Brevet FR2575527A1 — publié le 19860704

VERIN PNEUMATIQUE OU HYDRAULIQUEo L'invention se rapporte à un vérin pneumatique ou hydrauli- que comprenant: - d'une part, une première chemise cylindrique dans laquelle se déplace un piston qui est associé à une tige de trans- mission traversant l'une de deux pièces de fermeture latérale, qui obturent chacune un volume compris entre elle, le cylindre et l'une des faces du piston, et - d'autre part, une seconde chemise cylindrique qui est placée, avec un certain intervalle autour de la première, et entre ces pièces de fermeture, par des moyens de fixa- tion établissant une liaison entre ces chemises et ces pièces de fermeture. Ce mode de construction des vérins est principalement mis en oeuvre lorsque l'on souhaite que la nature de la chemise interne soit différente de celle de la chemise externe, pour que cette dernière protège des chocs une chemise interne réalisée, par exemple, en un matériau noble de faible épais- seur, tel que l'acier inoxydable. On dispose habituellement dans les vérins chacun des orifi- ces d'alimentation au voisinage des pièces de fermeture, par exemple, sur la paroi du cylindre ou sur lesdites pièces de fermeture. Lorsque les canalisations d'alimentation en fluide sont raccordées à ces ouvertures, la robustesse globale du vérin est dégradée par la présence des raccords pneumatiques et des canalisations qui constituent des organes relativement fragiles; les précautions prises pour protéger des chocs un cylindre de vérins ne sont, par conséquent, pas complétées par des mesures comparables lorsque les conduits d'alimenta- tion circulent en regard de celui-ci. Par ailleurs, ces raccords et canalisations augmentent sensiblement les dimensions transversales du vérin. L'invention se propose de porter remèdes à ces inconvénients ou de réduire leurs effets dans la mesure o, si un aménage- ment des points de raccordement est toujours possible, il est toutefois exclu de se passer de raccords et de canalisa- tions. Selon l'invention, le résultat visé est atteint grâce au fait que l'une des pièces de fermeture reçoit les deux orifices et raccords d'alimentation, et que l'un d'entre eux est relié directement par un canal au volume le plus voisin, tandis que l'autre est relié au volume le plus éloigné en suivant un trajet de transfert circulant dans l'intervalle placé entre les deux chemises. D'autres mesures propres à mettre en oeuvreX l'objet de l'invention pour lui conférer un caractère technique avanta- geux, ainsi que d'autres variantes de réalisation que peut connaître l'invention, seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, et à l'examen des figures annexées, parmi lesquelles: La figure 1 représente en coupe axiale un vérin selon l'invention, et la figure la un détail de celle-ci; La figure 2 montre une coupe en vue de gauche selon le plan PP' de la figure 1; -3La figure 3 représente en coupe axiale un détail constructif concernant une variante des moyens de transfert du fluide; La figure 4 représente en vue de gauche coupée par le plan QQ' de la figure 3, le même détail constructif; La figure 5 illustre une amélioration apportée à un canal parcouru par le fluide; La figure 6 représente dans une demi-coupe axiale une variante de moyens de guidage du fluide entre deux chemises; La figure 7 montre dans une vue de droite en coupe transversale partielle un détail de réalisation permettant l'adjonction de prises d'alimentation pour nourrir en parallèle d'autres appareils; et Les figures 8, 9 et 10 illustrent trois variantes de réalisation de moyens- de réglage de débit unidirec- tionnels qui sont incorporés entre les deux chemises du vérin. Un vérin V 'selon l'invention, et visible à la figure 1, comprend une première chemise 1 cylindrique interne et une seconde chemise cylindrique 2, entourant la première. Un piston 3, relié à une tige de transmission de mouvement cylindrique 4, circule contre la surface 5 à l'intérieur de la première chemise de façon étanche grâce au joint 38; cette tige traverse un palier 6 appartenant à une première pièce de fermeture latérale 7, qui limite un premier volume interne 8 avec la face 9 du piston et la première chemise, tandis qu'une seconde pièce de fermeture latérale 10 limite un second volume interne 11 avec cette chemise et la face opposée 12 du piston. 