Brevet FR2887596A1 — publié le 20061229

La présente invention concerne un dispositif de blocage de la tige d'un vérin et concerne également un vérin, hydraulique ou pneumatique, équipé d'un tel dispositif de blocage. Elle s'applique plus particulièrement aux appareils constitués par exemple par des pinces, des serrages, des pilotes linéaires ou des pilotes multifonctions, et d'une manière plus générale à tous les appareils hydrauliques ou pneumatiques permettant de maintenir, serrer ou faire mouvoir des pièces. Les normes concernant les organes en mouvement évoluant vers un besoin accru de sécurité, de tels appareils doivent intégrer une fonction sûreté figeant leur position en cas de coupure de l'alimentation. Cette fonction peut également être requise dans certains processus, tels que le transfert de pièces sur palettes ou luges, car ces dernières sont généralement dépourvues de source d'énergie. Il existe donc actuellement différents dispositifs permettant de bloquer la tige d'un vérin en l'absence d'alimentation. Toutefois, ceux-ci sont généralement assez complexes, ce qui pose des problèmes de fiabilité et donc de sécurité. La présente invention a ainsi pour but principal de remédier à ces inconvénients et, pour ce faire, elle a pour objet un dispositif de blocage qui se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend au moins deux cames pivotantes aptes à venir en contact avec deux surfaces opposées de la tige sous l'action d'au moins un ressort de rappel, afin de provoquer son blocage dans une direction déterminée par un effet de coincement, en l'absence d'alimentation du vérin. De plus, il est prévu un piston de déblocage agissant sur les cames à l'encontre de l'action du ressort de rappel, lorsque le vérin est alimenté dans le sens qui correspond au déplacement de la tige dans ladite direction déterminée. Grâce à cet ensemble de dispositions, on obtient un dispositif de blocage particulièrement simple et efficace, offrant par conséquent toutes les garanties de sécurité. De préférence, l'extrémité des cames est constituée par 5 une empreinte de forme semi cylindrique de même diamètre que celui de la tige balayée sur un arc de cercle. Ainsi, l'efficacité du système est déterminée par la zone de contact entre la came et la tige. Cette zone est au minimum une génératrice et au maximum une portion de cylindre. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le dispositif de blocage est équipé d'un mécanisme de déverrouillage manuel comportant un barillet cylindrique monté mobile en rotation en regard du piston de déblocage, ce barillet étant pourvu d'une ouverture excentrée apte à recevoir un outil dont l'extrémité vient en prise dans une lumière du piston de déblocage. Ainsi, la rotation du barillet provoque le déplacement du piston de déblocage à l'encontre de l'action du ressort de rappel et donc le déblocage des cames. La présente invention porte également sur un vérin, hydraulique ou pneumatique, équipé d'un tel dispositif de blocage de tige. Dans le cas particulier d'un vérin comportant deux portions de tige disposées symétriquement de part et d'autre du 25 piston, celui-ci pourra avantageusement être équipé, à chaque extrémité, d'un dispositif de blocage de tige coopérant avec l'une des deux portions de tige. On obtient ainsi un vérin qui, en l'absence d'alimentation, se trouve bloqué dans ses deux directions de 30 déplacement. En variante, le vérin peut être équipé de deux dispositifs de blocage de tige disposés côte à côte et tête bêche. De préférence, il est prévu une alimentation commune, 5 distincte de la commande du vérin, pour piloter les deux pistons de déblocage simultanément. Le mécanisme de déverrouillage manuel peut alors être constitué par un barillet venant se visser dans un filetage et dont la pointe effilée provoque l'écartement des deux pistons de 10 déblocage. Plusieurs formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après à titre d'exemples, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue en coupe d'un vérin 15 équipé d'un dispositif de blocage de tige conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue de détail de la came de coincement; la figure 3 est une vue de la came suivant la 20 flèche III de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe d'un mécanisme de déverrouillage manuel; et la figure 5 est une vue en coupe d'une variante de réalisation à blocage bidirectionnel. Il convient tout d'abord de noter que dans la suite de la description, on va décrire l'invention dans son application à un vérin de type pneumatique, c'est-à-dire alimenté en air, mais il va de soi que cette invention pourrait tout aussi bien s'appliquer à un vérin hydraulique. Si l'on se réfère maintenant à la figure 1, on peut voir un vérin pneumatique constitué essentiellement par une chambre 1 pourvue d'un fond 2 et d'une tête 3. A l'intérieur de la chambre 1 est monté mobile en translation un piston 4 solidaire d'une tige 5 dont l'extrémité fait saillie à l'extérieur à travers la tête de vérin 3. Selon l'invention, un