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L'invention a pour objet un vérin -du type dif- férentiel spécialement destiné aux opérations de manuten- tion des charges dans les ateliers de fabrication. Il présente l'avantage de former un appareil d'encombrement réduit alimenté en air comprimé par une tuyauterie uni- que et fixe, le distributeur de commande du vérin se trouvant, d'autre part, à proximité immédiate du,crochet supportant la. charge à manoeuvrer. On obtient ainsi un appareil très maniable.
Selon l'invention, le cylindre du vérin, une tige de piston creuse et un conduit axial contenu dans cette tige déterminent trois capacités concentriques, la capacité extérieure étant constamment alimentée en air comprimé d'un côté du piston et se trouvant en com- munication avec la capacité intermédiaire, tandis que le conduit axial, qui déooucne dans le cylindre au-dessus du piston, peut être relié à, l'atmosphère ou commu-
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niquer avec la capacité intermédiaire suivant les posi- tions d'un distributeur-inverseur prévu à l'extrémité de la tige de piston reliée à la charge,
de sorte qu'une mise à l'atmosphère du conduit axial commande le déplace- ment du piston dans un sens par échappement de l'air sur un côté du piston, tandis qu'une admission de l'air com- primé par le conduit axial vers ce même côté du piston commande le déplacement en sens inverse par suite d'une différence des surfaces soumises axialement au-dessus et au-dessous du piston à la pression de l'air.
Un vérin pneumatique conforme à l'invention sera maintenant décrit, à' titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé dans lequel:
La figure 1 est une vue d'ensemble-.d'une instal- lation de manutention équipée d'un vérin conforme à l'invention;
La. figure 2 est une'vue en coupe de ce vérin;
La figure 3 représente un mode de réalisation du piston ;
La figure 4 représente un mode de réalisation différent du vérin;
La figure 5 est une vue en coupe d'une garniture à lèvre latérale unique et cannelures périphériques;
La figure 6 représente, en coupe et perspective, une garniture d'étanchéité;
La figure 7 représente un mode de réalisation du piston conforme à l'invention et utilisant la gar- niture de la figure 6.
Le tube 1, qui constitue le cylindre, est ob- turé à ses extrémités par deux fonds de cylindre 2 et
3 reliés entre eux par des tirants tels que 4. Le fond
1 comporte une oreille 5 traversée par un axe d'articu- la.tion 8 au moyen duquel le vérin est relié à son sup- port- 7.
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Le fond 1 présente vers l'intérieur une capa- cité centrale 8 qui prolonge le cylindre, cette capacité communiquant avec le cylindre 1 par d'une part son ex- trémité ouverte et, d'autre part, les conduits 9 et 10, ce dernier passage pouvant être étranglé au moyen de la vis de réglage 11. Deux joints annulaires 12 et 13 assu- rent respectivement l'étanchéité à l'intérieur de la capacité centrale et au tour de la vis de réglage 11.
Deux joints annulaires 14 et 15 sont prévus entre le , cylindre 1 et ses deux fonds.
Le fond 3 du cylindre comporte également une capacité ,centra.le 16 dont une communication avec le cylindre est réalisée par les conduits 17 et 18 étranglés par la vis de réglage 19. Les joints 20 et 21 assurent l'étanchéité aux endroits indiqués., Dans le fond du cylindre 3 est vissé un corps de clapet de retenue 22 sur lequel est fixé, au moyen d'un raccord 23, un tube 24 d'arrivée d'air, ce tube étant solidaire du vérin et relié par un tuyau souple à un réseau de distribution d'air comprimé. Dans le corps 22 est vissé un siège 25, un clapet de retenue 26 étant placé entre le siège et le conduit 18.
Dans le cylindre 1 coulisse un piston comprenant deux prolongements axiaux de diamètre réduit, ce piston se composant de trois bagues 27, 28 et 29, les bagues 28 et 29 enserrant une garniture d'étanchéité 30 qui peut être conforme au type décrit dans le brevet français No 1.065.140 au nom de la Demanderesse pour "Perfec- tionnements aux presse-étoupe et garnitures*.
