Brevet FR2559854A1 — publié le 19850823

Cette invention concerne un vérin à double effet du type a' double membrane en caoutchoucutilisé en particulier comme élément de transmission auxiliaire dans un véhicule automobile. Différents types de matériaux à base de caoutchouc ont été utilisés comme matériaux de membranes, enfonction des conditions d'utilisation. Ainsi, plus particulièrement, lorsque le matériau doit résister à une atmosphère d'ozone, on a utilisé des matériaux à base de caoutchouc coûteux, tels que par exemple des caoutchouchydrures, desfluorocaoutchouc ou descaoutchoucà base de chloro-silicone. Ona en outre réaliséunvérin à double effet classique du type à membrane double en caoutchouc dans lequel les deux mentranes en caoutchouc étaient conçues et réalisées de façon à s 'allonger, lorsqu'un piston se déplaçait vers une chambre adjacente. Dans un tel mode de réalisation, si l'onutilise un matériaux base de caoutchouc, ayant une faible résistanceà l'ozone, mais peu coûteux (par exemple un caoutchouc nitrile ou un caoutchouc styrène -butadiène), l'ozone contenu dans l'atmosphère attaque les membranes allongées en caoutchouc, ce qui les endomnage, en y provoquantdesfissures etc...,et en diminue la durée de vie en service. En conséquence, cette invention se propose de réaliser un vérin comportant des membranes peu conteuses et d'une longue durée de vie en service. Cette invention a donc pour objet un vérin à double effet du type à double membrane en caoutchouc, comprenant un piston se déplaçant librement dans un boitier endivisant ce dernier en une première etune seconde chambre, ledit piston et une surface périphérique interne dudit boitier étant reliés par l'in termediaire d'une première membrane en caoutchouc, faisant face à la première chambre et d'une seconde membrane, faisant face à la seconde chambre, ledit piston étant déplacé vers une chambre s oumis e à une pression négative, enreliant cette chantre àune source de pression négative, l'autre chambre étant mise en communication avec l'atmosphère, ce vérin étant caractérisé en ce que lesdites membranes en caoutchouc sont conçues et disposées defaçonqu'une membrane, située du côté soumis à à la lapressionatmosphérique, présente une forme sans allongement, identique celle qu'elle présente 'a l'état moulé, lorsque ledit piston se déplace vers la chambre soumise à la pression négative. D'autres caractéristiques et avantages de cette inventionressor- tirontde la description faite ci-après, en référence au dessin annexéquien illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère linitatif. Sur le dessin - la Figure 1 est une vue en coupe latérale d'un vérin à double effet du type à membrane double en caoutchouc, selon la présente invention - la Figure 2 est une vue en coupe verticale de la demi-moitié supérieure d'une membrane double selon l'invention, montrant la membrane en caoutchoucà l'état libre, lors de son moulage. En se référant à laFigurel, la référence 1 désignedans sonensentle le boitierclassique-du vérin qui comprend des éléments de boiter emboutis la, la qui sont raccordés l'un à l'autre par -une collerette annulaire de jonction lb. Une tige mobile2 estdisposéede façon à êtremobile axialementdans le boîtier 1, et une paire de première et seconde plaques pistoannulaires 3 et4, ainsi qu'une paire de première et seconde membranes en caoutchouc 5 et6 sontfixées sur l'extrémité de la tige 2, située à l'intérieur du boitier 1 . Les membranes en caoutchouc 5 et 6 sont montée s en sandwich entre les plaques piston3 et 4 et ces plaques pistons 3 et 4sont elles-mêmesinterposéesentreun flasque 7dela tige 2 et une bague de serrage 8. Le flasque 7 fait partie intégrante de la tige 2 et la bague de serrage 8 est bloquée de tanière à ne pas s'échapper, en prévoyantpar exemple un épaulement Za sur l'extrémité de la tige 2. Des portions de guidage cylindriques 3a et 4a pour le caoutchouc sont ménagées aux extrémités périphériques extérieures des deuxplaques piston 3 et 4. Des portions d'extrémité périphériques externes des deux membranes en caoutchouc 5 et 6 sont fixées à l'aide delta collerette de liaisonlbde l'élément de boitier la et le boiter 1 est divisé en une première chambre 1 1 et une seconde chambre 12, par l'intermédiaire des deux membranes 5 et 6 et des deuxplaques pistons 3 et 4. La première membrane en caoutchouc 5 et la première plaque piston 3 font face à la première chambre 11 et la seconde membrane en caoutchouc 6 et la seconde plaque