CH345770A - Vérin pneumatique à pression différentielle - Google Patents

Description

Wrin pneumatique ä Pression differentielle La presente invention a pour objet un v & in pneu- matique ä Pression differentielle, dann lequel un pis- ton relie ä une tige de piston et muni au moins dune gamiture d'etancheit6 est susceptible de se & placer dans un, cylindre, caracterise en ce que 1e cylindre comporte un orifice unique d'alimentation en air com- prim6 communiquant avec une chambre situee du c6te du piston soumis ä la Pression de travail, au moins une garniture 61astique d'etanch6ite permettant 1e Passage de Fair comprim6 vers une chambre situee de Fautre cöt6 du, piston, cependant qu'au moins un orifice, lorsque la chambre contient de Pair comprime, permet une fuite de ce dernier vers Patmosphere, fuite plus faible que 1'6chappement <B>de</B> Fair comprime con- tenu dann la chambre lorsque celle-ci est mixe ä 1'atmosphere, de faron que la Pression de fair com- prime contenu Jans la chambre reste suffisante pour ramener 1e piston et sa tige Jans leur Position initiale.

Le dessin, annexe represente, ä titre d'exemple, deux formes: d'ex6cution et une variante du v6rin objet de Pinvention.

La fig. 1 est une coupe verticale par faxe du v & in conatituant catte Premiere forme d'exkution, la demi-coupe de droite montrant Forgane mobile en Position de repos, la demi-coupe de gauche repr6sen- tant 1'organe mobile ä mi-course.

La fig. 2 est une coupe partielle axiale de la variante.

La fig. 3 est une coupe verticale par Faxe du v6rin constituant la seconde forme d'ex6cution et dans laquelle la tige sort du cylindre en Position de repos, la demi-coupe de droite montrant Forgane mobile ä mi-course et la demi-coupe de gauche 1e montrant ä fond de course.

La fig. 4 est une coupe diam6trale du elapet 61as- tique 6quipant 1e v6rin de la fig. 3.

Le v6rin repr6sent6 ä la fig. 1 comprend un Corps 1, de section carr6e, pouvant etre fix6 sur un support ä 1'aide de boulons ou vis Passant dann des trous 2. Une tete 3, formant cylindre du v6rin, est vissee en 4 dann 1e Corps 1, ä Faide dune c16 s'engageant dans des rainures 5. Un presse-6toupe 6 assure 1'etancheite de la tige 7 ä la sortie du Corps 1.

Ce presse-6toupe 6 comprend des levres d'6tan- ch6it6 interieures 8, 9 et une levre racleuse 10. Une armature 11 du presse-6toupe est ajust6e dans un logement contre 1e fond duquel eile est maintenue par serrage de la tete 3 qui s'appuie contre une bague 12, laquelle m6nage I> un logement annulaire pour les levres 8, 9. Un joint plat 13 assure 1'6tancheit6 entre la bague 12 et 1e cylindre du v6rin 3.

Le piston. port6 par la tige 7 est constitu6 par une garniture 14 maintenue sur une collerette circulaire 15.

Cette garniture, du type ä 6tancheit6 unilat6rale, comporte des levres d'etancheite coulissante 16 et statique 17 dirig6es du cöt6 du piston ä rendre 6tan- che, des bourrelets 18 formant coussinets de glisse- ment et un bourrelet 19 formant amortisseur de fin de course du cöte du fond de la tete 3.

Des canneluresi 20, dont 1e röle Sera indiqu6 plus loin, sont pratiqu6es. radialement dann Famortisseur 19 et se prolongent transversalement par rapport aux bourrelets circulaires 18 jusqu'ä la naissance de la levre 16. De meine, des perforations sans enlevement de matiere 21 sont pratiqu6es ä 1a, base de rette levre 16.

La tige 7 est dvidde et forme une chambre 22 ferm@e par un fond serti 23 et mise en communica- tion avec 1e cylindre du v6rin, c6t6 tige, par des trous 24 pratiques (ans une collerette 25. Une tubulure 26 forme Forifice d'entr6e de Fair comprim6 (ans 1e v6rin, un raccord de tuyauterie se vissant sur un filet 27.

