Brevet FR2681914A1 — publié le 19930402

VÉRIN TOURNE-BRIDE La présente invention concerne les vérins hydrauliques et en particulier un vérin tourne-bride. Les figures 1A et 1B illustrent schématiquement un vérin tourne-bride classique en deux positions de travail. Le vérin tourne-bride comprend un vérin hydraulique formé par un cylindre 1 agissant sur une tige verticale 2, et une bride horizontale 3 fixée sur la partie supérieure de la tige 2. La tige 2 est mue par un fluide sous pression et coulisse dans le cylindre 1 avec un mouvement partiellement rectiligne et partiellement hélicoidal. Le cylindre 1 est fixé sur un bâti 4 sur lequel est posé un objet à brider 5. A la figure 1A, le vérin tourne-bride est en position de bridage de l'objet 5. La tige 2 est à une position basse où la bride 3 s'étend vers la gauche au-dessus de l'objet 5. Cet objet 5 est maintenu par une pièce verticale 6 solidaire de l'extrémité distale de la bride 3. Cette pièce 6 est une pièce de hauteur réglable, qui est par exemple constituée d'une vis se vissant dans la bride 3 et munie d 'un embout 7 appuyant sur l'objet 5 et adapté à sa forme. A la figure 1B, le vérin tourne-bride est représenté à une position de dégagement. La tige 2 est à une position haute où la bride 3 s 'étend vers 1' avant. Cette position permet un dégagement facile de l'objet 5. Pour passer de la position basse de la figure 1A à la position haute de la figure lB, la tige 2 a d'abord eu un mouvement rectiligne vers le haut puis un mouvement hélicoïdal de 90". Un problème se pose lorsqu'on veut utiliser un vérin tourne-bride dans une chaîne de fabrication automatisée. En effet, il est alors indispensable que le dispositif qui gère la chaine automatisée connaisse la position haute ou basse du vérin tourne-bride. Pour cela, il faut prévoir des capteurs pour détecter ces positions. Généralement, on dispose un capteur extérieur (de proximité ou à contact) à proximité de la bride 3 en position basse et un autre capteur extérieur à proximité de la bride en position haute. L'installation de ces capteurs est coûteuse car il faut prévoir des dispositifs de maintien et de réglage des capteurs. De plus, les capteurs munis de leur dispositif de maintien, présentent un encombrement qui peut être gênant dans une chaîne de fabrication et il arrive souvent que les capteurs soient déréglés ou abîmés par des objets en mouvement ou l'agressivité du milieu (aspersion de lubrifiant). Un objet de la présente invention est de réaliser un tel vérin tourne-bride sans augmenter son encombrement. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un tel vérin tourne-bride muni de capteurs simples à réaliser. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un vérin tourne-bride à capteurs de position intégrés. La présente invention prévoit plus particulièrement un vérin comprenant un piston coulissant dans un cylindre et susceptible d'être déplacé entre deux positions extrêmes par un fluide sous pression, le piston étant immobilisé en rotation en tout point de sa course Le corps du cylindre est amagnétique et comprend deux capteurs de flux magnétique disposés à son intérieur de manière qu'au moins un aimant solidaire du piston active l'un ou 1 'autre des capteurs lorsque le piston se trouve à proximité de l'une ou l'autre de ses positions extrêmes. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ledit au moins un aimant est fixé sur une face du piston à proximité de la paroi du cylindre et en ce que les capteurs magnétiques sont disposés à proximité de ladite paroi, dans un perçage d'axe parallèle à celui du cylindre, aux niveaux respectifs des deux positions extrêmes dudit au moins un aimant. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les capteurs sont fixés sur une plaque de circuit imprimé allongée et de largeur sensiblement égale au diamètre du perçage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le vérin comprend un deuxième perçage rencontrant le premier et prévu pour recevoir un connecteur auquel sont reliés les capteurs. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le vérin comprend des moyens infligeant au piston une rotation d'angle prédéterminé lorsqu'il est déplacé entre ses deux positions extrêmes et deux aimants fixés sur ladite face du piston de manière qu 'à l'une des positions extrêmes, l'un des aimants se trouve en face de l'un des capteurs et qu'à l'autre position extrême, 1' autre aimant se trouve en face de 1' autre capteur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, lesdits moyens comprennent une tige solidaire du piston et coaxiale à celui-ci munie d'une rainure partiellement hélicoi- dale la traversant, et une goupille solidaire du cylindre, traversant la rainure. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les capteurs magnétiques sont constitués de contacts électriques se fermant sous 1 'effet d'un champ magnétique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins un capteur magnétique supplémentaire est disposé entre lesdits deux capteurs de manière qutil est activé par ledit au moins un aimant ou un aimant supplémentaire lorsque le piston est à une position intermédiaire. