Vérin pneumatique L'invention a pour objet un vérin pneumatique à double effet et retour automatique au point mort.
Ce vérin est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps cylindrique muni d'un double piston soli daire de la tige du vérin, ce double piston recevant les tiges de deux pistons secondaires indépendants l'un de l'autre, montés coulissants et unilatéralement solidaires du mouvement du double piston principal avec lequel chacun coopère, lesdits pistons secon daires se déplaçant dans un cylindre rendu de dia mètre inférieur à celui du cylindre principal par che misage.
L'une ou l'autre des deux chambres délimi tées dans le cylindre principal en bout du double piston, et normalement placées à l'échappement, peut être mise sous pression pour actionner l'ensem ble du vérin, les pistons secondaires étant mis sous pression permanente dans leur propre cylindre et provoquant par le jeu de forces différentielles, le retour de l'ensemble mobile au point mort dès qu'on remet ladite chambre à l'échappement.
Différentes formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont décrites ci-après, à titre d'exemple. La fig. 1 est une vue en élévation, avec demi- coupe verticale par l'axe, d'une première forme d'exécution avec tige en bout ; la fig. 2 est une coupe verticale axiale d'une deuxième forme d'exécution, avec tige transversale sortant au milieu de la longueur du vérin; les fig. 3 et 4 sont des coupes verticales axiales d'une garniture d'étanchéité élastique équipant le double piston ; les fig. 5 et 6 sont des vues analogues d'un autre type de garniture élastique d'étanchéité équipant les pistons secondaires ;
les fig. 7 et 8 sont des vues analogues d'une gar niture élastique de presse-étoupe ; les fig. 9 et 10 sont des vues analogues d'une garniture élastique d'étanchéité montée entre les tiges coulissantes des pistons: Le vérin avec tige en bout représenté à la fig. 1 comporte un cylindre 1, muni à une extrémité d'un fond 2, vissé- étanche au moyen d'un joint torique 3.
A l'extrémité, côté sortie de la tige 4 du vérin, le cylindre reçoit un fond 5, en forme de bague, éga lement vissé étanche sur le cylindre au moyen d'un joint torique 6. Le fond 5 reçoit lui-même, par vis sage, un écrou presse-étoupe 7 qui maintient dans le fond de son logement une garniture élastique 8, des tinée à assurer l'étanchéité entre le fond du cylindre et la tige coulissante 4 du vérin.
Cette garniture de presse-étoupe, représentée à plus grande échelle aux fig. 7 et 8, comporte, du côté soumis à l'air comprimé, deux lèvres 83 et 84. La lèvre intérieure coulissante 83 est vulcanisée à un diamètre inférieur à celui de l'arbre coulissant 4, sur lequel elle est montée en tension. La lèvre exté rieure statique 84 est vulcanisée, dans le même but, à un diamètre extérieur légèrement supérieur à celui du logement de la garniture. Le profil interne du corps de garniture présente des ondulations 85, vul canisées à la cote de l'arbre, la garniture formant ainsi coussinet et contribuant au graissage, grâce au film d'huile retenu par les cannelures 86.
Les ondu lations 87, également prévues sur le profil externe statique permettent de fixer la garniture dans son logement en liaison avec le bourrelet 88 prévu sur la paroi cylindrique de celui-ci, tout en laissant sa liberté à la lèvre statique 84.
Le cylindre 1 comporte à chaque extrémité, des tubulures 9 et 91; qui communiquent en permanence avec les conduits 10 et 101 ménagés respectivement sur les fonds 5 et 2, grâce à une rainure circulaire 11 et 111 ménagée sur chacun d'eux au niveau des tubulures et conduits. Ces tubulures 9 et 91 sont des tinées à recevoir une vanne relais permettant de mettre l'une ou l'autre des chambres 12 et 13 sous pression d'air comprimé lorsqu'on actionne la vanne relais correspondante, celle-ci remettant à l'échappe ment la chambre considérée en fin d'action.
Ces vannes relais, non figurées, sortent du cadre de l'invention et peuvent être, par exemple, du type de la vanne relais à trois voies décrite dans le brevet suisse No 348847.
Le corps de cylindre 1 reçoit deux chemises inté rieures 14 et 141, montées en butée contre un épau lement circulaire interne 15. La forme particulière de ces chemises a principalement pour rôle de cons tituer deux cylindres 16 et 17 de diamètre différent, dans lesquels se meuvent respectivement les pistons principaux 18 et 19, et les pistons secondaires 20 et 21.