dispositif de blocage de la tige 5 est aménagé dans la tête de vérin 3 qui constitue alors le corps du dispositif. Il va de soi cependant que ce dispositif de blocage pourrait également être réalisé sous la forme d'un module indépendant susceptible d'être rapporté sur la tête de vérin. Conformément à l'invention, le dispositif de blocage est constitué de deux cames 6, montées pivotantes autour d'axes 7 et dont les extrémités 8 sont susceptibles de venir en contact avec deux surfaces opposées de la tige 5 afin de provoquer le blocage de cette dernière par un effet de coincement. A cette fin et comme représenté sur la figure 2, les extrémités 8 des cames sont biseautées dans le plan de pivotement. De plus dans le plan perpendiculaire, les extrémités 8 des cames ont une forme semi circulaire correspondant au diamètre extérieur de la tige de vérin 5, comme illustré sur la figure 3. Sur l'extrémité 8 des cames, la surface créée est réalisée par un balayage sur un arc de cercle de la forme semi cylindrique. Ainsi, la zone de contact entre la tige 5 et les cames 6 est au minimum une génératrice et au maximum une portion de cylindre. La man uvre des cames 6 s'effectue au moyen d'un piston 9, dit de déblocage, monté coulissant dans la tête de vérin 3. Ce vérin de déblocage 9 entoure la tige de vérin 5 et il est pourvu de lumières dans lesquelles viennent s'engager les extrémités 8 des cames 6. Par ailleurs, des ressorts de rappel 10, par exemple au nombre de trois, sont disposés entre le piston de déblocage 9 et le sommet de la tête de vérin 3, de manière à agir dans le sens du blocage de la tige 5 par les cames 6. Pour la manoeuvre du vérin proprement dite, une entrée d'air 11 est ménagée dans le fond 2 qui communique avec la chambre inférieure du vérin, et une entrée d'air 12 est ménagée dans la tête de vérin 3 qui communique avec la chambre supérieure du vérin. Enfin, un chapeau 13 est prévu pour limiter la course du piston de déblocage 9. On notera que l'entrée d'air 12 communique d'abord avec la chambre de commande du piston de déblocage 9, puis avec la chambre supérieure du vérin par un orifice 14 ménagé dans le chapeau 13. On va maintenant décrire le fonctionnement de ce dispositif de blocage de la tige de vérin 5. Lorsque le vérin est alimenté en air par l'entrée 11, la tige 5 est mue dans le sens de l'extension vers l'extérieur sous l'action du piston 4 et, ce faisant, elle entraîne les cames 6 en rotation par frottement. Le contact entre la tige 5 et les cames 6 étant du type glissant, l'action de contact fait tourner les cames autour de leur axe 7 dans un sens qui tend à les éloigner de la surface de la tige 5, grâce à leur forme particulière, ce qui favorise le glissement. L'extension de la tige 5 à l'extérieur du vérin ne présente donc aucune difficulté. On notera que lors de ce mouvement, le piston de déblocage 9 se trouve indirectement déplacé dans le même sens que la tige 5, à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 10, sous l'action de la rotation des cames 6. Lorsque le vérin est alimenté en air par l'entrée 12, la tige 5 est mue dans le sens de la rétraction à l'intérieur du vérin sous l'action du piston 4 alimenté en air par l'orifice 14. Simultanément, le piston de déblocage 9 est déplacé dans le sens opposé, à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 10, ce qui écarte les cames 6 de la surface de la tige. La rétraction de la tige à l'intérieur du vérin ne présente donc là encore aucune difficulté. En revanche, lorsque le vérin n'est plus alimenté en air, ni par l'entrée 11, ni par l'entrée 12, les ressorts de rappel 10 exercent sur le piston de déblocage 9 un effort qui tend à appliquer les cames 6 contre la surface de la tige 5. Cette dernière se trouve alors, par effet de coincement, complètement bloquée dans le sens de la rétraction à l'intérieur du vérin. Par contre, elle pourrait le cas échéant être déplacée sans difficulté dans le sens contraire, grâce à la forme particulière de ces cames. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 4, le dispositif de blocage selon l'invention est en outre équipé d'un mécanisme de déverrouillage manuel. Il peut en effet être nécessaire dans certains cas, notamment lors d'essais ou de remise en route après un arrêt, de pouvoir man uvrer librement la tige de vérin en l'absence d'alimentation en air. Ce mécanisme de déverrouillage est constitué essentiellement par un barillet cylindrique 15 monté mobile en rotation dans la tête de vérin 3, en regard du piston de déblocage 9. Dans ce barillet 15 est ménagée une ouverture excentrée apte à recevoir un outil 16, constituée ici par une clef hexagonale, dont l'extrémité est susceptible de venir s'engager dans une lumière du piston de déblocage 9. Ainsi, en effectuant simplement un quart de tour avec l'outil 16, on vient soulever le piston de déblocage 9, à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 10, ce qui provoque l'écartement des cames 6 de la surface de la tige de vérin 5 et donc la libération de cette dernière. On