Brevet FR2781847A1 — publié le 20000204

La présente invention concerne le secteur des actionneurs du type vérin. Etat de la technique: On connaît les vérins constitués d'un tube cylindrique comportant un fond à l'une des 2 extrémités, d'un piston auquel est attachée une tige sortante par le flasque de l'autre extrémité du cylindre. Ce type de vérin peut comporter une tige traversante double, sortant aux deux extrémités ou ne pas comporter de tige quand le piston est équipé d'une attache extérieure traversant le corps et coulissant longitudinalement avec le piston. On connaft les vérins rotatifs dans lesquels la pression d'air ou d'huile génère un mouvement de rotation, soit par action sur un piston dont la tige forme crémaillère et entraîne un pignon rotatif, soit par action sur une palette rotative dont l'axe central sortant à l'extérieur est rotatif. On connaît également les vérins constitués d'un corps en matière souple se gonflant sous l'effet de la pression pour générer un mouvement de translation. Tous ces vérins fonctionnent sous l'action de la pression d'un fluide tel que l'air comprimé, I'huile, I'eau ou un un autre fluide approprié. On connaît encore les vérins électriques, électromécaniques et les vérins électromagnétiques. Objet de l'invention: Un objet de l'invention est de proposer un système de vérin dont le déplacement est obtenu par aspiration provenant de la mise en dépression d'une chambre et non par une poussée provenant de la pression d'un fluide, d'une force électromécanique ou électromagnétique. L'invention concerne donc de manière générale un vérin caractérisé en ce que le déplacement de la tige est obtenu par aspiration provenant de la mise en dépression d'une chambre comportant une paroi latérale et deux fonds, la tige du vérin pouvant être reliée mécaniquement à l'un des fonds. Cet objet de l'invention vise principalement a équiper des appareils de manutention dont la préhension de la pièce manipulée est assurée par ventouse (s) à dépression. Ainsi, il est possible de saisir et lever une charge a l'aide d'une source d'énergie commune, d'une façon simple et sûre puisque si la dépression n'est pas suffisante pour porter la charge en respectant les coefficients de sécurité usuels et réglementaires, son élévation ne pourra pas avoir lieu. Le vérin selon la présente invention produit un effort et devient actionneur de déplacement en traction ou en rotation sous l'effet de la mise en dépression de la chambre CDP. L'utilisation de la dépression pour actionner un vérin permet de simplifier et sécuriser notamment les systèmes qui nécessitent d'avoir atteint une valeurde dépression. voulue avant d'autoriser un déplacement ou obtenir un déplacement dès lors que la valeur de vide n'est plus celle voulue. La dépression étant obtenue à partir d'une source d'énergie, le vérin à dépression permet de détecter directement une altération de la source d'énergie qui ne pourra plus produire la dépression voulue, et ainsi, d'effectuer certains mouvements de sécurité, notamment dans les applications de manutention par ventouses à dépression qui exigent une valeur de vide multiple de la valeur minimum nécessaire. L'intégration en sécurité positive ouvre le champ d'application de la présente invention aux systèmes de sécurité tels que verrouillages rendus automatiquement actifs par insuffisance ou manque de dépression. Bien entendu, ces actionneurs à dépression peuvent être réalisés sous différents modes de construction dont les principaux sont représentés dans les planches 1/4, 2/4, 3 /4 et 4/4 ci-jointes. D'autre modes de réalisation découlent de ceux-ci. Ils seront apparents à l'homme de métier. Etant donné sa conception, l'objet de la présente invention offre d'autres avantages induits rendant aptes certains modes de réalisation à faire fonction d'isolateur électrique, thermique, vibratoire, etc... (réalisation selon figure 1 de la Planche 1/4, notamment). Le vérin selon l'invention peut être équipé de colonnes de guidage ou non. En particulier s'il n'est pas équipé de colonnes de guidage, le vérin à dépression objet de la présente invention permet le désalignement de la