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L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux vérins pneumatiques à pression différentielle., et d'âpres lesquels ces appareils sont agencés de façon à être alimentés par une seule canalisation d'air comprimé, et à ne nécessiter aucun dispositif élastique de rappel ou aucune alimentation pennanente d'un côté de 1?orge.ne mobile,, ainsi qu'il est usuel dans les vérins de ce type.
D'une façon générale, 1''invention consiste essen- tiellement à prévoir des passages de fluide en pression entre les deux côtés de l'organe mobile, ces passages
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étant étudiés en vue de permettre, du côté opposé à celui soumis à l'effort moteur, la constitution d'une sorte de "ressort pneumatique" destiné à assurer le rappel de l'organe mobile avec une force de détente s'annulant ou presque, pour le maintenir en fait dans sa position de repos soue Inaction d'une faible pression résiduelle, ce ressort pneumatique étant reconstitué lors de chaque action motrice transmise au vérin.
Diaprés un mode de réalisation préféré pour vérin à tige rentrée dans le cylindre en position de repos et avec alimentation du côté opposé à celle-ci, il est prévu lors de cette alimentation une admission rapide d'air comprimé vers le côté de la tige, en munissant par exemple le piston d'une garniture à étanchéité unilatérale, et il est prévu un retour lent du fluide lors de la mise à l'échappement du côté "moteur", de façon à obtenir l'effet de rappel pneumatique précité, ce retour lent s'effectuant par la voie de la garniture adaptée à cet effet, ou d'un clapet élastique, par exemple.
D'après un autre mode de réalisation pour vérin à tige sortant du cylindre en position de repos et avec alimentation du côté de celle-ci, il est prévu lors de cette alimentation une admission lente d'air comprimé vers le côté opposé à la tige, un agencement à effet limi- teur de contre-pression en fin de course de l'organe mobile et une fuite contrôlée par clapet élastique étant prévus de ce dernier côté, pour permettre à la fois la course de l'organe mobile, avec arrêt normal, et ensuite son rappel par effet pneumatique lors de la mise à 1'échappement du côté "moteur".
Dans les deux cas, la tige est creuse de façon à constituer une réserve accroissant la force de détente du ressort pneumatique de rappel.
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Ces réalisations comparées aux réalisations usuelles qui comportent une alimentation permanente et indépendante d'un côté de l'organe mobile, permettent de simplifier l'installation des vérins et d'en obtenir un fonctionnement plus sûr. On évite en effet l'appareil- lage nécessaire à ce raccordement permanent entre l'appa- reil et le réseau. D'autre part et dans ce cas, le vérin n'est pas toujours exempt de fuites et la présence d'une pression permanente tend à provoquer le collage des garni- tures, allant jusqu'au blocage du vérin, ces inconvénients étant éliminés dans les vérins conçus selon l'invention, ainsi qu'on le verra mieux plus loin.
De même dans certaines autres .applications, on utilise pour assurer le rappel de l'organe mobile un ressort généralement disposé dans le cylindre de vérin;, mais le fonctionnement durable de l'appareil est subordonné à la bonne tenue du ressort. Or, l'on sait que ces ressorts s'oxydent, se fatiguent et arrivent à se rompre, en provo- quant des rayuros dans le cylindre ou des déchirures des garnitures,ces inconvénients et la sécurité précaire de fonctionnement qui en résulte, étant également éliminés dans les appareils proposés.
Plusieurs formes de réalisation de vérins selon l'invention, seront maintenant décrites à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lealuel
La figure 1 est une vue en coupe verticale par l'axe d'un vérin à tige rentrée dans le cylindre en posi- tion de repos,cette position tant indiquée sur la demi-- -vue de droite,la demi-vue de gauche représentant l'organe mobile à mi-course;
La figure 2 est une vue partielle en coupe axiale, d'une variante de réalisation d'un vérin du type de celui de la figure 1;
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La figure 3 est une vue en coupe verticale par l'axe d'un vérin à tige sortant du cylindre en position de repos, la demi-vue de droite montrant l'organe mobile à mi-course et la demi-vue de gauche le montrant à fond de course;
La figure 4 est une vue de détail en coupe diamé- trale du clapet élastique équipant le vérin de la figure 3.