Le fonctionnement de ce v6rin ä tige rentrde Jans 1e cylindre en Position de repos, Position de droite de la fig. 1, est 1e suivant : si. Fon ouvre un distribu- teur d'alimentation (non repr6sent6), Fair comprime penUre (ans 1e cylindre par la tubulure 26 et agit immediatement sur 1e piston qui se d6place vers, 1e fond oppos6 du v6rin. Ce d6placement est favoris6 par Fadmission imm6diate de fair comprim6 sous la presque totalit6 de la surface du piston gräce aux cannelures 20. Passant par les prolon.gements, de res cannelures dann les bourrelets 18, Pair comprime par- vient ä la levre 16 qui se coache, puis il passe dann un espace annulaire 28, ainsi que dann la chambre 22, gräce aux trous 24.A ce moment, 1e verin est entierement rempli d'air comprim6, mais 1e piston poursuit cependant son mouveinent sous Feffort diffe- rentiel des: Pressions s'exergant respectivement suivant 1a fleche 29, effort moteur, et la fleche 30, effort r6sistant.

Le piston Parvenu en fin de course, la collerette 25 venant en but6e avec amortissement contre 1e joint 13, Fensemble mobile restera dann rette Posi tion Pendant tout 1e temps que durera Falimentation en air sous Pression. Si 1'on ferme 1'arriv6e d'air par 1e distributeur, mettant ainsi 1e vdrin ä 1'6chappement, fair contenu dann 1a chambre 31 du v6rin est imm6- diatement 6vacu6, mais Fair sous Pression pr6c6dem- ment admis (ans Pespace annulaire 28 et emmaga- sin6 dann la chambre 22 de la tige du piston, consti- tue de ce fait un ressort pneumatique dont la force de d6tente, des. la mise ä P6chappement de la chambre 31, ramme vivement 1e piston ä sa Position de repos contre 1e fond du cylindre 3.

Au cours de ce mouvemänt, Fair contenu Jans Fespace annulaire 28 et dann la chambre 22 dilate les orifices 21 de la garniture 14 et s'echappe lente- ment par la voie des cannelures 20 et de la tubulure 26, avec une vitesse qui ddcro"it avec sa Pression. Au bout d'un temps determin6, tont cet air Sera 6vacu6, ä. cela pres que laRTI ID="0002.0277" WI="12" HE="4" LX="566" LY="2304"> fermet6 des orifices 21 a pour effet de maintenir (ans la chambre 22 et 1'espace annu- laire 28 une 16gere Pression residuelle qui contribue ä appliquer 1e piston contre 1e fond de cylindre 3. Les orifices 21 sont en effet comme il a 6t6 dit ci-dessus, de simples perforations de 1a 'garniture sans enleve- ment de matiere.

Au ras oü une nouvelle impulsion serait donnde au v6rin immMiatement apres son retour en Position de repos et avant dvacuation de la totalit6 de Fair des chambres 22 et 28, 1e mouvement de Forgane mobile serait pratiquement aussi rapide que s'il se faisait apres, decompre.ssion du ressort pneumatique de rap- pel, en raison de la foree largement pr6pond6rante exere6e dann 1e sens de la fleche 29 et sur toute la surface du piston, Feffort r6sistant & an,t en effet limit6 ä 1'action de fair sous Pression sur une surface approximativement Egale ä la section de Pespace annulaire 28. La fig. 2 montre, en variante, une disposition differente pour r6aliser la d6compression du ressort pneumatique de rappel.

La garniture 14 demeure (ans son ensemble iden- tique ä celle de la fig. 1, mais elle ne comporte pas de perforations 21 (ans 1ä levre coulissante 16 et il n'y a plus de fuite d'air possible au niveau de la gar- niture lors de la ddtente du ressort pneumatique. Par contre, la chambre 22 de la tige de piston est ferm6e non par un bouchon 6tanche tel que 23 (fig. 1), mais par un joint elastique 32 presentant en son centre une Perforation 33. @Ce joint est maintenu en place entre une bague d'appui 34 et une rondelle sertie 35. 0n voit que la Partie centrale 36 du joint 6lastique qui entoure la Perforation 33 n'autorise ici, de par 5a forme, qu'un Passage de fluide (ans 1e sens cham- bre 22 - chambre 31, ce joint formant clapet de d6- compression du ressort pneumatique.

