Brevet FR2865950A1 — publié le 20050812

Vérin de pince de soudage à double course La présente invention se rapporte à un vérin de pince de soudage à double course, permettant de positionner la pince dans une position d'approche, puis dans une position de travail située dans une zone de travail. Ces vérins comprennent un corps formant cylindre dans lequel sont logées deux tiges solidaires chacune d'au moins un piston. Une tige de io précourse est adaptée à positionner la pince dans ladite position d'approche à partir d'une position de repos et une tige de travail est adaptée à positionner ladite pince dans une position de travail. Généralement, l'une des branches de la pince est montée de manière fixe par rapport au corps du vérin tandis que l'autre branches qui elle, est montée mobile par rapport à la première, est actionnée par les tiges du vérin. Alors que de la position de repos jusqu'à la position d'approche, les efforts à mettre en oeuvre pour le déplacement de la pince sont peu importants, la mise en position de travail de la pince requiert plus d'efforts. II est donc nécessaire que la tige de travail soit maintenue de façon rigide par rapport à la pince lorsque le piston de cette dernière est activé ; et ce d'autant plus que pour augmenter les efforts à appliquer sur la tige de travail elle présente généralement plusieurs pistons étagés. Afin de maintenir ladite tige de travail de façon rigide par rapport à la pince, il a été imaginé, de monter ladite pince directement à l'extrémité libre de ladite tige de travail et de monter ladite tige de travail coulissante à travers ladite tige de précourse qui elle est maintenue à distance de ladite zone de travail. On pourra se référer au document FR 2 781 016 qui décrit un tel dispositif. La tige de précourse présente un piston qui est en outre montée dans ledit corps du vérin qui lui est mobile en translation par rapport à ladite tige de précourse. Par ailleurs, des moyens de blocage permettent de bloquer ensemble le corps de vérin et la tige de précourse. 2 2865950 Ainsi, la tige de précourse étant maintenue à distance de ladite zone de travail, l'injection de fluide sous pression à l'intérieur du corps et contre le piston de la tige de précourse, entraîne en translation ledit corps qui lui-même entraîne la tige de travail avec la pince dans la position d'approche. Ensuite, les moyens de blocage sont activés pour verrouiller ensemble la tige de précourse et le corps du vérin. Puis, la tige de travail est entraînée dans ladite position de travail avec ladite pince, en injectant un fluide sous pression dans le corps du vérin et contre le ou les pistons de la tige de travail. io Bien que le verrouillage de la tige de précourse et du corps de vérin soit suffisant pour que l'entraînement de la pince vers la position de travail s'effectue sans que le corps du vérin ne s'éloigne de ladite zone de travail, il est relativement mal aisé de fixer la tige de précourse qui est au moins partiellement engagée dans le corps du vérin et de la maintenir en position fixe à distance de cette zone de travail. Par ailleurs, le corps du vérin à partir duquel la tige de travail est entraînée et guidée en translation n'est maintenu que par la tige de précourse à travers laquelle elle est montée coulissante, ce qui est susceptible d'augmenter le jeu en débattement de la tige de travail par rapport à la zone de travail. Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est alors de fournir un vérin qui permette non seulement de guider parfaitement la tige de travail dans la position de travail, mais aussi qui soit adapté à être maintenu aisément en position fixe et à distance de la zone de travail. Dans ce but, la présente invention propose un vérin de pince de soudage comprenant un corps dans lequel sont logées deux tiges solidaires chacune d'au moins un piston, une tige de précourse adaptée à positionner ladite pince dans une position d'approche et une tige de travail adaptée à positionner ladite pince dans une position de travail, lesdites tiges étant montées coaxialement dans ledit corps et ledit vérin comprenant en outre des moyens de blocage; ladite tige de précourse et 3 2865950 son piston étant montés à l'intérieur de ladite tige de travail, tandis que ladite tige de travail est montée dans ledit corps; et lesdits moyens de blocage étant adaptés à bloquer en translation, ladite tige de précourse par rapport à ladite tige de travail lorsque ladite pince est positionnée dans ladite position de travail. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le mode de liaison entre les tiges et le corps du vérin, la tige de travail étant logée dans le corps du vérin et la tige de précourse qui porte la pince étant logée dans la tige de travail. De la sorte, ce n'est plus la tige de précourse qui est maintenue à distance de ladite zone de travail mais le corps du vérin, qui lui est beaucoup plus aisé à maintenir compte tenu de sa surface externe comparée à celle de la tige de précourse. En outre, les tiges étant montées de façon télescopique dans le corps du vérin, le guidage de la pince et en particulier l'actionnement de la branche mobile est parfaitement assuré et les tiges, en particulier la tige de travail, ne présentent aucun jeu en débattement. De ce fait, on augmente la précision de positionnement de la pince par rapport à la zone de travail. Par ailleurs, grâce à cette caractéristique, la longueur des vérins peut être réduite. Car en effet, selon l'art antérieur, le piston de la tige de précourse est situé dans le prolongement des pistons de la tige de travail et rajoute ainsi un étage supplémentaire. Alors que le vérin selon la présente invention, présente un piston de tige de précourse qui est entièrement logé dans la tige de travail et dont le mouvement s'effectue au milieu des pistons de travail sans avoir à rajouter une longueur supplémentaire. Quant au moyen de blocage, selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, ils comprennent des pièces de blocage, lesdites pièces de blocage étant mobiles radialement entre une position dans laquelle lesdites tiges sont bloquées en translation et une position dans laquelle lesdites tiges sont libres en translation. Ils comportent selon un premier mode de réalisation particulièrement avantageux, au moins un piston radial formant pièces de blocage, monté 4 2865950 dans un logement radial de ladite tige de travail et adapté à coopérer avec ladite tige de précourse, ledit piston radial étant mobile en translation entre une position d'appui pour bloquer ensemble lesdites tiges et une position dégagée autorisant le déplacement de ladite tige de précourse s par rapport à ladite tige de travail. Ainsi, le piston radial qui s'étend dans la chambre radiale ménagée dans la tige de travail et sensiblement perpendiculairement à la tige de précourse, est adapté à venir bloquer la tige de précourse en translation par rapport à la tige de travail. Pour des raisons de symétrie et une répartition équilibrée des efforts, les moyens io de blocage comportent une pluralité de pistons radiaux, par exemple deux, qui définissent des secteurs équivalents autour de la tige de précourse. Pour ce faire, ladite tige de précourse présente avantageusement un épaulement, formé par exemple au moyen d'une bague solidaire de la tige de précourse et contre lequel ledit piston radial est adapté à venir s'appliquer dans ladite position d'appui. De la sorte, la tige de précourse est bloquée par rapport à la tige de travail, l'épaulement venant en butée contre le piston radial qui lui s'étend au moins partiellement dans le logement radial et qui subit alors un effort en cisaillement. Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, ledit logement radial est susceptible de former deux chambres radiales opposées délimitées par ledit piston radial, une première chambre radiale étant apte à recevoir un fluide pour entraîner en translation ledit piston radial dans ladite position d'appui. Ainsi, ladite première chambre radiale qui est opposée à la tige de précourse par rapport au piston radial, est-elle réduite lorsque le piston radial est dans ladite position dégagée et qu'il s'étend entièrement dans le logement radial, alors qu'elle est étendue lorsqu'un fluide y a été injecté sous pression pour entraîner le piston radial vers la tige de précourse dans la position d'appui. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, lesdites chambres radiales sont susceptibles d'être alimentées en fluides par des moyens 2865950 d'alimentation externes, de manière à commander le piston radial depuis l'extérieur par un circuit indépendant équipé d'électrovannes. Selon un autre mode de mise en oeuvre particulier, ladite tige de travail présente un logement axial dans lequel le piston de ladite tige de précourse est adapté à coulisser en délimitant deux chambres axiales opposées, une première chambre axiale étant adaptée à recevoir un fluide sous pression permettant l'entraînement de ladite tige de précourse, d'une position de repos vers ladite position d'approche, et ladite première chambre axiale est reliée par un conduit à ladite première chambre radiale io de façon que ledit piston obture ledit conduit dans ladite position de repos, et le libère dans ladite position d'approche. Ainsi, la première chambre axiale et la première chambre radiale sont isolées l'une de l'autre dans ladite position de repos et elles sont en communication dans ladite position d'approche. De la sorte, grâce à des moyens hydrauliques uniques, l'injection d'un fluide dans la première chambre axiale permet d'entraîner la tige de précourse dans ladite position d'approche puis d'entraîner le piston radial dans la position d'appui permettant de bloquer la tige de précourse par rapport à la tige de travail. L'entraînement de la tige de travail par des moyens hydrauliques supplémentaires permettant alors d'entraîner la tige de précourse et la pince qu'elle porte vers la zone de travail dans ladite position de travail, sans que la tige de précourse ne se rétracte dans la tige de travail. A l'inverse, dans le but de rétracter la tige de précourse dans la tige de travail après que la pince a été actionnée, ledit piston de la tige de précourse délimite, de façon particulièrement avantageuse, une seconde chambre axiale et ledit piston radial délimite une seconde chambre radiale, lesdites chambres étant reliées ensemble de façon à entraîner simultanément ledit piston radial en dégagement de ladite position d'appui et ladite tige de précourse vers ladite position de repos en injectant un fluide dans ladite seconde chambre axiale. Ainsi, alors que la tige de précourse est par exemple revenue dans ladite position d'approche, en injectant un fluide sous pression dans la seconde chambre axiale, ce 6 2865950 dernier s'écoule dans la seconde chambre radiale et le piston radial est entraîné dans la position dégagée où il est entièrement logé dans le logement radial. Le fluide sous pression entraîne ensuite la tige de précourse dans ladite position de repos. Selon une variante d'exécution de l'invention, lesdits moyens de blocage sont montés dans ladite tige de précourse, et ils sont mobiles entre une position engagée où ils coopèrent avec ladite tige de travail et une position dégagée où ils ne coopèrent pas avec ladite tige de travail. Ainsi, selon cette caractéristique avantageuse, les moyens de blocage io sont activés depuis la tige de précourse. Avantageusement, lesdits moyens de blocage sont adaptés à être commandé par des électroaimants, ce qui permet une grande souplesse de commande au moyen d'une alimentation électrique. Selon un mode préféré de mise en oeuvre, ladite tige de travail est munie d'une pluralité de pistons formant une pluralité d'étages de façon à accroître les efforts pour porter la pince dans la position de travail. Préférentiellement, le vérin de pince de soudage comprend des moyens de contrôle adaptés à contrôler l'état desdits moyens de blocage, de façon à pouvoir s'assurer que les tiges sont bien bloquées ensemble avant d'entraîner la branche dans la position de travail. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un vérin de pince de soudage selon l'invention et dans une première position; - la Figure 2 est une vue schématique en coupe axiale du vérin illustré sur la Figure 1 dans une deuxième position; - la Figure 3 est une vue schématique en coupe axiale du vérin 30 illustré sur la Figure 2 dans une troisième position; et, - la Figure 4 est une vue schématique en coupe axiale du vérin illustré sur la Figure 3 dans une quatrième position. 