Vérin pneumatique L'invention a .pour objet un vérin pneuma tique du type à double effet.
Les vérins actuellement utilisés présentent des fuites d'air après un fonctionnement relati vement court. D'autre part, leur emploi dans des atmosphères fortement chargées de pous sières nécessite des démontages et remontages fréquents en vue de leur nettoyage.
Le vérin pneumatique conforme à l'inven tion constitue à cet égard un perfectionnement important, car il peut fonctionner sans fuites pendant plusieurs millions de cycles de tra vail. II est caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre dont les deux extrémités sont consti tuées par des fonds comportant chacun une cavité centrale de diamètre réduit dans le pro longement du cylindre, un piston mobile dans ce cylindre et comportant des prolongements de diamètre -réduit et susceptibles de pénétrer dans les cavités des fonds de cylindre, de sorte que le déplacement du piston est amorti en fin de course par compression et échappement lent du volume d'air contenu dans la capacité for mée par le piston, le cylindre,
le fond de celui-ci et le prolongement du piston lorsque ce prolongement est engagé dans la capacité centrale correspondante, et en ce que deux conduits d'air débouchant chacun dans l'une des cavités centrales sont susceptibles d'être reliés, par l'intermédiaire d'un distributeur, d'une part, avec une source d'air comprimé et, d'autre part, avec un conduit d'injection com muniquant avec un espace entourant la; tige de piston près de l'extrémité extérieure d'une garniture d'étanchéité de celle-ci, la distribution de l'air étant telle que l'air chassé par le pis ton est envoyé dans le conduit 'd'injection et s'échappe le long de la tige de piston en en- traînant d'éventuelles poussières.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, plusieurs formes d'exécution du vérin- pneumatique faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation et en coupe de la première forme d'exécution.
La fig. 2 représente un amortisseur du piston-engagé dans le fond de cylindre infé rieur.
La fig. 2a est une vue en coupe d'une portion d'une butée placée sur un fond de cylindre.
La fig. 3 représente un détail d'un dispositif d'injection de l'air d'échappement.
La fig. 4 est une vue en plan- du dispositif de la fig. 3, coupée suivant la ligne<I>IV-IV</I> de cette figure.
La fig. 5 est une vue en coupe d'une forme d'exécution différente du piston du vérin. La fig. 6 représente schématiquement la distribution de l'air comprimé.
La fig. 7 représente schématiquement une autre forme d'exécution de cette distribution. La fig. 8 représente une forme d'exécution d'une garniture à lèvre latérale et cannelures périphériques.
La fig. 9 est une demi-coupe verticale d'une autre forme d'exécution du vérin.
La fig. 10 est une demi-coupe verticale de la partie centrale d'une autre forme d'exécution du vérin.
La fig. 11 représente une garniture d'étan chéité.
La fig. 12 représente une variante du vé rin représenté à la fig. 9, dans laquelle le piston est monobloc avec la tige, et dans laquelle les embouts de pistons sont de diamètres diffé rents.
La fig. 13 est une coupe longitudinale d'une autre variante du vérin.
La fig. 13a est une coupe partielle de la partie centrale du vérin représentant une va riante de montage des garnitures.
La fig. 14 représente la garniture d'un joint d'amortisseur montée sans pression. La fig. 15 montre la même garniture mon tée avec légère pression (perforation s'ouvrant légèrement).
Les fig. 16 et 17 représentent la<B>*</B> même garniture soumise à des pressions croissantes (perforation de plus en plus ouverte).
Le vérin représenté dans la fig. 1 com prend deux fonds de cylindre 1 et 2, reliés entre eux par des tirants (non représentés), les deux fonds étant respectivement disposés dans chacune des extrémités d'un tube 3 formant cylindre. Dans le cylindre 3 se déplace un piston formé par une bague d'appui 4 et un presse-joint 5, ces éléments étant portés par une tige de piston 6 qui traverse le fond de cylindre 2. Le fond 1 et la tige de piston 6 portent respectivement les oreilles 7 et 8 qui servent la première à l'accrochage du vérin et la seconde à la fixation d'un crochet de vérin (non représenté) supportant la charge.
Le fond de cylindre 1 comprend une cavité centrale 9, de diamètre réduit, qui communi- que avec un conduit 10 fixé au moyen d'une vis-raccord 11 et qui est relié à un réseau de distribution d'air comprimé par l'intermédiaire d'un distributeur (non représenté dans cette figure). L'extrémité du conduit 10 porte un orifice calibré 12 qui réduit le débit d'air à la valeur convenable ; un joint 13 assure l'étanchéité entre le conduit 10 et le fond 1.