notera que le retrait de l'outil 16 suffit à réarmer automatiquement le système de sécurité, c'est-à-dire le dispositif de blocage selon l'invention. Ainsi, on supprime tout risque d'oubli de réarmement du système, l'indice visuel de la présence de l'outil 16 suffisant à signaler à l'opérateur que ledit système est potentiellement désactivé. On aura remarqué que le dispositif de blocage selon l'invention qui vient d'être décrit ne permet de bloquer la tige de vérin que dans une seule direction. Or, dans certains cas, il est nécessaire de bloquer la tige de vérin simultanément dans les deux directions. A cette fin, on pourra par exemple utiliser un vérin comportant deux portions de tige disposées symétriquement de part et d'autre du piston 4 et monter sur chacune de ces portions de tige un dispositif de blocage selon l'invention, l'un des dispositifs agissant dans un sens et l'autre dans le sens contraire. On peut également, comme illustré sur la figure 5, prévoir deux dispositifs de blocage selon l'invention, montés côte à côte et tête bêche sur la même portion de tige 5. Chaque module comporte ainsi deux paires de cames 6, 6'montées pivotantes sur des axes 7, 7', deux pistons de déblocage 9 et 9' et deux séries de ressorts de rappel 10, 10'. Tous ces éléments sont maintenus dans des corps, respectivement 17 et 17'. Dans le corps 17 est prévu une entrée d'air 18 permettant de manoeuvrer les pistons de déblocage 9, 9', indépendamment de l'alimentation proprement dite du vérin. Ainsi, lorsque l'entrée 18 est alimentée en air, les deux pistons 9 et 9' sont repoussées à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 10 et 10'. Les cames 6 et 6' s'écartent alors de la tige 5 qui peut donc se mouvoir librement dans les deux sens. Au contraire, en l'absence d'alimentation, les ressorts de rappel 10 et 10' exercent leur action et provoquent l'immobilisation de la tige 5 dans les deux directions, par effet de coincement des cames 6 et 6' sur la surface de la tige. Le déverrouillage manuel s'effectue au moyen d'un barillet 19 venant se visser dans un filetage du corps 17. Ce barillet peut être man uvré au moyen d'une clef hexagonale non représentée et comporte une pointe conique qui vient alors s'insérer entre les deux pistons de déblocage 9 et 9' afin de les écarter l'un de l'autre, à l'encontre de l'action exercée par les ressorts de rappel 10 et 10', libérant ainsi la tige 5. En fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque l'entrée 18 est alimentée en air, la mauvaise position éventuelle du barillet 19 est signalée à l'utilisateur par une fuite d'air permanente qui se produit à travers une canalisation aménagée dans le corps même du barillet. 9 REVENDICATIONS 1. Dispositif de blocage de la tige (5) d'un vérin, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux cames pivotantes (6) aptes à venir en contact avec deux surfaces opposées de la tige (5) sous l'action d'au moins un ressort de rappel (10), afin de provoquer son blocage dans une direction déterminée par un effet de coincement, en l'absence d'alimentation du vérin. 2. Dispositif de blocage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un piston de déblocage (9) agissant sur les cames (6) à l'encontre de l'action du ressort de rappel (10), lorsque le vérin est alimenté dans le sens qui correspond au déplacement de la tige (5) dans ladite direction déterminée. 3. Dispositif de blocage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'extrémité (8) des cames (6) est constituée par une empreinte de forme semi cylindrique de même diamètre que celui de la tige (5) balayée sur un arc de cercle. 4. Dispositif de blocage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un mécanisme de déverrouillage manuel comportant un barillet cylindrique (15) monté mobile en rotation en regard du piston de déblocage (9), ce barillet (15) étant pourvu d'une ouverture excentrée apte à recevoir un outil (16) dont l'extrémité vient en prise dans une lumière du piston de déblocage (9). 5. Vérin hydraulique ou pneumatique, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif de blocage de tige selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6. Vérin selon la revendication 5, comportant deux portions de tige disposées symétriquement de part et d'autre du piston, caractérisé en ce qu'il est équipé, à chaque extrémité, d'un dispositif de blocage de tige coopérant avec l'une des deux portions de tige. 7. Vérin selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est équipé de deux dispositifs de blocage de tige disposés côte à côte et tête bêche. 8. Vérin selon la revendication 7, caractérisé en ce 5 qu'il est prévu une alimentation commune (18), distincte de la commande du vérin, pour piloter les deux pistons de déblocage (9, 9') simultanément. 9. Vérin selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un mécanisme de déverrouillage manuel constitué par un barillet (19) venant se visser dans un filetage et dont la pointe effilée provoque l'écartement des deux pistons de déblocage (9, 9').