Brevet FR2580735A1 — publié le 19861024

L'invention concerne un vérin à piston sans tige dont le piston, mobile axialement, porte un élément due 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 des vérins à piston sans tige du type mentionné ci-dessus, tels que, par exemple, ceux qui sont décrits dans les documents DE-A-2 162 572 et DE-A-3 124 878. Comme ils n'ont pas de tige, ces vérins ont une course plus petite et nécessitent moins de place. Le piston du vérin est actionné par un milieu sous pression, en particulier de l'air sous pression, et il exécute un mouvement dans un sens ou dans l'autre. On souhaite aussi, en particulier quand il y a défaut de pression d'air, que l'élément de transmission de force et l'appareil qui y est relié soient immobilisés. Suivant l'invention, ceci est obtenu en prevoyant sur l'élément de transmission de force un dispositif de freinage qui peut s'appliquer contre le vérin lui-même ou contre une partie reliée à ce dernier. Le vérin peut ainsi présenter, de chaque côté de la fente longitudinale, des rainures dans lesquelles l'élément de transmission de force est guidé au moyen de barres de guidage à positionnement automatique, par exemple, et, de préférence, on utilise ces barres de guidage pour le freinage de l'élément de transmission de force en les enfonçant dans les rainures. L'élément de transmission de force est donc, d'une manière appropriée, muni d'au moins une plaque de pression ou d'un piston de commande qui est soumis à l'action d'un ressort de rappel dans le sens de la mise au travail du dispositif de freinage et qui, dans le sens de la mise au repos, peut être, par exemple, soumis à l'action de l'air sous pression qui actionne le piston du vérin. Ainsi, en cas de défaut de pression d'air, les barres de guidage sont enfoncées dans leurs rainures par la plaque ou le piston de commande, si bien que l'élément de transmission de force est freiné. De préférence, le ou les pistons de commande sont reliés avec les chambres sous pression du vérin par des canaux prévus dans l'élément de transmission de force et le piston du vérin, une soupape à deux voies étant disposée d'une manière appropriée dans le piston du vérin pour que le ou les pistons de commande soient alternativement reliés à l'une ou à l'autre des chambres sous pression du vérin. Dans un autre exemple de réalisation de l'invention, le dispositif de freinage comporte au moins un sabot de freinage qui est couplé au piston de commande, lequel est soumis à l'action d'un ressort de rappel dans le sens de la mise au travail du dispositif de freinage, dans le sens de la mise au repos, à l'action du fluide sous pression, par exemple de l'air sous pression. Dans un autre exemple de réalisation, le dispositif de freinage comporte deux sabots de freinage qui peuvent être, en cas de détente du vérin, pressés dans des directions opposées contre des surfaces de freinage prévues sur le vérin. Chacun des sabots de frein est donc, de préférence, respectivement couplé à un des pistons de commande qui peuvent être appliqués soit par l'action d'un ressort, soit par l'air sous pression, contre les portées de freinagé du vérin. A titre d'exemples, des formes de réalisation de l'invention seront décrites dans la suite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique d'un vérin sans tige suivant l'invention, les Figs. 2 et 3 sont toutes deux des vues en coupe de l'élément de transmission de force dans lequel des barres de guidage sont -utilisées dans les dispositifs de freinage, la Fig. 4 est une vue en coupe d'un élément de transmission de force dans lequel le dispositif de freinage comprend un sabot de frein qui peut être appliqué contre le vérin, la Fig. 5 est une vue en coupe d'un élément de transmission de force avec un dispositif de freinage en position desserrée; et la Fig. 6 est une vue en coupe d'un élément de transmission de force avec un dispositif de freinage en position desserrée qui est actionnable par un fluide extérieur. Le vérin à piston sans tige 300 montré à la Fig. 1 comporte un tube cylindrique 302 délimitant une chambre interne dans laquelle est logé et guidé un piston de travail 304 mobile axialement. Le piston 304 comprend deux têtes de piston 306 qui sont