Le fonctionnement du v6rin demeure analogue. Lors de 1'entree de Fair comprim6 dann 1e v6rin par la tubulure 2.6, 1e piston est vivement d6plac6 et Fair comprime passe comme prdc6demment dann 1'espace annulaire 28 et (ans la chambre 22 gräce au f16chis- sement de la levre 16. Au moment de la mise ä 1'6chappement de la chambre 31, 1e piston est rap- pe16 vers 1e fond du cylindre 3 par la Pression de Pair r6gnant (ans les chambre et espace annulaire 28 et, en meine tem;ps, il y a 6vaeuation progressive de cet air par la Perforation 33 qui s'est ouverte en fonc- tion de la Pression, assurant ainsi la dkompression du ressort pneumatique de rappel avec, comme (ans 1e ras pr6cddent, maintien (Tune legere Pression r6si- duelle stabilisant 1'organe mobile du v6rin.

0n congoit qu'un tel RTI ID="0002.0547" WI="8" HE="4" LX="1537" LY="2004"> verin qui n'est pas soumis ä une Pression permanente Pendant tout 1e temps qu'il n'est pas employ6, ne risque aucunement de provo- quer des fuites ; d'autre Part, les garnitures n'6tant pas appliqu6es contre les parois par une Pression. uni laterale permanente, ne risquent pas d'adh6rer ä res parois, et Porgane mobile r6pond imm6diatement ä 1'impulsion transmise au v6rin lorsque 1e distributeur est aotionn6 ; enfin, lorsque 1e v6rin est sous Pres sion, la garniture coulissante se trouve equilibree, ce qui contribue ä faciliter 1e rappel de Fensemble mobile.

La fig. 3 correspond ä une forme d'ex6cution d'un v6rin. ä tige sortant du cylindre en Position de repos, 1e principe de fonctionnement consistant 6ga- lement ä constituer un ressort pneumatique de rap- pel ä chaque mise en aeuvre du v6rin. Dans rette forme d'execution, 1e verin est, en fonctionnement, aliment6 du röte de sa tige 37 par une tubulure 38 pratiquee ä un.e extr6mit6 du cylin- dre, lequel est ici constitue par 1e corps 39. Dans ce ras, il est prevu une admission lente de Fair comprime entre une chambre annulaire 40, et une chambre opposee 41, avec feite d'air possible du röte de rette derniere par Fintermediaire d'un joint @lastique 42, formant clapet. Ce joint 42, qui est repr6s;ente sepa- rement ä la fig. 4, est maintenu au fond du cylindre sous une tete 43 viss6e s:ur 1e corps 39 par un bour- relet de fixation 44 assurant 1'etanch6ite de Passem blage. Il presente une Perforation centrale 45, realis6e sans enlevement de matiere et autorisant une feite hors du verin pour une Pression donn6e, dont la valeur peut etre ici ajustee, gräce ä une cuvette regla- ble 46. 0n voit en effet par comparaison des demi- vues de la fig. 3, que la Position de rette cuvette 46 permet de faire varier la fermete pr6sent6e par la Per foration centrale 45 et s'opposant n:ormalement ä la feite d'air hors de la chambre 41.

Ce joint 42 pr6sente, en outre, un bourrelet cir- culaire 47 destine ä prendre appui contre la face 48 du piston lorsque celui-ei est deplac6 en fin de course, en vue d'interrompre la feite d'air hors du v6rin et de limiter Faction de la contre-pression dans la chambre 41.

0n voit que la tige creuse 37 constitue ici encore une chambre 371 mise en communication, permanente avec la chambre 41 par des, orifices 49.

Le piston est muni de deux garnitures 50, 51, ä double levre d'6tanch6it6.