7 2865950 La Figure 1 illustre un vérin 10 de pince de soudage conforme à l'invention et il comporte un corps ou cylindre 12 dans lequel est adaptée à coulisser une tige de travail 14 de laquelle est solidaire une pluralité de pistons 16. Ces pistons 16 sont mobiles en translation dans une pluralité de chambres 18 délimitées par des cloisons 19 qu'ils divisent en deux parties. Sur cette Figure 1, les pistons 16 sont en appui contre les parois inférieures des cloisons 19. La tige de travail 14 présente un logement axial 20 dans lequel s'étend longitudinalement une tige de précourse 22 montée à io coulissement. La tige de précourse 22 présente une extrémité libre 24 traversant une première extrémité 26 de la tige de travail 14 et qui est située en dehors du logement axial 20 de façon à porter une pince non représentée. Le logement axial 20 est refermé de manière étanche au niveau de la première extrémité 26 au moyen d'une bague d'extrémité 28 que la tige de précourse 22 traverse librement de façon étanche également. Les pinces de soudages présentent deux branches, une première qui est montée en position fixe, sensiblement dans l'axe du vérin et solidaire de son corps, et une seconde qui est montée mobile par rapport à la première et qui est mue par les tiges du vérin. En outre, la tige de précourse 22 présente un piston 30 dont elle est solidaire et qui joint de manière étanche la paroi interne du logement axial 20 en définissant une première chambre axiale 32, opposée à une seconde chambre axiale 34. Par ailleurs, une bague d'arrêt 36 est montée sur la tige de précourse dans la seconde chambre axiale 34 et elle est adaptée à venir en appui pour formée butée contre la bague d'extrémité 28 lorsque la tige de précourse 22 coulisse ainsi qu'on l'expliquera ciaprès. De plus, la tige de précourse 22 présente un collet 38 définissant un 30 épaulement 40 qui permet de former une surface d'appui. La tige de travail 14 présente une partie d'extrémité 42 renflée apte à venir se loger dans un espace interne 43 dudit corps 12 dans une phase 8 2865950 ultérieure que l'on décrira ensuite. Dans cette partie renflée, sont ménagés deux logements radiaux 44, 46, diamétralement opposés qui débouchent dans la seconde chambre axiale 34. Dans ces logements radiaux 44, 46 sont montés à coulissement deux pistons radiaux 48, 50 qui sont adaptés à être logés entièrement dans lesdits logements, tel que l'illustre la Figure 1. Ces pistons radiaux présentent une partie active 52 décolletée adaptée à être entraînée dans ledit logement axial 20 pour bloquer la tige de précourse comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la io description. La partie non décolletée forme, elle, piston et délimite le logement radial en deux chambres opposées l'une de l'autre, une première chambre radiale 54 opposée à ladite partie décolletée 52 et une seconde chambre radiale 56 où s'étend la partie décolletée 52. Par ailleurs, les premières chambres radiales 54 sont reliées par un is premier conduit 58 qui débouche dans le logement axial 20 et qui est sur cette Figure 1 obturé par le piston 30 de la tige de précourse 22. En outre, les secondes chambres radiales 56 sont connectées par un second conduit 60 qui débouche lui dans la seconde chambre axiale 34. Après avoir décrit les éléments structurels du vérin 10, qui est représenté sur cette Figure 1, dans une position de repos, on se référera à la Figure 2 pour décrire le même vérin 10 avec les mêmes éléments, dans une première position d'approche. On décrira aussi la transition entre la position de repos et la première position d'approche. Par rapport à la position de repos, un fluide, par exemple de l'huile ou de l'air, a été injecté sous pression par des moyens hydrauliques classiques, dans la première chambre axiale 32, ce qui a provoqué le déplacement de la tige de précourse 22 grâce à son piston 30, dans le sens positif, par rapport à la tige de travail 14, d'une distance P. Ainsi, la bague d'arrêt 36 est venue en appui contre la bague d'extrémité 28, la pince portée par la tige de précourse est, de la sorte, étendue dans une première position d'approche. 