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles Les figures 1A et 1B, précédernment décrites, représentent schématiquement un vérin tourne-bride classique en position basse de bridage et en position haute de dégagement les figures 2A et 2B illustrent en vue de coupe et de dessus un mode de réalisation d'un vérin tourne-bride selon la présente invention en position haute ; et les figures 3A et 3B illustrent une vue de ooupe et de dessus du vérin tourne-bride des figures 2A et 2B en position basse. Dans les figures, des mêmes références désignent des mêmes éléments. Des termes tels que "gauche" , "supérieur" "inférieur"... ont un but de clarification et non de limitation. A la figure 2A, on retrouve le cylindre 1 et la tige 2 des figures 1A et 1B. La tige 2 est solidaire d'un piston 10 séparant l'intérieur du cylindre 1 en une chambre supérieure 12 et en une chambre inférieure 13. La tige 2 est guidée par un chapeau 15 vissé sur la partie supérieure du cylindre 1 (une vis 16 est représentée), ajusté dans la partie supérieure du cylindre 1 et servant de butée au piston 10 à la position haute représentée. Ce chapeau 15, au lieu d'être fixé par des vis, pourrait comprendre un filetage vissé dans la partie supérieure du cylindre. Selon la présente invention, sur la face inférieure du piston 10 sont fixés (par vissage ou collage) deux aimants 18, 19 à proximité de la paroi intérieure du cylindre 1. Comme cela apparaît plus clairement en figure 2B, l'aimant 18 est situé à gauche et l'aimant 19 est situé à l'avant du piston 10. Le corps du cylindre 1 est amagnétique. Un capteur magnétique supérieur 21 est disposé dans le corps en face de I'emplacement de l'aimant 18 à la position haute du vérin. Le capteur 21 est donc activé à la position haute représentée aux figures 2A et 2B. Un capteur magnétique inférieur 22 est disposé en face de 1 'empla- cement de 1' aimant 19 à la position basse du vérin, représentée aux figures 3A et 3B. Des logements 24 et 25 formés dans le fond de la chambre inférieure 13 sont destinés à recevoir les aimants 18 et 19 respectivement à la position basse du vérin. Bien entendu, si 1 'on désire détecter une position intermédiaire du vérin, on prévoira un capteur supplémentaire disposé entre les capteurs inférieur et supérieur et un aimant supplémentaire convenablement disposé sur la face inférieure du piston 10. Les capteurs 21, 22, sont fixés sur une plaque allongée 26, telle qu'une plaque de circuit imprimé, qui est positionnée dans un perçage 27 d'axe parallèle à l'axe du vérin. De préférence, les capteurs 21 et 22 sont constitués de contacts se fermant en présence d'un champ magnétique, tels que des ampoules "REED" logées dans des orifices de la plaque 26 et connectées à des pistes conductrices de celle-ci. Ces capteurs pourraient également être des capteurs à effet Hall si l'on désire une détection plus précise. La largeur de la plaque 26 sera choisie pour que la plaque ne glisse pas librement dans le perçage 27 afin d'améliorer son maintien. Le perçage 27 est réalisé dans le corps du cylindre 1 en partant de la base de celui-ci et il passe à proximité de sa paroi intérieure. La plaque 26 est maintenue en butée contre le fond du perçage 27 par un bouchon 29, tel qu'une vis sans tête vissée dans la base du cylindre. La base du cylindre 1 comprend une semelle rectangulaire 30 munie à ses coins de trous 31 traversant la semelle permettant la fixation par vis du vérin sur le bâti 4. Un per çage 33 pénètre dans la paroi latérale gauche de la semelle et rencontre le perçage 27 perpendiculairement. Dans ce perçage 33, est disposé un connecteur étanche adéquat auquel sont reliés les fils conducteurs 35 provenant des capteurs 21, 22. Bien entendu, des joints d'étanchéité adéquats sont disposés entre le chapeau 15 et la tige 2, entre le piston 10 et la paroi interne du cylindre 1, et entre le chapeau 15 et le cylindre 1. En outre, des conduits classiques d'amenée et d'échappement de fluide, non représentés, sont prévus dans le corps du cylindre 1 entre la base du cylindre et, d'une part, la chambre supérieure 12 et, d'autre part, la chambre inférieure 13. Ces conduits sont connectés de manière classique au niveau de la base du cylindre à des conduits prévus dans le bâti 4, eux-mêmes reliés à un groupe hydraulique par l'intermédiaire d'électrovannes. Pour assurer un mouvement rectiligne/hélicoidal de la tige 2, le piston 10 comprend une tige cylindrique 37 s'étendant vers le bas et coulissant dans une cavité cylindrique 38 formée dans le fond de la chambre inférieure 13. La tige 37 comprend une rainure la traversant ayant une partie rectiligne supérieure 40 et une partie hélicoïdale inférieure 41 tournant de 90 . Une goupille 43 traverse de part en part le corps du cylindre 1 et passe à travers la rainure 40-41. La cavité 38 est de préférence alimentée en fluide en même temps que la chambre 13 afin d'assurer une lubrification permanente de la rainure 40-41 et la goupille 43. A la position haute de la figure 2A, la chambre 13 est sous pression et la chambre 12 communique avec 1 'échappement. Pour atteindre la position basse, on met sous pression la chambre supérieure 12 et la chambre 13 ainsi que la cavité 38 sont reliées à l'échappement. Ainsi, le