Brevet FR2635148A1 — publié le 19900209

Verln. notassent pneumatique, muni de moyens de blocaae en position du Piston La présente invention concerne des perfection nenents apportés aux vérins, notassent pneunatiques nunis de noyens de blocage en position du piston. On connait différentes réalisations de vérins du type précité, dans lesquels le mécanisme de blocage est intérieur au corps cylindrique et coopère soit avec la surface intérieure du corps cylindrique, soit avec 1'é- quipage mobile (piston et/ou tige de piston). Un inconvénient majeur de ces agencenents connus est que l'usure dde au fonctionnenent du vérin affecte les pièces essentielles de celui-ci (alésage du corps cylindrique, piston, tige dé piston) et qutil en résulte un fonctionnement défectueux du vérin.Un autre inconvénient est que la place disponible à 11 intérieur du corps cylindrique pour le positionnenent du nécanisie de blocage est peu importante : il n'est donc pas toujours possible de donner aux différents composants les dinensions nécessaires pour l'obtention d'un effort de blocage en rapport avec la puissance du vérin et, là encore, il en résulte un fonctionneuent peu satisfaisant du vérin. L'invention a donc essentiellenent pour objet de remédier aux inconvénients des dispositifs antérieurs et de proposer un agencement de vérin, notannent pneuia- tique, dans lequel le blocage du piston en position n'affecte pas l'intégrité des différents organes du vérin tout en étant efficace eu égard à la puissance du vérin. A cet effet, un vérin, notaflent pneuaatique, constitué confornénent a l'invention se caractérise en ce que les troyens de blocage du piston sont extérieurs au corps cylindrique et sont aptes à coopérer sélecti valent par friction avec la surface extérieure du corps cylindrique. L'intérêt fondamental de cet agencement perfectionné est de faire coopérer les moyens de blocage avec la surface externe du corps cylindrique, laquelle surface ne possède par ailleurs aucun rôle fonctionnel. De ce fait, on assure une séparation fonctionnelle des moyens de blocage en position du piston et du vérin proprement dit, sans interaction néfaste de ceux-là sur celui-ci, et les organes essentiels du vérin ne subissent aucune agression préjudiciable susceptible de perturber un fonctionnement correct du vérin. En outre, comme cela apparaitra plus loin, il est possible d'agencer les moyens de blocage selon une configuration suffisamment compacte autour du corps cylindrique pour que l'encombrement du vérin agencé conformément à l'invention n'excède que de peu l'encombrement d'un vérin traditionnel et qu'il n'en résulte pas de limitations notables de son domaine d'utilisation. Enfin, en faisant coagir les moyens de blocage et la surface externe du corps cylindrique du vérin, on dispose d'une surface active plus importante que dans les dispositions antérieures (surtout celles où l'on agit sur la tige du piston). Dans un mode de réalisation préféré d'un vérin selon l'invention, les moyens de blocage comprennent - au moins un patin de frein situé à proximité de la surface externe du corps cylindrique et déplaçable radialement par rapport à cette surface - des moyens de support du patin de frein aptes å sup porter ledit patin de manière mobile radialement par rapport à la surface externe du corps de cylindre - des moyens de liaison liant rigidement lesdits moyens de support à une tige de piston solidaire du piston, à l'extérieur du corps cylindrique, de manière que les dits moyens de support soient mobiles parallèlement à l'axe du vérin en même temps que le piston - et des Doyens de commande aptes à faire occuper au patin de frein deux positions fonctionnelles, savoir une première position ou position de blocage pour laquelle le patin de frein est en appui contre la surface externe du corps cylindrique et bloque le piston, et une seconde position ou position de libération pour laquelle le patin de frein n'est pas en appui contre la surface externe du corps cylin drique et autorise un déplacement de l'équipage mobile, et en particulier du piston. Avantageusement les moyens de commande comprennent des moyens fluidiques, notamment pneumatiques et des moyens & ressorts antagonistes aux précédents dans ce cas, il est possible et souhaitable que les Doyens & ressorts agissent, en l'absence d'excitation des moyens fluidiques, pour maintenir le patin de frein en position de blocage et que les moyens fluidiques excités agissent a l'encontre des moyens à ressorts pour maintenir le patin de frein en position de libération ainsi on est assuré d'un blocage en position du piston en