Brevet FR2735539A1 — publié le 19961220

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux vérins à double effet à fluide sous pression, lesdits perfectionnements consistant en un mécanisme automatique de blocage avec sécurité de la tige de piston, notamment dans sa position développée. Dans certaines applications industrielles, par exemple pour la commande de volets ou registres, il est indispensable qu un tel organe soit verrouillé de manière automatique à sa position ouverte ou fermée, par exemple dans un but de sécurité. L ' ensemble du mécanisme en question est avantageusement logé dans un bloc constituant l'une des extrémités du cylindre du vérin considéré, ledit bloc étant pourvu d'un palier que la tige de piston traverse de manière étanche au fluide utilisé. Conformément à l'invention, la tige de piston comporte une portée munie d'une gorge périphérique dans laquelle peut s'engager un verrou lorsque cette tige est dans une position déterminée, tandis qu'une bague de sécurité est prévue pour immobiliser le verrou dans une position dans laquelle il est dégagé par rapport à la gorge de la portée de la tige de piston, des moyens étant prévus pour provoquer automatiquement les déplacements du verrou et de la bague de sécurité en fonction de l'alimentation en fluide sous pression, laquelle entraîne la translation dans un sens et dans l'autre de son piston. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en perspective avec arrachements d'un vérin à double effet suivant l'invention, la tige de piston étant représentée à sa position extrême hors du cylindre. Fig. 2 est une vue éclatée en perspective des éléments essentiels du mécanisme suivant l'invention. Fig. 3 est une coupe partielle du vérin suivant l'invention au niveau de son bloc, le piston pouvant se déplacer librement vers sa position extrême hors du cylindre. Fig. 4 est une coupe suivant IV-IV (fig. 3). Fig. 5 est une coupe suivant V-V (fig. 3) illusrant le blocage du verrou par la bague de sécurité ; on y a représenté le plan de coupe 111-111 de fig. 3. Fig. 6 est une vue semblable à celle de fig. 3, mais correspondant à la position de fig. 1 du piston, c'est-à-dire dans sa position verrouillée. Fig. 7 est une coupe suivant VII-VII (fig. 6) ; on y a représenté en VI-VI le plan de coupe de fig. 6. On a illustré en fig. 1 un vérin affecté de la référence générale 1 comprenant un cylindre 2 qui, dans la forme d'exécution représentée, est réalisé sous la forme d'un tube dont l'une des extrémité est associée de manière étanche à une tête 3, tandis que son autre extrémité est assemblée de la même manière à un bloc 4, des tirants 5 assurant le montage de ces divers éléments comme cela est bien connu dans la pratique. A l'intérieur du cylindre 2 se déplace un piston 6 (fig. 2) dont la tige 6a traverse de manière étanche le bloc 3 dans un palier 7 vissé dans ce bloc 4 et comportant des joints d'étanchéité 8. Immédiatement en dessous de la tête 6, la tige de piston 6a comporte une portée 6b de plus grand diamètre munie d'une gorge périphérique 6c dont la section correspond à une portion de cercle. On observe en fig. 3 que le bloc 4 est pourvu d'un alésage 9 à deux diamètres 9a, 9b co-axial à celui du cylindre 2, la partie à plus grand diamètre 9b dudit alésage étant fermée de manière étanche par le palier d'étanchéité 7. Dans le bloc 4 est également ménagé un trou transversal 10 à deux tronçons étagés co-axiaux 10a, 10b (fig. 1). Le tronçon 10a débouche vers l'extérieur par un filetage loyal dans lequel vient s'engager un raccord 11 (fig. 4). Le débouché du tronçon 10b est fermé par un bouchon 12. Autour de la tige de piston 6a est placée une bague de sécurité 13 réalisée au moyen d'un premier manchon 13a qui s'engage avec jeu fonctionnel dans la partie à plus petit diamètre 9a de l'alésage central du bloc 4 et par un second manchon 13b de plus grand diamètre qui coulisse avec jeu réduit dans la partie à plus grand diamètre 9b de l'alésage central du bloc 4.Dans l'alésage central du manchon 13b, qui est de diamètre très supérieur à celui de la tige 6a, est disposé un ressort de compression 14 dont l'une des extrémités repose contre l'épaulement intérieur de la bague de sécurité 13 tandis que son autre extrémité est en contact avec le palier 7, de manière qu'à