Brevet FR2624240A1 — publié le 19890609

La présente invention est relative à un vérin sans tige d'un type nouveau , susceptible d'être utilisé par exemple pour la construction de machines. On connait des vérins sans tige qui sont mus par l'énergie hydraulique , ou par l'énergie pneumatique Un tel vérin de type connu comprend un fût cylindrique creux à l'intérieur duquel peut se déplacer un piston . Par ailrF leurs , autour de la paroi extérieure du corps cylindrique est situé un coulisseau dont la liaison avec ie pistnn intérieur s'effectue par un champ magnétique . Le corps cylindrique étant , bien entendu , réalisé en un matériau amagnétitE que , le mouvement d'aller et retour du piston intérieur provoque , par entraînement magnétique , un mouvement analogue du coulisseau extérieur .De tels vérins sans tige sont bien connus , notamment dans l'undustrie nucléaire , et partout où des impératifs de sécurité interdisent l'emploi d'un joint coulissant prétendûment étanche Un tel vérin sans tige de type connu présente divers inconvénients , notamment en ce qui concerne la mauvaise qualité du guidage assuré dans le coulisseau . De plus , la longueur maxima acceptable d'un tel vérin sans tige est relativement limitée . Enfin , la vitesse instantanée de déplacement reste irrégulière , aussi bien pour le piston que pour le coulisseau. En particulier , si un point dur D vient à apparaître en cours de mouvement ,il peut arriver que le coulisseau " décroche " du piston. La présente invention a pour but d'éviter ces incnnvénients , en réalisant un vérin sans tige d'un type nouveau , dont les performances permettent un très grand -nombre de variantes dtutîlisation , notamment pour la construction de machines industrielles. Un vérin sans tige selon l'invention comprend une glissière longitudinale rigide autour de laquelle peut coulisser un coulisseau , et il est caractérisé en ce que cette glissière possède une section transversale polygonale , dont chaque sommet est entouré par un bourrelet en relief , si bien que la glissière se présente sous la forme d' une barre prismatique , dont chaque génératrice d'angle serait coiffée par une baguette longitudinale en relief alors que , par ailleurs , le coulisseau possède une section intérieure polygonale . Ainsi , chaque angle rentrant du coulisseau est situé entre deux points de contact sur une même moulure longitudinale de la glissière. Grâce à cette disposition , le coulisseau est soumis à un guidage parfaitement efficace , aussi bien dans le sens longitudinal du coulissement , que dans le sens transversal , pour empêcher toute amorce de rotation autour de l'axe longitudinal . Si les angles rentrants du coulisseau sont vifs , ce guidage est assuré uniquement par des lignes de contact ( et non pas des surfaces de contact) On comprend qu'une telle disposition assure un guidage parfaitement efficace , moyennant une résistance au frottement réduite à un minimum .Si , par contre , les angles rentrants du coulisseau sont eux-mêmes arrondis ( congés) le guidage a lieu par des surfaces de contact , ce qui réduit l'usure en fonctionnement Suivant une autre caractéristique de l'invention , une channe sans fin circule entre deux pignons dentés , situés aux deux extrémités de la glissière qui porte leur axe , un point de la chaîne étant solidaire d'un point du coulisseau , cependant que'l'un des deux pignons est re lié à l'arbre d'entraînement d'un groupe moto-réducteur à deux sens de rotation. Suivant une autre caractéristique de l'invention ,le groupe moto-réducteur est mû par l'énergie électrique. Suivant une autre caractéristique de l'invention , le groupe moto-réducteur est mû par l'énergie hydraulique ou pneumatique. Suivant une autre caractéristique de l'invention , le groupe moto-réducteur entraîne un arbre moteur sur la longueur duquel sont répartis plusieurs pignons d' entraînement , chacun d'eut faisant partie d'un vérin sans tige du type précité . Autrement dit , un arbre motuer commun permet d'entraîner plusieurs vérins sans tige , qui peuvent être , soit tous parallèles entre eux , soit disposés radialement , autour de l'arbre moteur commun. Suivant une autre