Brevet FR2712917A3 — publié le 19950602

FR 2712917 A3 19950602 FR 9313995 A 19931123 La présente invention concerne un agencement de moteur pneumatique alternatif pour dispositif hydraulique. Des moteurs pneumatiques classiques utilisés dans des vérins hydrauliques sont décrits dans le brevet des Etats Unis NO 3 597 121. La structure d'ensemble de ces moteurs pneumatiques est compliquée en raison des canalisationss pneumatiques. Par conséquent, l'assemblage de ces moteurs est lui aussi assez complexe. De plus, l'ensemble de piston utilisé dans ce système est d'une structure d'un seul tenant.10 Il est de ce fait difficile de fabriquer l'ensemble de piston, et le coût de fabrication est de plus relativement élevé. Le but principal de la présente invention est de réaliser un moteur pneumatique alternatif pour dispositif hydraulique dont la structure est plus simple et plus facile à monter, tout en permettant de diminuer le bruit engendré en cours de fonctionnement. Ce but est atteint conformément à l'invention grâce à un moteur pneumatique alternatif pour dispositif hydrauli- que comprenant un cylindre, un couvercle de cylindre un couvercle inférieur, et un piston pneumatique, caractérisé en ce que: - le cylindre comporte, à un emplacement choisi dans la paroi intérieure du corps de cylindre, une paire de rainures de guidage, qui s'accompagnent, de façon corres- pondante, de saillies sur la paroi extérieure en formant des fentes appropriées, et ledit cylindre comprend un piston pneumatique et une tige de piston dont une extrémité est ver- rouillée sur une coupelle de ressort, l'autre extrémité de30 cette tige de piston pénétrant dans une pompe à piston à travers un couvercle de pompe à piston, et ladite coupelle de ressort coopérant avec le fond du piston pneumatique; - le couvercle de cylindre est utilisé pour obturer ledit cylindre, et le couvercle inférieur et ledit couvercle de cylindre sont positionnés à la base et au sommet du cylindre en étant boulonnés par des boulons associés; - un trou central pour la pompe à piston est ménagé au centre du couvercle inférieur, la surface et le bord dudit couvercle inférieur comprenant une série de trous configurés 5 en L; - le diamètre intérieur du piston de la pompe à piston est pourvu, à partir de la partie supérieure, d'un chemisage pourvu d'un joint torique en bout qui traversent ledit couvercle inférieur et se verrouillent sur le couvercle10 de pompe à piston; - le piston pneumatique est un corps de révolution comprenant une première bague d'étanchéité à son sommet et une deuxième bague d'étanchéité à sa partie inférieure, et la partie avant du corps de piston comprend une plaque annulai- re, et ledit corps de piston comportant en outre un trou borgne central dans lequel est inséré un clapet à mouvement alternatif qui s'étend audessus de ladite plaque annulaire, une bague d'étanchéité étant disposée sur la partie s'éten- dant à partir de ladite plaque annulaire, et la partie d'extrémité dudit clapet à mouvement alternatif comprend un joint d'étanchéité à l'huile qui est utilisé pour maintenir une étanchéité vis-à-vis de l'air entre ledit clapet et la paroi intérieure dudit trou borgne central; - il est ménagé un trou radial d'entrée d'air qui se raccorde audit trou borgne central, un côté dudit trou borgne central comprenant un évent, et une chambre de compression de clapet est formée entre le fond du clapet à mouvement alternatif et le fond dudit trou borgne central d'une manière telle que ladite chambre de compression est ouverte vers le trou radial d'entrée d'air afin d'y faire passer l'air. Le moteur pneumatique comportant les éléments mentionnés ci-dessus fonctionne alors de la façon suivante: de l'air comprimé peut entrer et pousser le piston pneumatique pour l'avancer car, lorsque la première bague d'étanchéité passe au niveau des rainures de guidage, un intervalle qui permet à l'air de passer à travers le trou radial d'entrée d'air et d'entrer dans la chambre de compres- sion