piston 10 descend et se met à tourner grâce à la rainure hélicoidale 41 dans laquelle se trouve la goupille 43. Lorsque le piston sera descendu suffisamment bas, la goupille 43 se trouvera dans la partie rectiligne 40 de la rainure et le piston descendra alors linéairement jusqu'à atteindre la position des figures 3A et 3B. Aux figures 3A et 3B, le vérin est à la position basse. Pour clarifier ces figures, on n'y a reporté que des référends qui sont utilisées ci-après. La face inférieure du piston 10 est en butée contre le fond de la chambre inférieure 13 et la goupille 43 se retrouve en haut de la rainure verticale 40. L'aimant 19 se trouve dans son logement 25 en face du capteur 22 qui est alors activé. L'aimant 18 se trouve dans son logement 24 à l'arrière du piston. De préférence, le capteur 22 sera suffisamment sensible pour qu'il soit activé par l'aimant 19 un peu avant que le piston atteigne sa fin de course basse qui correspond à la position de bridage d'un objet. Ainsi, si le piston ne peut pas atteindre sa position basse, par exemple si l'objet à brider est trop haut, on détectera quand même une fin de course. Lorsqu'on veut faire revenir le vérin à la position haute des figures 2A et 2B, on relie la chambre 12 à 1 'échap- pement et on met sous pression la chambre 13 et la cavité 38. Les éléments 2, 10 et 37 rejoindront alors leur position haute avec un mouvement d'abord rectiligne puis hélicoïdal. La présente invention peut etre adaptée à des modèles de bride existants sans en augmenter l'encombrement pourvu que le corps du cylindre 1 soit suffisamment épais pour y réaliser le perçage 27. L'homme du métier remarquera qu'il existe diverses possibilités de fixation d'une bride sur la tige 2. La tige 2 peut par exemple comporter une partie conique de faible pente sur laquelle vient s'emmancher la bride comportant une partie conique correspondante, la bride étant ensuite serrée par vis sur la tige 2. La présente invention est susceptible de nombreuses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de 1 'art, par exemple - si la rainure 40-41 est rectiligne, on réalisera un vérin linéaire et il suffira d'un seul aimant pour détecter ses fins de course - au lieu de disposer deux aimants à 90 , on peut prévoir deux perçages 27 à 90" dans lesquels seront disposés respectivement les capteurs 21 et 22, et on n'aura besoin que d'un seul aimant - au lieu de prévoir deux aimants, on peut prévoir un aimant occupant toute la face inférieure du piston 10 ; et - les aimants et les capteurs peuvent être disposés à tout autre endroit adéquat, comme au niveau de la tige 2 ou de la tige 37, si I'encombrement le permet. REVENDICATIONS 1. Vérin comprenant un piston (10) coulissant dans un cylindre (1) et susceptible d'être déplacé entre deux positions extrêmes par un fluide sous pression, le piston étant immobilisé en rotation en tout point de sa course, caractérisé en ce que le corps du cylindre (1) est amagnétique et en ce qu'il comprend deux capteurs de flux magnétique (21, 22) disposés dans le corps du cylindre de manière qu'au moins un aimant (18, 19) solidaire du piston active l'un ou 1' autre des capteurs lorsque le piston se trouve à proximité de l'une ou l'autre de ses positions extrêmes. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un aimant (18, 19) est fixé sur une face du piston (10) à proximité de la paroi du cylindre (1) et en ce que les capteurs magnétiques (21, 22) sont disposés à proximité de ladite paroi, dans un perçage (27) d'axe parallèle à celui du cylindre, aux niveaux respectifs des deux positions extrêmes dudit au moins un aimant. 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les capteurs sont fixés sur une plaque de circuit imprimé (26) allongée et de largeur sensiblement égale au diamètre du perçage (27). 4. Vérin selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième perçage (33) rencontrant le premier (27) et prévu pour recevoir un connecteur auquel sont reliés les capteurs. 5. Vérin selon 1' une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (41, 43) infligeant au piston (10) une rotation d'angle prédéterminé lorsqu'il est déplacé entre ses deux positions extrêmes et deux aimants (18, 19) fixés sur ladite face du piston de manière qu'à l'une des positions extrêmes, l'un (18) des aimants se trouve en face de l'un (21) des capteurs et qu'à l'autre position extrême, l'autre aimant (19) se trouve en face de l'autre capteur (22). 6. Vérin selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens (41, 43) comprennent une tige (37) solidaire du piston (10) et coaxiale à celui-ci munie d'une rainure partiellement hélicoidale (41) la traversant, et une goupille (43) solidaire du cylindre (1), traversant la rainure. 7. Vérin selon 1' une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les capteurs magnétiques (21, 22) sont constitués de contacts électriques se fermant sous l'effet d'un champ magnétique. 8. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un capteur magnétique supplémentaire est disposé entre lesdits deux capteurs de manière qu'il est activé par ledit au moins un aimant ou un aimant supplémentaire lorsque le piston est à une position intermédiaire.