Ce piston est monté sur une tige de piston creuse 31 qui coulisse dans un écrou de presse-étoupe 32 vissé dans le fond du cylindre 3, cet écrou portant un joint fixe 33 et un joint racleur 34. Entre l'écrou 32 et une ,bague d'appui 35 est encore disposée une garniture d'étan-
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chéitë schématisée en 36 et qui peut être conforme au type de garniture décrit dans le brevet français précité.
A l'intérieur de la tige creuse 31 est prévu un tube 37, la capacité annulaire 38 ainsi formée étant limitée aux deux extrémités par des joints d'étanchéité
39 et 40. La tige 31 est vissée dans un corps d'inver- seur-distributeur 41 qui forme une chape 42 à l'axe 43 de laquelle peut être suspendue la charge à manoeuvrer, par l'intermédiaire d'un crochet 43a (figure 1) par exemple. Un écrou 44 bloque le corps 41.
Le tube central 37 débouche dans un conduit 45-
46 réalisé dans le distributeur-inverseur, tandis que la capacité 38 communique avec un conduit 47. Les conduits
46 et 47 débouchent dans une 'glace distributrice rpta- tive 48, connue en sôi, et qui permet, suivant ses posi- tions, de relier le conduit 46 à l'atmosphère ou au con- duit 47. La poignée 49 permet, de manoeuvrer, cette. glace par rotation dans un plan perpendiculaire au plan du dessin.
Des joints d'étanchéité annulaires 50, 51,52 . et 53 sont disposés respectivement'entre le corps du distributeur-inverseur et l'axe creux, entre lé chapeau
54 et le corps 42 et entre ce chapeau et l'axe de ma- noeuvre 55.
Le fonctionnement de ce vérin est le suivant: 'Le conduit 18 est constamment alimenté en air comprimé provenant du conduit 24, de sorte que le clapet 26 est maintenu dans la position représentée au dessin. Si, pour une raison quelconque, la pression d'alimentation du vérin baissait, l'air contenu dans le vérin pousserait le clapet contre le siège 25, ce qui rendrait impossible l'échappement de l'air par le conduit 24 et une descente brusque de.19, tige de piston. La tige 31 est, d'autre part, munie d'un orifice 56 qui fait communiquer l'espace 57 sous le piston avec l'espace 28 qui est donc constam-
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ment alimenté en air comprime.
Lorsque le crochet du vérin doit monter, la poi- gnée 49 du distributeur-inverseur est amenée dans la position représentée au dessin. Dans cette position, la glace 48 fait communiquer le conduit 46 avec l'atmosphère.
La pression de l'air comprimé s'exerçant sur le piston de bas en haut, le piston monte et chasse l'air contenu dans la capacité 68. Cet air s'échappe, au fur et à mesure que le piston monte, par le conduit du tube central 37, les conduits 45-46 et la glace distributrice 48 vers l'at- mosphère. Lorsque la bague 27 approche de la face.inté- rireu du fond de cylindre 2, l'air contenu dans la capa- cité 58 ne peut plus s'échapper que par'l'orifice étran- glé 9 et la course du piston est ' ralentie. L'ensemble fonctionne ainsi comme un'amortisseur.
Lorsqu'on désire faire descendre le crochet du vérin, il faut inverser la position de la poignée de manoeuvre 49, de manière à faire' communiquer les conduits 47 et 46. La pression d'air existant dans les capacités annulaires 57 et 38 (grâce à. l'orifice 56) s'établit donc également dans le tube central 37 et la capacité supérieure 8. La pression monte également dans le conduit 10 et le piston descend par suite de la surface plus grande exposée à la pression régnant au-dessus du piston. le piston descend d'abord lentement et ensuite plus, rapi- dement des que la bague 27 a quitté la capacité centrale 8. Son mouvement se trouve amorti au bas de sa course de la fagon précédemment décrite pour le point haut de sa course.
Sur les extrémités intérieures des fonds de cylindre 2 et 3 sont disposées des butées annulaires en caoutchouc 69 et 60 qui assurent la conservation du piston en cas de fonctionnement défectueux du dispositif d'amortissement, le piston butant alors en fin de course contre ces anneaux.