piston 4font face à la seconde chambre 12.La pour tion de guidage 3a de la première plaque piston 3fait saillie vers la première chambre 11 et la première membrane en caoutchouc5 estincurvée, de façon convexe, vers la premèrechambrell et elle est en même temps supportée par la portion de guidage 3a de la première plaque piston 3, afin de ne pas faire saillie vers la tige 2. La portion de guidage 4a de la seconde plaque piston 4 fait saillie vers la seconde chambre 12 et la seconde membrane en caoutchouc 6 est incurvée, de façon convexe, vers la seconde chambre 12 et elle est simultanément supportée par la portion de guidage 4a de la seconde plaque piston 4, afin de ne pas faire saillie vers la tige2. Les chantres 11 et 12 sontrespectivementinterconnectées, par des première et seconde conduites 13et 14 et desvalvesinverseuses 15, 15' à des sources d'alimentation de pressionsnégatives 16, 16' età l'atmosphère 17, 17'. Ainsi, la seconde chambre 12 estinterconnectéeà la source de pression négative 16', lorsque la première chambre 11 est interconnectée à l'atmosphère 17 etia seconde chambre 12 estinterconnectéeà l'atmosphère 17', lorsque la première chambre 11 est reliée à l'alimentation enpressionnégative 16. LaFigure2 représente lesformes moulées des deuxmembranesen caoutchouc 5 et 6, c'est-à-dire les formes que prennent ces membranes lorsqu'elles sont à l'état libre, pour un allongement nul. La forme de la première membrane en caoutchouc 5, illustrée par la Figure 2, correspond à celle qu'elle présente, lorsque la première chambre 11 est soumise à la pression atmosphérique pour déplacer la tige 2 dans la direction opposée àla flèche F (Fig. 1), De mode, la forme de la seconde membrane en caoutchouc 6, illustrée par laFigure 2, correspond à celle qu'elle présente, lorsque la seconde chambre 12 de la Figure 1 est exposée à la pression atmosphérique pour déplacer la tige 2 dans la direction dé la flèche. En d'autres termes, lorsque les deux membranes en caoutchouc 5 et6 ont été vulcanisées et moulées, elles présentent respectivement les formes illustrées par la Figure 2. On notera qu'étant donné que les mem- branes en caoutchouc 5 et 6sont desinages l'une de l'autre dans un miroir, on peut utiliser des membranes en caoutchouc moulées à l'aide d'un moule unique pour constituer les deux membranes 5 et 6. Enfin, les membranes 5 et 6,peuvent etre moulées en utilisant un caoutchouc nitrile ou un caoutchouc styrène- butadiène. Le vérin représenté sur la Figure 1 peut être utilisé pour commander une transinssion auxiliaire d'un véhicule (par exemple un véhicule à quatre-roues motrices). Par exemple, la tige 2 s'étend dans la transmission auxiliaire du véhicule et elle est connectée à un arbre de transncassion auxiliaire. Sur la Figure 1 , la référence 20 désigne un joint, la reférence Z1 un soufflet de protection et 22 un joint torique On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Lorsque la première chambre Il est mise en communication avec l'atmosphèrel7 etque la seconde chambre 12 estinterconnectéeavec la source d'alimentation en pressionnégative 16', en actipnnant les valvesd'inversion 15, 15', la tige 2 se déplace dans une direction opposée à la flèche F, vers la position illustrée par la Figure 1 et, dans le cas de l'applicationmentionnée ci-dessus, elle commande la transmission auxiliaire de manière àobte- nir un entrafnement des quatre roues motrices.Une proportion importante de l'ozone contenu dans l'atmosphères'écoule dans la première chambre11, re- liée danscet exemple à l'atmosphère, cependant, lapremièremembraneen caout chouc5 ne subitpas de corrosion dûe à l'ozone, étant donnéqu'elleest àl'état libre correspondant àun allongement nul. Par ailleurs, en raison de l'existence d'une pressionnégative dans la seconde chambre 12, l'ozone n'est présent qu'en petite quantité dans cette chantre et la seconde membrane 6 ne peut pas être corrodée par l'ozone. Lorsque la prenièrechambrell est interconnectéeà la source d'alimentation en pressionnégative 16 et que la seconde chambre 12 est reliée à l'atmosphère 17', la tige2 se déplacedela position représentée sur laFigure 1, dans la direction de la flèche F, afin de modifier latransmssion auxiliaire pour obtenir un entrainement à deux roues motrices, par exemple.Dans ce mode de réalisation, la première membrane en caoutchouc 5 se déforme élastiquement, à partir de l'état représenté sur la Figure 1 > et elle présente des portions partiellement allongées, cependant, la quantité