reliées ensemble par une barre de piston 308. Le tube 302 est fermé, à ses deux extrémités, par deux bouchons 310. Dans chaque bouchon 310 est prévu un raccord 312 pour l'entrée et la sortie du fluide sous pression dans les chambres de travail 314 et 315 du vérin 300. Le tube 302 présente une fente longitudinale 316, traversant sa paroi de part en part, et qui est bouchée par une bande d'étanchéité flexible 318, laquelle est fixée, à ses deux bouts, aux bouchons 310 par des moyens de fixation appropriés, non montrés. Sur la barre 308 est fixé au moyen de vis, par exemple, un élément de transmission de force 320 qui sort vers l'extérieur par la fente 316 et auquel est relié, par exemple, un organe, non montré, actionné par le vérin 300. La Fig. 2 montre, en coupe, un premier exemple de réalisation d'un dispositif de freinage. Sur la face supérieure plane du tube 302, sont prévues des rainures parallèles 328 tournées vers l'élément de transmission de force 320, et dans lesquelles pénètrent des barres de guidage 330, elles-mêmes portées et guidées dans l'élément 320. Les barres 330 ont des surfaces obliques, non autrement désignées, qui coopèrent avec des surfaces obliques correspondantes du tube 302, de manière que les barres 330 soient constamment poussées, par des ressorts 332, contre les rainures 328 et que les surfaces obliques des barres 330 reposent sur les surfaces obliques du tube 302. Etant donné la charge appliquée aux barres par les ressorts 332, les barres rattrapent automatiquement et constamment le jeu du à l'abrasion ou à l'usure si bien qu'un guidage sans jeu de l'élément 320 est garanti dans la fente 316 parallélement au tube 302. Comme le montre la Fig. 2, les barres 330 sont, sur leurs faces supérieures, pourvues de chevilles de guidage 331 qui, de préférence, ne forment qu'une seule pièce avec chaque barre et qui sont guidées dans des trous de l'élément 320 et qui sortent, à travers celui-ci, dans une cavité 346. Dans cette cavité 346 est logée une plaque mobile sous tension 334 qui est constamment soumise à l'action de ressorts de rappel 336 qui la poussent vers les barres 330. Les ressorts de rappel 336 sont logés dans des trous, non autrement désignés, de l'élément 320. La plaque sous tension 334 est soumise à l'action des ressorts 336 par un piston de commande 340 qui est logé et peut se déplacer dans un trou 342. L'étanchéité entre le piston 340 et la paroi du trou 342 est assurée par un joint annulaire d'étanchéité 338. Le trou 342 est relié aux chambres de travail 314 et 315 du vérin 300 par un canal 322, prévu dans l'élément 320, et des canaux 324 et 325, prévus dans le piston 304, Fig. 1. Comme le montre la Fig. 1, dans la barre de piston 308, est disposée ou incluse une soupape à 320 deux voies 326 à laquelle est relie le canal 322. Les deux canaux 324 et 325 sont aussi, comme le mitre la Fig. 1, reliés à la soupape 326, de manière à pouvoir altrsativement relier, d'une part, le canal 332 avec le canal 324 et donc la chambre 314, et, d'autre part, le canal 322 avec le canal 325 et dbnc la chambre 315. Quand le vérin 300 est en fonctionnement, l'air sous pression est admis soit dans la chambre 314, soit dans la chambre 315. Si, comme le montre la Fig. 1, l'air sous pression est par exemple admis dans la chambre 315, le canal 324 est fermé par la soupape 326 tandis que le canal 325 est ouvert sur le canal 322. Si, au contraire, l'air sous pression est admis dans la chambre 314, le canal 325 est fermé et le canal 324 est ouvert sur le canal 322. Comme montré, la soupape à deux voies 326 est prévue sous la forme d'une bille dans un corps de soupape, la bille fermant soit le canal 324, soit le canal 325, suivant que l'air sous pression agit dans la chambre 314 ou la chambre 315. Par le canal 322, l'air sous pression arrive dans le trou 342, agit sur le piston de commande 340 qui repousse la plaque 334, contre l'action des ressorts 336, vers la face supérieure de la cavité 346, comme le montre la Fig. 2. Pendant le fonctionnement du vérin 300, le système de freinage se trouve en position desserrée. Maintenant, en cas de défaut de pression du distributeur d'air sous pression du vérin ou en cas de défaut d'arrivée d'air, la pression tombe aussi