Dans le fond de cylindre a été réalisé un conduit 14 qui débouche dans le cylindre 3 et qui se termine par une vis-pointeau 15 per mettant de régler le débit de l'air s'échappant par le conduit 14 vers l'extérieur. Un joint 16 assure l'étanchéité entre le fond 1 et le cylin dre 3.
La tige de piston 6 porte une douille d'amortisseur inférieure 17, la bague d'appui 4 et le presse-joint 5, constituant le piston pro prement dit, et une douille d'amortisseur supé rieure 18 qui est vissée sur la tige 6. Entre les éléments 4 et 5 du piston est disposée une garniture d'étanchéité 19.
Les douilles 17 et 18 forment des prolon gements de diamètre réduit. Elles présentent des rainures circulaires 20 et 21 dans lesquel les sont logées des garnitures 22 et 23, et dont le mode d'action sera indiqué ci-dessous. Un joint 24, d'un type classique, est prévu sur la tige du piston 6.
Le fond de cylindre inférieur 2 est sembla ble au fond supérieur déjà décrit.. Il comprend une cavité centrale 25, un conduit 26 relié au distributeur d'air comprimé, avec orifice cali bré 27, raccord vissé 28 et joint 29, un conduit d'échappement 30 et la vis-pointeau 31. La partie extérieure du fond 2 est conformée en bague 32 dans laquelle est vissé un chapeau de presse-étoupe 33, ces deux éléments for mant entre eux un alvéole 34 dans lequel est logé le bourrelet d'une garniture d'étanchéité 35, celle-ci comprend une lèvre d'étanchéité 36 et une lèvre de raclage 37. Cette partie du vérin a été représentée à une échelle plus grande dans les fig. 3 et 4, qui montrent que l'espace 38 entourant la tige du piston est assez important.
L'espace 38 est relié par des conduits tels que 39 à une rainure circulaire 40 dans la quelle débouche un raccord 41 qui fixe un conduit d'injection 42 relié au distributeur de l'air comprimé. Sur la bague 32 est. encore fixée une extrémité d'un soufflet 43 en caout chouc (fig. 1) qui entoure la tige 6 et dont l'autre extrémité est solidaire de cette tige par l'intermédiaire d'une plaque filtrante 44.
Des butées en caoutchouc 61 et 62, ayant la forme d'anneaux crénelés, sont disposées sur les fonds de cylindre vis-à-vis du piston. La fig. 2a est une vue en coupe d'une telle butée.
Le fonctionnement du vérin ainsi décrit est le suivant: le piston 4-5 se trouvant dans la position telle que représentée dans la fig. 1, le distributeur d'air est, par exemple, commandé de manière à faire descendre le crochet porté par l'oreille 8. L'air est alors admis par le conduit 10 et l'orifice 12 dans la partie supé rieure du vérin et sa pression s'exerce de haut en bas sur le piston. Celui-ci descend alors en chassant devant lui l'air contenu- dans l'espace 45. Cet air s'échappe par la cavité 25 et le conduit 26 et le distributeur le renvoie vers le conduit 42 par lequel il est injecté dans l'es pace 38 entourant la tige du piston. L'air balaie cet espace en entraînant avec lui les corps étrangers ayant pu pénétrer et maintient ainsi la lèvre de raclage 37 en état de propreté.
L'air s'échappe ensuite, avec les poussières, s'il y a lieu, à l'intérieur du soufflet 43 et vers l'extérieur à travers la plaque filtrante 44. Il a été constaté que cette injection d'air d'échap pement présente l'avantage de maintenir la garniture 35 en état de fonctionnement et, en outre; de rendre l'échappement de l'air plus silencieux que dans les vérins classiques. A noter qu'une petite fraction de l'air chassé par le piston est également évacuée par le conduit 30 et la vis-pointeau 31.
Lorsque la douille 17 pénètre dans la cavité centrale 25 (position qui a été représentée dans la fig. 2), l'air encore contenu en 45 ne peut plus s'échapper par le conduit 26, car la garni ture 22 assure l'étanchéité dans ce sens, la pression s'exerçant dans le sens de la flèche 46 (fig. 2) appliquant fortement sa lèvre contre la paroi 47. L'air subsistant en 45 se trouve donc de nouveau comprimé et ne peut s'écou ler que par le conduit 30 et la vis-pointeau 31. La descente du piston se poursuit, mais elle se trouve ralentie. Ce dispositif agit donc comme un amortisseur.
