Brevet FR2579275A1 — publié le 19860926

L'invention concerne un vérin à piston sans tige dont le piston, mobile axialement, porte un élément de transmission de force sortant de la paroi du vérin par une fente longitudinale, avec une bande d'étanchéité flexible fermant la fente des deux côtés du piston. On connaît un vérin à piston sans tige du type mentionné ci-dessus qui est décrit dans le document DE-PS 21 62 572. Ce vérin comporte une bande d'étanchéité en acier magnétique. Le long du vérin, sont disposés des aimants qui retiennent la bande dans une rainure de la fente et qui doivent éviter un affaissement celle-ci à l'intérieur du tube du vérin. Du fait qu'on utilise des aimants, cette forme de réalisation connue est coûteuse et, de plus, elle n'est pas satisfaisante car la fente n'est pas recouverte vers l'extérieur et n'est donc pas protégée contre l'entrée de poussières ou autres. On connaît aussi un vérin à piston sans tige qui est décrit dans le document DE-PS 31 24 878 et dans lequel on utilise deux bandes d'étanchéité en matériau élastomère, l'une à l'intérieur et l'autre à l'extérieur. La bande intérieure a une pièce longitudinale à profil en forme de coin et la bande extérieure présente une rainure longitudinale, avec également un profil en forme de coin, les sur- faces de la rainure étant associées aux surfaces correspondantes de la pièce. La pièce est, en fonction du mouvement du piston, sortie d'un côté de la rainure et réinsérée dans celle-ci de l'autre côté, si bien que les surfaces en coin de la pièce coopèrent avec celles de la rainure d'une manière amovible. Cette réalisation de la bande d'étanchéité offre une étanchéité de l'extérieur et la bande inté- rieure est maintenue par la bande extérieure qui l'empêche de tomber dans la chambre du vérin. Mais il est un fait nécessaire d'avoir deux bandes qui doivent constamment s'accrocher l'une à l'autre et se décrocher l'une de l'autre. Un objet de l'invention consiste à éviter ces inconvénients. Un autre objet consiste à prévoir un vérin à piston sans tige et, en particulier, une bande d'étanchéité pour ce vérin, qui, d'une structure simple, peut fermer la fente longitudinale du vérin de l'intérieur et de l'extérieur et qui, de plus, est maintenue solide- ment dans la fente, même sans pression dans le vérin. Suivant l'invention, ces objets sont atteints en ce que la barnde d'étanchéité en une seule pièce est accrochée par son premier côté longitudinal d'une manière permanente sur un premier bord longi- tudinal de la fente alors que sur son autre c8té longitudinal sont prévues avec un écart entre elles deux lèvres d'étanchéité qui sont appuyées à l'intérieur et à l'extérieur sur l'autre bord longitudinal de la fente. De préférence, l'élément de transmission de force est pourvu d'une partie coudée qui passe entre les deux lèvres de la bande d'étanchéité et par laquelle les lèvres peuvent être soulevées au passage du piston vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport à l'autre côté longitudinal de la fente. D'une manière appropriée, la partie coudée comprend donc une partie droite qui passe radialement dans la fente et à laquelle sont reliés deux côtés obliques qui sont dirigés obliquement par rapport à la bande d'étanchéité et sur lesquels reposent les lèvres. De préférence, la bande d'étanchéité a une section pratiquement en forme de I avec une âme de liaison pour les lèvres, cette âme étant située dans la fente tout au long de celle-ci et étant pourvue d'une bande métallique sur son c8té qui fait face à la partie droite du coude de l'élément de transmission de force pour réduire le frottement et l'usure. La lèvre interne est de préférence renforcée par une bande métallique, par exemple insérée, laquelle peut être pourvue de fentes pour augmenter la flexibilité et de trous pour améliorer la liaison avec le matériau de la lèvre. Enfin, de préférence, la bande d'étanchéité est