Brevet FR2889267A1 — publié le 20070202

VERIN TOURNANT Dispositif pour la translation et la rotation contrôlées de vérins de moins d'un tour à plusieurs tours complets de plus de 360 La présente invention se rapporte à un dispositif adaptable sur vérin simple ou à double effet, avec ou sans amortissement, lui permettant la rotation contrôlée de son axe ou tige 1 de vérin de moins d'un tour de 360 à plusieurs tours complets, avec ou sans mouvement de translation, aussi bien à l'aller qu'au retour, de façon précise et déterminée selon les besoins particuliers et spécifiques de chaque application Les solutions actuelles, permettant de faire tourner les vérins, (les axes 1 de vérin) dont une solution connue, les vérins à palettes, limitent la rotation à moins de 360 du fait que le dispositif qu'elles utilisent, pour faire pivoter l'axe central ou tige de vérin 1, vient buter à l'intérieur sur une cloison fixe, limitant ainsi leur course et ne leur permettant donc pas d'effectuer un tour complet de 360 à fortiori de faire plusieurs tours complets, mais surtout et. Particulièrement de permettre à l'axe 1, lors des rotations, d'exercer des mouvements de translation. D'autres solutions proposées jusqu'à présent à cet effet ( voir par exemple les documents US-4-882 979 A, US-3-499 342 A, GB-1-055 694 A, JAPAN VOL.012 no.073 (M-674) & JP 62 215103 A) sont compliqués et onéreuses et ne donnent néanmoins pas entière satisfaction. En particulier elle ne permettent pas la translation, ou l'avancée et le recul de la tige 1 ou axe de vérin 1 lors de sa rotation Pour remédier aux inconvénients concernant la rotation et la translation simultanée ou pas de la tige 1 ou axe de vérin, le document 05.06374000 du 23/06/05 propose un dispositif de rotation pour vérin, dispositif qui tout en étant de structure particulièrement simple et fiable, permet la rotation de l'axe 1 de moins d'un tour à plusieurs tours complets de plus de 360 sans limitation, en effectuant simultanément ou pas tous mouvements de translation en avançant, reculant, etc.... Tous ces mouvements pouvant indifféremment s'effectuer dans les deux sens, à l'aller et au retour du vérin à sa position initiale, indifféremment tout au long ou tout au cours de la course du vérin ou du cycle complet du mouvement du vérin, par tous moyens, de rotation, de translation, de détection, de repères, de maintien, d'espacement, de fixation, de blocage, de passages d'air, d'étanchéité, préprogrammés ou pas, mécaniquement Ou électriquement, par automate, par tous fluides, soit de manière combinée ou alternée etc..selon que la tige d'axe 1 est totalement ou partiellement filetée 2, en continu ou avec intervalles en fonction également de la configuration de la noix 3 débrayable ou pas etc.. Ce dispositif présente également l' avantage, par rapport aux systèmes actuels de vérins tournants, d'augmenter la puissance par rapport à un vérin standard de même diamètre et mêmes caractéristiques, puisque la poussée s'effectue, non sur la moitié du diamètre, comme, par exemple, sur les vérins à palette, mais sur la totalité du diamètre. Ce dispositif fonctionne également avec tous les vérins quels que soient les fluides utilisés pour leur mise en action: gaz, air, huile, hydraulique, oléopneumatique etc.. Les moyens utilisés pour assurer l'étanchéité 6 sont d'autant plus efficaces qu'ils s'effectuent tout naturellement sur des parties plus 20 particulièrement cylindriques, contrairement à la plupart des systèmes utilisés Actuellement qui n'opèrent que sur des parties angulaires Selon l'une des nombreuses caractéristiques et applications, l'axe de vérin 1 fileté 2, disposant sur sa longueur, par intervalle, de passages lisses non filetés, peut avancer et tourner indépendamment ou simultanément soit simplement avancer sans tourner, puis ou uniquement tourner ou avancer. Il n'est pas prévu, suivant le document 05 06374 de contrôler la rotation et la translation de l'axe 1 La présente invention vise un dispositif pour le contrôle de la rotation et de la translation d'axe 1 de vérins,. Plus particulièrement, l'invention vise un dispositif de rotation et de translation de vérins, présentant tous les avantages et caractéristiques du dispositif selon le document 05 6374, donc complémentaire de ce dispositif, mais plus performant et possédant un nouveau système lui permettant de contrôler parfaitement la rotation et la translation de l'axe 1 dans les deux sens, simultanément ou pas et ou n'utiliser indifféremment que la translation ou la rotation selon les applications. Le dispositif selon l'invention de contrôle de la rotation et de la translation dans les deux sens des tiges 1 d'axe de vérin, propose un système permettant à l'axe 