partie fixe par rapport à la partie mobile et absorbe les vibrations - ce qui n'est pas le cas des vérins classiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à I'aide des figures annexées, sur lesquelles les mêmes références de la liste ci-après ont les mêmes significations, et de la description correspondante. Sur.les figures 1 à 9 des planches 1 à 4, par souci de clareté de lecture, les coupes ne comportent pas toutes les hachures, mais l'homme de métier comprendra. VDP Vérin à dépression FD Fond de vérin, CP Corps de vérin, CPF Corps de fond, CDP Chambre à dépression du vérin, TIV Tige du vérin, CTI Corps de tige, CHT Chape de tige, ODP Orifice de dépression, COG Colonne de guidage, GDC Guidage de corps du vérin, JE Joint d'etanchéité, RAE Renfort anti-écrasement, CPT Corps télescopique du vérin, ELT Entretoise de liaison télescopique, RES Ressort, EBU Entretoise butée, PAP Piston à palette, FVR Fond du vérin rotatif, AVR Axe du vérin rotatif, CODP Chambre opposée a la chambre de dépression ORE Orifice de respiration PLANCHE 1/4 Figqure 1: Mode de réalisation comportant un fond FD muni d'un ou plusieurs orifice (s) de mise en dépression ODP permettant le raccordement au générateur de vide et à la / les ventouse (s) ainsi que la fixation d'extrémité (bâti fixe par exemple). Ici, le corps du vérin CP est constitué d'une enveloppe de section cylindrique, carrée ou autre - conçue pour absorber la course de déplacement et les effets dû à la dépression dans CDP. Cette enveloppe peut être constituée par exemple d'une partie souple assurant l'étanchéité et d'armatures de renfort augmentant sa résistance mécanique à l'écrasement sous l'effet de la dépression interne. L'enveloppe formant corps de vérin CP se fixe sur le fond FD et sur l'autre extrémité mobile formant chape de tige CHT. Le vérin à dépression est représenté en position " allongé ". Figure 2: Même vérin à dépression que sur la figure 1, mais représenté " rentré ". Figure 3: Vérin à dépression selon le même mode de réalisation, mais équipé de une ou plusieurs colonnes de guidage COG permettant d'obtenir un déplacement rectiligne de la chape de tige CHT par rapport au fonf FD. Chaque colonne peut par exemple être fixée sur la tige de vérin TIV et coulisser dans les guides ménagés dans le fond FD du vérin à dépression. Vérin à dépression représenté " rentré ". PLANCHE 2/4 Figure 4: Mode de réalisation tubulaire rigide comportant un fond FD muni d'un (ou plusieurs) orifice (s) destiné (s) à la mise en dépression et aux liaisons avec la / les ventouse (s) de préhension. Le fond FD est solidaire d'un corps tubulaire CPF ayant un coulissement relatif avec le corps de tige CTI et formant avec ce dernier la chambre de dépression CDP du vérin à.dépression. Le corps de tige CTI est solidaire du fond et forme la tige du vérin à dépression TIV, qui peut comporter une chape CHT. Pour alléger l'ensemble, on peut disposer un ou plusieurs renfort (s) anti- écrasement RAE. Le guidage du corps de tige CTI par rapport au corps de fond CPF est ici assuré, à titre d'exemple, par bagues de glissement GDC. L'étanchéité de la chambre à dépression CDP est assurée par joint (s) JE. Le vérin à dépression est représenté en position " allongé ". Figqure 5: Même vérin à dépression que la figure 4, représenté en position " rentré ". Figure 6: Vérin à dépression selon un mode de réalisation, avec corps de fond CPF, fixé au fond FD et corps de tige CTI fixé à la plaque de la tige TIV. CPF et FD peuvent être arrondis aux extrémités pour mieux résister à la dépression, et réduire les épaisseurs afin d'alléger l'ensemble. Vérin équipé de une ou plusieurs colonnes de guidage COG permettant d'obtenir un déplacement rectiligne de la chape de tige CHT par rapport à l'axe et au fond FD. Chaque colonne peut par exemple être fixée sur la tige de vérin TIV et coulisser dans les guides ménagés dans le fond FD du vérin à dépression. Le montage des colonnes peut également être inversé. Vérin à dépression représenté en position " rentré ". PLANCHE 3/4 Figure 7: Ce mode de réalisation du vérin à dépression TELESCOPIQUE permet d'augmenter la course de déplacement en