la paroi extérieure de la fourrure du cylindre et mis en action par le piston et qui peuvent inverser le mouvement du piston en agissant sur une soupape de distribution ( 20) reliée aux dispositifs d'amenée et d'évacuation du fluide sous pression, caractérisé en ce que les commuta- teurs d'extrémité ( 18) sont guidés par un dispositif de maintien ( 14) en forme de glissière qui ne forme qu'une seule pièce avec la fourrure de cylindre ( 10), en ce que la paroi extérieure de la fourrure de cylindre ( 10) com- porte au moins une partie plane ( 30) qui s'étend sur au moins une partie de la longueur et sur laquelle la soupa- pe de distribution ( 20) peut être fixée et en ce que la fourrure du cylindre ( 10) comporte des conduits ( 16, 17) d'amenée et d'évacuation du fluide sous pression auxquels la soupape de distribution ( 20) peut être reliée. 2 Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien ( 14) a la forme d'une nervure réalisée dans la paroi extérieure du cylindre ( 10) et orientée dans le sens de la longueur du cylindre. 3 Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien ( 14) a la forme d'une rainure longitudinale ménagée dans la paroi extérieure de la fourrure de cylindre ( 10). 4 Vérin selon l'ensemble des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rainure longitudinale a une sec- tion en queue d'aronde plus large à sa base. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les conduits ( 16) ménagés dans la fourrure de cylindre ( 10) sont orientés dans le sens axial, de telle manière que l'une des extrémités ( 16 a) du conduit ( 16) débouche dans l'enceinte de travail ( 40) du vérin et que l'autre extrémité ( 16 b) débouche dans la zone de la partie aplatie ( 30). 6 Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la paroi extérieure de la fourrure de cylindre ( 10) comporte une rainure ( 46) orien- tée dans le sens axial dans laquelle on peut monter un compteur de distances ( 44) indiquant la position du piston ( 12). 7 Vérin selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte deux couvercles de cylindre reliés d'une manière amovible à la fourrure du cylindre, caractérisé en ce que la fourrure de cylindre ( 10) comporte, dans ses faces fron- tales, des alésages borgnes, munis d'un filetage, et, dans les couvercles du cylindre ( 52, 54), des alésages ( 58), correspondant aux alésages borgnes, dans lesquels on peut enfoncer par vissage des vis ( 56). 8 Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la soupape de distribution ( 20) est une soupape magnétique qui est reliée électrique- ment avec des commutateurs d'extrémité ( 18) constitués par exemple par des commutateurs Reed -