1 de vérin d'avancer, puis une fois arrivé en fin de course de pivoter sur place d'un ou plusieurs tours, dans un sens ou l'autre suivant les applications, une fois la rotation terminée de revenir à cette précédente position en pivotant dans l'autre sens, puis les rotations terminées de permettre à l'axe 1 de revenir à sa position initiale de départ. Selon une autre caractéristique ce procédé permet de recommencer cette opération de rotation sur place d'un côté et ou l'autre autant de fois que nécessaire, sans que l'axe 1, arrivé en fin de course, ne bouge en exerçant un mouvement de translation. Selon une autre caractéristique ce procédé permet à l'axe 1 de vérin d'avancer, puis une fois arrivé en fin de course de pivoter sur place d'un ou plusieurs tours, soit dans un sens ou l'autre suivant les applications, une fois cette rotation terminée de rester figé dans 25 cette positon puis permettre à la tige de vérin 1 de revenir à sa position initiale. de départ. Selon une autre des caractéristiques, ce procédé permet à l'axe 1 de vérin de tourner, puis une fois la rotation terminée d'avancer, puis la manoeuvre terminée, de retourner à sa position initiale en effectuant les mouvements inverses. Les avantages du dispositif comprenant ces moyens de contrôles de rotation et de translation sont nombreux puisqu'ils permettent de réaliser toutes opérations contrôlées de translation et de rotation dans les deux sens à tous les stades de la mise en marche ou de mise en mouvement du vérin En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un dispositif pour le contrôle de la rotation et de la translation d'axes 1 de vérins conforme à l'invention; sur les dessins: Les figures 1 2 et 3 sont des coupes schématiques d'un dispositif permettant de faire tourner des vérins standards de moins d'un tour à plusieurs complets de plus de 360 selon le document 05 0637; La figure 4 est une coupe schématique d'un mode de réalisation d'un dispositif conforme à la présente invention, non limitatif, comportant, en plus des moyens déjà illustrés sur les figures 1 et 2 des moyens de contrôle de la rotation et de la translation de la tige d'axe 1 de vérin avec des passages pour l'introduction de fluides disposés en différents endroits du vérin. Selon la figure 1 le dispositif d'un vérin tournant comprend, un ensemble mobile A composé d' un axe central 1 ou tige de vérin lisse dont une partie 2 filetée, d'une noix 3, de deux pistons 10-11 disposés de part et d'autre d'une flasque 13 de préférence ronds, reliés ensembles par différents moyens mécaniques, 4 8- et disposant en son centre de différents moyens de rotation 2 - 3 -13, s'exerçant et circulant à l'intérieur 7 d'un fut ou fourreau 20, au moins deux entretoises 8, maintenant l'écartement entre les pistons 10-11 et la flasque 13 enserrant et maintenant en son centre la noix 3, venant se fixer 23 de part et d'autre des pistons 10-11 et de la flasque 13, permettant ainsi à L'ensemble mobile A -10-13-11, muni de joints 6 étanches, de conserver tout au long de son déplacement dans le fourreau 20 exactement la même disposition en déterminant et maintenant fixe un intervalle constant entre chaque flasque 10-13- 11 de façon ferme. Par ailleurs au moins deux tiges guides 4, pouvant également servir de maintien et de fixation des embouts 12 de vérins, disposées de préférence à égale distance les unes des autres, traversant entièrement le tube 20, s'arrimant chacune fixement sur les fonds 12 de vérin, par des moyens de fixation 24, en passant au travers des flasques 10-13-11, les maintenant et les guidant à l'intérieur 7 du fourreau 20, les empêchant de pivoter ou de tourner, maintiennent et obligent l'ensemble mobile A 10-13-11 à coulisser le long 4, lors de son déplacement à l'intérieur 7 du fourreau 20 et à respecter et conserver constamment l'alignement et sa disposition d'ensemble initiale. La Longueur ainsi que le diamètre et le pas de la partie du filetage 2 de l'axe du vérin 1 dépendent du nombre de tours que l'on désire obtenir et de l'effort nécessaire à l'objectif à atteindre, sachant que, selon la longueur de la tige 1 de vérin filetée 2- que doit parcourir la noix 3 lors du déplacement à l'intérieur 7 du fut 20 de l'ensemble mobile A, l'on peut faire plusieurs dizaines de tours, si nécessaire, sans que l'axe du vérin 1 avance, s'il est fixé 26 libre de rotation sur le fond de vérin 12, puisqu'il suffit que seul l'ensemble mobile A 10-13-11 se déplace à l'intérieur 7 du fourreau 20 grâce aux moyens de rotation 3 et de déplacement 10-13-11. - La longueur de ces entretoises 8 de maintien et d'écartement se détermine en fonction de la course que doit parcourir la noix 3, et d' une longueur de préférence