dans le trou 342, le piston 340 n'est plus soumis à la pression d'air et les ressorts 336 poussent la plaque 334 contre les bouts des chevilles 331. Les barres 330 sont alors poussées vers le bas, Fig. 2, et sont appliquées par la force des ressorts 336 contre les faces obliques des rainures 328 si bien que l'élément 320 est freiné. Aussitôt que l'alimentation en air sous pression est réappliquée au vérin 300 et que de l'air sous pression pénètre dans l'une ou l'autre des chambres 314 ou 315, la pression se rétablit dans le trou 342, le piston 314 est soumis à cette pression et la plaque 334 est repoussée vers la position montrée à la Fig. 2 jusqu'à venir en butée sur la paroi supérieure de la cavité 346 si bien que les barres 330 sont libérées et que le frein est à nouveau relâché. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 3, au lieu de la plaque 334, sont prévus deux pistons qui agissent individuellement sur les tiges 331 des barres 330. Les pistons 344, ainsi que des garnitures appropriées 350, sont montés et guidés dans des trous, non décrits en détail ici, de l'élément de transmission de force 320. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 3, le canal 322 débouche dans un canal perpendiculaire 348 qui conduit aux deux pistons 344 pour appliquer de l'air sous pression à ces derniers de la manière décrite à propos de la Fig. 2. Les trous, dans lesquels sont logés les ressorts 336, sont, comme montrés, sans description plus détaillée, ouverts à l'air libre. Quand le dispositif de freinage est au repos, les barres de guidage 330, Fig. 2, sont actionnées par les ressorts 332 en direction du tube 302, si bien qu'elles sont en contact intime avec les faces obliques de rainures 328, et qu'elles rattrapent éventuellement les jeux. Dans l'exemple de la réalisation de la Fig. 4, les barres de guidage 330 ne servent qu'à guider l'élément de transmission de force 320 sur le vérin ou tube 302. Dans l'élément 320, est prévu un sabot de frein 352 qui est fixé par un axe 354 à un piston 356, lequel est logé mobile dans un trou 358 de l'élément 320. Le trou 358 est relié par un raccord 360 soit au canal 322 non montré à la Fig. 4, soit directement à l'alimentation en air sous pression du vérin 300. A la Fig. 4, le dispositif de freinage est montré en position enclenchée ou serrée. Le piston 356 est actionné par un ressort 362 et, donc, le sabot 352 est appliqué par la force du ressort 362 contre les portées de freinage 364 ou 365 qui sont prévues à la surface supérieure du tube 302. Dans cette position, le trou 358 n'est pas sous pression, c'est-à-dire qu'il est à la pression atmosphérique. Les portées de freinage peuvent, comme montré en 364, être perpendiculaires à l'axe de l'élément de transmission 320 ou, comme montré en 365, faire un angle aigu avec cet axe. Si l'alimentation en pression est réappliquée au vérin 300 ou si après un défaut éventuel ou une baisse de pression, elle est rétablie, l'air sous pression entre dans le trou 358 et, donc, actionne le piston 356 contre la force du ressort 362. Le piston 356 est donc déplacé vers le haut, Fig. 4, jusqu'à ce qu'il rencontre le fond du trou 358. Ainsi, le sabot 352 est écarté des faces 364 et 365 et le freinage est desserré ou mis au repos. Le trou dans lequel est logé le ressort 362 est, comme montré, ouvert à l'air libre. Dans les exemples de réalisation des Figs 2 à 4, la force de réaction résultant de la force de freinage est absorbée par le piston de travail 304 qui est fixé à l'élément de transmission 320. Le piston de travail, de son côté, s'appuie sur la paroi interne du tube 302. Cela peut-être évité au moyen d'un dispositif de freinage avec équilibrage de pression, tels -que ceux qui sont montrés aux Figs. 5 et 6. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 5, le dispositif de freinage comprend deux sabots 366 et 367. Le premier est relié par un axe 368 à un piston 372. L'axe 368 comporte près du sabot de freinage 366 un plot cylindrique plus gros 370 sur lequel est guidé le sabot de freinage 367. Entre les sabots 366 et 367, est prévu un ressort 380 qui tend en permanence à les écarter l'un de l'autre et à les appliquer respectivement contre les portées de freinage 378 et 379 qui existent sur le tube 302 du vérin. En pratique, les portées de freinage sont donc des faces horizontales opposées l'une à l'autre d'une cavité 376 prévue dans la paroi supérieure du tube 302 et dans laquelle se logent les sabots de freinage 366 et 367. Le sabot 367 est poussé par un piston 373 contre l'action du ressort 380 et les deux pistons 372 et 373 sont, tous deux, logés dans un trou 374 de l'élément de transmission 320. Le trou 374 est pourvu d'une arrivée d'air sous pression, dans la zone comprise entre les deux pistons 372 et 373, cette arrivée étant, comme ne le montre pas la Fig. 5, soit reliée St canal 322, Fig. 1, soit reliées directement à l'alimentation du vérin 300. L'axe 368 du sabot 366 traverse le centre du sabot 367 et celui du piston 373, Dans la positron montrée à iFig, 5, le trou: 374 n'est pas sous pression, c'est-à-dire qu'il est L 'a pression atmosphérique et que le vérin 300 n'est pas en service ou bien que l'affimcn*tion en air sous pression fait défaut pour un raison quelconque Les deux pistons 373 et 372 ne sont donc pas soumis P l'action de l'air sous pression si bien que le ressort 380 écarte les deux sabots 36 et 367 et les applique contre les portées de freinage 378 et 379 du tube 302. Comme les deux sabots 366 et 367 sont écartés l'un de l'autre, contre les porté 378 et 379, le dispositif de freinage est naturellement équilibré et il ne transmet aucune force de l'élément de transmission 32Q vers le piston de travail 304. Si l'aliientation en air comprime est à nouveau raccordée ou rétablie, l'air sous pression entre dans le trou 374 en écartant les pistons 372 et 373, si bien que le piston 372 se déplace vers le haut jusqu'à venir en butée et que le piston 373 se déplace vers le bas jusqu'à venir en contact avec le fond du trou 374. Quand le piston 372 monte, le sabot 366 monte contre la force du ressort 380 en s'écartant de la portée 378 et, simultanément, le piston 373 descend, le sabot 367 descend contre la force du ressort 380 en s'écartant de la portée 379, si bien que le ressort 380 se trouve comprimé d'autant. Les sabots sont alors libérés et le dispositif de freinage est desserré. La Fig. 6 montre aussi un exemple de réalisation d'un dispositif de freinage dont la structure est équilibrée, mais où les mâchoires ou sabots de frein sont actionnés par de l'air comprimé, le dispositif de freinage étant alors serré par de l'air sous pression. Deux sabots 382 et 383 sont encore prévus et ces sabots peuvent être appliqués dans des directions contraires contre des portées de freinage 390 et 391 qui sont prévues directement sur le tube 302. Le sabot 382 est rendu solidaire d'un piston 386 au moyen d'un axe 384 tandis que le sabot 383 peut être actionné par un piston 387 dans la direction du freinage sans qu'une liaison fixe soit néces saire entre le sabot 383 et le piston 387, ce qui était le cas à la Fig. 5. Les pistons 387 et 386 sont logés dans un trou 388 de l'élément de transmission 320 et sont mobiles dans ce trou, le trou comportant, dans la zone comprise entre les deux pistons, une arrivée 392 pouvant être raccordée à de l'air sous pression. Cette arrivée 392 n'est pas reliée à l'alimentation en air comprimé du vérin mais a une source d'air comprimé indépendante, car, dans l'exemple de réalisation de la Fig. 6, le frein est serré par l'arrivée d'air comprimé dans le trou 388 alors que dans les exemples de réalisation des Figs. 2 à 5, le frein était serré par des ressorts de rappel en l'absence d'air comprimé. A l'entrée d'air comprimé dans le trou 388, le piston 386 montré à la Fig. 6 est actionné et déplacé vers le haut jusqu'à ce que le sabot 382 vienne en contact avec la portée 390, et le piston 382 est déplacé vers le bas et appuie le sabot 383 contre la portée 391. Comme les deux sabots sont appuyés dans des directions contraires contre les portées 390 et 391, l'élément -de transmission. 