Le réglage du débit d'air dans le conduit 30, au moyen de la vis- pointeau 31, permet de déterminer la vitesse de descente du piston dans la dernière partie de son parcours. Si en cas de détérioration des garnitures 23 et 22, par exemple, l'effet d'amortissement est insuffisant, le piston bute contre les anneaux de butée 61 ou 62, ce qui évite la destruction de l'appareil.
Lorsque le piston doit remonter, l'air com primé est admis par le conduit 26, pénètre dans la cavité centrale (fig. 2) et de là dans l'espace 45, car la garniture permet le passage de l'air dans le sens de la flèche 46a en pas sant par des cannelures 48 prévues sur le pourtour du bourrelet et par fléchissement de la lèvre de la garniture 22. L'air pénétrant dans l'espace 45 (fig. 1), le piston 4-5 remonte et se trouve amorti lorsque la douille 18 pénètre dans la cavité centrale 9.
L'air s'échappant par le conduit 10 est injecté par le conduit 42 de la même manière que précédemment et s'échappe à travers le soufflet et la plaque fil trante 44.
Une forme d'exécution différente du piston du vérin a été représentée dans la fig. 5. On y reconnaît le cylindre 3 qui contient un pis ton 49 sur lequel sont montées quatre garni tures d'étanchéité 50, 51, 52 et 53 semblables aux garnitures 22 et 23 de la fig. 1. Le piston est monté sur une tige de piston. Les garni tures 51 et 52 remplacent la garniture 19 de la fig. 1 et présentent l'avantage de permettre la constitution du piston et de ses prolonge ments en une pièce unique.
Une forme particulièrement avantageuse de la garniture du type utilisé en 50, 51, 52 et 53 a été représentée dans la fig. 8. Le corps tori- que de la garniture présente, dans cette forme d'exécution, à l'extérieur, une surface conique 63, qui améliore les propriétés de glissement et de guidage d'un piston équipé de cette gar niture.
Le système de distribution de l'air com primé a été schématisé dans la fig. 6. Le dis tributeur 54 reçoit l'air par le conduit 55 et l'envoie, selon son réglage, vers le conduit 10, c'est-à-dire le -haut du cylindre, ou vers le conduit 26, c'est-à-dire le bas du cylindre. L'air refoulé par le piston est, dans tous les cas, envoyé dans le conduit 42 et injecté le long de la tige de piston 6.
Un moyen supplémentaire de réglage de la vitesse de déplacement du piston est représenté dans la fig. 7. Un dispositif étrangleur 56, d'un type connu quelconque, est disposé sur le con duit 42 dans lequel passe l'air d'échappement. Cet étrangleur est commandé par les déplace ments d'un galet 57 qui roule sur une tige 58 solidaire de la tige de piston 6 et portant des cames telles que 59 et 60. Un passage d'une de ces cames sous le galet 57 a pour effet d'étrangler le débit d'air et de ralentir, par conséquent, le déplacement du piston de vérin. Un positionnement convenable des cames 59, 60, etc., sur la tige 58, permet donc de ralen tir le mouvement du piston à certains endroits de sa course.
Comme le montre la fig. 9, une autre forme d'exécution du vérin comporte une partie des organes principaux du vérin qui vient d'être décrit.
Aux extrémités du cylindre 3 sont prévus deux fonds de cylindre dans lesquels débou chent respectivement les conduits d'air 10 et 26 reliés à un distributeur, non représenté, au moyen duquel chacun de ces conduits peut . être mis en communication avec la source d'air comprimé ou avec le conduit 42 d'injec tion de l'air d'échappement entre la tige de pis ton 6 et le chapeau de presse-étoupe 33. La tige 6 porte l'oreille 8 et le fond supérieur du cylindre 65 l'oreille d'accrochage 7. Le fond supérieur 65 ne fait communiquer le cy lindre 3 qu'avec le conduit 10 et il ne com porte aucun autre conduit d'échappement. De même, le fond inférieur 66 ne permet la com- munication du cylindre 3 qu'avec le conduit 26, aucun autre conduit d'échappement n'étant prévu.
