Brevet FR2683271A3 — publié le 19930507

FR 2683271 A3 19930507 FR 9212793 A 19921027 L'invention concerne un vérin pneumatique à simple effet, comportant un piston guidé dans un corps de vérin présentant un fond rectangulaire d'où part une paroi périphérique dite paroi du corps, laquelle s'étend en direction d'un côté ouvert qui est fermé par un piston glissant téléscopiquement dans ledit corps, contre ladite paroi, ce piston présentant un côté creux tourné vers ledit fond et étant rendu étanche par un organe d'étanchéité, ladite paroi du corps délimitant avec le piston une chambre de pression qui est reliée à un raccord agencé latéralement, à proximité dudit fond, ce raccord étant disposé transversalement à la direction des mouvements du piston, sur une surface latérale du vérin. Par le brevet allemand DE-OS 28 28 344, on connaît déjà un tel vérin pneumatique à simple effet, dans lequel le corps du vérin présente une périphérie cylindrique ovale dans laquelle un piston de travail à jupe ovale est guidé en étant arrté en rotation. De tels vérins sont utilisés dans les domaines d'application les plus divers, en premier lieu à des fins de serrage ou tension mécanique, lorsqu'il s'agit d'agencer dans un espace déterminé un nombre aussi grand que possible de tels vérins. La forme ovale de la section droite du piston permet certes d'obtenir un arrt en rotation. Toutefois, la surface ovale du piston n'utilise pas de manière optimale la surface de base disponible. Dans le cas d'une grande densité d'intégration, cela présente l'inconvénient que l'on ne dispose que d'une force limitée. Il est notamment désavantageux que le vérin ne présente qu'un seul raccord situé latéralement, par lequel le fluide de pression peut tre amené ou évacué. Dans le cas d'un agencement de plusieurs vérins groupés, il en résulte que 1espace exigé pour l'alimentation en fluide de pression est plus important ce qui a pour conséquence une limitation de la force de serrage ou de tension mécanique. En outre, les surfaces de guidage à section droite ovale dans le corps du vérin et sur le piston de travail sont relativement compliquées et onéreuses à fabriquer. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention a pour objet un vérin pneumatique à simple effet, du type indiqué au début, caractérisé par le fait que le piston présente un contour extérieur adapté à la section d'un trou allongé à grands côtés parallèles et à extrémités semicirculaires, et par le fait qu'en son autre côté extrme, celui situé à l'opposé du côté extrme présentant ledit raccord, le corps de vérin possède un deuxième raccord communiquant avec ladite chambre de pression. Un tel vérin présente l'avantage d'tre à la fois simple et économique à réaliser, de permettre l'obtention de forces d'actionnement importantes et la réalisation de mécanismes et unités de serrage offrant un serrage important, et d'tre facilement adaptable aux cas d'application les plus divers, grâce à sa construction modulaire. La surface efficace du piston de ce vérin est importante par rapport à sa surface de base, ce qui autorise d'importantes forces de serrage ou tension mécanique. La constitution de ce vérin est relativement simple, grâce au petit nombre de ses composants. La qualité du guidage du piston assure la protection de celui-ci contre tout coincement. Avant toute chose, la conception modulaire des vérins permet de les assembler en une unité de serrage ou rampe de vérins, de forme compacte, dont la distribution de fluide de pression n'est pas encombrante. En agencant plusieurs vérins les uns à la suite des autres, sous la forme d'une rampe de vérins, on peut obtenir la force de tension ou de serrage désirée en fonction de chaque cas d'application. La forme étroite des vérins permet en outre d'agencer côte à côte de telles rampes de vérins, afin d'obtenir une grande densité d'intégration des vérins. Parmi les divers perfectionnements, développements et formes de réalisation possibles, l'invention prévoit notamment : -que le corps de vérin est sensiblement parallélépipédique et la paroi périphérique présente un espace intérieur qui est ouvert du côté supérieur du corps de vérin et possède une section droite similaire à celle d'un trou allongé, le piston étant guidé dans cet espace intérieur ; -que les raccords sont mutuellement coaxiaux et sont agencés dans le corps de vérin en étant décalés latéralement par rapport à un plan médian longitudinal ; -que le corps de vérin parallélépipédique présente des côtés extrmes