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Suivant une autre forme de réalisation, la garni- ture d'étanchéité 30 peut être remplacée par une garni- ture 61 (figure 3) qui a déjà. été décrite dans la demande français de brevet/du 26 avril 1955 de la demanderesse pour "Gar- niture d'étanchéité". D'autre part, les joints annulaires
12 et 20 (figure 1) peuvent être supprimés et il faut alors prévoir sur les bagues 27 et 29 (figure 2) ou sur les portions de piston 62 et 63 (figure 3) des garnitures à lèvre latérale et cannelures périphériques 64 et 65 (figure 3) qui ont également été décrites en détail dans la demande de brevet précitée.
Un mode de réalisation différent du vérin conforme à l'invention a été représenté dans la figure 4. Cette variante se différencie du dispositif de la figure 2 par ses fonds de cylindre 66 et 67 qui ne comportent pas les conduits d'échappement de ralenti 9, 10, 17 et 18, ni les vis de réglage 11 et 19 de la réalisation de la figure
2.
D'autre part, le piston 68,. constitué en une seule pièce, porte deux garnitures d'étanchéité 69 et 70 dispo- sées en sens contraire l'une de l'autre, et deux garni- tures 71 et 72 placées sur les prolongements du piston, ces quatre garnitures étant du type à lèvre latérale unique et cannelures périphériques décrit dans la demande français de brevet précitée et dans la demande de brevet/du 28 avril 1955 au nom de la demanderesse pour 'Vérin pneuma- tique-.
Entre les logements 73 et 74 des garnitures 69 et 70 a été réalisée une capacité annulaire 75.
Ce vérin est amorti en fin de course de la manière suivante: Lorsque le piston 68 approche par exemple de l'extrémité supérieure du cylindre 1, la gar- niture 71 entre en contact avec la paroi de la capacité 76 du fond de cylindre 66. L'air contenu dans l'espace annu- laire formé par le piston 68, le fond du cylindre 66, le
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prolongement supérieur du piston et le cylindre 1 est alors comprimé. Le piston poursuivant sa course, la pres- sion de l'air dans la capacité annulaire croît en ralen- tissant le mouvemen-du piston et atteint enfin une va- leur égale à celle de la pression dans la capacité 77.
A cet instant, la lèvre 78 de la garniture 69 fléchit et l'air comprimé pénètre dans la capacité 75 entre les garnitures 69 et 70. Lorsque le piston atteint presque le fond du cylindre, la capacité annulaire formée par les éléments 68, 66 et 1 devient très réduite, l'air qu'elle contenait ayant passé presque en totalité dans la capacité 75.
Le. pression de l'air d'amortissement se main- tient ainsi à une valeur raisonnable, cette valeur depen- dant du volume de la capacité 75. Cette réalisation présente en outre l'avantage de permettre la suppression du réglage par vis-pointeau, l'amortissement pneumatique ne dépendant que de la construction du vérin et étant prévu de manière à éviter au piston de buter en fin de course. D'autre part, les risques de détérioration des garnitures se trouvent diminués.
Comme le montre la figure 4, une garniture français d'étanchéité 79, du type décrit dans la. demande de brevet/ du 26 Avril 1955 au nom de la demanderesse pour "Garni- ture d'étanchéité" peut remplacer la garniture 36 de la figure 2.
La suppression du réglage de l'amortissement par vis-pointeau peut encore être obtenue en équipant le piston du vérin de garnitures d'étanchéité en forme de cuvette; une garniture de ce type a été représentée dans la figure 6. On constate que cette garniture pré- sente la forme d'une cuvette dont les bords sont légè- rement évasés, de manière à constituer un tronc de cône.
Comme le montre la figure 7, la tige de piston
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creuse porte, dans ce mode de réalisation, un piaton formé par d'une part deux éléments d'appui 80 et 81, guidés dans le cylindre et munis de cannelures périphé- riques 80a et 81a, chaque élément d'appui portant une garniture 82 ou 83 à. lèvre latérale unique et cannelures périphériques, et, d'autre part, un élément centrai 84 qui présente, sur sa périphérie, une capacité circulaire
85. Entre les éléments 80 et 84 d'une part et les élé- ments 81 et 84 d'autre part sont serrées deux garnitures
86 et 87 en forme de cuvettes.
