Brevet FR2566847A1 — publié le 19860103

VERIN La présente invention se rapporte à un vérin du type comportant une tige de vérin constituée d'un tube coulissant sur un piston fixe, un carter et au moins un élément de guidage. Ce vérin, de grande précision, trouve une utilisation avantageuse dans les manipulateurs et robots. On connaît des vérins où, à l'inverse des vérins traditionnels, c'est la tige de vérin qui est mobile et qui coulisse sur un piston, qui, lui, est fixe. Dans ce type de vérin, comme dans tout type de vérin, on prévoit des éléments de guidage, qui permettent de supporter les efforts en torsion, d'empêcher la rotation de la tige de vérin et d'assurer la rigidité nécessaire. Ces éléments de guidage sont généralement des tiges de guidage. Les tiges de guidage, habituellement, sortent avec la tige de vérin, ce qui ne permet pas toujours d'empêcher la rotation de celle-ci, et conduit en tout cas à un dispositif encombrant. L'invention vise à résoudre les difficultés mentionnées ci-dessus, tout en assurant une très grande précision. Le vérin selon l'invention, qui est du type comportant une tige de vérin constituée d'un tube coulissant sur un piston fixe, un carter et au moins un élément de guidage, se caractérise en effet en ce que l'élément de-guidage empêche la rotation de la tige de vérin et reste à l'intérieur du carter lors de la sortie de cette tige de vérin. De préférence, le vérin comprend deux ou trois éléments de guidage. Dans une première forme d'exécution, les éléments de guidage sont des tiges de guidage qui sont fixes par rapport au piston, lequel est, comme indiqué plus haut, fixe par rapport au carter. Ces tiges de guidage sont disposées latéralement par rapport à l'axe du piston. Le fond de la tige de vérin comprend, disposés excentriquement et perpendiculairement à l'axe de celle-ci, des prolongements qui prennent appui sur les tiges de guidage non on rencontre autant de prolon- ments dans le fond de la tige de vérin qu'il y a de tiges de guidage. Avantageusement, les prolongements entourent les tiges de guidage et coulissent sur celles-ci. Les tiges de guidage assurent, outre leur fonction propre, la rigidité de l'ensemble du vérin. En variante, elles assurent également le passage électrique nécessaire au fonctionnement du vérin, et notamment le contrôle de sa course. Avantageusement, le carter contribue lui aussi à la rigidité de l'ensemble du vérin. Dans une deuxième forme d'exécution, le ou les éléments de guidage consistent en au moins une rainure ménagée dans ie carter ou dans son bâti. Il faut de plus considérer que, dans un vérin, la tige de vérin est supportée par un ou plusieurs paliers, ce qui définit une course limite maximum de la tige à cause du porte-à-faux. Selon un aspect de l'invention et de par la construction et les caractéristiques du vérin, les paliers peuvent être disposés selon un écartement variable de façon à augmenter le guidage en fonction de la course. En d'autres termes et dépendant des dimensions du vérin et de la course de guidage, on détermine un écartement optimum des paliers. A titre indicatif, on considère que l'écartement des paliers est à fixer dans une relation de proportion avec la course de tige de vérin désirée. L'invention sera mieux comprise en référence au dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, dans lequel - la figurel est une vue en coupe du vérin selon l'invention, dans la première forme d'exécution, - la figure 2 est une vue en coupe du vérin, selon une variante de la première forme d'exécution. - la figure 3 est une vue en coupe du vérin, dans la deuxième forme d'exécution. Comme on le voit sur la figure 1, le vérin est constitué d'une tige 1 constituée d'un tube coulissant sur un piston fixe 2. Le vérin comprend un carter 3 et au moins une tige de guidage 4. Le piston 2 comprend une tête de piston 5 qui coulisse à