mutuellement parallèles dans lesquels les raccords sont agencés en situation d'affleurement ; -que les raccords sont réalisés sous forme de perçages du genre trou borgne pour recevoir un raccord mâle tubulaire ; -que le piston est en matière plastique et qu'un anneau d'étanchéité est fixé de manière imperdable à sa périphérie extérieure ; -que le piston présente sur sa périphérie extérieure un bourrelet entourant qui est guidé dans la paroi du corps, et que l'anneau d'étanchéité est rapporté et fixé par vulcanisation sur ce bourrelet, notamment sur le côté de celui-ci tourné vers l'intérieur ; -que le piston creux présente une partie en forme de godet à l'intérieur de laquelle sont agencées des nervures de guidage et de raidissement qui s'étendent dans la direction des mouvements et qui pénètrent et sont guidées dans un évidement de guidage situé au fond du corps ; -que le piston est guidé dans le corps de vérin dans des plans qui s'étendent transversalement à la direction des mouvements, l'intervalle entre ces plans valant plusieurs fois la course du piston ; -que l'évidement de guidage présente une section droite rectangulaire, réduite par rapport à la section droite de trou allongé de 1'espace intérieur, les nervures de guidage étant guidées contre les parois longitudinales et extrmes de cet évidement de guidage, et que les raccords dans le corps de vérin sont disposés entre les côtés extrmes et les parois extrmes qui leur sont respectivement associées et s'étendent dans ces dernières, notamment dans les coins de l'évidement de guidage rectangulaire ; -que des nervures d'écartement garantissant une section droite de libre passage d'écoulement sont agencées sur les nervures longitudinales ; -que la longueur du piston du genre à trou allongé est de plusieurs fois sa largeur ; -que le vérin est réalisé en tant que module de tte ou en tant que module intermédiaire ou en tant que module de queue ; -qu'au moins deux vérins sont assemblés pour constituer une unité ou rampe de serrage (ou de tension mécanique selon le cas). On peut donc réaliser ainsi des constructions simples, peu encombrantes et économiquement avantageuses, facilement adaptables aux cas les plus divers. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description suivante d'un exemple de réalisation non limitatif présenté en se reportant aux dessins annexés dont les figures représentent : -la figure 1, une vue simplifiée d'une coupe longitudinale d'un vérin pneumatique à simple effet, réalisé en tant que module de tte ; -la figure 2, une vue en plan du vérin selon la figure 1 ; -la figure 3, à une échelle légèrement agrandie, une vue en plan du corps du vérin selon la figure 1 ; -la figure 4, également à une échelle légèrement agrandie, une coupe longitudinale du piston du vérin selon la figure 1 ; -la figure 5, une vue en coupe transversale selon V-V de la figure 4 ; -la figure 6, une vue de dessous du piston selon la revendication 4, toutefois sans joint d'étanchéité ; -la figure 7, une vue en coupe longitudinale du vérin selon la figure 1 aménagé en tant que module intermédiaire ; et -la figure 8, une vue en coupe longitudinale d'un vérin aménagé en tant que module final. La figure 1 montre, vu en coupe longitudinale, un vérin pneumatique à simple effet, 10, qui est constitué pour 1'essentiel par un corps de vérin ou corps-cylindre 11, par un piston de travail 12 guidé à coulissement étanche dans le corps de vérin 11, par une tubulure de raccordement 3 en forme d'équerre 13 et par un raccord mâle tubulaire 14. Le corps de vérin 11 est de configuration sensiblement parallélépipédique et peut avantageusement tre réalisé en tant que pièce en aluminium moulée sous pression, pièce extrudée, ou pièce en matière plastique moulée par injection, et présente un fond rectangulaire 15 d'où part une paroi périphérique 16, dite"paroi du corps", qui s'étend en direction d'un côté supérieur ouvert 17. En combinaison avec la figure 3 qui représente à une échelle légèrement plus grande une vue de dessus du corps de vérin 11, la figure 1 permet de voir que la paroi du corps 16 entoure un espace ou volume intérieur 18 qui est ouvert vers le côté supérieur 17 et qui présente une section droite similaire à celle d'un trou allongé 19 ayant deux grands côtés 21 mutuellement parallèles et des extrémités semi-circulaires 22. La largeur de cet espace intérieur du genre trou allongé, 18, est de l'ordre d'environ la moitié de la hauteur de la paroi 16 du corps. Par l'intermédiaire d'un gradin 