En se reportant à la réalisation de la figure 1, on voit en 1 le corps de vérin, ici de section carrée et pouvant être fixé sur un support à l'aide de boulons ou vis passant dans les trous 2. Une tête 3, formant cylindre de vérin, est vissée en 4 dans le corps 1, à l'aide d'une clé appropriée s'engageant sur les rainures 5. 6 est une garniture de presse-étoupe assurant l'étanchéité de la tige 7 à la sortie du corps 1.
On voit en 8, 9 les lèvres d'étanchéité intérieures et en 10 la lèvre racleuse. 11 est l'armature de la garniture ajustée dans son logement contre le fond duquel elle est maintenue par serrage de la tête 3 qui s'appuie contre la bague 12, laquelle ménage un logement annulaire pour les lèvres 8, 9. Un joint plat 13 assure l'étanchéité entre la bague 12 et le cylindre de vérin 3.
Le piston porté par la tige 7 est essentiellement constitué par une garniture 14 maintenue sur une collerette circulaire 15.
Cette garniture du type à étanchéité unilatérale comporte des lèvres d'étanchéité coulissante 16 et statique 17 dirigées du côté du piston à rendre étanche; des bourrelets 18 formant coussinets de glissement et un bourrelet 19 fonnant amortisseur de fin de course du côté du fond de la tête 3.
Des cannelures 20 dont le rôle sera indiqué plus
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loin sont pratiquées radialement dans l'amortisseur 19 et se prolongent transversalement aux bourrelets circulai- res 18 jusqu'à la naissance de la lèvre 16. De même:, des perforations sans enlèvement de matière 21, sont prati- quées à la base de cette lèvre 16.
La tige de piston 7 est évidée et forme une capacité 22 'fermée par le fond serti 23 et mise en communication avec le cylindre du vérin;, côté tige, par les trous 24 pratiqués dans la collerette 25.La tubulure 26 est l'orifice d'entrée de l'air comprimé dans le vérins le raccord de tuyauterie se vissant sur le filetage 27.
Le fonctionnement de ce vérin à tige rentrée dans le cylindre en position de repos, position de droite de la figure 1, est le suivant. Si l'on ouvre le distributeur d'alimentation (non représenté), l'air comprimé pénètre dans le cylindre par la tubulure 26 etagit immédiatement sur le piston qui se déplace vers le fond opposé du vérin.
Ce déplacement est favorisé par l'admission immédiate de l'air comprimé sous la presque totalité de la surface du piston grâce aux cannelures 20. Passant par les prolonge- ments de ces cannelures dans les bourrelets 18, l'air comprimé parvient à la lèvre 16 qui se couchepuis il passe dans l'espace annulaire 28 ainsi que dans la capacité 22 grâce aux trous 24. A ce moment, le vérin est entière- ment rempli dU air comprimé,mais le piston poursuit cepen- dant son mouvement sous l'effort différentiel des pressions s'exerçant respectivement suivant la flèche 29, effort moteur, et la flèche 30, effort résistant.
Le piston parvenu en fin de coursela collerette 25 venant en butée avec amortissement contre le joint 13, l'ensemble mobile restera dans cette position pendant tout
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le temps que durera l'alimentation en air sous pression.
Si, l'on ferme l'arrivée d'air par le distributeur, mettant ainsi le vérin à l'échappement, l'air contenu dans la capacité 31 du vérin est immédiatement évacué. Mais l'air en pression précédemment admis dans l'espace annulaire 28 et emmagasiné dans la capacité 22 de la tige du piston, constitue de ce fait uh ='ressort pneumatique" dont la force de détente, dès la mise à l'échappement de la capacité 31, ramène vivement le piston à sa position de repos contre le fond du cylindre 3.
Au cours de ce mouvement, l'air contenu dans l'espace annulaire 28 et dans la capacité 22, dilate les orifices 21 de la garniture 14 et s'échappe lentement par la voie des cannelures 20 et de la tubulure 26, avec une vitesse qui décroît avec sa pression. Au bout d'un temps déterminé, tout cet air sera évacué à cela près que la fermeté des orifices 21 a pour effet de maintenir en 22 et en 28 une légère pression résiduelle qui tontribue à appliquer le piston contre le fond de cylindre 3. Les orifices 21 sont en effet,comme il a été dit ci-dessus, de simples perfora- tions de la garniture sans enlèvement de matière.