l'intérieur de la tige de vérin 1 par l'intermédiaire de joints d'étanchéité 6 et à travers le fond 7 de la tige de vérin 1 grâce à des joints d'étanchéité 8. A l'extrémité de la tige de vérin 1 se trouve un élément de raccordement 9 permettant de fixer les accessoires, par exemple d'un manipulateur. Cet, élément de raccordement 9 est orientable sur 3600. La tige de vérin 1 avec son fond 7 et le piston 2 avec sa tête de piston 5 délimitent deux chambres où va être admis, séquentiellement, une pression pneumatique. On rencontre ainsi une chambre arrière 10 et une chambre avant 11, qui sont alimentées en pression pneumatique en 12, non représentées en détail sur cette figure. Le piston 2 est creux et, en son centre, comprend une tubulure 14 pour amener la pression pneumatique depuis un orifice d'entrée 16 vers la chambre avant 11. Concentriquement à cette première tubulure se trouve un passage annulaire 13 qui amène la pression pneumatique depuis l'orifice 15 vers la chambre arrière 10 par l'intermédiaire d'un orifice de sortie 17. Pour des raisons de construction, le piston creux 2 est fermé par un obturateur 18, côté chambre avant 11, qui sert en même temps au positionnement de la tubulure 14. Le carter 3 comprend un bâti 19 muni de paliers 20 qui permettent le déplacement de la tige de vérin 1. Le fond 7 de la tige de vérin 1 est muni, en correspondance avecchaquetigede guidage 4, d'un prolongement 7a qui vient entourer la tige de guidage 4. Ce prolongement 7a, donc le fond 7 est par voie de conséquence la tige de vérin 1, coulisse autour de la tige de guidage 4 par l'intermédiaire d'une bague 21 à faible coefficient de frottement, par exemple en s Téflon ou graphite. La tige de guidage 4 est munie d'un organe de butée 22 qui sert de limitateur de course. Enfin, le vérin est équipé, fixé sur le bâti 19, d'un amortisseur 23 pour déterminer avec précision et douceur la fin de course et cet amortisseur 23 peut être réglé, quant à sa longueur, par une molette 23a. On comprendra aisément que le fonctionnement du vérin nécessite des capteurs, notamment des capteurs électriques et on a représenté en 24 le collecteur électrique général. Les fils électriques qui parcourent le vérin, notamment à travers la tige de guidage 4, ne sont par représentés sur cette figure. Le vérin fonctionne comme suit : lorsqu'une pression pneumatique, par exemple de l'air, est admise dans la chambre arrière 10 par l'intermédiaire de l'alimentation 12, de l'orifice d'entrée 15 et de l'orifice de sortie 17, la tige de vérin 1 recule autour du piston 2, qui lui est fixe par construction. La tige de vérin 1 entraîne évidemment son fond 7 avec le prolongement 7a qui coulisse autour de la tige de guidage 4 par la bague 21. Pour sortir la tige de vérin, on coupe l'alimentation dans la chambre 10 et on admet la pression pneumatique, par exemple de l'air, dans la chambre avant 11 par l'intermédiaire de l'alimentation 12 et de l'orifice d'entrée 16 venant de la tubulure 14. Le piston 2 étant fixe, c'est la tige de vérin qui avance jusqu'à, si désiré, sa position de sortie extrême définie par le limitateur de course 22, en coopération avec l'amortisseur 23. On comprendra aisément que seule la tige de vérin sort et que la tige de guidage 4 reste à l'intérieur du carter 3, tout en assurant le maitien et la rigidité nécessaires et en empêchant la tige de vérin 1 de tourner sur son axe. Avantageusement, le carter 3 contribue lui aussi à la rigidité de l'ensemble du vérin. Il est de préférence constitué d'un profilé qui procure une action de guidage qui s'ajoute à celle de la tige de guidage Sur la figure 2, qui illustre une variante d'exécution, les mêmes éléments sont représentés par les mêmes références que la figure 1 et le vérin fonctionne évidemment de la même façon. On remarquera que les entrées de pressions pneumatiques 12,15 et 16 se présentent différemment, dans