La tige de piston 6 porte le piston 67 formé par un manchon vissé sur l'extrémité de la tige de piston ou venu d'un bloc avec la tige pour les petits vérins (voir fig. 12). Les deux prolongements du piston portant les gar nitures d'étanchéité 68 et 69 du type déjà décrit précédemment, c'est-à-dire la lèvre la térale unique et cannelures périphériques.
La partie centrale du piston 67, dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur du cylindre, de sorte qu'il n'y a pas de contact entre le piston et le cylindre, porte deux garnitures d'étanchéité 70 et 71, du même type que les garnitures 68 et 69, dis posées dans les encoches 72 et 73, de manière à être convergentes. Entre les garnitures 70 et 71 est prévue une cavité annulaire 74.
Le fonctionnement du vérin est le sui vant En admettant que, dans la position repré sentée dans la fig. 9, le piston doit se dépla cer vers le bas, c'est-à-dire que le distributeur d'air du vérin est réglé de manière à faire pé nétrer l'air dans le cylindre par le conduit 10, tandis que le conduit 26 permet l'échappe ment, à partir de l'instant où le prolongement inférieur 67a du piston 67 pénètre dans la cavité centrale 75, l'air contenu dans l'espace annulaire 76, formé par le piston, le cylindre 3 et le fond de cylindre 66, est comprimé. Le mouvement du piston se trouve donc amorti en fin de course.
La pression dans l'espace 76 augmente rapidement jusqu'à une certaine valeur dé passant d'assez peu celle de la pression ré gnant dans le cylindre au-dessus du piston et, par conséquent, dans la cavité 74. L'air comprimé en 76 s'échappe alors vers la cavité 74 en passant entre le piston et le cylindre et en faisant fléchir la lèvre de la garniture 71 ; la faiblesse relative de la contre-pression évite toute détérioration des garnitures. Le fonc tionnement du vérin est évidemment sembla ble lorsque le piston monte. On peut prévoir, comme sur la fig. 12, des diamètres d'embouts différents, ce qui permet un amortissement dif férent à la montée et à la descente.
Ce perfectionnement présente l'avantage de rendre l'usinage des fonds de cylindre plus simple par suite de la suppression des con duits d'échappement de ralenti et de leurs vis- pointeaux d'étranglement. D'autre part, le piston n'étant au contact du cylindre que par l'intermédiaire des garnitures d'étanchéité, l'usinage du piston proprement dit, constitué par un élément unique, peut être limité à la réalisation de son alésage et du filetage 77, le piston et sa tige pouvant également être cons titués en un seul élément. Enfin, tout souci de réglage de- l'amortissement du piston est sup primé, ce réglage étant déterminé par la cous-.
truction du vérin, et notamment par le volume de la cavité 74.
Quand les pressions à fin de course se sont équilibrées, le vérin n'agit plus qu'en fonction des sections établies.
Une forme d'exécution différente du vérin a été représentée dans la fig. 10. Le piston y est formé par deux éléments latéraux 80 et 81, portant respectivement les garnitures d'étanchéité 82 et 83, et un élément central 84 dans lequel a été réalisée une cavité annulaire 85. Entre les éléments 80 et 84, d'une part, 81 et 84, d'autre part, sont serrées deux gar nitures d'étanchéité 86 et 87, ces garnitures étant conformées en cuvettes. Une telle garni ture a été représentée à plus grande échelle dans la fig. 11.
Cette garniture présente une surface exté rieure légèrement conique jouant le rôle de lèvre. Elle n'assure pas le guidage du piston qui doit être obtenu par ajustage dudit piston dans le cylindre. Des cannelures 80a et 81a permettent le passage de l'air au moment de l'amortissement.
Le fonctionnement du vérin ainsi équipé est similaire à celui du vérin de la fig. 9, c'est- à-dire que l'air comprimé en 88, par exemple, fait fléchir la lèvre de la garniture 87 et s'échappe dans la cavité 85.
Dans la fig. 13, 3 est le cylindre du vérin, 4 la bague d'appui piston, attelé sur la tige 6 traversant le fond de cylindre grâce à une garniture d'étanchéité du modèle de celui dé crit précédemment; 17, 18 sont deux douilles cylindriques du piston qui s'engagent en fin de course dans les -cavités centrales 9 et 25 des fonds de cylindre. Les douilles cylindriques 17, 18 sont munies de garnitures 22, 23 telles que décrites précédemment, et le piston est pourvu de garnitures 51, 52, semblables à celles repré sentées à la fig. 5. 42 est le conduit d'injection reliant les fonds de cylindre avec l'espace en tourant la tige du piston. 10 et 26 sont les conduits d'air.