d'ozone présente reste faible, en raison de l'existence d'une pressionnégative dans la première chambre 11, sibien que la première membrane en caoutchouc 5 ne risque pas d'être endommagée par la corrosion dWeà l'ozone. Par ailleurs, une grande quantité d'ozone s'écoule dans la seconde chambre 12, étant donné que celle-ci est soumise à l'atmosphère, cependant, la seconde membrane en caoutchouc 6 est à l'état libre (allongement nul) et elle ne peut pas être endommagée par l'ozone dans la seconde chambre 12. Onnotera que, selon cette invention, l'expression "allongement nul", en ce qui concerne l'état des membranes, englobe également des valeurs d'allongement sensiblementvoisinesde zéro, dans un dondaine où ces membranes ne sont pas endomtragées par l'ozone. L'effet technique apporté par l'invention est notamment le suivant: Dans un vérin à double effet à membrane double en caoutchouc, comportant deux membranes en caoutchouc 5 et 6 et dans lequel on déplace le piston vers la chantre à pression négative en reliant l'une des deuxchambres 11 ou 12, divisées par le piston (plaques pistons3 et 4), ÈeIasource de pression négative, et l'autre chambre à l'atmosphère, étant donné que l'on dispose les mentranes en caoutchouc, de manière que la membrane situé du c(;;té de la chambre soumise à l'atmosphère soit-à à l'état moulé libre (allonge-mentnnul), lors- que le piston se déplace vers la chambre àpressionnégative, iln'existeaucun risque de corrosion de la membrane en caoutchouc d'allongement: nul faisant face à lachambrereliée à l'atmosphère, même lorsque la chambre soumise aux conditions atmosphériques contient de grandes quantités d'ozone.En outre, la membrane en caoutchouc située en regard de la chambre sous pression négative, ne risque pas d'être corrodée par l'ozone, même si un certain allongement de cette membrane venait à se produire, étant donné que la quantité d'ozone contenue dans la chambre sous pression négative, estfaible. I1 en résulte que dans le dispositif selon cette invention, on peututiliser des caoutchoucs ayant une plus faible résistance àl'ozone et qui sont moins chers, tels que notamment du caoutchouc styrène-butadiène, pour réaliser les mentranes en caoutchouc 5 et 6 et la durée de vie en service des membranes elles-mêmes peut être accrue dans une mesure importante. En particulier,on peut obtenir simultanément une diminution des coûts et une amélioration de la durée de vie des membranes en caoutchouc. I1 demeure bien entenduque cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Vérin à double effet du type à double membrane en caoutchouc, comprenant un piston se déplaçant librement dans un boitier en divisant ce dernier en une première et une seconde chantre, ledit piston et une surface péri phériqueinterne duditboitier étant reliés par l'intermédiaire d'une première membrane en caoutchouc faisant face à la première chambre et d'une seconde membrane faisantface à la seconde chantre, ledit piston étant déplacé vers une chambre soumise à une pression négative, en reliant cette chambre à une source de pression négative, l'autre chantre étant mise en commmication avec l'atlr.os- phere, ce vérin étant caractérisé en ce que lesdites membranes en caoutchouc (5,6) sont conçues et disposées de façon qu'une membrane, située du c8té soumis à la pression atmosphérique, présente une forme sans allongement, identique à celIe qu'elle présenteà l'état roulé, lorsque ledit piston(3,4) se déplace vers la chantre soumise à la pression négative. 2 - Vérinà double effet selon la revendicationl, caractérisé en ce que le boftier du vérin (1) estconstituéde deux éléments de boitiers emboutis (la, la) et en c e que le s extrémité s externes périphériques de s deux membrane 8 en caoutchouc (5, 6) sont maintenues par des éléments de liaisonannulaire (lb) des éIéments de boitier entre lesquels elles sont interposées. 3 -Vérin à double effet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston est constitué par une paire de plaques pistons annulaires (3, 4) et en ce que les parties périphériques internes des membranes en caoutchouc sont interposées et maintenues entre les deux plaques pistons. 4 - Vérin à double effet selon l'une quelconque des revendications 1 à3, caractérisé en ce que les parties de guidage cylindriques (5,6) sont formées sur les extrémités périphériques externes des deux plaques pistons (3, 4) et en ce que ces parties de guidage sont conçues et réalisées pour supporter des mem branesincurvées en caoutchouc.