320 est équilibré et ne transmet aucun effort de freinage au piston de travail 304. Si l'arrivée d'air est coupée dans le trou 388, les pistons 386 et 387 ne sont plus soumis à l'air comprimé et les sabots 382 et 383 ne sont plus appliqués contre les portées de freinage. On peut également prévoir, comme dans l'exemple de réalisation de la Fig. 5, un ressort entre les sabots, non montré à la Fig. 6, pour les écarter l'un de l'autre, ainsi que des portées, quand l'alimentation en air est coupée. Le tube 302 présente une rainure en T 394 servant de moyen de fixation et de retenue comme le montre par exemple la Fig. 3. Dans cette rainure ou dans une rainure supplémentaire 396, peut être logée un flexible pour air comprimé ou un câble électrique 398, ou encore des détecteurs de mesure pour la supervision ou la commande. Dans les Figs. 2 à 6, l'élément de transmission 320 est présenté à chaque fois en coupe perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin, c'est-à-dire du tube 302. Dans le plan de coupe se trouvent par exemple les deux pistons 344 de la Fig. 3 ou le piston 356 de la Fig. 4. De préférence pourtant, pour obtenir un freinage régulier et pour réduire le moment de renversement, on ne prévoit pas seulement deux pistons 344, Fig. 3 ou un seul 356, Fig. 4, mais, comme le montre la Fig. 1, quatre pistons 344 ou deux pistons 356 qui sont répartis longitudinalement dans l'élément de transmission 320, la distance longitudinale entre les paires de pistons étant choisie la plus grande possible en fonction de la dimension de l'élément de transmission 320. L'air comprimé est amené aux pistons individuels 344 et 356 par un canal de liaison 400 qui est dérivé du canal 322. Cela également valable pour tous les exemples de réalisation qui sont montrés dans les Figs. 2 à 6. 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 flexible fermant la fente des deux côtés du piston, caractérisé en ce que l'élément de transmission de force (320) est muni d'un dispositif de freinage qui peut être appliqué contre le vérin lui-même ou contre une partie reliée à ce dernier. 2) Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, de chaque côté de sa fente longitudinale (316) sont prévues des rainures (328) dans lesquelles l'élément de transmission de force (320) est guidé au moyen de barres de guidage (330) à positionnement automatique, par exemple, ces barres de guidage pouvant être appliquées contre des portées de freinage (328) pour freiner l'élément de transmission de force (320). 3) Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'élément de transmission de force (320) est prévu au moins une plaque de pression (334) ou un piston de commande (344) pour actionner les barres de guidage (330), la plaque (334) ou le piston (344) étant rappelés par un ressort dans le sens du serrage du dispositif de freinage et étant soumis, dans l'autre sens ou sens de libération du freinage, à l'action d'air sous pression actionnant le piston de travail (304). 4) Vérin suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la ou les chambres des pistons de commande (340, 344, 356, 372, 373) sont reliées aux chambres de pression (314, 315) du vérin (300) par des canaux (322, 324, 325) prévus dans l'élément de transmission de force (320) et le piston de travail (304). 5) Vérin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le piston de travail (304) est pourvu d'une soupape à deux voies (326) afin de relier le ou les pistons de commande, alternativement, avec celle des chambre de pression (314 ou 315) du vérin (300) qui est au travail. 6) Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de freinage comprend au moins un sabot de frein (352) qui est couplé à un piston de pression (356) lequel est rappelé par un ressort dans le sens du freinage du dispositif de freinage mais est soumis à l'action d'un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé, dans le sens de la libération du dispositif de freinage. 7) Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de freinage comprend deux sabots de freinage (366, 367) ou (380, 383) qui, dans un but d'équilibrage, peuvent être appliqués en sens contraire contre des portées de freinage (378, 379 ou 390, 391) prévues sur le vérin (300, 302). 8) Vérin suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les sabots (366, 367 ou 382, 383) sont couplés avec des pistons de pression (372, 373 ou 386, 387) et en ce qu'ils peuvent être serrés soit sous l'action d'un ressort, (Fig. 5) ou au moyen d'air comprimé, (Fig. 6), contre les portées de freinage (378, 379 ou 390, 391).