Au cas où une nouvelle impulsion serait donnée au vérin immédiatement après son retour en position de repos et avant évacuation de la totalité de l'air des capacités 22 et 28, le mouvement de l'organe mobile serait sensible- ment aussi rapide que s'il se faisait après décompression du ressort pneumatique de rappel, en raison de la force largement prépondérante exercée dans le sens de la flèche 29 et sur toute la surface du piston, l'effort résistant étant en effet limité à l'action de l'air en pression sur une surface sensiblement égale à la section de l'espace annulaire 28,
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La figure 2 montre en variante une disposition différente pour réaliser la décompression du ressort pneumatique de rappel.
La garniture 14 demeure dans son ensemble identique à celle de la figure 1, mais elle ne comporte pas de perfo- rations 21 dans la lèvre coulissante 16 et il n'y a plus de fuite d'air possible au niveau de la garniture lors de la détente du ressort pneumatique. Par contre, la capacité intérieure 22 de la tige de piston est fermée non par un bouchon étanche tel que 23 (figure 1), mais par un joint élastique 32 présentant en son centre une perforation 33.
Ce joint est maintenu en place entre une bague d'appui 34 et une rondelle sertie 35- On voit que la partie centrale 36 du joint élastique qui entoure la perforation 33, n'auto- rise ici de par sa forme, qu'un passage de fluide dans le sens capacité 22 - capacité 31, ce joint formant clapet de décompression du ressort pneumatique.
Le fonctionnement du vérin demeure analogue. Lors de l'entrée de l'air comprimé dans le vérin par la tubulure 26, le piston est vivement déplacé et l'air comprimé passe comme précédemment dans l'espace annulaire 28 et dans la capacité 22 grâce au fléchissement de la lèvre 16. Au moment de la mise à l'échappement de la capacité 31, le piston est rappelé vers le fond du cylindre 3 par la pression de l'air régnant dans les capacités 22 et 28 et en même temps, il y a évacuation progressive de cet air par la perforation 33 qui s'est ouverte en fonction de la pression, assurant ainsi la décompression du ressort pneumatique de rappel avec, comme dans le cas précédent, maintien d'une légère pression résiduelle stabilisant l'organe mobile du vérin.
On conçoit qu'un tel vérin qui n'est pas soumis à une pression permanente pendant tout le temps qu'il n'est pas employé, ne risque aucunement de provoquer des fuites:..,,
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d'autre part, les garnitures n'étant pas appliquées contre les parois par une pression unilatérale permanente, ne risquent pas d'adhérer à ces parois et l'organe mobile répond immédiatement à l'impulsion transmise au vérin lorsque le distributeur est actionné; enfin, lorsque le vérin est en pression, la garniture coulissante se trouve équilibrée, ce qui contribue à faciliter le rappel de l'ensemble mobile.
La figure 3 correspond à un mode de réalisation pour vérin à tige sortant du cylindre en position de repos, le principe de fonctionnement consistant également à cons- tituer un ressort pneumatique de rappel à chaque mise en oeuvre du vérin.
Dans cette réalisation, le vérin est, en fonctionne- ment, alimenté du coté de sa tige 37 par une tubulure 38 pratiquée à une extrémité du cylindre, lequel est ici constitué par le corps 39 de l'appareil. Dans ce cas, il est prévu une admission lente de l'air comprimé entre le côté de la tige ou capacité annulaire 40, et la capacité opposée 41, avec fuite d'air possible du coté de cette dernière par l'intermédiaire d'un joint élastique 42, formant clapet. Ce joint 42,qui est représenté séparément à la figure 4,est maintenu au fond du cylindre sous la tête vissée 43, son bourrelet de fixation 44 assurant l'étanchéité de l'assemblage.
Il présente une perforation centrale 45, réalisée sans enlèvement de matière et auto- risant une fuite hors du vérin pour une pression donnée, dont la valeur peut être ici ajustée, grâce à une cuvette réglable 46. On voit en effet par comparaison des demi- -vues de la figure 3, que la position de cette cuvette 46 permet de faire varier la fermeté présentée par la perfora- tion centrale 45 et s'opposant normalement à la fuite d'air hors de la capacité 41.
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Ce joint 42 présente, en outre, un borrelet circu- laire 47 destiné à coopérer avec la face 48 du piston lors- que celui-ci est déplacé en fin de course, en vue d'inter- rompre la fuite d'air hors du vérin et de limiter l'action de la contre-pression dans la capacité 41.