23,1'espace intérieur 18 se raccorde à un évidement de guidage 24 s'étendant jusqu'au fond 15 du corps. En coupe, cet évidement de guidage 24 est plus petit que le trou allongé 19. Il présente une section droite sensiblement en forme de rectangle à coins arrondis. Cet évidement de guidage à section droite rectangulaire, 24, est bordé par deux parois longitudinales mutuellement parallèles 25 et par deux courtes parois extrmes 26. Le corps de vérin ou corpscylindre parallélépipédique 11 présente deux côtés extrmes, 27 et 28, qui s'étendent parallèlement à la direction du mouvement du piston 12 et dans lesquels sont aménagés un premier raccord et un deuxième raccord 31. Ces raccords 29 et 31 sont réalisés chacun sous forme de trou borgne ou perçage non traversant 32 qui, par l'intermédiaire d'un perçage ou trou de communication 33 ayant un petit diamètre, communique avec l'évidement de guidage 24. Les raccords 29,31 sont ainsi aménagés"affleurants"dans les côtés extrmes y relatifs, 27 et 28, sont mutuellement coaxiaux et sont tous les deux disposés, par rapport à un plan médian longitudinal 34, avec un décalage latéral tel que les trous de communication 33 s'étendent dans les coins de l'évidement de guidage 24. La figure 1 montre de manière plus détaillée que la tubulure de raccordement en forme d'équerre 13, par laquelle le fluide de pression est amené et évacué, est montée de manière étanche dans le premier raccord 29. Le raccord mâle tubulaire 14 est monté solidement, de manière étanche, avec possibilité de démontage, dans le deuxième raccord 31. Considérées en combinaison, les figures 1,2 et 3 montrent clairement que le corps de vérin 11 considéré en direction longitudinale est relativement étroit, de sorte que l'étendue longitudinale du trou allongé 19 est égale à plusieurs fois sa largeur en direction transversale. Le piston de travail 12 est disposé de manière étanche, avec possibilité de glissement, dans le corps 11 du vérin, de manière à pouvoir se déplacer téléscopiquement dans la paroi 16 du corps. Le piston 12 présente un contour extérieur adapté à la section du trou allongé 19 de 1'espace intérieur 18. La figure 4, qui représente à une échelle légèrement agrandie une coupe longitudinale du piston considéré seul, montre clairement que ce piston 12 est sensiblement creux. Ce piston de travail 12 est en matière plastique et peut tre notamment réalisé facilement en tant que pièce moulée par injection. II présente une partie 35 sensiblement en forme de godet sur le pourtour extérieur de laquelle s'étend un bourrelet périphérique annulaire qui présente une forme extérieure adaptée au trou allongé 19. Le piston 12 est guidé contre la surface interne de la paroi 16 du corps, l'étanchéité étant assumée par un anneau d'étanchéité 37 qui, placé contre le côté inférieur du bourrelet 36, est solidement lié, de manière étanche, au piston en matière plastique 12. Dans un mode de réalisation très simple, cet anneau d'étanchéité 37 est directement rapporté-fixé par vulcanisation sur le bourrelet 36. Des nervures ou entretoises de guidage partant de la partie 35 en forme de godet que comporte le piston s'étendent en formant saillie vers le bas, suivant la direction des mouvements du piston de travail 12. Elles sont réalisées en tant que nervures longitudinales 38 et nervures transversales 39 et débordent au-delà de la partie en forme de godet 35, cela avec une ampleur telle qu'elles pénètrent, en recevant un guidage suffisant, dans l'évidement de guidage 24, cela quelle que soit la position de travail du piston 12. Ces nervures longitudinales et transversales 38,39 servent en mme temps à raidir le piston de travail 12 afin de lui conférer une résistance suffisante. Les nervures transversales 39 situées tout à fait à l'extérieur guident le piston 12 entre les parois extrmes 26 dans 1'evidement de guidage 24, tandis que les nervures longitudinales extérieures 38 le guident entre les parois longitudinales 25 de l'évidement de guidage 24. Afin que la pression dans le vérin 10 puisse tre établie et supprimée en dessous du piston creux 12, sans rencontrer d'obstacle, et cela mme si ce piston 12 est à sa position la plus basse et s'appuie sur le fond 15 du corps par les nervures de guidage 38,39, on a agencé des reliefs ou nervures d'écartement 41 sur les nervures de guidage et raidissement longitudinales 38. Lesdits reliefs d'écartement 41 garantissent 1'existence d'une section d'écoulement suffisante, mme lorsque le piston 12 est à sa position la