toutes circonstances, indépendamment du circuit flui disque de commande, et y coapris lorsque celui-ci est déraillant, ce qui procure une très grande sécurité. Pour obtenir un effort de rappel en position de blocage aussi important que souhaité, il est possible d'avoir recours å des empilements de rondelles Belleville ou analogues. Dans un mode de réalisation particulier qui semble particulièrement intéressant, le patin de frein possède au moins une surface externe inclinée et il est prévu au soins une pince coulissante à face inclinée complémentaire formant coin apte à coopérer avec le patin de frein sous la poussée des moyens à ressorts ; dans ce cas, pour simplifier la structure, il est souhaitable que la pièce coulissante formant coin soit mobile longitudinalement, parallèlement a l'axe du vérin. Pour obtenir un agencement compact et facile à mettre en place, sans pièce ou organe saillant, il est souhaitable que les moyens fluidiques comprennent une chambre qui est externe au corps de cylindre et qui inclut le patin de frein et la pièce formant coin, cette chambre étant munie d'au moins un orifice d'entrée et d'au moins un- orifice de sortie pour le fluide de commande, et que la pièce formant coin comporte au moins une surface d'action pour le fluide de commande. Dans ce dernier cas, il est possible d'agencer le vérin d'une façon particulièrement avantageuse pour un fonctionnement fiable propre à conférer une grande sécurité ; à cette fin la pièce formant coin est agencée pour que l'orifice de sortie du fluide de commande soit disposé de manière telle. que, lorsque le patin de frein est maintenu dans sa position de blocage par la pièce formant coin elle-même repoussée par les moyens à ressorts, la pièce formant coin obture de façon étanche l'orifice de sortie du fluide de commande et que, lorsque le patin de frein est repoussé dans sa position de libération sous l'action du fluide de commande, la pièce formant coin dégage l'orifice de sortie du fluide de commande et établit une liaison entre les orifices d'entrée et de sortie du fluide de commande, ce grâce à quoi il est possible de réaliser une commande séquentielle du vérin avec commande prioritaire du déblocage du piston puis commande subséquente du déplacement du piston et enfin, blocage final du piston dans sa nouvelle position. Pour être assuré d'un déblocage correct du vérin et éviter une usure intempestive du patin de frein, il est possible de faire en sorte quo, sur sa face de friction tournée vers la surface externe du corps cylindrique, le patin de frein supporte un organe élastique effaçable dans ladite face de friction et apte å écarter le patin du frein de la surface externe du corps cylindrique lorsque le patin de frein est en position de déblocage. Dans un agencenent simple, mais efficace, les moyens de support du patin de frein comprennent une paroi de support, formant notamment partie de la paroi délimitant la susdite chambre externe au corps de cylindre, pourvue d'une gorge et ce patin est muni, sur sa face en regard et opposée à la face de friction, d'un segment engagé dans ladite gorge. Bien entendu, il egt possible d'adapter l'effort de blocage du piston en fonction de la puissance du vérin, en sultipliant le nombre des patins de frein. Selon un premier agencement, qui offre en outre l'avantage supplémentaire de rendre la structure du vérin plus homogène et mieux équilibrée par rapport à son axe, le vérin comporte plusieurs patins de frein répartis périphériquement autour du corps de cylindre. En outre, et en combinaison avec cette dernière disposition ou indépendaflent de celle-ci, le vérin est muni de plusieurs patins de frein ou de plusieurs ensembles de patins disposés circonférentiellement qui sont positionnés l'un à la suite de l'autre le long du corps cylindrique. D'une façon générale une homogénéité de forme et de répartition des masses par rapport à l'axe du cylindre peuvent astre obtenues en faisant en sorte que la chambre soit annulaire et entoure le corps de cylindre, et éventuellement dans ce cas en prévoyant que les doyens de liaison soient réalisés sous forme d'un manchon tubulaire entourant le corps de cylindre et prolongeant la chambre tubulaire et solidarisé, à son extrémité libre, å la tige du piston. L'invention sera mieux compris a la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré donné uniquement a titre illustratif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - les figures 1 à 4 sont des vues en coupes diamétrales d'un vérin agencé conformément à l'invention, et montré accompagné de ses moyens de commande fluidiques, ces