La garniture 50 a pour röle d'assurer 1'etan.ch6ite entre 1e piston et 1e cylindre, face ä la chambre annu- laire 40, et de n'autoriser qu'une admission lente d'air comprime vers la chambre 41, par la voie obli- gatoire de Perforation 52 que pr6sente sa levre cou- lissante, puis par celle de la cannelure 53 qui präsente son corps torique 54. La garniture 51 assure 1'6tan- cheite entre 1e piston et 1e cylindre face ä la chambre 41, et sa levre coulissante peut s'infl & hir pour per- mettre 1e Passage vers rette chambre de Pair sous Pression provenant de la chambre 40, lorsque celle-ci est aliment6e. Cette garniture pr6sen.te 6galement des cannelures 531.

La tige de ce verin" ainsi qu'on 1e verra ci-apres, est normalemen,t sortie du. cylindre en Position de repos du v6rin, lequel fonctionne comme seit lorsque Fair comprime provenant d'un distributeur non repr6sente est admis par la tubulure 38 Jans la chambre annulaire 40, Fensemble mobile est chasse RTI ID="0003.0276" WI="6" HE="4" LX="277" LY="2304"> vers 1e fond 43 du verin. L'air comprime admis Jans la chambre 41 par la voie des orifices 52, ainsi que Pair existant dann rette chambre, s'6chappent au cours du mouvement de Fensemble mobile par Pori- fice de feite 45 du clapet 42. L'effort resistant est de ce fait peu, important, et 1e piston vieret vivement s'appliquer en but6e contre 1e bourrelet 47 du clapet 42. A partir de cet instant, la feite d'air par 1e clapet 42 est supp@rim6e, et la Pression d'air comprim6 issu de la chambre 40 s'etablit, dune Part, dans la Partie annulaire de la chambre 41, d61imit6e entre 1e cylin- dre et 1e piston autour de la zone d'appui de ce der- nier avec la garniture 42 et, d'autre Part, dans la chambre 371 de la tige.

0n voit que Faction de Fair sous pression sur Pensemble mobile est pr6pon.d6rante dann 1e segs de 1ä fleche 55 et s'exerce avec une force r6sultante Egale au produit de la Pression par la surface annulaire de rayon externe 56 et interne 57. L'ensemble mobile demeurera ainsi appliqu6 contre la garniture 42 aussi longtemps que sera entretenue Falimentation en air comprim6 par la tubulure 38. Lorsque 1e distributeur est actionne dans 1e sens mettant la chambre 4.0 ä 1'6chappem:ent, Pair comprim6 de la chambre. 371 et de la Partie annulaire de la chambre 41 transmet alors, en exer@an:t sa Pression sur la garniture 51, une impulsion ä Pensemble mobile qui est repouss6 dann 1e sens de la fleche 58. Des que 1e piston a quitte la garniture 42, Pair comprime des chambre 371 et 41 continue de se d6tendre en poussant ä la fois, 1e pis- ton sur tonte sa surface et en s'echappant progressi- vement par Forifice 45 du clapet 42, 1'ensemble mobile 6tant rappe16 en butee contre 1e fond 59 du cylindre, avec contact amorti par un joint 61astique 60. L'ensemble mobile demeure, comme dans les ras precedents, maintenu dans rette Position de repos grace ä la Pression r6siduelle pr6vue dans la chambre 41 et conditionnee par la fermeta de Forifice de feite 45, ce qui constitue ainsi une süret6.

Claims (7)