9 2865950 Simultanément, le déplacement à coulissement du piston 30 de la tige de précourse 22 a libéré les conduits 58 qui débouchent alors dans la première chambre axiale 32 et se faisant, l'huile sous pression est apte à s'écouler dans les premières chambres radiales 54. On retrouve sur la Figure 3 le vérin 10 dans une seconde position d'approche dans laquelle l'huile sous pression dans les premières chambres radiales a entraîné les pistons radiaux selon la flèche F, dans une position d'appui où les parties décolletées 52 s'étendent partiellement dans le logement axial 20 et précisément contre l'épaulement 40 du collet 38 pour former des moyens de blocage. En outre, les parties décolletées 52 sont insérées entre le piston 30 et le collet 38 de telle sorte que la tige de précourse 22 est liée mécaniquement à la tige de travail 14. A partir de cette position d'approche dans laquelle la tige de précourse 22 forme avec la tige de travail 14 un ensemble rigide, la tige de travail 14 est apte à être entraînée en translation d'une distance T, pour porter la pince dans ladite position de travail telle que représentée sur la Figure 4. On retrouve sur cette Figure 4 tous les éléments initialement décrits avec les mêmes références. Lorsque la tige de travail 14 est entraînée en translation en injectant par exemple de l'huile sous pression dans les chambres 18 derrière les pistons 16 entre parois inférieures et pistons 16, les pistons radiaux 48, 50 transmettent les efforts à la tige de précourse 22, en cisaillement sur l'épaulement 40 du collet 38. Après que la pince a été activée, il y a lieu de rétracter les tiges du vérin 10, tout d'abord en rétractant, par exemple, la tige de travail 14 pour revenir à ladite position d'approche illustrée sur la Figure 3. Lorsque la tige de travail 14 est rétractée, non seulement la bague d'extrémité 28 vient en butée contre la bague d'arrêt 36, mais les parties décolletées 52 sont également en appui contre le piston 30. De la sorte, la tige de précourse 22 est entraînée avec la tige de travail 14, ce qui permet de commander l'ouverture de la pince. 2865950 Ensuite, on injecte de l'huile, par exemple, sous pression dans la seconde chambre axiale 34, opposée à la première 32, en ayant pris soin de libérer la pression dans cette dernière. L'huile s'écoule alors dans les seconds conduits 60 puis dans les secondes chambres radiales 56. De ce fait, les pistons radiaux 48, 50 sont entraînés dans une position dégagée, entièrement dans leurs logements radiaux correspondant 44, 46, ce qui libère la tige de précourse 22 par rapport à la tige de travail 14. L'huile sous pression dans la seconde chambre axiale entraîne alors la tige de précourse par l'intermédiaire de son piston 30 dans ladite position de repos initialement décrite en référence à la Figure 1. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention non représenté, lesdits moyens de blocage comprennent des pièces de blocage formées de billes ou de cylindres, lesdites billes ou lesdits cylindres étant mobiles radialement entre une position dans laquelle ils bloquent lesdites tiges en translation et une position dans laquelle ils les libèrent. Pour ce faire, la tige de précourse s'étend entièrement dans la chambre axiale de la tige de travail, de façon que la surface externe de la tige de précourse soit en appui glissant contre la paroi interne de la chambre axiale. En outre, la tige de précourse présente des cavités radiales adaptées à déboucher en regard de lumières radiales de la tige de travail. Ces lumières sont ménagées dans l'épaisseur de la paroi cylindrique de la tige de travail qu'elles traversent de part en part. Dans ces lumières sont logées partiellement des billes ou des cylindres qui sont destinés à venir s'engager en partie dans lesdites cavités radiales tout en occupant entièrement l'espace des lumières radiales. Ces billes ou ces cylindres sont susceptibles d'être maintenus à cheval dans les lumières et dans les cavités radiales au moyen d'une bague coulissante montée sur la tige de travail et qui vient obturer lesdites lumières pour bloquer les billes ou cylindres en position. Lorsque l'on souhaite libérer les deux tiges, on fait coulisser la bague qui libère alors les lumières et les billes ou cylindres peuvent être dégagés des cavités radiales et ressortir en saillie à l'extérieur de la tige de travail. 11 2865950 Pour favoriser le dégagement, les cavités radiales présentent un fond concave de façon que la translation axiale de la tige de précourse par rapport à la tige de travail entraîne les billes ou cylindres en translation radiale. 