figures montrant respectivement quatre positions fonctionnelles séquentielles successives ; et - les figures 5 et 6 sont des vues à plus grande échelle montrant les moyens de blocage du piston du vérin des fig. 1 à 4, respectivement dans les positions de blocage (correspondant à la fig. 1) et de déblocage (correspondant aux fig. 2 à 4). En se référant tout d'abord aux figures I et 5, le vérin 1 agencé conformément à l'invention comprend un corps cylindrique 2 dans lequel peut se déplacer un piston 3 solidaire d'une tige de piston 4. Le vérin est ici supposé être un vérin pneumatiqe à double effet. Pour assurer le blocage en position du piston et s'affranchir des inconvénients inhérents à la compressibilité du gaz de commande, on prévoit des moyens de blocage (désignés dans leur ensemble par la référence numérique 5) qui sont situés entièrement à l'extérieur du corps cylindrique 2 du vérin. Les moyens de blocage 5 comprennent un manchon cylindrique 6 entourant de façon étanche (par des moyens décrits plus loin) le corps cylindrique 2 et délimitant avec la surface externe de celui-ci une chambre annulaire 7. Ce manchon cylindrique 6 se prolonge, à l'une de ses extrémités, par un manchon tubulaire 8 qui est solidaire de l'extrémité libre de la tige de piston 4 : le manchon tubulaire 8 constitue un organe d'accouplement mécanique rigide du piston 3 et des organes de blocage qui, comme indiqué ci-après, sont logés dans la chambre 7 et sont solidaires du manchon cylindrique 6. A l'intérieur de la chambre 7 sont répartis circonférentiellement plusieurs patins de frein 9 ayant une face active 10 tournée vers la surface externe Il du corps cylindrique 2. Chaque patin de frein 9 possède, en section transversale (comme montré sur la fig. 5), la forme apprèximative d'un triangle isocèle dont la base est constituée par la face 10, et dont les deux autres côtés correspondent à des plans inclinés 12 ; le sommet est agencé sous forme d'un segment 13 engagé dans une gorge 14 usinée dans la paroi interne du manchon cylindrique 6. La gorge 14 retient donc axialement les patins de frein 9, tout en autorisant un léger déplacement radial dé ceux-ci en raison de sa profondeur appropriée. La face active 10 des patins de frein peut être équipée d'un organe élastique tendant, en l'absence de toute autre contrainte, à écarter les patins de frein de la surface externe 11 du corps cylindrique. Bien que chaque patin 9 puisse être équipé d'un ressort individuel, il est cependant souhaitable de prévoir un organe élastique commun à tous les patins, par exemple un jonc annulaire 15 passant dans des gorges respectives des patins, qui offre l'avantage de créer une liaison mécanique axiale supplémentaire entre les patins. De part et d'autre (longitudinalement) des patins de frein 9 sont disposées des pièces d'actionneaent 16 présentant, en regard des faces inclinées 12 des patins de frein 9, des faces inclinées correspondantes 17: ces pièces d'actionnement, coulissantes longitudinalement, forment des coins qui, par coopération des surfaces en contact 12 et 17, permettent de transformer leur déplacement longitudinal en un déplacement radial des patins de frein. Les pièces formant coins 16 sont réalisées sous forme de deux pièces annulaires å surface interne biseautée, qui entourent le corps cylindrique 2 et qui sont situées de part et d'autre de la couronne de patins de frein. La surface 17 et l'extrémité radiale 18 des pièces en forme de coin servent de faces actives sur lesquelles s'exerce la pression du fluide de commande. L'extrémité opposée- desdites pièces est soumise à l'action d'un ou plusieurs ressorts 19, qui peuvent avantageusement être des empilements de rondelles Belleville ou analogue, de manière à obtenir un effort important sur les patins. Bien entendu, on dispose de toute la place nécessaire pour multiplier le nombre des ressorts 19 et il est possible de créer un effort mécanique de poussée sur les pièces 16, et donc des patins de frein 9 sur la surface 11 du corps cylindrique qui soit aussi élevé que désiré, et qui soit proportionné à la puissance du vérin. En outre, comme représenté sur les figures, les pièces annulaires en forme de coin 16 sont en contact glissant étanche avec la surface en regard du manchon cylindrique 6 et la surface en regard Il du corps cylindrique. De la sorte, il est possible de prévoir un orifice 20 d'entrée de fluide sensiblement au droit de la gorge 14 précitée, c'est-à-dire entre les surfaces actives 17, 18 des deux pièces en forme de coin 16, tandis qu'un (ou deux, ou un nombre supérieur) d'orifices 21 de sortie de