de clapet à mouvement alternatif est engendré, et l'air pousse vers l'avant ce clapet et dégage l'évent; un intervalle d'air est aussi formé entre le clapet à mouvement alternatif et la plaque annulaire, permettant à l'air de passer vers l'extérieur par les trous configurés en L, cette mise à l'atmosphère ayant pour effet d'abaisser la pression jusqu'à un point o la compression du ressort pousse la tige de piston vers l'arrière et la rappelle à son état d'origine; le clapet à mouvement alternatif se ferme ensuite automatiquement, et revient lui aussi dans sa condition d'origine; l'air comprimé entre et est mis à l'atmosphère instantanément pour provoquer le mouvement alternatif de la tige de piston. De préférence, la partie avant du corps de piston comporte une réservation qui permet à la plaque annulaire d'être montée par une technologie de soudage ultrasonique, et une entretoise appropriée assure en outre qu'un intervalle est réservé entre ladite plaque annulaire et le fond de la réservation dudit piston. Avantageusement encore, les trous sont prévus sur la surface et le bord du couvercle inférieur du cylindre, et ils sont ouverts afin de communiquer l'un avec l'autre de manière à former un évent configuré en L. On va maintenir décrire à titre d'exemple un mode de réalisation de la présente invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la Fig. 1 est une vue en perspective éclatée de la structure de moteur pneumatique selon l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe de la structure précédente à un instant précédant la compression, - la Fig. 3 et une autre vue en coupe représentant l'air externe entrant dans le cylindre pour pousser le piston pneumatique; - la Fig. 4 est une autre vue en coupe dans une position o le clapet à mouvement alternatif est en position ouverte; - la Fig. 5 est une vue en coupe dans une autre position o le clapet précité est dans une position fermée finissant le premier cycle du fonctionnement;10 - la Fig. 6 est une vue en perspective d'un mode de réalisation représentant un vérin hydraulique équipé d'un moteur pneumatique alternatif conforme à l'invention. Comme représenté à la Fig. 1, le moteur pneumatique alternatif pour dispositif hydraulique selon la présente invention comprend principalement un cylindre 1 contenant un piston pneumatique 4 et une tige interne 5 de piston, un couvercle de cylindre 2 et un couvercle inférieur 3. Le cylindre 1 est pourvu du couvercle 2 de cylindre à son sommet, et d'un couvercle inférieur 3 à son fond, ces couver-20 cles étant boulonnés ensemble par des boulons associés à six-pans 21. A un emplacement choisi du corps de cylindre 1 est ménagée une paire de rainures de guidage 11 qui s'accom- pagnent, de façon correspondante, de saillies sur la paroi extérieure en formant des fentes appropriées. Ces rainures de guidage 11 sont estampées directement pendant la fabrication, et n'exigent ni usinage ni rectification additionnels. Le couvercle de cylindre 2 comprend, à chacun de ses quatre coins, des trous de boulons 22 pour des boulons ou tirants six-pans 21, et un trou 23 d'entrée d'air est ménagé à un emplacement choisi du couvercle 2 de cylindre. Le couvercle inférieur 3 comporte lui aussi des trous filetés 31 à ses quatre coins pour y visser lesdits boulons six-pans 21. Au centre du couvercle inférieur 3 est ménagé un trou central 32 pour laisser passer une pompe 33 à piston. Dans la surface et le bord du couvercle inférieur 3 est ménagée une série de trous formant au moins un évent 34 configuré en L. Le diamètre intérieur comprend, à partir de la partie supérieure de la pompe 33 à piston un chemisage 331 et un joint torique 332 qui traversent le couvercle inférieur 3 et sont verrouil- lés sur un couvercle 35 de pompe. La partie inférieure de la pompe 33 à piston comprend un joint d'étanchéité à l'huile 333, une rondelle 334 et un écrou six-pans 335. Le piston pneumatique 4 est un corps de révolution comprenant une première bague d'étanchéité 