pourvue sur son côté d'accrochage à l'intérieur et à l'extérieur d'ailes de manière que ces ailes accrochent le bord de la fente à l'intérieur et à l'extérieur. De préférence, chaque aile est pourvue d'un bourrelet longitudinal qui s'accroche dans une rainure correspondante à l'inté- rieur ou à l'extérieur du bord de la fente. Un exemple de réalisation de l'invention va être maintenant décrit en relation avec les dessins, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un vérin à piston sans tige, la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1, la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 1, la Fig. 4 est une vue à plus grande échelle et en coupe de l'arrangement de la bande d'étanchéité dans la fente, et la Fig. 5 est une vue en élévation d'une bande métallique de renfort d'une lèvre de bande d'étanchéité. Le vérin sans tige 200, montré à la Fig. 1, comporte un tube cylindrique 202 avec une chambre intérieure dans laquelle se déplace axialement un piston 204. Le piston 204 se compose de deux têtes de piston 206 qui sont reliées par une tige 208. Le cylindre 202 est fermé à ses deux extrémités par des bouchons 210 et, dans chacun des bouchons 210, est prévu un passage 212 pour l'entrée et la sortie d'un fluide sous pression, en particu- lier de l'air sous pression. Le tube 202 comporte une fente longitudinale 214 qui est fermée par une bande d'étanchéité flexible 216 fixée, à chacune de ses extrémités, par une attache adéquate, non montrée, à un bouchon 210. A la tige 208 est fixé, au moyen de vis par exemple, une patte de transmission de force 218 qui sort par la fente 214 et à laquelle est, par exemple, fixé un coulisseau 220 qui, au cours du fonctionne- ment du vérin 200, est déplaçable dans un sens ou dans l'autre sur la course du piston 204. Le coulisseau 220 peut lui-même, ce qui n'est pas représenté, être lié à un autre élément à actionner par le vérin 200. Comme le montre la Fig. 2, la bande d'étanchéité 216 a une section en forme générale de I et est logée dans la fente 214 comme on va le décrire en détail. Comme le montrent les Figs. 2 et 3, le cylindre 202 a une paroi d'épaisseur variable avec une épaisseur maximale sur le c8té opposé à la fente 214 et qui diminue en allant vers celle-ci, de manière à augmenter la résistance à l'ouverture contre la pression interne. La bande d'étanchéité est, le long de son premier c8té, constam- ment accrochée à la première paroi 222 du tube 202 délimitant la fente 214 tandis que, le long de son autre c8té longitudinal, elle est prévue avec une lèvre d'étanchéité interne 226 et une lèvre d'étanchéité externe 228, ces lèvres bouchant la fente 214. La lèvre interne 226 assure l'étanchéité contre la pression dans le tube cylindrique 202, et la lèvre externe 228 assure l'étanchéité contre la pollution. La lèvre externe 228 repose sur la face externe 232 de l'autre bord 224 de la fente 214 tandis que la lèvre interne 226 repose sur la face interne 230 du bord 224 et, en fonctionnement, est pressée contre cette face 230 par la pression à l'intérieur du tube 202. Les lèvres 226 et 228 sont reliées par une âme de liaison 242 qui est clairement montrée à la Fig. 4. Comme le montrent la Fig. 3 et, à plus grande échelle, la Fig. 4, la patte de transmission de force 218 est, dans la partie, qui traverse la fente 214, prévue avec un double coude 234 qui est formé d'une partie centrale 236 à laquelle sont reliés deux c8tés 238 et 240. La partie centrale 236 a une direction pratiquement radiale traversant la fente 214, alors que les côtés 238 et 240 sont obliques, c'est-à-dire font un angle aigu avec la bande d'étanchéité 216. Comme le montre la Fig. 4, la partie coudée 234 se trouve, vue dans le sens radial, entre les lèvres 226 et 228 qui s'appuient respectivement sur les c8tés 238 et 240 de la partie coudée 234. Les c8tés 238 et 240 sont, autant que cela est possible structurellement, inclinés par rapport