Au moment où la garniture 23 pénètre dans la cavité centrale 9 du fond, l'air contenu en 451 est comprimé, et la valeur croissante de cette compression amortit progressivement jusqu'à l'arrêt le mouvement du piston.
Il ne se produit aucun choc et les organes du vérin ne subissent pas de fatigue dange reuse. La durée de fonctionnement d'un tel vérin est pratiquement indéfinie.
Si l'espace 45; se réduisait à zéro en fin de course, le déplacement du piston ne pour rait évidemment. pas se faire complètement. Il est donc nécessaire de ménager par un usinage convenable du piston et des fonds de cylindre une capacité restante qui limite à une valeur déterminée la pression d'air amortissant le. mouvement. Cette valeur s'exprime par le rap port entre la cavité restante et l'espace 451 au moment où le joint 23 vient en contact avec la partie cylindrique 9. Ce rapport peut varier de 1/z à 1/s suivant l'utilisation du vérin et la valeur de la contre-pression à l'échappement.
Une contre-pression élevée - faible dia mètre des canalisations reliant le vérin aux distributeurs, éloignement de ceux-ci ou autres causes - conduit à augmenter la capacité restante, donc le rapport au ralenti. Le rap port de ralenti est également fort lorsque le vérin doit accomplir exactement sa course sans temps d'arrêt notable à chaque fin de par cours.
Par contre, un vérin de manutention de lourdes charges n'exigeant pas une course ri-goureuse permettra un rapport de ralenti fai ble assurant un arrêt très amorti. Les garnitures de piston seront de préfé rence montées en opposition comme représenté à la fig. 13a.
L'avantage de cette disposition apparaît immédiatement: l'air comprimé, agis sant suivant la flèche A, par exemple, pousse le piston grâce à la garniture 52 dont la lèvre est appliquée contre le cylindre 3, mais écarte en même temps du cylindre la -lèvre de la gar niture 53, diminuant ainsi au cours du dépla cement du piston dans ce sens la pression de cette lèvre contre le cylindre, donc son usure, en s'opposant en outre, ce qui est important, au repliement éventuel de celle-ci.
Pour que la garniture 53 permette le pas sage de l'air vers la garniture 52 - et réci proquement dans le mouvement inverse du piston, pour que la garniture 52 permette le passage vers la garniture 53; il a été pratiqué sur le tore de ces joints des cannelures 64. Il est également possible de réserver un passage d'air circulaire en exécutant le corps torique à un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre du cylindre.
Pour obtenir une bonne étanchéité de la garniture sur le piston, il est recommandé de monter la garniture en serrage dans son loge ment, sur le diamètre intérieur.
La description précédente n'a été don née que pour rappeler le fonctionnement du vérin décrit précédemment.
Suivant l'utilisation du vérin et la valeur de la contre-pression à l'échappement, il peut ar river que le vérin n'effectue pas une course complète, c'est-à-dire que le piston ne vienne pas rigoureusement au contact du fond. Cela peut, dans certains cas, constituer un incon vénient.
Pour l'éviter, on peut pratiquer dans la lèvre de la garniture d'amortisseur 22 ou 23 un ou plusieurs trous d'aiguille 65, suivant fig. 14, 15, 16, 17, 18. Lorsque le prolonge ment du piston 18 pénètre dans la partie cy lindrique 9, l'air comprimé dans l'espace 451 exerce une pression contre la lèvre 231 de la _ garniture 23.
Au début de la pénétration en 5, la pres sion en 451 est trop faible pour que l'air fran chisse les trous d'aiguille, la garniture se com- porte comme une garniture normale (fig. 14) et l'effet amortisseur commence.
La pression en 451 augmentant, les trous d'aiguille 65 commencent à s'ouvrir (fig. 15). Une certaine quantité d'air s'échappe par ces trous et la croissance de l'effet amortisseur est atténuée.
On assiste ensuite à une ouverture crois sante des trous (fig. 16 et 17) qui permet à l'air comprimé de s'échapper et au piston de parcourir sa course totale tout en assurant un effet d'amortissement croissant et donc plei nement efficace.
Cette forme d'exécution marque un pro grès très important sur les dispositifs utilisant un conduit et une vis-pointeau ; elle est beau coup moins coûteuse et l'amortissement du vérin se fait automatiquement, quelles que soient les conditions d'installation et la valeur de la contre-pression d'échappement.