plus basse. Sur sa partie en forme de godet 35, le piston 12 possède extérieurement une surface de pression relativement grande, plane et robuste. Ce piston 12 forme une seule pièce avec le joint d'étanchéité 37 et, en outre, est guidé à coulissement, dans un plan s'étendant perpendiculairement à la direction des mouvements, par le bourrelet 36 et, dans un autre plan, par 1'evidement de guidage 24. La distance entre les deux plans de guidage est relativement grande. Elle vaut notamment plusieurs fois la course du piston 12, de sorte que ce dernier ne peut pas se coincer et conserve sa facilité de déplacement pendant le fonctionnement. Ce piston 12 offre à la pression une surface efficace déterminée par la section droite du trou allongé 19, laquelle est relativement grande par rapport à la surface de base rectangulaire du fond 15 du cylindre, de sorte que le vérin 10, de construction compacte, peut développer des forces relativement grandes lorsque la face inférieure du piston 12 est exposée à de la pression fournie via la tubulure de raccordement 13. Le vérin 10 selon la figure 1 est conçu de manière à convenir à une construction modulaire dans laquelle deux ou plusieurs tels vérins sont associés pour constituer une unité telle qu'une rampevérin ou rampe de serrage pneumatique modulaire, afin d'obtenir ainsi un accroissement de la force totale disponible. Alors que sur la figure 1 le vérin 10 est conçu et réalisé en tant que module de tte, la figure 7 montre une coupe longitudinale d'un deuxième vérin 50 conçu et réalisé en tant que module intermédiaire, ne différant du module de tte 10 que par le fait que la tubulure de raccordement 13 en forme d'équerre a été omise dans le premier raccord 29, sur le premier côté extrme 27. Le module intermédiaire peut tre rapporté directement sur le premier vérin 10, le premier côté extrme 27 du module intermédiaire 50 s'appliquant directement contre le deuxième côté frontal 28 du module de tte 10, et le raccord mâle 14 du premier vérin 10 pénétrant dans le premier raccord 29 du module intermédiaire 50. La figure 8 montre une coupe longitudinale d'un troisième vérin 60 qui est conçu et réalisé en tant que module de queue, c'est à-dire module final, et qui ne diffère du module intermédiaire 5 0 selon la figure 7 que par le fait que son deuxième raccord 31 dans le deuxième côté ou face extrme 28 est omis ou fermé. Ce module final 60 peut tre rapporté, de manière correspondante, sur le module intermédiaire 50 selon la figure 7, le raccord mâle pénétrant dans le raccord 29 du module de queue 60. On peut ainsi obtenir une unité de serrage, dite rampe de serrage modulaire ou rampe de vérins, dont la longueur peut tre augmentée ad libitum, et dont la force totale peut tre adaptée à chaque cas d'application spécifique. Un avantage important de ce type de construction d'une rampe de vérins est que le flux de fluide de pression passe intérieurement, par les modules 10,50,60 embrochés les uns dans les autres, de sorte que l'on peut quasiment omettre les liaisons externes par conduites. En outre, ce type particulier de construction des vérins 10,50,60 permet de disposer plusieurs telles rampes de vérins à proximité étroite les unes des autres, sans rencontrer de difficultés avec l'alimentation en fluide de pression. De tels vérins 10, 50, 60, dont les pistons 12 n'accomplissent qu'une faible course de quelques millimètres, sont utilisables dans les mécanismes de serrage ou de tension mécanique les plus divers, et dans des cas d'application extrmement différents, en satisfaisant à des impératifs de performance sévères, grâce à leur construction compacte et robuste. Il va de soi que les formes de réalisation représentées peuvent tre modifiées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Bien que l'agencement des raccords 29,31 avec un décalage par rapport au plan médian soit particulièrement avantageux puisque les nervures transversales servant au guidage peuvent alors tre relativement grandes sans que cela gne l'écoulement du fluide de pression, on peut également envisager, dans le cadre de l'invention, une forme de réalisation de vérin dans laquelle les raccords seraient situés dans un plan médian. Bien entendu, diverses modifications peuvent tre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'tre décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Vérin pneumatique à simple effet, comportant un piston (12) guidé dans un corps de vérin présentant un fond rectangulaire (15) d'où part une paroi