l'état libre, la bague de sécurité 13 se trouve dans la position de fig. 3, c'est-à-dire en appui élastique contre l'épaulement 9c déterminé par les deux parties 9a et 9b de l'alésage central 9 du bloc 3. Dans le trou transversal 10 est disposé un doigt cylindrique 15 faisant fonction de verrou et qui est composé d'une tête 15a disposée à coulissement dans le tronçon 10b du trou 10 et d'une jupe 15b coulissant dans le tronçon 10a dudit trou. On observe la présence de perforations radiales 15c, 15d faisant communiquer l'intérieur de la jupe avec 1 'ex- térieur. Un ressort de compression 16 disposé entre le doigt cylindrique 15 et le bouchon 12 charge ce doigt en direction du filetage loyal, c'est-à-dire vers le raccord 11. Comme illustré en fig. 3 et 4, lorsque le fluide sous pression est envoyé dans la canalisation lla aboutissant au raccord 11, le fluide sous pression pénètre dans le tronçon 10a puis s'écoule par les perforations lisa, 15b dans le tronçon lOb. La pression en question agit de telle sorte sur le verrou 15 qu'il se trouve dans la position de cette figure dans laquelle il comprime le ressort 16.Comme la partie à plus faible diamètre 9a de l'alésage central 9 du bloc 4 est sécante avec le tronçon lOb du trou transversal 10 du bloc 4 et que le diamètre de la jupe 15b du verrou 15 n'est pas sécante avec la trace de la partie 9a à petit diamètre, le manchon 13a de la bague 13 peut pénétrer comme illustré en fig. 5 dans la partie à plus petit diamètre 9a de l'alésage central 9 du bloc 4. Ainsi, dans les positions de fig. 3 et 5, la bague de sécurité 13 constitue butée pour la tête 15a du doigt cylindrique 15, de telle sorte que dans ce cas d'alimentation ledit doigt est bloqué en position effacée comme on l'expliquera mieux plus loin l'épaulement 15e déterminé par la tête 15a et la jupe 15b étant en appui contre le manchon 13a. Lorsque la tige de piston 6a se trouve en position contractée (comme illustré en fig. 3) et qu'on veut la déployer vers l'extérieur, du fluide est envoyé par un tuyau 17 aboutissant dans le cylindre 2 au-dessus du piston 6 en traversant la tête 3. Le fluide contenu sous le piston 6 (fig. 3) c'est-à-dire dans l'espace situé autour de la portée 6b à l'intérieur du cylindre 2 et dans la partie à petit diamètre 9a de l'alésage central du bloc 4, est déplacé et passe autour de la jupe 15b du doigt 15 ctest-à-dire dans le volume déterminé entre celle et le tronçon 10b du trou transversal pour être évacué par les trous lsd vers le raccord 11. Dans ces conditions, la pression sur le doigt 15 diminue et devient en tout cas inférieure à la valeur de la réaction du ressort 16. Ceci entraîne le déplacement du doigt 15 en direction du raccord 11. Le déplacement du piston 6 vers la droite se poursuivant, l'épaulement déterminé par la porté 6b et la tige de piston 6a vient en butée contre l'extrémité du manchon 13a et repousse la bague de sécurité 13 vers la droite. A la fin du mouvement, la gorge 6c vient en face de la tête 15a du verrou 15 et comme la bague de sécurité 13 a été complètement repoussée vers la droite (voir fig. 6), le verrou 15 peut se déplacer vers la gauche (fig. 7) et venir s'engager dans la gorge pour bloquer la tige de piston en position extrême hors du cylindre, le ressort 16 étant alors comprime. A partir de cette position, si l'on veut rentrer la tige de piston 6a, du fluide est envoyé dans la canalisation lla pour provoquer le déplacement du doigt cylindrique 15 vers la droite (fig. 4 et 5), ce déplacement entraînant la libération de la tige de piston car alors c'est la jupe 15b du doigt qui se trouve dans la gorge 6c et non plus la tête 15a. Le déplacement du doigt provoque aussi la communication du fluide avec l'intérieur du cylindre 2 sous le piston 6 qui peut se déplacer vers la gauche et revenir à la position de fig. 3. Bien entendu, le fluide renfermé par le cylindre au-dessus du piston 6 est évacué par le tuyau 17. Et l'on revient en fin de course à la position illustrée en fig. 3 dans laquelle le verrou 15 est bloqué par la bague de sécurité 13. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Vérin à double effet (1) à fluide sous pression du genre comportant un cyclindre (2) dans l'alésage duquel se déplace en va-et-vient un piston (6) dont la tige dépasse (6a) audelà d'une des extrémités dudit cylindre réalisée sous la forme d'un bloc (4) pourvu d'un palier (7) que la tige de piston (6a) traverse de manière étanche au fluide utilisé, caractérisé en ce que la tige de piston (6a) comporte une butée (6b) munie d'une gorge périphérique (6c), et en ce que le bloc (4) comprend un verrou (15) propre à s'engager dans ladite gorge (6c) lorsque la tige de piston (6a) est à sa position extrême hors du cylindre (2), et une bague de sécurité (13) propre à immobiliser le verrou (15) dans une position dans laquelle il est dégagé par rapport à la gorge (6c), des moyens étant prévus pour provoquer automatiquement les déplacements du verrou (15) et de la bague de sécurité (13) en fonction de l'alimentation en fluide sous pression dudit vérin (1) qui entraîne la translation dans un sens et dans l'autre de son piston. 2. Vérin suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc (4) comporte d'une part un alésage à deux diamètres (9a, 9b) co-axial à celui du cylindre, la partie à plus grand diamètre (9b) étant fermée par le palier d'étanchéité (7), et d'autre part un trou étagé transversal (loua, lOb), sécant avec la partie à plus faible diamètre (9a) de l'alésage dudit bloc. 3. Vérin suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le verrou (15) est réalisé sous la forme d'un doigt cylindrique comportant une tête (15a) et une jupe (15b) qui sont respectivement placées dans les deux tronçons étagés (lOa, lOb) du trou transversal du bloc, la dépression intérieure de la jupe (15b) étant reliée à l'extérieur par des perforations radiales (15c, lad), le tronçon à plus faible diamètre (lOa) du trou transversal étant fermé par un raccord (11) de passage du fluide tandis que la tête (15a) du verrou est chargée élastiquement par un ressort de compression (16) en direction dudit raccord (11). 4. Vérin suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la bague de sécurité (13) est réalisée sous la forme d'un premier manchon tubulaire (13a) qui est engagé à coulissement dans la partie à plus faible diamètre de l'alésage (9a) du bloc (4) et d'un second manchon tubulaire (15a) pouvant coulisser dans la partie à plus grand diamètre (9b) dudit alésage (7), l'alésage du premier manchon (13a) étant traversé avec jeu par la tige du piston (6a) tandis que l'alésage du second manchon (13b) est de plus grand diamètre que celui de ladite tige de piston (6a) pour former un épaulement interne avec l'alésage du premier manchon. 5. Vérin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'une des extrémités d'un ressort de compression (14) prend appui contre l'épaulement de l'alésage de la bague (13), son extrémité opposée étant en contact avec le palier (7) du bloc. 6. Vérin suivant la revendication 5, caractérisé en ce que dans les positions de la tige du piston à l'exception de celle extrême hors du cylindre le premier manchon (13a) de la bague de sécurité (13), qui est engagé dans la partie à faible diamètre (9a) de l'alésage du bloc, coopère avec l'épaulement (15e) du verrou (15) afin que ce dernier soit bloqué en une position dans laquelle il est sans contact avec la portée (6b) de la tige du piston (6a). 7. Vérin suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la mise sous pression du cylindre au-dessus du piston (6) provoque l'évacuation du fluide contenu sous ce piston en traversant la partie à faible diamètre (9a) de l'alésage du bloc puis les perforations (15c, 15d) ménagées dans la jupe (15b) du verrou (15) tandis qu'en fin de course la portée (6b) prend appui contre la bague (13) en vue de la déplacer à l'encontre de son ressort (14) en vue de libérer le verrou (15) afin qu'il vienne s'engager dans la gorge (6c) de la portée (6b). 8. Vérin suivant la revendication 7, caractérisé en ce que pour provoquer la contraction de sa tige de piston (2a) le fluide sous pression est envoyé par le raccord (11) dans le trou transversal (10) du bloc (4) pour d'abord provoquer le déplacement du verrou (15) à l'encontre de sa charge élastique (16) en vue de le dégager de la gorge (6c) de la portée (6b) de la tige de piston (6a) et de permettre le passage du fluide de l'intérieur de la jupe du verrou vers l'extérieur en traversant les perforations (15d, 15c) afin qu'il vienne agir sur le dessous du piston (6).