Les pistons principaux 18 et 19 sont montés par coulissement de leurs manchons 22 et 23, sur l'extré mité amincie de la tige 4, le piston 18 étant en butée contre l'épaulement 24. Ils sont rendus solidaires l'un de l'autre au moyen d'une bague 25, intercalée entre leur manchon, ainsi que par un écrou d'assemblage 26, vissé en bout de la tige 4 et muni d'un frein 27.
Les pistons secondaires 20 et 21 sont respective ment munis de manchons 28 et 29, montés coulis sants sur les manchons 22 et 23 des pistons princi paux 18 et 19, avec lesquels ils sont en contact à leur extrémité dans la position de point mort du vérin représentée à la figure. Les chemises intérieures 14 et 141 présentent chacune un épaulement 30 et 301 délimitant le cylindre central 17 et les cylindres d'ex trémité 16 tout en tenant lieu de butée d'arrêt des pistons principaux et secondaires.
Les pistons principaux 18 et 19 sont munis cha cun d'une garniture élastique 31, représentée à plus grande échelle aux fig. 3 et 4. Cette garniture pré sente deux bourrelets internes, le tore 32 pour sa fixation et son étanchéité sur le piston, le bourrelet 33, servant également à sa fixation et étant prévu débordant pour former amortisseur en fin de course du piston. Le profil externe de ladite garniture com porte une lèvre 34 dirigée vers le côté soumis à l'air comprimé et montée en tension pour l'étanchéité du piston dans son cylindre, des ondulations 35 étant prévues pour améliorer le coulissement de la gar niture.
Les pistons secondaires 20 et 21 comportent éga lement chacun une garniture élastique 36 représentée à plus grande échelle aux fig. 5 et 6. On retrouve un tore interne d'étanchéité 37 coopérant à la fixa tion de la garniture avec le bourrelet amortisseur 38. Le profil externe ondulé 39 est terminé par une lèvre d'étanchéité 40, également montée en tension et diri gée vers le côté soumis à l'air comprimé, comme on le verra ci-après.
L'étanchéité entre les manchons coulissants des pistons secondaires et principaux est assurée au moyen de garnitures élastiques 41. Ce type de gar- niture, représenté à plus grande échelle aux fig. 9 et 10, comporte également du côté soumis à l'air comprimé, deux lèvres 89 et 90. La lèvre statique 89, vulcanisée à un diamètre intérieur, bien inférieur à celui du logement de la garniture sur le piston, s'applique fortement sur celui-ci par sa tension élas tique de montage, et provoque une tension résultante de la garniture qui renvoie la lèvre extérieure cou lissante 90 contre la paroi cylindrique interne du pis ton coulissant.
Ladite lèvre 90 est cependant prévue de diamètre extérieur plus fort que celui du cylindre sur lequel elle s'applique.
On retrouve sur le corps de garniture des ondu lations externes et internes 91 jouant un rôle mul tiple analogue à celui indiqué précédemment pour la garniture 8. Elles coopèrent en particulier avec un bourrelet circulaire de fixation 92, prévu dans le logement de la garniture pour s'engager dans la der nière cannelure du côté opposé aux lèvres d'étan chéité, de façon à laisser à ces dernières toute liberté d'action.
L'épaulement 15 du cylindre 1 comporte une tubulure de raccordement 42, pratiquée pour l'ad mission d'air comprimé dans la capacité centrale 43.
Les chemises intérieures 14 et 141, montées étan ches dans le cylindre 1 au moyen de joints toriques 44 et 441, présentent, en outre, une rainure circulaire externe 45 et 451 et un orifice 46 et 461, destinés à mettre en permanence les chambres 47 et 48 en communication avec l'air libre par les orifices 49 et 491 ménagés sur le corps de cylindre. Le fonc tionnement du vérin est le suivant L'ensemble mobile du vérin étant dans la position de point mort représentée à la fig. 1, si l'on actionne la vanne relais montée sur la tubulure 91, la pression d'air agit sur le piston principal 19 et pousse l'en semble mobile vers la gauche, sa course correspon dant à la distance 50.