41 à son sommet et une deuxième bague d'étanchéité 41' à sa base. Le corps du piston pneuma- tique 4 comporte une réservation formant un créneau, et une plaque annulaire 42, équipée d'une entretoise appropriée, y est assemblée, comme représenté à la Fig. 2. Dans la partie centrale de la réservation du corps de piston est ménagé un trou borgne central 43 dans lequel débouche un trou radial 44 d'entrée d'air. La réservation comprend un trou de mise à l'atmosphère ou évent 45 qui est positionné près du trou borgne central 43. Un clapet à mouvement alternatif 46 est inséré dans le trou borgne central 43, et se positionne entre le corps de piston et la plaque annulaire 42. Une bague d'étanchéité 421 est installée sur la partie du clapet 46 s'étendant à partir de la plaque annulaire 42. La partie de base du clapet 46 comporte un joint d'étanchéité à l'huile 461 qui est utilisé pour maintenir une étanchéité à l'air entre ledit clapet 46 et la paroi intérieure du trou borgne central 43. Par conséquent, une chambre de compression 47 de clapet est formée entre le fond dudit clapet 46 et le fond du trou borgne central 43, ladite chambre 47 de compression communiquant avec le trou radial 44 d'entrée d'air, comme représenté à la Fig. 2. Une extrémité de la tige 5 de piston traverse le couvercle 35 de la pompe 33 à piston vers cette pompe à piston et son autre extrémité est verrouillée sur une coupelle 51 de ressort à laquelle est associé un ressort à boudin 52. La coupelle de ressort 51 coopère avec le fond du piston pneumatique 4. Une extension du ressort à boudin 52 provoque un déplacement alternatif de la tige 5 de piston. Le principe est semblable à une structure classique et ne sera pas décrit ici. En se référant à la Fig. 2 et à la Fig. 3, on comprend que de l'air comprimé peut entrer depuis l'ouverture d'entrée d'air 23 du couvercle 2 de cylindre et pousser le piston pneumatique 4 pour le déplacer vers l'avant. Lorsque la première bague d'étanchéité 41 passe au-delà des rainures de guidage 11, un intervalle est engendré. Cet intervalle permet à l'air de passer par le trou radial d'entrée d'air 44 et d'entrer dans la chambre de compression 47, comme repré- senté par des flèches à la Fig. 3. Puisque la surface infé- rieure du clapet à mouvement alternatif 46 est plus grande que sa surface supérieure, la pression exercée sur la surface inférieure est plus élevée, dans les mêmes conditions de pression, que celle qui est exercée sur la surface supérieu- re. Cette pression élevée peut pousser le clapet à mouvement alternatif 46 vers l'avant et ouvrir le trou 45 de mise à l'atmosphère. En même temps, un espace d'air est formé (comme20 représenté à la Fig. 4) entre le clapet à mouvement alterna- tif 46 et la plaque annulaire 42, ce qui permet à l'air de passer par le trou de mise à l'atmosphère 45 formant évent, et d'être rapidement mis à l'atmosphère par l'intermédiaire du ou des trous configurés en L 34. La mise à l'atmosphère abaisse la pression jusqu'à un point o la compression du ressort à boudin 52 pousse la tige de piston 5 pour la rappeler à son état d'origine. L'air restant dans la chambre de compression 47 traverse l'intervalle délimité entre la deuxième bague d'étanchéité 41' et les rainures de guidage 11, et il est mis à l'atmosphère à travers le ou les trous configurés en L 34, comme représenté à la Fig. 5. La configu- ration en L du trou de mise à l'atmosphère est simple à réaliser, et elle empêche aussi la propagation du bruit lors du fonctionnement du moteur pneumatique: on obtient ainsi un fonctionnement plus silencieux. Lorsque l'air de la chambre de compression 47 est complètement mis à l'atmosphère, le clapet à mouvement alternatif 46 coupe automatiquement l'échappement, et revient à son état d'origine comme repré- senté à la Fig. 2. L'entrée d'air comprimé et la mise à l'atmosphère se produisent instantanément, de sorte que le mouvement de la tige 5 de piston est alternatif. La structure du piston pneumatique 4 