occupant un espace minimum en positon vérin " rentré ". Mode de réalisation tubulaire rigide comportant un fond FD muni d'un (ou plusieurs) orifice (s) destiné (s) à la mise en dépression et aux liaisons avec la I les ventouses de préhension. Le fond FD est solidaire d'un corps tubulaire CPF et a un coulissement relatif avec le corps télescopique CPT. Le corps télescopique CPT du vérin peut être de préférence constitué d'un cylindre à fond arrondi perforé - ce qui lui confère légèreté et résistance. Le corps de tige CTI est solidaire du fond opposé à FD et forme la tige du vérin à dépression TIV, qui peut comporter une chape CHT. La chambre de dépression CDP du vérin à dépression est formée par l'ensemble que constitue le corps de fond CPF, le corps télescopique CPT et le corps de tige CTI. Pour rigidifier et alléger le vérin, on peut disposer un ou plusieurs renfort (s) anti-écrasement RAE. L'extension du vérin télescopique peut être limitée par exemple par: * 1 ou plusieurs entretoises EBU fixée (s) au fond FD et formant butée (s) sur le corps télescopique CPT. * 1 ou plusieurs entretoise (s) de liaison télescopique ELT fixée (s) au corps télescopique CPT et formant butée (s) sur le renfort antiécrasement RAE du corps de tige CTI, par exemple. Le guidage du corps de tige CTI par rapport au corps télescopique CPT et au corps de fond CPF est ici assuré par bagues de glissement GDC. L'étanchéité de la chambre à dépression CDP est assurée par joint (s) JE. Le vérin à dépression est représenté en position " mi-allongé ". PLANCHE 4/4 Fiqure 8: Mode de réalisation tubulaire rigide. Descriptif de base selon celui des figures 4 et 6. Le vérin à dépression VDP selon ce mode de réalisation est maintenu " allongé " sous l'effet d'un ou plusieurs ressort (s) de compression RES disposé (s) à l'intérieur (et / ou à l'extérieur) de la chambre à dépression CDP du vérin. Ainsi, en l'absence de dépression, la tige TIV du vérin à dépression reste ou passe en position " vérin allongé ". Ce mode de réalisation permet - sans énergie extérieure - de revenir à la position " vérin allongé ", notamment lorsque le vérin est installé axe horizontal. Exemples d'utilisation: systèmes de sécurité - vérrouillage / déverrouillage par manque de dépression. Figure 9: Ce mode de réalisation représente un vérin à dépression rotatif - c'est-à-dire que le mouvement obtenu est un mouvement de rotation autour de l'axe AVR. La pièce formant fond du vérin rotatif FVR est fixée au corps cylindrique CP, comporte un ou plusieurs orifices de dépression ODP relié (s) à la chambre à dépression CDP et éventuellement un ou plusieurs orifices de " respiration " ORE de la chambre CODP opposée à la chambre de dépression. Le mouvement d'actionnement est obtenu par rotation du piston à palette PAP autour de l'axe central AVR sous l'effet de la dépression dans la chambre CDP. L'étanchéité entre CDP et CODP est obtenue par joint (s) JER, solidaire (s) de la palette PAP. La longueur et/ou le diamètre du tube formant le corps CP du vérin à dépression varie (nt) selon la force ou la valeur du couple de rotation à l'axe AVR. Les extrémités du tube formant corps CP du vérin à dépression rotatif peuvent être constituées de flasques fixés au corps et formant les paliers de rotation de l'axe AVR traversant au moins un flasque fixe pour offrir la prise extérieure du mouvement rotatif. Ce mode de réalisation peut également être équipé de ressort (s) de rappel comme le vérin de la figure 8 ci-dessus. Le vérin a dépression est représenté en position " mi-course rotative ". REVENDICATIONS 1 ) Vérin caractérisé en ce que le déplacement de la chape dite de tige est obtenu par aspiration provenant de la mise en dépression d'une chambre comportant une paroi latérale et deux fonds, la chape de tige étant reliée à un fond. 2 ) Vérin selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est équipé de colonnes de guidage ou non. 3 ) Vérin selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un fond FD muni d'au moins un orifice de mise en dépression ODP permettant le raccordement au générateur de vide et à la / les ventouse (s) de préhension d'une charge - ainsi que la fixation d'extrémité. 