12 2865950 REVENDICATIONS 1. Vérin de pince de soudage comprenant un corps (12) dans lequel sont logées deux tiges (14, 22) solidaires chacune d'au moins un piston, une tige de précourse adaptée à positionner ladite pince dans une position d'approche et une tige de travail adaptée à positionner ladite pince dans une position de travail, lesdites tiges étant montées coaxialement dans ledit corps et ledit vérin comprenant en outre des io moyens de blocage; caractérisé en ce que ladite tige de précourse (22) et son piston (30) sont montés à l'intérieur de ladite tige de travail (14), tandis que ladite tige de travail (14) est montée dans ledit corps (12) ; et en ce que lesdits moyens de blocage (40, 48, 50) sont adaptés à bloquer en translation, ladite tige de précourse (22) par rapport à ladite tige de travail (14) lorsque ladite pince est positionnée dans ladite position de travail. 2. Vérin de pince de soudage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage comprennent des pièces de blocage, lesdites pièces de blocage étant mobiles radialement entre une position dans laquelle lesdites tiges sont bloquées en translation et une position dans laquelle lesdites tiges sont libres en translation. 3. Vérin de pince de soudage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage comportent au moins un piston radial (48, 50) formant lesdites pièces de blocage, montés dans un logement radial (44, 46) de ladite tige de travail (14) et adapté à coopérer avec ladite tige de précourse (22), et en ce que ledit piston radial (48, 50) est mobile en translation entre une position d'appui pour bloquer ensemble lesdites tiges et une position dégagée autorisant le déplacement de ladite tige de précourse (22) par rapport à ladite tige de travail (14) . 13 2865950 4. Vérin de pince de soudage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite tige de précourse (22) présente un épaulement (40) contre lequel ledit piston radial (48, 50) est adapté à venir s'appliquer dans ladite position d'appui. 5. Vérin de pince de soudage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit logement radial (44, 46) est susceptible de former deux chambres radiales opposées délimitées par ledit piston radial (48, 50), une première chambre radiale (54) étant apte à recevoir un fluide pour entraîner en translation ledit piston radial (48, 50) dans ladite position d'appui. 6. Vérin de pince de soudage selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites chambres radiales sont susceptibles d'être alimentées en fluides par des moyens d'alimentation externes. 7. Vérin de pince de soudage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite tige de travail (14) présente un logement axial (20) dans lequel le piston (30) de ladite tige de précourse (22) est adaptée à coulisser en délimitant deux chambres axiales opposées, une première chambre axiale (32) étant adaptée à recevoir un fluide sous pression permettant l'entraînement de ladite tige de précourse (22), d'une position de repos vers ladite position d'approche, et en ce que ladite première chambre axiale (32) est reliée par un conduit (58) à ladite première chambre radiale (54) de façon que ledit piston (30) obture ledit conduit (58) dans ladite position de repos, et le libère dans ladite position d'approche. 8. Vérin de pince de soudage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit piston (30) de la tige de précourse (22) délimite une seconde chambre axiale (34) et ledit piston radial (48, 50) délimite une seconde chambre radiale (56), lesdites chambres étant reliées ensemble de façon à entraîner simultanément ledit piston radial (48, 50) en dégagement de ladite position d'appui et ladite tige de précourse (22) vers ladite position de repos en injectant un fluide dans ladite seconde chambre axiale (34). 14 2865950 9. Vérin de pince de soudage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage sont montés dans ladite tige de précourse, et en ce qu'ils sont mobiles entre une position engagée où ils coopèrent avec ladite tige de travail et une position dégagée où ils ne coopèrent pas avec ladite tige de travail. 10. Vérin de pince de soudage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 ou 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de blocage sont adaptés à être commandé par des électroaimants. 11. Vérin de pince de soudage selon l'une quelconque des io revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite tige de travail (14) est munie d'une pluralité de pistons (16) formant une pluralité d'étages. 12. Vérin de pince de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle adaptés à contrôler l'état desdits moyens de blocage.