On voit que la tige creuse 37, constitue ici encore une capacité 37 mise en communication permanente avec la capacité 41, par des orifices 49*
Le piston est muni de deux garnitures 50, 51, à double lèvre d'étanchéité.
La garniture 50 a pour rôle d'assurer l'étanchéité entre piston et cylindre, face à la capacité annulaire 40, et de n'autoriser qu'une admission lente d'air comprimé vers la capacité 41, par la voie obligatoire des perfora- tions 52 que présente sa lèvre coulissante, puis par celle des cannelures 53 prévues sur son corps torique 54. La garniture 51 assure l'étanchéité entre piston et cylindre face à la capacité 41, et sa lèvre coulissante peut s'in- fléchir pour permettre le passage vers cette capacité de l'air en pression provenant de la capacité 40, lorsque celle-ci est alimentée, cette garniture présentant égale- ment des cannelures telles que 53 .
La tige de ce vérin, ainsi qu'on le verra ci-après, est normalement sortie du cylindre en position de repos de l'appareil, lequel fonctionne comme suit.
Lorsque l'air comprimé provenant d'un distributeur non représenté est admis par la tubulure 38 dans la capacité annulaire 40, l'ensemble mobile est chassé vers le fond 43 du vérin. L'air comprimé admis dans la capacité 41 par la voie des orifices 52, ainsi que l'air existant dans cette capacité, s t échappent au cours du mouvement de l'ensemble mobile par l'orifice de fuite 45 du clapet 42. L'effort résistant est de ce fait peu important, et le piston vient
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vivement s'appliquer en butée contre le bourrelet 47 de la garniture clapet 42.
A partir de cet instant, la fuite d'air par le clapet 42 est supprimée, et la pression d'air comprimé issu de la capacité 40 s'établit, d'une part, dans
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la partie annulaire de la capacité 41a - délimitée entre cylindre et piston autour de la zone d'appui de/ce dernier avec la garniture 42, et, d'autre part, dans la capacité 371 de la tige.
On voit que l'action de l'air en pression sur l'ensemble mobile est prépondérante dans le sens de la flèche 55 et s'exerce avec une force résultante égale au produit de la pression par la surface annulaire de rayon externe 56 et interne 57. L'ensemble mobile demeurera ainsi appliqué contre la garniture 42 aussi longtemps que sera entretenue l'alimentation en air comprimé par la tubulure 38. Lorsque le distributeur est actionné dans le sens mettant la capacité 40 à l'échappement, l'air comprimé de la capacité 371 et de la partie annulaire de la capacité 41 transmet alors,en exerçant sa pression sur la garniture 51, une impulsion à l'ensemble mobile qui est repoussé dans le sens de la flèche 58.
Dès que le piston a quitté. la garniture 42, l'air comprimé des capacités 371 et 41 continue de se détendre en poussant à la fois le piston sur toute sa surface et en s'échappant progressivement par l'orifice 45 du clapet 42, l'ensemble mobile étant rappelé en butée contre le fond 59 du cylindre, avec contact amorti par le joint élastique 60. L'ensemble mobile demeure, comme dans les cas précédents, maintenu dans cette position de repos grâce à la pression résiduelle prévue dans la capa- cité 41 et conditionnée par la fermeté de l'orifice de fuite 45, ce qui constitue ainsi une sécurité.
Bien entendu, les présente formes de réalisation ont
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surtout été données à titre d'indication et l'on conçoit que l'on pourra établir de nombreuses variantes, notamment quant à la réalisation des organes de passage du fluide, sans pour autant sortir du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS 1.- Perfectionnements aux vérins pneumatiques à pression différentielle consistant essentiellement à prévoir l'alimentation du: vérin en air comprimé à l'aide d'une seule canalisation raccordée du côté de l'organe mobile soumis à l'effort moteur;, et à prévoir également un passage de l'air comprimé admis dans le vérin, vers le côté de l'organe mobile opposé au côté soumis à l'effort moteur, l'air introduit du côté opposé à la force motrice étant destiné à effectuer le retour à la position normale avec une force de détente s'annulant pratiquement, grâce à un passage prévu pour créer de ce même côté une fuite plus lente que celle de la mise à l'échappement du côté moteur.
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