décrit présente dans la partie avant de son corps une réservation qui est prévue pour permettre un assemblage de la plaque annulaire 42 en utilisant une technologie de soudage ultraso- nique. Cette structure simplifie le processus de montage par comparaison avec une fabrication d'un seul tenant de l'ensem- ble de piston pneumatique. De plus, un intervalle 422 peut être réservé entre la plaque annulaire 42 et la réservation du piston afin de régler la direction d'écoulement de l'air d'entrée pour le mouvement alternatif de la tige 5 de piston. REVENDICATIONS 1. Moteur pneumatique alternatif pour dispositif hydraulique comprenant un cylindre, un couvercle de cylindre un couvercle inférieur, et un piston pneumatique, caractérisé en ce que: - le cylindre (1) comporte, à un emplacement choisi dans la paroi intérieure du corps de cylindre (1), une paire de rainures de guidage (11), qui s'accompagnent, de façon correspondante, de saillies sur la paroi extérieure en formant des fentes appropriées, et ledit cylindre comprend un piston pneumatique (4) et une tige de piston (5) dont une extrémité est verrouillée sur une coupelle de ressort (51), l'autre extrémité de cette tige de piston pénétrant dans une pompe à piston (33) à travers un couvercle (35) de pompe à piston, et ladite coupelle de ressort coopérant avec le fond du piston pneumatique (4); - le couvercle de cylindre (2) est utilisé pour obturer ledit cylindre, et le couvercle inférieur (3) et ledit couvercle de cylindre sont positionnés à la base et au sommet du cylindre en étant boulonnés par des boulons associés (21); - un trou central (32) pour la pompe à piston (33) est ménagé au centre du couvercle inférieur (3), la surface et le bord dudit couvercle inférieur comprenant une série de trous (34) configurés en L; - le diamètre intérieur du piston (5) de la pompe à piston (33) est pourvu, à partir de la partie supérieure, d'un chemisage (331) pourvu d'un joint torique en bout qui traversent ledit couvercle inférieur et se verrouillent sur le couvercle de pompe à piston (35); - le piston pneumatique (4) est un corps de révolution comprenant une première bague d'étanchéité (41) à son sommet et une deuxième bague d'étanchéité (41') à sa partie inférieure, et la partie avant du corps de piston comprend une plaque annulaire (42), et ledit corps de piston comportant en outre un trou borgne central (43) dans lequel est inséré un clapet (46) à mouvement alternatif qui s'étend au-dessus de ladite plaque annulaire, une bague d'étanchéité (421) étant disposée sur la partie s'étendant à partir de ladite plaque annulaire, et la partie d'extrémité dudit clapet à mouvement alternatif comprend un joint (461) d'étan- chéité à l'huile qui est utilisé pour maintenir une étan- chéité vis-à-vis de l'air entre ledit clapet et la paroi intérieure dudit trou borgne central (43); - il est ménagé un trou radial (44) d'entrée d'air qui se raccorde audit trou borgne central (43), un côté dudit trou borgne central (43) comprenant un évent (45), et une chambre (47) de compression de clapet est formée entre le fond du clapet (46) à mouvement alternatif et le fond dudit trou borgne central (43) d'une manière telle que ladite chambre de compression est ouverte vers le trou radial (44) d'entrée d'air afin d'y faire passer l'air. 2. Moteur pneumatique alternatif selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la partie avant du corps de piston comporte une réservation qui permet à la plaque annulaire (42) d'être montée par une technologie de soudage ultrasonique, et une entretoise appropriée assure en outre qu'un intervalle est réservé entre ladite plaque annulaire (42) et le fond de la réservation dudit piston. 3. Moteur pneumatique alternatif selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que les trous (34) sont prévus sur la surface et le bord du couvercle inférieur (3) du cylindre, et ils sont ouverts afin de communiquer l'un avec l'autre de manière à former un évent (34) configuré en L.