périphérique dite paroi du corps (11), laquelle s'étend en direction d'un côté ouvert qui est fermé par un piston (12) glissant téléscopiquement dans ledit corps (11), contre ladite paroi, ce piston présentant un côté creux tourné vers ledit fond (15) et étant rendu étanche par un organe d'étanchéité (37), ladite paroi du corps délimitant avec ledit piston une chambre de pression (18,24) qui est reliée à un raccord (29) agencé latéralement, à proximité dudit fond, ce raccord étant disposé transversalement à la direction des mouvements du piston, sur une surface latérale du vérin, caractérisé par le fait que le piston (12) présente un contour extérieur, adapté à la section d'un trou allongé (19) à grands côtés parallèles (21) et à extrémités semi-circulaires (22), et par le fait qu'en son autre côté extrme (28), celui situé à l'opposé du côté extrme (27) présentant ledit raccord (29), le corps de vérin (11) possède un deuxième raccord (31) communiquant avec ladite chambre de pression (18,24). 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps de vérin (11) est sensiblement parallélépipédique et la paroi périphérique (16) du corps présente un espace intérieur (18) qui est ouvert du côté supérieur (17) du corps de vérin (11) et possède une section droite similaire à celle d'un trou allongé, le piston (12) étant guidé dans cet espace intérieur (18). 3. Vérin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les raccords (29,31) sont mutuellement coaxiaux et sont agencés dans le corps de vérin (11) en étant décalés latéralement par rapport à un plan médian longitudinal (34). 4. Vérin selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que le corps de vérin parallélépipédique (11) présente des côtés extrmes mutuellement parallèles (27,28) dans lesquels les raccords (29,31) sont agencés en situation d'affleurement. 5. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les raccords (29,31) sont réalisés sous forme de perçages du genre trou borgne (32) pour recevoir un raccord mâle tubulaire (14). 6. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le piston (12) est en matière plastique et qu'un anneau d'étanchéité (37) est fixé de manière imperdable à sa périphérie extérieure. 7. Vérin selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le piston (12) présente sur sa périphérie extérieure un bourrelet (36) entourant qui est guidé dans la paroi (16) du corps, et par le fait que l'anneau d'étanchéité (37) est rapporté et fixé par vulcanisation sur ce bourrelet, notamment sur le côté de celui-ci tourné vers l'intérieur. 8. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le piston creux (12) présente une partie (35) en forme de godet à l'intérieur de laquelle sont agencées des nervures de guidage et de raidissement (38,39) qui s'étendent dans la direction des mouvements et qui pénètrent et sont guidées dans un évidement de guidage (24) situé au fond (15) du corps. 9. Vérin selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé par le fait que le piston (12) est guidé dans le corps de vérin dans des plans qui s'étendent transversalement à la direction des mouvements, l'intervalle entre ces plans valant plusieurs fois la course du piston (12). 10. Vérin selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que l'évidement de guidage (24) présente une section droite rectangulaire, réduite par rapport à la section droite de trou allongé (19) de 1'espace intérieur (18), les nervures de guidage (38,39) étant guidées contre les parois longitudinales (25) et extrmes (26) de cet évidement de guidage, et par le fait que les raccords (29,31) dans le corps de vérin sont disposés entre les côtés extrmes (27,28) et les parois extrmes (26) qui leur sont respectivement associées et s'étendent dans ces dernières, notamment dans les coins de l'évidement de guidage rectangulaire (24). 11. Vérin selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que des nervures d'écartement (41) garantissant une section droite de libre passage d'écoulement sont agencées sur les nervures longitudinales (38,39). 12. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que la longueur du piston (12) du genre à trou allongé est de plusieurs fois sa largeur. 13. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en tant que module de tte (10) ou en tant que module intermédiaire (50) ou en tant que module de queue (60). 14. Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'au moins deux vérins (10,50,60) sont assemblés pour constituer une rampe de serrage.