identique, filetée ou pas, disposée de l'autre côté de la noix 3, déterminée selon les besoins propres et spécifiques à chaque application et détermine, d'une façon générale, l'encombrement de chaque ensemble mobile. Les pistons 10-11, de part et d'autre de l'ensemble mobile A, totalement étanches de part et d'autre de leurs surfaces disposent sur leur Pourtour ainsi qu'aux passages de l'axe 1 et des tiges guides 4, ainsi que sur toutes les parties en mouvement du système, de joints adaptés et appropriés 6 - pour une parfaite étanchéité. La flasque 13, maintenue fermement 8, ne pouvant qu'avancer ou reculer à l'intérieur du fourreau ou du tube 20 le long des tiges de guidage 4, dispose en son centre d'une douille ou noix 3 de préférence à bille, débrayable ou pas, spécialement adaptée en fonction du filetage 2 de l'axe central 1 pour lui permettre de coulisser tout le long du filetage 2 obligeant l'axe central 1 ou la tige de vérin filetée 2 à pivoter sur luimême sur place, lors du déplacement de l'ensemble A 10-13-11 Propulsé par la poussée des fluides s'opérant sur la partie extérieure de l'un ou l'autre des pistons 10-11, lors de l'avancée ou du retour du vérin, puisque les moyens de fixation de maintien 8 et de rotation 3 étant solidaires des flasques 10-13-11, ne peut qu'avancer ou reculer d'un même mouvement, selon l'application demandée au système, en glissant le long. des moyens de guidage 4 fixes Dans un autre mode de réalisation, tel qu'illustré par la figure 2, la partie arrière de la tige 1, au lieu de traverser le vérin de part en part et de s'arrimer sur les deux embouts 12 lorsque l'on ne recherche que la fonction de rotation de la tige 1 en ne laissant dépasser à l'extérieur du vérin que la partie de longueur nécessaire à l'application recherché est fixée et maintenue 25 dans le sens axial au centre du piston 10, libre uniquement de translation, et totalement indépendant de la flasque 13 fixée, positionnée et bloquée définitivement sur les tiges guides 4, ou sur toutes autres parties du vérin 16-22, et laissée libre dans sa rotation, lui permettant ainsi, entraînée par la poussée du piston 10, non seulement de pivoter sur elle-même, suivant que la tige guide est filetée 2 ou pas, par endroits en partie ou pas, en passant au travers de la flasque 13 dans la noix 3, mais également d'exercer tous mouvements de translation en même temps et dans le même mouvement que le piston 10. L'avance de l'axe 1 ainsi que Le nombre de tours à effectuer sont déterminés par la longueur et le pas de la tige filetée 2.. La course ou le déplacement de la tige 1 ainsi que celle de l'ensemble mobile A, peut être limitée ou stoppée par tous moyens de blocage 25 fixés entre autres sur l'axe 1 Selon La figure 3 le dispositif présente un mode de fonctionnement, d'un vérin tournant, comportant un ensemble mobile A monobloc compact et solidaire disposant d' un axe central 1 en partie filetée 2, et composé d' un seul piston 10 et d' une seule flasque 13 munie en son centre d'une noix 3, l'ensemble se déplaçant maintenu en glissant sur les tiges guides 4, avec les mêmes caractéristiques appropriées de guidage, déplacement, rotation, translation, blocage, fixation, étanchéité etc.. que l' ensemble mobile A (10-13-11-) présenté dans le schéma figure 1. Dans un mode de réalisation, non limitatif, selon la figure 4, le dispositif conforme à l'invention comporte deux pistons 10-11 disposés tous deux d'un même côté de la flasque 13 disposant en son centre de sa noix 3. Ce dispositif permet la translation de la tige guide 1, ou sa sortie du vérin, suivant une longueur prédéterminée et fixe L'écartement et l'espace 30 qui sépare les pistons 10-11 sont Adaptés et correspondent à la course de la partie de l'axe fileté 2 de l'ensemble mobile A (10-13), longueur déterminée en fonction du pas et du nombre de tours que doit effectuer l'axe fileté 2 de vérin suivant les spécificités de l'objectif à atteindre pour chaque application L'espace 30 et l'écartement entre les pistons 10-11 est maintenu Constant et ferme grâce à l'introduction par le passage en 28 de fluide, empêchant ainsi à l'ensemble mobile A 10-13 de pouvoir avancer et pénétrer dans cet espace 30. Lorsque sous la poussée des fluides introduits en 27 l'ensemble A 10-13 solidaire, contraint d'avancer le long des tiges guides 4, propulse et entraîne dans son même mouvement le piston 11, fixé ferme sur la tige d'axe 1, mais la laissant libre de rotation, conservant toujours constant, dans son déplacement son espace 30 et le même écartement avec le piston 10. L'avancée du piston 11 entraînant l'axe 1 est stoppée en arrivant en butée sur le fond 12 du vérin, la partie de tige de vérin 1 étant d'un diamètre plus