Ce dispositif fonctionne comme celui de la figure 4, c'est-à-dire qu'il permet la suppression des conduits et vis-pointeau d'échappement*, En effet, lors- qu'on admet, par exemple, que le piston 80 - 81 - 84 de la figure 7 descend, l'air comprimé dans la capacité annulaire 88 amortira cette descente. Mais au-dessus d'une certaine pression de l'air contenu dans la capacité
88, la. lèvre 89 de la garniture 87 fléchit et l'air comprimé en 88 s'échappe, par les cannelures de l'élément
81 dans la. capacité 85, ce qui limite la pression d'amor- tissement maxima pouvant résulter du déplacement du pis- ton. Le fonctionnement est évidemment le même lorsque le piston monte.
REVENDICATIONS 1) Vérin pneumatique différentiel, notamment pour les installations de manutention, comprenant un cylindre, une tige de piston creuse et un conduit axial contenu dans cette tige et débouchant dans le cylindre à l'ex- trémité intérieure de la tige de piston, de sorte que trois capacités concentriques se trouvent déterminées, le vérin comprenant encore une arrivée d'air comprimé dans l'espace extérieur sous le piston, une communication entre cette capacité et la capacité annulaire intermédiaire
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et un distributeur-inverseur susceptible de faire com- muniquer d'une part le conduit axial avec l'atmosphère et, d'autre part,
la capacité intermédiaire avec le con- duit axiale la mise à l'atmosphère de ce dernier conduit ayant ainsi pour effet de déplacer le piston dans un sens par la pression d'alimentation s'exergant constamment sur l'un de ses côtés, tandis que la mise en communication des deux portions de cylindre de part et d'autre du pis- ton, en passant par la capacité intermédiaire et le con- : duit axial de la tige creuse, a pour effet de déplacer le piston dans l'autre sens Par suite de la différence de surface exposée axialement à la pression de l'air, ce qui permet d'éviter l'emploi de tuyauteries souples exté- rieures à l'appareil et accompagnant les éléments mobiles dans leurs déplacements.
2) Vérin pneumatique différentiel selon la reven- dication 1), caractérisé en ce que les fonds de cylin- dre présentent chacun une capacité-centrale et le piston 'des prolongements de diamètre réduit susceptibles de pénétrer dans ces capacités, chacune de ces capacités communiquant avec le cylindre par un conduit latéral à étranglement réglable, les fine de course du piston se trouvant ainsi amorties par compression de l'air dans le cylindre lorsque la communication directe avec la capacité centrale est obturée par le prolongement du ' piston;
3) Vérin pneumatique différentiel selon la reven- dication 1,' caractérisé en ce que le vérin étant suspendu et muni d'un organe d'accrochage des charges,, -un distri- buteur/alimenté par un conduit unique, relié au réseau de distribution d'air comprimé, débouche dans le cylindre sous le piston, un clapet de sécurité interdisant l'échap- pement de l'air par cette voie;
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4) Vérin pneumatique différentiel selon la reven- dication 1), caractérisé en ce qu'un distributeur-inver- seur susceptible de faire communiquer le conduit axial avec l'atmosphère ou avec l'espace intermédiaire est prévu sur l'extrémité extérieure de la tige de piston, à proximité de l'organe d'accrochage-
5) Vérin pneumatique différentiel selon la reven- dication 1), caractérisé en ce que les fonds de cylindre présentent chacun une capacité centrale et le piston des prolongements de diamètre réduit susceptibles de péné- trer dans ces capacités, le piston portant d'autre part deux garnitures à lèvre latérale unique et cannelures périphériques,
ces garnitures assurant l'étanchéité avec la paroi intérieure du cylindre et étant disposées en sens contraire l'une de l'autre et de part et d'autre d'une capacité annulaire réalisée dans le cylindre, de sorte que l'air d'amortissement comprimé dans la capacité annulaire formée par le piston guidé par ses garnitures, l'un de ses prolongements, le cylindre et le fond de celui-ci s'échappe, à partir d'une certaine pression et par fléchissement de la lèvre de l'une des garnitures du piston, dans la capacité prévue entre les garnitures, ce qui limite la compression de l'air d'amortissement;
6) Vérin pneumatique différentiel selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que les garni- tures à lèvre latérale unique et cannelures périphériques sont remplacées par des garnitures en forme de cuvettes à bords coniques et disposées sur le piston de manière telle que lurs bords relevés débouchent dans la capacité annulaire prévue dans le piston, le piston étant guidé dans le cylindre et porte des cannelures péri- phériques entre les garnitures et les extrémités du piston.