4 ) Vérin selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le corps du vérin CP est constitué d'une enveloppe de section cylindrique, carrée ou autre- conçue pour absorber la course de déplacement et les effets dûs à dépression dans la chambre CDP. ) Vérin selon la revendication 3 caractérisé en ce que cette enveloppe est constituée par exemple d'une partie souple assurant l'étanchéité et d'armatures de renfort augmentant sa résistance mécanique a l'écrasement sous l'effet de la dépression interne. 6 ) Vérin selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'enveloppe formant corps de vérin CP se fixe sur le fond FD et sur l'autre extrémité mobile formant chape de tige CHT. 7 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 ou 6 caractérisé en ce que il est équipé de une ou plusieurs colonnes de guidage COG permettant d'obtenir un déplacement rectiligne de la chape de tige CHT par rapport au fond FD. 8 ) Vérin selon la revendication 7 caractérisé en ce que chaque colonne est fixée sur la tige de vérin TIV et coulisse dans les guides ménagés dans le fond FD du vérin a dépression. 9 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que sa réalisation tubulaire rigide comporte un fond FD muni d'un (ou plusieurs) orifice (s) destinés à la mise en dépression et aux liaisons avec la / les ventouse (s) de préhension. ) Vérin selon la revendication 9 caractérisé en ce que le fond FD est solidaire d'un corps tubulaire CPF ayant un coulissement relatif avec le corps de tige CTI et formant avec ce dernier la chambre de dépression CDP du vérin à dépression. 11 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications I à 10 caractérisé en ce que le corps de tige CTI est solidaire du fond et forme la tige du vérin à dépression TIV, qui peut comporter une chape CHT. ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que on dispose un ou plusieurs renfort (s) anti-écrasement RAE. 13 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que le g uidage du corps de tige CTI par rapport au corps de fond CPF est assuré par des bagues de glissement GDC. 14 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que l'étanchéité de la chambre à dépression du vérin est assurée par joint (s) JE. ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que il comporte un corps de fond CPF, rapporté au fond FD, et un corps de tige CTI, rapporté à la plaque de tige TIV - avec arrondis aux extrémités côté fonds, pour réduire les épaisseurs afin d'alléger. 16 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que il comporte une ou plusieurs colonnes de guidage COG permettant d'obtenir un déplacement rectiligne de la chape de tige CHT par rapport au fond FD. 17 ) Vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que il est maintenu " allongé " sous l'effet d'un ou plusieurs ressort (s) de compression RES disposé (s) a l'intérieur et/ou a l'extérieur de la chambre à dépression CDP du vérin. 18 ) Vérin selon la revendication 1 caractérisé en ce que il consiste en un vérin à dépression rotatif - c'est-a-dire que le mouvement obtenu est un mouvement de rotation autour de l'axe central AVR. 19 ) Vérin selon la revendication 18 caractérisé en ce que la pièce formant fond du vérin rotatif FVR est fixéeà l'intérieur du corps cylindrique CP, comporte un ou plusieurs orifice (s) de dépression ODP relié (s) à la chambre à dépression CDP et un ou plusieurs orifice (s) de respiration ORE de la chambre CODP opposée à la chambre de dépression. ) Vérin selon la revendications 18 ou 19 caractérisé en ce que le mouvement d'actionnement est obtenu par rotation du piston à palette PAP autour de l'axe central AVR sous l'effet de la dépression dans la chambre à dépression CDP. 21 ) Vérin selon la revendication 18 ou 19 ou 20 caractérisé en ce que les extrémités du tube formant corps CP du vérin à dépression rotatif sont constituées de flasques fixés au corps et formant les paliers de rotation de l'axe AVR traversant au moins un flasque fixe pour offrir la prise de mouvement. 22 ) Utilisation d'un vérin selon l'une quelconque des revendications 1 à 21 comme actionneur.