la partie centrale 236 pour maintenir le plus petit possible le travail de déformation des lèvres 226 et 228. L'angle entre les c8tés et une ligne horizontale, en se rappor- tant à la Fig. 4, peut aller, par exemple de 15 à 45 . La bande d'étanchéité 216 comporte, comme on l'a déjà mention- né, une âme de liaison 242 qui se trouve, dans le sens de la longueur, dans la fente 214 et qui sert à relier les deux lèvres 226 et 228. Sur sa face en regard de la partie centrale 236 de la patte de transmission de force 218, l'âme 242 de la bande 216 est revêtue d'une bande métallique 244 qui peut être, par exemple, vulcanisée sur l'âme 242 ou fixée à celle-ci d'une autre manière. Grâce à la bande métallique 244, on évite un contact direct entre la partie 236 et l'âme 242 et on réduit ainsi le frottement et l'usure. La bande métallique 244 peut servir aussi comme détecteur de trajet pour la course du piston et donc du coulisseau 220, par exemple par la mesure de sa résistance électrique en utilisant un curseur approprié, ou bien on peut utiliser une mesure numérique en divisant la bande 244 en segments et en utilisant, par exemple, un senseur à effet Hall, ou encore on peut prévoir une mesure par magnétostriction. La lèvre interne 226 qui réalise l'étanchéité contre la pres- sion interne dans le tube 202 comporte une bande métallique 246 qui peut, par exemple être enrobée dans la lèvre 226 et sert à renforcer celle-ci. Pour réaliser une meilleure liaison de la bande métallique 246 et de la lèvre 226, on peut prévoir dans la première des trous 250. Par ailleurs, la bande 246 peut présenter des fentes droites ou, comme le montre la Fig. 5, des fentes en forme de T, de manière à augmenter la flexibilité de la bande et donc celle de la lèvre interne 226. La bande d'étanchéité 216 est, en outre, comme le montrent les Figs. 2 et 3 et en particulier la Fig. 4, pourvue sur son côté d'accrochage, c'est-à-dire sur le c8té opposé aux lèvres d'étan- chéité, d'une aile interne 252 et d'une aile externe 254 sur toute la longueur de la bande d'étanchéité, comme les lèvres. L'aile interne 252 est appliquée sur la face interne 256 de la paroi 222 tandis que l'aile externe 254 s'appuie sur la face externe 258, Fig. 2, de la paroi 222. Les deux ailes 252 et 254 peuvent prendre ces deux faces entre elles avec une force due à leur élasticité et s'y accrochent. Pour améliorer l'accrochage, les deux ailes sont chacune pourvue d'un bourrelet longitudinal 260 par lequel chaque aile s'accroche dans une rainure correspondante de la paroi 222. Le fonctionnement général d'un vérin à piston sans tige est connu. Dans l'exemple de réalisation, suivant l'invention, la bande d'étanchéité 216 est accrochée sur l'un de ses côtés longitudinaux à un bord de la paroi 222, dans la fente 214, d'une manière permanente et fixe. Au cours du mouvement dans un sens ou dans l'autre du' piston et donc de la patte de transmission de force 218, seules les deux lèvres d'étanchéité 226 et 228 sont, comme le montre la Fig. 2, écartées de leur position d'étanchéité par les o8tés obliques 238 et 240 de la patte 218 (dans la zone située entre les têtes de piston 206, Fig. 1) comme le montrent les Figs. 3 et 4. Devant et derrière la patte 218, les lèvres reposent à nouveau contre les surfaces d'étanchéité, c'est-à-dire, la face interne 230 et la face externe 232, Fig. 2. En particulier, la lèvre interne 226 est pressée contre la face 230 par la pression interne régnant dans le tube 202 tandis que la lèvre externe 228, comme d'ailleurs la lèvre interne 226, comporte une tension préétablie suffisante de manière que les deux lèvres sont ramenées automatiquement, c'est-à-dire sont appuyées automatiquement contre leurs faces d'étanchéité aussit8t qu'elles ont de nouveau quitté la zone des c8tes obliques 238 et 240. La section transversale de la zone de liaison entre les lèvres et l'âme 242 est choisie de manière qu'elle laisse