Au cours de ce mouvement, le piston secondaire 21 se déplace avec le piston 19, mais le piston secon daire 20 reste en butée sur l'épaulement 30.
Si l'on cesse d'actionner ladite vanne relais, celle- ci remettant la chambre 13 à l'échappement, les pis tons 18 et 19 demeureraient en place sans autre action. Mais l'air comprimé, maintenu en perma nence dans la capacité centrale 43, agit de façon différentielle sur l'un et l'autre groupes de pistons. La pression vers le piston 19 s'applique, en effet, sur la surface annulaire 51, alors que vers le piston 18, la surface d'application n'intéresse que l'an neau 52.
L'ensemble mobile se déplace donc vers la droite jusqu'au moment où le piston principal 18 vient en butée contre le manchon 28 du piston secondaire 20. Au même moment, le piston secondaire 21 vient en butée contre l'épaulement 301, et l'ensemble mobile se trouve très exactement arrêté au point mort. Il se trouve même en quelque sorte verrouillé dans cette position, par la pression d'air comprimé régnant dans la capacité centrale 43. Un vérin avec tige de manoeuvre sortant au mi lieu de la longueur de l'appareil a été représenté à la fig. 2 en position de point mort.
On voit que le vérin comporte un cylindre 53, dans la partie centrale duquel sont montés deux pis tons 54 et 55 formant une seule pièce qui constitue l'ensemble mobile 56 et porte une tige transversale 57 du vérin. Le déplacement de celle-ci est permis grâce à une ouverture 58 pratiquée dans le corps du cylindre 53. Celui-ci reçoit à ses deux extrémités, des fonds 59 et 60 assemblés par vissage. Ces fonds bloquent contre les épaulements 61 du corps de cy lindre, deux chemises 62 et 63 qui déterminent cha cune un cylindre pour les pistons secondaires 64 et 65. L'ensemble mobile 56 comporte un conduit axial présentant un épaulement annulaire 66, contre lequel des tiges creuses et coulissantes 67 et 68 de chacun des pistons secondaires, également creux, viennent normalement en butée.
Les chambres 69 et 70, mises ainsi en communi cation par un conduit 71, sont maintenues en per manence sous pression par une tubulure 72 d'admis sion d'air comprimé.
Les tubulures 73 et 74 permettent, après raccor dement d'une vanne relais du type précédemment cité, de mettre en pression l'une ou l'autre des deux chambres 75 et 76, situées de part et d'autre des pistons principaux 54 et 55, ces chambres étant nor malement à l'échappement.
On retrouve des-joints élastiques toriques 77, 78 et 79, qui assurent dans le cylindre l'étanchéité avec les fonds et les chemises aux endroits convenables. Les pistons principaux sont pourvus de garnitures 31, identiques à celles décrites précédemment (fig. 3 et 4) ainsi que les pistons secondaires, munis de gar nitures 36 selon les fig. 5 et 6. Les tiges coulissantes 67 et 68 portent également des garnitures 41, du type précédemment cité.
Le principe de fonctionnement de ce vérin est identique à celui du précédent.
L'ensemble mobile étant au point mort, si l'on actionne, par exemple, la vanne relais montée sur la tubulure 74, la pression d'air agit sur le piston 55 et pousse l'ensemble mobile vers la gauche, sa course correspondant à la distance 80.
Au cours de ce mouvement, le piston secondaire 64 est entraîné, mais le piston secondaire 65 demeure en butée contre l'épaulement 81 de sa chemise 63.
Si l'on cesse d'actionner ladite vanne relais, qui remet alors la chambre 76 à l'échappement, l'ensem ble 56 demeurerait en place sans autre action. Or, l'air sous pression dans les chambres 69, 70 et dans le conduit central 71 agit sur les pistons secondaires. Du côté du piston 65, son action reste sans effet, celui-ci étant en butée. Au contraire, du côté du piston 64, il se crée une force différentielle fonction de la pression appliquée sur la surface annulaire 82.
Il en résulte un déplacement immédiat de l'en semble mobile, poussé par le piston 64 vers la droite, jusqu'au moment où l'épaulement 66 vient au contact de la tige 68 de l'autre piston secondaire.
Ce point d'arrêt est très exactement le point mort du vérin, cette position étant très stable par suite du verrouillage exercé en quelque sorte par la pression d'air égale qui règne dans les chambres 69 et 70.