fluide est disposé de façon décalée longitudinalement. il est aussi possible que les pièces en forme de coin 16 servent en outre d'obturateurs mobiles pour le ou les orifices de sortie 21 et permettent alors une commande séquentielle du fonctionnement du vérin comme cela sera décrit plus loin. Les figures 1 à 4 montrent en outre un agencement de circuit fluidique de commande élaboré sur la base des dernières dispositions structurelles indiquées. L'orifice d'entrée 20 est raccordé à un premier organe de commande, par exemple une électro-vanne B qui reçoit le fluide sous pression (flèche 22). Les deux orifices de sortie 21 sont raccordés l'un à l'autre et & deux autres organes de commande, A et C, qui sont eux-mêmes respectivement raccordés aux deux demi-chambres du vérin séparées par le piston 3. Le fonctionnement du vérin agencé selon l'invention est le suivant. Dans la position montrée aux figures 1 et 5, l'électro-vanne B est fermée, et la chambre 7 est mise à la pression atmosphérique. Les ressorts 19 repoussent les pièces en forme de coin 16 l'une vers l'autre et appliquent les patins de frein 9 contre la surface Il du corps cylindrique 2, bloquant ainsi en position le piston 3. En outre, les pièces en forme de coin 16 obturent de façon étanche les orifices 21 de sortie de fluide et isolent les électrovannes A et C, qui sont ainsi inhibées. En ouvrant l'électro-vanne B, le fluide sous pression, .parvenant par l'orifice 20, agit sur les surfaces d'extrémité 18 des pièces en forme de coin 16 et repousse celles-ci à l'encontre de l'effort des ressorts 19 (fig. 2 et 6). Les patins de frein 9, libérés, sont écartés de la surface Il du corps cylindrique 2 par le jonc élastique 15 et le piston 3 est libéré mécanique ment et prêt à pouvoir se mouvoir. Dans le même temps, les pièces en forme de coin 16 ont dégagé les orifices 21 et le fluide sous pression parvient & l'entrée des électrovannes A et C. Les électrovannes A et C ne sont pas inhibées et b ce moment seulement peuvent être actionnées efficacement. L'actionnement de l'électrovanne C (fig. 3) alimente la chambre inférieure du vérin (sur le dessin) et provoque le déplacement du piston vers le haut (flèche 23 sur la fig. 3). L'actionnement de l'électrovanne A (f ig. 4 alimente la chambre supérieure du vérin (sur le dessin) et provoque le déplacement du vérin vers le bas (flèche 24 sur la fig. 4). Dans ces conditions, on obtient une commande séquentielle du vérin, le déplacement du piston ne pouvant être commandé qu'une fois effectué le déverrouillage de son blocage mécanique. En outre, le verrouillage est obtenu automatiquement, par des voies purement mécaniques, dès la suppression de la pression dûe au fluide de commande, ce qui procure une sécurité indispensable lors de l'occurence d'une défectuosité dans le circuit fluidique de commande. Enfin, le circuit fluidique de commande du déverrouillage et le circuit fluidique de puissance sont confondus, ce qui simplifie la mise en oeuvre de l'installation. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. En particulier, on comprendra que plusieurs ensembles annulaires de patins de frein peuvent être prévus les uns à la suite des autres le long du corps cylindrique, en étant inclus dans une chambre unique ou des chambres distinctes mais communiquantes, avec un seul orifice d'entrée de fluide, ou bien disposés dans des chambres distinctes respectives munies d'orifices d'entrée et de sortie de fluide respectifs. REVENDICATIONS t. Vérin, notamment pneumatique, équipé d'un piston (3) mobile dans un corps cylindrique (2), comportant des moyens (5) de blocage en position du piston, caractérisé en ce que les moyens de blocage (5) du piston sont extérieurs au corps cylindrique (2) et sont aptes & coopérer sélectivement par friction avec la surface extérieure (11) du corps cylindrique (2). 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de blocage (5) comprennent - au moins un patin de frein (9) situé à proximité de la surface externe (11) du corps cylindrique (2) et déplaçable radialement par rapport à cette surface - des moyens (13, 14) de support du patin de frein (9) aptes à supporter ledit patin de manière mobile radialement par rapport à la surface externe (11) du corps de cylindre - des moyens (8) de liaison liant rigidement lesdits moyens de support à une tige de piston (4) solidaire du piston (3), & l'extérieur du corps cylindrique, de manière que lesdits moyens de support soient mobiles parallèlement à l'axe du vérin en même temps que le piston ;; - et des moyens de commande (7, 16 à 20) aptes à faire occuper au patin de frein deux positions fonction nelles, savoir une première position ou position de blocage pour laquelle le patin de frein est en appui contre la surface externe du corps cylindrique et bloque le piston, et une seconde position ou position de libération pour laquelle le patin de frein n'est pas en appui contre la surface externe du corps cylin drique et autorise un déplacement de l'équipage mobile, et en particulier du piston. 