4- Les deux pièces de fermeture 7, 10 servent ici, et de façon non limitative, à l'appui de tirants longitudinaux 13, 14, , voir aussi la figure 2, qui appliquent ces pièces contre les extrémités de l'une au moins des chemises; ces tirants qui sont avantageusement placés entre les deux chemises pourraient en variante circuler à l'extérieur. Les pièces de fermeture présentent chacune une rainure annulaire 16, respectivement 17, dont les parois cylindri- ques 18, 19, 20 sont munies de joints d'étanchéité, par exemple toriques, afin d'assurer les étanchéités du fluide vers l'extérieur et vers l'intérieur, en coopération avec les surfaces 24 et 5 des chemises, voir figures 1, la et 3. La pièce de fermeture 10 présente deux canaux 25, 26 qui sont reliés à deux raccords d'alimentation 27, 28 fixés sur elle et dont les orifices s'ouvrent de préférence sur la face O10a, ces raccords recevant respectivement une des deux tubulures d'alimentation 29, 30. Un premier canal 25 débou- che en regard d'un espace annulaire.31 qui résulte de l'intervalle -iséparant les deux chemises et communique avec le premier volume 8 grâce à la présence d'un ou plu- sieurs dégagements 32, 32' pratiqués à l'extrémité droite de la première chemise 1, tandis qu'un second canal 26 débouche directement dans le second volume 11, voir figures 1 et 2. Dans le mode d'exécution avantageux, mais nor limitatif V illustré à cette figure, les tirants longitudinaux 13, 14, circulent dans l'espace annulaire 31, ce qui oblige à mettre en oeuvre les moyens d'étanchéité de leurs extrémités d'appui, tels que le joint d'étanchéité 34 qui coopère avec la tête 35 et la pièce 10, et le trou taraudé non débouchant 36, qui coopère avec l'extrémité filetée 37. Lorsqu'un fluide d'alimentation A ayant un trajet T2 est délivré et provoque l'aller de la tige vers la droite, l'étanchéité du volume 11 est opérée par le joint 21 et le joint 38 du piston; le fluide de retour R ayant un trajet T1 trouve son étanchéité grace à la présence de ce mime joint 38 et des joints 21, 22 et 23; on constate qu'il n'est nullement nécessaire d'établir une étanchéité parti- culière entre la première chemise 1 et la pièce de fermeture 7 puisque le volume 8 et l'espace 31 communiquent en perma- nence par le dégagement 32, respectivement 32'.- Un autre dégagement opérant de la même façon que le précé- dent, (voir figures 3 et 4), pourrait être formé par un évidement local 32a, respectivement 32b de la première pièce 7a, qui relie l'espace 31 et le volume 8, cette réalisation ne nécessitant alors pas d'enlèvement de matière sur l'extrémité droite de la première chemise la- Il apparaît clairement à l'examen des figures, que les dimensions transversales du vérin selon l'invention, sont sensiblement diminuées par rapport à celles des vérins dont les raccords sont placés au voisinage des deux extrémités du cylindre unique. Par ailleurs, dans le mode de réalisation avantageux qui est représenté, les deux raccords sont fixés sur une même pièce de fermeture 10 qui est opposée à la zone 40 o se déplacent d'éventuels organes 41 liés à la tige 4, voir la figure 1. On doit comprendre que, pour éviter des restrictions du passage du fluide, la section d'un évidement tel que 32a peut aussi prendre la forme indiquée en 32b, voir la figure 4. De même, le canal cylindrique 25 peut prendre une forme de transition aérodynamique, qui raccordera progressivement une section ronde 33 du canal 25 définie par le connecteur 27 à une section plus élargie 39 prenant la forme d'un haricot ainsi qu'on le voit à la figure 5. Si l'on craint des pertes de charge du fluide dans l'espace 31, on peut également augmenter localement sa section en disposant les chemises de façon non concentrique. Dans une autre façon de canaliser le trajet T2 du fluide dans l'espace 31, voir figure 6, on fait appel à une tubulu- re longitudinale 43 qui circule dans l'espace 31 et qui communique, d'une part, avec le canal 25 en coopérant localement avec un joint d'étanchéité 45 et, d'autre part, avec le volume 8 en passant par le canal 48 de la piece 7b et en coopérant avec un joint d'étanchéité 44; la chemise interne 1b doit être ici étanche à ses deux extrémités. La chemise externe 2 ne nécessite pas ici l'utilisation de joints d'étanchéité. Lorsque le transfert de fluide du canal 25 vers le volume 8 est opéré entre deux chemises 1, 2, on bénéficie de la présence de pression sur une surface annulaire, constituée par le fond de la rainure 17 de la piece 10, voir figures 7 et I; il est donc avantageux, voir figure 7, de faire abou- tir jusqu'à ce fond des canaux tels que 25a, 25b, 25 c qui peuvent servir à transmettre en parallèle vers d'autres appareils, par des connecteurs 27a, 27b, 27c, le fluide aboutissant au connecteur 25, ou d'utiliser un de ces connecteurs à d'autres fins telles que la transmission de signaux pneumatiques. Enfin, et si l'intervalle -i- est choisi en conséquence, il est possible de placer dans l'espace 31 des moyens de contrôle du passage du fluide, voir la figure 8, o l'espace 31a est occupé transversalement par un anneau 60 étanche sur la chemise lf, et présentant des moyens élastiques d'étan- chéité 62 faisant office de clapet