la flexibilité nécessaire, mais qu'elle leur donne également une tension de rappel suffisante pour les ramener en position de repos. Les côtés obliques 238 et 240 de la patte 218 sont biseautés et arrondis d'une manière appropriée sur leurs bords, comme le montre en 262 la Fig. 1, pour réduire le frottement et l'usure et pour pouvoir soulever plus doucement et d'une manière continue les lèvres. Avec la bande d'étanchéité suivant l'invention, on n'a qu'un très faible frottement. En raison du peu d'importance de la déforma- tion, étant donné le faible angle de courbure, le travail résultant est très petit. Ainsi les pertes d'énergie sont réduites et le temps de vie de la bande est augmentée. La bande d'étanchéité suivant l'invention est, de plus, simple et rapide à monter car seuls les bourrelets 260 des ailes 252 et 254 sont à pousser ou à insérer dans les rainures correspondantes de la paroi du tube 202. Au lieu de la bande métallique 244, on peut aussi utiliser une bande de matière plastique appropriée, par exemple renforcée par des fibres de verre ou des fibres de carbone. Cette bande de plastique peut être chargée de particules métalliques pour la rendre conductri- ce d'électricité. REVENDICATIONS 1) Vérin à piston sans tige dont le piston, mobile axialement, porte un élément de transmission de force sortant de la paroi du vérin par une fente longitudinale, avec une bande d'étanchéité flexi- ble fermant la fente des deux c8tés du piston, caractérisé en ce que la bande d'étanchéité (216) en une seule pièce est accrochée par son premier côté longitudinal d'une manière permanente sur un premier bord longitudinal (222) de la fente (214) alors que sur son autre côté longitudinal sont prévues avec un écart entre elles deux lèvres d'étanchéité (226, 228) qui sont appuyées à l'intérieur et à l'exté- rieur sur l'autre bord longitudinal (224) de la fente (214). 2) Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de transmission de force (218) est pourvu d'une partie coudée (234) qui passe entre les deux lèvres (226, 228) de la bande d'étanchéité, à travers la fente (214) et par laquelle les lèvres peuvent être soulevées au passage du piston (204) vers l'intérieur et vers l'extérieur, en s'écartant des faces (230, 232) de l'autre bord logitudinal (224) de la fente. 3) Vérin suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la partie coudée (234) comprend une partie droite (236) qui passe radialement dans la fente (214) et à laquelle sont reliés deux c8tés obliques (238, 240) qui sont dirigés obliquement. par rapport à la bande d'étanchéité (216) et sur lesquels reposent les lèvres (226, 228). 4) Vérin suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bande d'étanchéité (216) a une section pratiquement en forme de I avec une âme (242) de liaison pour les lèvres (226, 228), cette âme (242) étant située dans la fente (214) tout au long de celle-ci et étant pourvue d'une bande métallique (244) sur son côté qui fait face à la partie droite (236) du coude de l'élément de transmission de force (218). ) Vérin suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lèvre interne (226) est de préférence renforcée par une bande métallique (246) qui peut être insérée ou enrobée. 6) Vérin suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la bande métallique de renfort (246) est pourvue de fentes et/ou de trous, pour augmenter la flexibilité et améliorer l'accrochage avec la lèvre. 7) Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bande d'étanchéité (216) est pourvue sur son c8té d'accrochage à l'intérieur et à l'extérieur d'ailes (252, 254) qui s'accrochent sur les faces du bord (222) de la fente à l'intérieur et à l'extérieur. 8) Vérin suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque aile (252, 254) est pourvue d'un bourrelet longitudinal (260) qui s'accroche dans une rainure correspondante à l'intérieur ou à l'extérieur du bord (222) de la fente.