caractéristique de l'invention tion , le brin de retour de la châine sans fin circule à travers l'intérieur du coulisseau , est-à-dire entre ce- lui-ci et la face correspondante de la glissière. Suivant une autre caractéristique de 1' invention , la glissière est creuse , sa cavité longitudinale étant utilisée pour le brin de retour de la chaîne sans fin Suivant une autre caractéristique de 1' invention , la glissière est creuse , et les deux brins de la chaîne circulent dans sa cavité longitudinale interne cependant que la glissière possède une fente longitudinale à travers laquelle circule une patte mobile reliant l'intérieur du coulisseau àun point fixe d'un des brins de la chaîne Suivant une autre caractéristique de 1' invention , la glissière possède une section transversale carrée , dont chaque sommet est coiffé par un bourrelet à section circulaire. Suivant une autre caractéristique de l'iùvention , deux chaînes sans fins sont disposées dans des plans longitudinaux parallèles l'un à l'autre , de part et d'autre de la glissière , avec des les pignons d'extrémités correspondants , le groupe moto-réducteur étant disposé entre les deux pignons d'une même paire , si bien qu'alors les chaînes sont fixées en quatre points d'attache , sur le coulisseau dont le guidage en mouvement est alors particu lièrement précis. Le dessin annexé , donné à titre d.' exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention , et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Figure 1 est une vue d'ensemble d'un vérin sans tige selon l'invention. Figure 2 en est une coupe transversale suivant Il - II ( figure 1). Figure 3 en est une coupe longitudinale partielle , suivant III - III ( figure 2). Figure 4 montre une variante d'utilisation , où trois vérins sans tige selon l'invention sont entraînés à partir d'un unique arbre moteur. Figure 5 montre une variante pour applications à la fois puissantes et précises. Figure 6 est une variante où les deux brins de la chaîne sont protégés par une gouttière fixe à section en U Figure 7 est une coupe suivant VII - VII ( figure 6). Figure 8 correspond à une variante de la figure 2 , pour la structure du coulisseau Figure 9 montre une autre variante On a représenté sur les dessins plusieurs variantes possibles d'un vérin sans tige selon l'invention Dans le cas des figures 1 à 3 , le vérin comprend une glissière longitudinale rigide î , dont la section transversale polygonale apparaît sur la figure 2 . Dans l'exemple illustré , il s'agit d'une section transversale carrée , dont chaque eommet est entouré par un bourrelet en relief 2 , 3 , 4 , 5 . On voit , sur le dessin , que chaque bourrelet d'angle 2 , 3 , 4 , 5 , a une section transversale en arc-de-cercle Chacun de ces bourrelets donne lieu , sur 1' ensemble de la glissière 1 , à une baguette longitudinale en relief sur chacune des génératrices d'angle de la barre prismatique ( figure 1) .Entourant la barre-glissière 1 , se touve un coulisseau 6 , dont on voit , sur la figure 2 , qu' il est en contact , sur chaque baguette longitudinale 2 , 3, 4 , 5 , par seulement deux lignes longitudinales référencées respectivement 7 , 8 - 9 , 10 -11 , 12 - 13 , 14 . En d'autres termes , chaque angle du coulisseau 6 , est situé entre deux points de contact 7 , 8 , ou 9 , 10 , ou 11 , 12 , ou 13 , 14 , sur une même bagutt;îong'itdinale 2 , 3 , 4 , 5 de la glissière 1 . Gr?ce à cette disposition , le coulisseau 6 est soumis à un guidage parfaitement efficace ( figure 2). Au contraire , on peut prévoir , à l'intérieur du coulisseau 6 , des angles rentrants , eux-mêmes arrondis par des congés 15 , 16 , 17 , 18 , épousant la forme extérieure des baguettes de guidage 2 , 3 , 4 , 5 , sur lesquelles ils s' emboîtent . Le guidage s'effectue alors par des surfaces de contact , ce qui réduit l'usure en fonctionnement Par ailleurs , une chaîne sans fin 19 circule entre deux pignons dentés 20 et 21 , tournant autour d'axes respectivement 22 et 23 , portés par les extrémités de la glissière 1 . L'un des brins 24 de la chaîne 19 est fixé par au moins un point du coulisseau 6 , par exemple par une vis 25 .Par contre , l'autre brin -26 circule librement , par exemple , à l'intérieur d'une rainure 27 du coulisseau 6 L'axe 22 du pignon 20 est entraîné en rotation par un groupe moto-réducteur 27 . I1 s'agit préférablement d'un groupe moto-réducteur pas-à-pas , à deux sens de rotation. Le moteur du groupe 27 peut , bien entendu , être un moteur électrique , un moteur gydraulique ,ou un moteur pneumatique Le fonctionnement est le suivant Si le groupe moto-réducteur 27 entraîne le pignon 20 dans le sens indiqué sur la figure 1 par la flèche 28 , le coulisseau 6 se déplace le lsng de la glissière 1 , dans la direction de la flèche 29 . I1 se déplacerait en sens inverse , si le pignon 20 tournait en sens inverse de la flèche 28 . Dans tous les cas , on remarque que le mouvement s'effectue sans difficulté , quelle que puisse être la longueur de la glissière 1 . En particulier , le dispositif est utilisable pour des déplacements de grande longueur, contrairement à ce qu on observe pour la plupart des vérins hydrauliques ou pneumatiques .Par ailleurs , la vitesse de déplacement du coulisseau 6 le long de la glissière 1 peut être contrôlée et maintenue constante à chaque instant, contrairement à ce qu'on observe avec un vérin pneumatique ou hydraulique de type connu . Bien mieux , on peut piloter par le groupe moto-réducteur 27 , la vitesse instantanée du coulisseau 6 , et ceci à chaque instant : on peut donc faire évoluer cette vitesse instantanée suivant une loi prédéterminée quelconque , tout au cours du déplacement le long de la glissière 1 , résultat qu'il n'est bien entendu , pas possible d'obtenir avec des vérins pneumatiques ou hydrauliques. I1 résulte de ce qui précède , qu'un vérin sans tige selon l'invention présente une sécurité tota le , nettement meilleure que celle des vérins pneumatiques ou hydrauliques habituels : en effet , on peut prévoir que si le coulisseau 6 rencontre un point dur au cours de son déplacement le long de la glissière 1 , cela fait disjoncter un moteur électrique entraînant le groupe moto-réducteur 27. Une possibilité supplémentaire est offerte dans la variante illustrée sur la figure 4 . Dans ce cas , on prévoit que le vérin sans tige 30 de la variante précédente ( figures 1 à 3) , est entraîné , comme précédemment , par un axe moteur 22 , mais , sur cet axe 22 , sont également calés d'autres pignons , tels que 31 et 32 . Ceci , à la façon du pignon 20 , actionne des vérins sans tige , référencés respectivement 33 et 34 , d'un type analogue à celui du vérin 30 Ainsi , un seul grouoe moto-réducteur 27 peut commander simultanément plusieurs vérins sans tige 30 , 33 , 34 , tous calés sur le même axe moteur 32 Dans la variante illustrée sur la figure 4 , les trois vérins sans tige 30 , 33 , 34 , sont orientés parallèlement entre eux .Bien entendu , il pourrait en être différemment : on pourrait les orienter suivant des directions différentes , en les disposant radialement autour de l'axe moteur 22 Dans la variante illustrée sur la figure 5 , on prévoit , à une extrémité de la glissière 1 , deux pignons moteurs coaxiaux , 35 et 36 , calés de part et d' autre d'un groupe moto-réducteur 37 . A l'autre extrémité de la glissière 1 , on prévoit deux pignons de renvoi 38 et 39 , coaxiaux sur un même axe 40 . Cette disposition permet de disposer deux chaînes sans fin 41 et 42 dans des plans longitudinaux parallèles l'un à l'autre , de part et d'autre de la glissière 1 .Ainsi , les chaînes 41 et 42 sont fixées en quatre points d'attache 43 , 44 , 45 , 46 , au coulisseau 6 , dont le guidage en mouvement est alors particulièrement précis Dans l'exemple illustré sur les figures 6 et 7 , chacun des deux brins 24 et 26 de la chaîne 19 circule à l'intérieur d'une gouttière de protection en U , respectivement 47 et 48 , solidaire de la glissière 1 . Le coulisseau 6 se déplace librement autour des gouttières fixes 47 , 48 Suivant une variante de réalisation préférée , chacune des baguettes longitudinales en relief 2 , 3, 4 , 5 est percée d'un trou longitudinal , respectivement 49 , 50 , 51 , 52 , permettant la fixation des supports du moteur et d'un tendeur de chaîne , aux deux extrémités de la glissière 1 Dans l'exemple de la figure 9 , les