la mesure ot elles sont situées, en partie, hors du plan de coupe. Les fils électriques 25,25' conduisant au collecteur électrique 24 sont ici représentés et leur interruption apparente est simplement due au fait qu'ils sortent du plan de coupe de la figure. La principale modification dans cette variante est la position et la structure de l'amortisseur 23, qui se trouve maintenant solidarisé du prolongement 7a du fond 7 de la tige de vérin 1. Cette construction a un double avantage ; celui de pi-rmettre un double réglage, à la fois par la molette 23a vers l'avant et par la molette 23b vers l'arrière, permettant de faire effet d'amortisseXur et de limiter la course de vérin aussi bien vers l Avant que vers l'arrière. Cette disposition entraîne d'valeurs la suppression d'un limitateur de course spécifique. L'autre avantage est que l'amortisseur 23 est entièrement à l'intérieur du carter 3 lorsque la tige de vérin 1 est sortie. Comme on le voit sur la figure 3, qui reprend les éléments de la figure 2 avec les référence identiques, le guidage de la tige de vérin 1 est réalisée par une rainuré 4' ménagée dans le bâti 19 du carter 3. Dans cette rainure 4' prend appui un prolongement 7b du fond 7 de la tige de vérin 1. Dans cette forme d'exécution, il n'y a pas de tige de guidage à propreprement parlé, le guidage étant précisément assuré par le bâti 19 du carter 3, lequel contribue également, avec le carter 3, à la rigidité de l'ensemble. Les avantages du vérin selon l'invention ressortent immédiatement de ce qui précède, à savoir une grande compacité sans tige de guidage sortant vers l'extérieur et une conception simple empêchant la tige de vérin de tourner autour de son axe. Ce vérin, qui par ailleurs est d'une grande précision, trouve avantageusement son utilisation comme vérin pour manipulateurs et robots. REVENDICATIONS 1. Vérin du type comportant une tige de vérin (1) constituée d'un tube coulissant sur un piston (2) fixe, un carter (3) et au moins un élément de gui dage, caractérisé en ce que l'élément de guidage em pêche la rotation de la tige de vérin (1) et reste à l'intérieur du carter (3) lors de la sortie de la tige de vérin (1). 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de guidage est une tige de gui dage (4). 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux tiges de guidage (4). 4. Vérin selon la revendication 2 ou 3, caractéri sé en ce que les tiges de guidage (4) sont fixes par rapport au piston (2). 5. Vérin selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tiges de guidage (4) sont disposées la téralement par rapport à l'axe du piston (2). 6. Vérin selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fond (7) de la tige de vérin (1) com prend disposés excentriquement et perpendiculairement à l'axe de celle-ci, des prolongements (7a), à raison d'un prolongement (7a) par tige de guidage, lesquels prenant appui sur les tiges de guidage (4). 7. Vérin selon la revendication 6, caractérisé en ce que les prolongements (7a) entourent les tiges de guidage (4) et coulissent sur celles-ci. 8. Vérin selon la revendication 2 ou 3, caractérisé sé en ce que les tiges de guidage (4) assurent le main tien et la rigidité de l'ensemble du vérin. 9. Vérin selon la revendication 2 ou 3, caractéri sé en ce que les tiges de guidage (4) assurent le pas sage électrique. 10. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter (3) a une action de guidage sva- joutant à celle des tiges de guidage (4). 11. Vérin selon la revendication 1 D caractérisé en ce que l'élément de guidage consiste en au moins une rainure (4') ménagée dans le carter (3) ou dans son bati (19). 12. Vérin selon la revendication 2 ou 10, caractéri sé en ce que le carter (3) contribue lui aussi à la rigidité de. l'ensemble du vérin. 13. Utilisation du vérin selon la revendication 1, 2 ou 10 dans les manipulateurs et robots.