unidirectionnel en sens H1, en coopérant avec la chemise externe 2f; des orifices calibrés 68 de l'anneau jouent le rôle de limiteurs de débit dans le sens H2, et limitent la vitesse de déplacement du piston dans le sens correspondant. Si l'anneau est proche d'une pièce de fermeture telle que 7f, on peutdisposer dans celle-ci des moyens de réglage de débit à vis tels que 63 qui obturent plus ou moins un seul orifice 68. - 7 - Dans une première variante, ce clapet 68' pourrait soit être placé dans, soit coopérer avec un prolongement longitudinal 16g de la rainure annulaire 16f de la pièce 7c aboutissant au dégagement 32e, ainsi qu'on le voit à la figure 9. Dans une seconde variante, voir figure 10, une vis de régla- ge de débit 70 coopère avec le canal de transfert 48a d'une pièce 7d et le clapet anti-retour 71, qui est fixé sur l'extérieur de la chemise 1c, obture des orifices 72 placés à l'extrémité de la chemise interne 1c. Ce clapet 71 peut avantageusement être disposé tout autour de la chemise et être maintenu par un anneau 73 servant à le fretter. Revendications de brevet 1. Vérin pneumatique ou hydraulique comprenant: - d'une part, une première chemise cylindrique dans laquelle se déplace un piston, qui est associé à une tige de transmission traversant l'une de deux pièces de fermeture latérales, qui obturent chacune un volume compris entre elle, la chemise cylindrique, et l'une des faces du piston, - et d'autre part, une seconde chemise cylindrique qui est placée avec un certain intervalle autour de la première entre ces pièces de fermeture, - des moyens de fixation établissant une liaison entre ces chemises et ces pièces de fermeture, - et des raccords d'alimentation en fluide, donnant respec- tivement accès auxdits volumes, caractérisé en ce que l'une (10) des deux pièces de fermetu- re (7) respectivement (10), reçoit les deux raccords d'ali- mentation (27, 28), et que l'un d'entre eux (28) est relié directement par un canal (26) au volume le plus voisin (5), tandis que l'autre (27) est relié au volume le plus éloigné (8) en suivant un trajet de transfert (T1) qui'circule dans l'intervalle -i- placé entre les deux chemises (1, 2). 2. Vérin pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chemise extérieure (2) coopère par des moyens d'étanchéité (22, 23) avec les pièces de fermetu- re (7, 10), le trajet de transfert étant formé entre les parois de ces chemises, qui limitent cet intervalle, et guident le trajet (T1), tandis que la chemise interne coopère avec des moyens d'étanchéité (21) uniquement placés entre elle et la pièce de fermeture (10) recevant les raccords (27, 28). 3. Vérin pneumatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le trajet (T1) passe dans une tubulure (43) qui est placée entre les pièces de fermeture (7b' 10b) et qui coopère avec celles-ci par des moyens d'étanchéité (44, 45), la chemise extérieure (2b) coopérant avec les pièces de fermeture sans moyens d'étanchéité. 4. Vérin pneumatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chemise interne (lb) coopère avec les pièces de fermeture (10b, 7b) à l'aide de moyens d'étan- chéité (21, 50) et la chemise externe (2b) ne coopère avec aucun moyen d'étanchéité. 5. Vérin pneumatique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités des chemises (1, 2) sont associées aux pièces de fermeture (7, 10) à l'aide de rainures annulaires (16, 17) et de joints toriques (21, 22, 23). 6. Vérin pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le trajet de transfert (T1) aboutit au volume le plus éloigné (8) en passant par un dégagement (32, 32') respectivement (32a, 32b) indifféremment placé à l'extrémité de la chemise interne (1) ou dans une région (65) qui chevauche ledit volume (8) et la rainure annulaire (16). 7. Vérin pneumatique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le trajet de transfert (Tlb) aboutit au volume le plus éloigné (8) en passant par un canal (48) de la pièce de fermeture (7b). 8. Vérin pneumatique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des moyens de fixation tels que des - 10 - boulons (13, 14, 15) qui s'appuient sur les pièces de ferme- ture (7, 10) circulent dans l'intervalle -i- compris entre les deux chemises (1, 2). 9. Vérin pneumatique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des dispositifs pneumatiques de contrôle de débit (62, 68, 71) sont disposés dans l'espace (31) compris entre les deux chemises (ld, 2d) respectivement (if, 2f) respectivement (1c, 2c). 10. Vérin pneumatique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la rainure annulaire (17) est reliée à des connecteurs de fluide auxiliaires (27a, 27b, 27c) pour placer en parallèle d'autres appareils utilisant simultané- ment les fluides aboutissant à l'intervalle (31).