important, soit parce qu'il est prévu un système de blocage 24 sur l'axe 1 ou tout naturellement parce qu'il est lui-même fixé 26 sur l'axe 1 de vérin libre de rotation ou par tout autre système bloquant sa course. La translation de la tige d'axe 1 terminée et bloquée, l'espace 30 est vidé de son fluide, la pression des fluides 27 continuant de s'exercer, l'ensemble A (10-13), libre de rejoindre le piston 11, entraîne dans son avancée la flasque 13 libre de translation, obligeant l'axe fileté 2 à tourner, exclusivement, sur place dans un sens ou l'autre, suivant son filetage, en coulissant dans la noix 3. Pour le retour, l'espace 30 se remplit par l'introduction des fluides en 29, faisant reculer le piston 10 qui d' emblée entraîne la flasque 13 l'obligeant en coulissant et pivotant dans la noix 3 à retourner et reprendre sa position initiale, en butée sur le blocage 26 d'axe 1 2avant que les fluides introduits en28 ne repoussent tout l'ensemble 11-1013 à leur position de départ. Dans le cadre d'une autre application réclamant soit uniquement la rotation de la tige 1 ou sa rotation avant sa translation, il suffit de réaliser un autre blocage entre le fond de piston 12 et le piston 11 par l'introduction de fluide par un passage 28 ou adapté, suivant la configuration, sur toute autre partie du vérin, bloquant ainsi l'avancée ou la translation de l'axe 1, et de recommencer le même processus que celui présenté, ci-dessus, en schéma 4. ***************** REVENDICATIONS 1- Dispositif de rotation contrôlée de moins d'un tour à plusieurs tours complets de plus de 360 avec ou sans translation contrôlée, simultanée ou pas pour des vérins simples ou à double effet, avec ou sans amortissement, Comprenant un axe ou tige de vérin 1 filetée 2 en partie, des moyens de transfert, constitués de flasques 10-11-13, ou ensemble mobile A(10-13-11) A1-(10-13) composé d'au moins un piston 10-11 et d'une flasque 13 disposant en son centre d'une noix 3 filetée, de moyens de maintien et d'espacement 8 et de fixation 23-24-25-26-, de moyens de rotation 1-2-13-3, de moyens d'étanchéité 6, de moyens de guidage 4, de moyens de blocage 16-21-22- 24-25-26, de moyens de translation 4-10-11-13, de moyens de passage de fluide et de moyens de contrôle 27-28-29-30-31, 2-.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la flasque 13 disposée indifféremment d'un côté ou l'autre des pistons 10-11 ou intercalée entre deux, disposant en son centre d'une noix 3 à pas filetée est débrayable ou pas et peut être bloquée et fixée par tous moyens sur toute partie du vérin. 3- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que l'axe de vérin 1 est constitué par une tige, filetée 2 au moins en partie, selon les applications recherchées, libre de rotation de moins d'un tour à plusieurs tours complets de plus de 360 et libre de translation si elle n'est pas bloquée et fixée sur l'un des embouts 12. 4- Dispositif suivant l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé par le fait que toutes les flasques et pistons 10-13-11- et toutes les parties en mouvement disposent de tous les moyens d'étanchéité 6 appropriés pour leurs déplacements à l'intérieur 7 du fourreau 20. 5- Dispositif suivant l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de maintien et d'espacement 8, des flasques 10-11-13 ou de l'ensemble mobile A, lorsqu'ils sont employés, sont constitués d'au moins deux entretoises maintenant l'écartement entre les flasques 10-13 ou 10-13-11 et venant se fixer en 23 de part et d'autre de ces flasques 10-13 ou 10-13-11 et sont adaptés à la course de l'axe 1 fileté 2. I0 6- Dispositif suivant l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé par le fait que selon que l'axe 2 est fileté en partie ou en totalité, en fonction des applications, son déplacement peut s'effectuer ou pas en partie avec ou sans rotation répétitive ou pas, s'arrêter et reprendre en continu ou alternativement. 7 -Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que des moyens de blocage et de fixation 21-22-23-24-25-26 peuvent être disposés de part et d'autre de l'ensemble mobile A et de toutes les flasques 10-1113 et ou sur toutes parties de l'axe 1 fileté 2, ou toutes autres parties du vérin, pour en limiter, déterminer, ou bloquer la course ou la rotation 8- Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tiges guides 4, au moins 2, tout en permettant et assurant par le déplacement ou maintien des flasques 10-13-11 ou ensemble mobile (10-13-11) - (10-13) la translation ou pas la rotation ou pas, simultanément ou pas, d e L'axe 1 ou tige filetée 2, peuvent également servir de maintien et de fixation des embouts 12 de vérin au travers 7 du fourreau-20 *****************************