3 Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent des moyens fluidiques (7, 17, 18, 20), notamment pneumatiques et des moyens à ressorts (19) antagonistes aux précédents. 4. Vérin selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour la sécurité, les moyens à ressorts (19) agissent, en l'absence d'excitation des moyens fluidiques, pour maintenir le patin de frein en position de blocage et en ce que les moyens fluidiques (7, 17, 18, 20) excités agissent à l'encontre des moyens à ressorts pour maintenir le patin de frein en position de libération. 5. Vérin selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens à ressorts (19) comprennent des empilements de rondelles Belleville ou analogues. 6. Vérin, selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le patin de frein possède au moins une surface externe inclinée (12), et en ce qu il est prévu au moins une pièce coulissante (16) à face inclinée complémentaire (17) formant coin apte à coopérer avec le patin de frein sous la poussée des moyens à ressort (19). 7. Vérin selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce coulissante formant coin (16) est mobile longitudinalement, parallèlement à l'axe du vérin. 8. Vérin selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les moyens fluidiques comprennent une chambre (7) qui est externe au corps de cylindre et qui inclut le patin de frein (9) et la pièce formant coin (16), cette chambre étant munie d'au moins un orifice d'entrée (20) et d'au moins un orifice de sortie (21) pour le fluide de commande, et en ce que la pièce forme coin (16) comporte des surfaces d'action (17, 18) pour le fluide de commande. 9. Vérin selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce formant coin (16) est agencée pour que l'orifice (21) de sortie du fluide de commande soit disposé de manière telle que, lorsque le patin de frein est maintenu dans sa position de blocage par la pièce formant coin elle-même repoussée par les moyens & ressorts, la pièce formant coin obture de façon étanche l'orifice de sortie du fluide de commande et que, lorsque le patin de frein est repoussé dans sa position de libération sous l'action du fluide de commande, la pièce formant coin dégage l'orifice de sortie du fluide de commande et établit une liaison entre les orifices d'entrée et de sortie du fluide de commande, ce grâce à quoi il est possible d'établir une commande séquentielle du vérin avec commande prioritaire du déblocage du piston, puis commande subséquente du déplacement du piston et enfin blocage final du piston dans sa nouvelle position. 10. Vérin selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que, sur sa face de friction (10) tournée vers la surface externe (11) du corps cylindrique (2), le patin de frein (9) supporte un organe élastique (15) effaçable dans ladite face de friction et apte à écarter le patin de frein de la surface externe du corps cylindrique lorsque le patin de frein est en position de déblocage. 11. Vérin selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les moyens de support du patin de frein comprennent une paroi de support, formant notamment partie de la paroi délimitant la susdite chambre externe au corps de cylindre, pourvue d'une gorge (14) et en ce que le patin de frein est muni, sur sa face en regard et opposée a la face de friction, d'un segment (13) engagé dans ladite gorge. 12. Vérin selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs patins de frein (9) répartis périphériquement autour du corps de cylindre (2). 13. Vérin selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la chambre (7) est annulaire et entoure le corps de cylindre (2). 14. Vérin selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de liaison (8) sont réalisés sous forme d'un manchon tubulaire entourant le corps de cylindre et prolongeant la chambre tubulaire et solidarisé, à son extrémité libre, avec la tige (4) du piston. 15. Vérin selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce qu'il est muni de plusieurs patins de frein ou de plusieurs ensembles de patins disposés circonférentiellement qui sont positionnés l'un à la suite de l'autre le long du corps cylindrique.