1. REVENDICATION V6rin pneumatique ä Pression diffdrentielle, dans lequel un piston relie ä une tige de piston et muni au moins dune garniture d'6tanch6it6 est susceptible de se d6placer dann un. cylindre, caract6ris6 en ce que 1e cylindre (3, 39) comporte un orifice unque (26, 38) d'alimentation en air comprime communiquant avec une chambre -(31, 40) situ6e du cöt6 du piston soumis ä la Pression de travail, au moins un.e garni- ture 61astique d'etancheite (14, 50, 51) permettant 1e Passage de Fair comprime vers, une chambre (28, 41) situde de Fautre cöt@ du piston, cependant qu'au moins un orifice (21, 33, 45),RTI ID="0003.0544" WI="12" HE="4" LX="1622"LY="1995"> lorsque la chambre (28, 41) con;tient de Fair comprim6, permet une feite de ce dernier vers Fatmosphere, feite plus faiblei que 1'6chappement de Pair comprim6 contenu Jans la chambre (31, 40) lorsque celle-ci est mise ä Fatmo- sphere, de fagon que la Pression de Fair comprime contenu dans, la chambre (28,- 41) reste suffisante pour ramener 1e piston et sa tige (7, 37) dans leer Position initiale. SOUS-REVENDICATIONS 1. V6rin pneumatique selon la revendication, caract6ris6 en ce que la tige (7, 37) comporte un 6vi- dement (22) communiquant en permanence avec la chambre <B>(</B>28, 41) situ6e du c6t6 du piston oppose ä celui qui est soumis ä la Pression de travail.
2. 2. Verirr pneumatique selon la revendication, comprenant une tige rentree dans 1e cylindre en posi- tion de repos et avec alimentation du cöt6 oppos6 ä rette tige, caract6ris6 en ce que 1e passage de Fair comprim6 vers la chambre (28) situ6e du cöt6 du pis- ton qui West pas soumis ä la pression de travail est r6alis6 ä Faide dune Beule garniture 61astique (14) ä 6tanch6it6 unidirectionnelle avec levre coulissante (16) dirig6e du c6t6 de la tige (7).
3. 3. V6rin pneurnatique selon la revendication et la sous-revendication 2, caracteris6 en ce que Fo,rifice (21) autorisant la feite vers Fatmosphere est dilatable et consiitu6 par au moins une perforation r6alisee sann en16vement de mauere sur la levre (16).
4. 4. V6rin pneumatique selon la revendication et la sous-revendication 2, caract6ris6 en co que 1'orifice <B>(</B>33) autorisant la feite vers Fatmosphere est dilatable et pratiqu6 dans un joint 61astique (32) dispose dans 1e piston et obturant 1'6videment (22) de la tige (7).
5. 5. V6rin pneumatique selon la revendication et la sousrrevendication 1, comprenant une tige sortant du cylindre en position de repos, caract6ris6 en ce que Falimentation a lieu sur 1e c6t6 de rette tige et en ce que 1'ensemble est agenc6 de maniere ä permettre 1e passage lent de Fair comprim6 vers 1e c6t6 oppose ä rette tige (37), 1e fond (43) du cylindre correspondant ä ce c8t6 px6sentant un orifice de feite (45) et une garniture blastique 6tanche (42) pour le piston, rette garniture entourant ledit .orifice de feite et 6tant de dimension choisie pour limiter la contre-pression s'op- posant ä Feffort moteur, une chambre communiquant en permanence avec un espace annulaire menage entre cylindre et piston autour de ladite garniture 61astique.
6. 6. V6rin, pneumatique selon la revendication et les sous-revendications 1 et 5, caract6rise en ce que la garniture 61astique (42) est disposde au fond du v6rin du cät6 oppos@ ä la tige, rette garniture pr6seentant, dann sa partie centrale, un orifice dilatable (45) pra- tiqu6 sann enlevement de mauere, et autour d6 cet orifice un bourrelet circulaire (47) contra lequel est destinee ä buter une face d'appui (48) que pr6sente 1e piston.
7. 7. V6rin pneumatique selon la reven.dication et le.s sous-revendications 1, 5 et 6, caract6ris6 en ce qu'une tubulure r6glable (46) est dispos6e au fon.d du cylin:dre et entre en contact avec la partie centrale de la garniture (42), en vue de r6gler la fermete de Forifice dilatable (45) et ainsi la pression de feite. B. V6rin pn.eumatique selon la reven:dication et las sous-revendications 1 et 5, caract6rise en ce que deux garnitures ä 6tanch6it6 RTI ID="0004.0270" WI="25" HE="4" LX="1609" LY="1127"> unidireetionnelle (50, 51) entourent 1e piston, garnitures dopt las. levres cou- lissantes sont orient6es chacune vers las extremit6s du piston, la garniture (50), disposee du c6t6 de l'alimen- tation, pr6sentant au moins un orifice r6duit (52) pour 1e passage lent de Pair comprim6 vers 1'autre garniture (51) et ain:si 1e cöt6 oppose ä celui de Fali- mentation.