deux brins 24 , 26 , de la chaîne , circulent dans une cavité longitudinale interne , à l'intérieur de la glissière 1 Par ailleurs , cette glissière possède une fente longitudinale latérale 53 , à travers laquelle circule une patte mobile 54 , prévue pour relier l'intérieur du coulisseau 6 à un point fixe du brin 24 de la chaîne 19 REVENDICATIONS 1 - Vérin sans tige , comprenant une glis sière longitudinale rigide (1) , autour de laquelle peut coulisser un coulisseau (6) , caractérisé en ce que cette glissière (1) possède une section transversale polygonale dont chaque sommet est entouré par un bourrelet en relief , si bien que la glissière se présente sous la forme d'une barrière prismatique , dont chaque génératrice d'angle serait coiffée par une baguette longitudinale en relief (2) , (3) , (4) , (5) , alors que , par ailleurs , le coulisseau (6) possède une section intérieure polygonale 2 - Vérin sans tige selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les angles rentrants du coulisseau sont vifs , si bien que chaque angle rentrant du coulisseau est sl- entre deux points de contact (7 -- S) ,(9)-(10) (11)-(12) , (13)-(14) , sur une même moulure longitudinale (2) , (3) , (4) , (5) de la glissière (1). 3 - Vérin sans tige suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que les angles rentrants du coulais~ seau (6) sont eux-mêmes arrondis ( congés (15) , (16) , 17), (18) ) , si bien que le guidage a lieu par des surfaces de contact ce qui réduit l'usure en fonctionnement. 4 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu' une chaîne sans fin (19) , (41 , (42) circule entre deux pigno. tés (21) , (22) , (35) , (38) , -; , (39) si- tués aux deux extrémités de la glissière (1) qui porte leur axe , un point de la chaîne étant solidaire d'un point du coulisseau (6) , cependant que l'un des deux pignons (20), (38) , (39) est relié à l'arbre d'entraînement d'un groupe moto-réducteur (27) , (37) à deux sens de rotation 5 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le groupe moto-réducteur (27) , (37) est mû par l'énergie électrique. 6 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 , caractérisé en ce que le groupe moto-réducteur (27) , (37) est mû par l'énergie hydraulique ou pneumatique. 7 - vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le groupe moto-réducteur (27) , (37) entraîne un arbre moteur (22) , sur la longueur duquel sont répartis plusieurs pignons d'entraînement (20) , (31) , (32) , chacun d'eux faisant partie d'un vérin sans tige (30) , (33) , (34) du type précité. 8 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le brin de retour (26) de la chaîne sans fin (19) ,(41) (42) , circule à travers l'intérieur du coulisseau (6) , c' est-à-dire entre celui-ci et la face correspondante de la glissière (1). 9 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la glissière (1) est creuse , sa cavité longitudinale étant utilisée pour le brin de retour (26) de la chaîne sans fin (19) , (41) , (42). 10 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la glissière (1) est creuse , t les deux brins (24) (26) de la chaîne (19) circulent dans sa cavité longitudinale interne , cependant que la glissière possède une fente longitudinale (53) , à travers laquelle circule une patte mobile (54) reliant l'intérieur du coulisseau (6) à un point fixe d'un des brins (24) de la chaîne (19) 11 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la glissière (1) possède une section transversale carrée dont chaque sommet est coiffé par un bourrelet à section circulaire (2) , (3) , (4) , (5) 12 - Vérin sans tige suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que deux chaînes sans fin (41) ,' (42) sont disposées dans des plans longitudinaux parallèles l'un a l'autre , de part et d'autre de la glissière (1) , avec les pignons d'extrémités correspondants (35) , (38) , (36) , (39) , le groupe motoréducteur (37) étant disposé entre les deux pignons d'une même paire (35) , (36) , si bien qu'alors les chaînes (41) (42) sont fixées en quatre pointsfd'attache (43) , (44) (45) , (46) , sur le coulisseau (6) , dont le guidage en mouvement est alors particulièrement précis.