En outre, la course du vérin est totale.
Pneumatic cylinder The object of the invention is a pneumatic cylinder of the double-acting type.
Cylinders currently in use exhibit air leaks after relatively short operation. On the other hand, their use in atmospheres heavily loaded with dust requires frequent disassembly and reassembly with a view to cleaning them.
The pneumatic cylinder according to the invention constitutes a significant improvement in this respect, since it can operate without leaks for several million working cycles. It is characterized in that it comprises a cylinder, the two ends of which are constituted by funds each comprising a central cavity of reduced diameter in the pro length of the cylinder, a movable piston in this cylinder and comprising extensions of reduced diameter and capable of penetrating into the cavities of the cylinder heads, so that the displacement of the piston is damped at the end of the stroke by compression and slow exhaust of the volume of air contained in the capacity formed by the piston, the cylinder,
the bottom thereof and the extension of the piston when this extension is engaged in the corresponding central capacity, and in that two air ducts each opening into one of the central cavities are capable of being connected, by the intermediary of a distributor, on the one hand, with a source of compressed air and, on the other hand, with an injection duct com municating with a space surrounding the; piston rod near the outer end of a gasket thereof, the distribution of the air being such that the air expelled by the udder is sent into the injection duct and s' escapes along the piston rod, entraining any dust.
The appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the pneumatic cylinder forming the subject of the invention.
Fig. 1 is an elevational view in section of the first embodiment.
Fig. 2 shows a piston damper engaged in the bottom of the lower cylinder.
Fig. 2a is a sectional view of a portion of a stop placed on a cylinder base.
Fig. 3 shows a detail of an exhaust air injection device.
Fig. 4 is a plan view of the device of FIG. 3, cut along line <I> IV-IV </I> of this figure.
Fig. 5 is a sectional view of a different embodiment of the piston of the jack. Fig. 6 schematically shows the distribution of compressed air.
Fig. 7 schematically shows another embodiment of this distribution. Fig. 8 shows an embodiment of a gasket with a side lip and peripheral grooves.
Fig. 9 is a vertical half-section of another embodiment of the jack.
Fig. 10 is a vertical half-section of the central part of another embodiment of the jack.
Fig. 11 represents a seal of sealing.
Fig. 12 shows a variant of the vé rin shown in FIG. 9, in which the piston is integral with the rod, and in which the piston tips are of different diameters.
Fig. 13 is a longitudinal section of another variant of the jack.
Fig. 13a is a partial section of the central part of the jack showing a variant of the fitting of the linings.
Fig. 14 shows the lining of a pressure-free shock absorber seal. Fig. 15 shows the same trim on my tee with slight pressure (perforation opening slightly).
Figs. 16 and 17 represent the same <B> * </B> seal subjected to increasing pressure (increasingly open perforation).
The jack shown in fig. 1 com takes two cylinder bottoms 1 and 2, interconnected by tie rods (not shown), the two bottoms being respectively arranged in each of the ends of a tube 3 forming a cylinder. In the cylinder 3 moves a piston formed by a support ring 4 and a seal 5, these elements being carried by a piston rod 6 which passes through the cylinder base 2. The base 1 and the piston rod 6 respectively carry the ears 7 and 8 which serve the first for hooking the jack and the second for fixing a jack hook (not shown) supporting the load.
The cylinder bottom 1 comprises a central cavity 9, of reduced diameter, which communicates with a duct 10 fixed by means of a connecting screw 11 and which is connected to a compressed air distribution network via a distributor (not shown in this figure). The end of the duct 10 carries a calibrated orifice 12 which reduces the air flow to the appropriate value; a seal 13 provides the seal between the duct 10 and the base 1.
A duct 14 has been produced in the bottom of the cylinder which opens into cylinder 3 and which ends in a needle screw 15 making it possible to regulate the flow of air escaping through duct 14 to the outside. A seal 16 ensures the seal between the bottom 1 and the cylinder dre 3.
The piston rod 6 carries a lower shock absorber bush 17, the support ring 4 and the seal 5, constituting the piston itself, and an upper shock absorber bush 18 which is screwed onto the rod 6 Between the elements 4 and 5 of the piston is arranged a seal 19.
The bushes 17 and 18 form extensions of reduced diameter. They have circular grooves 20 and 21 in which the linings 22 and 23 are housed, and the mode of action of which will be indicated below. A seal 24, of a conventional type, is provided on the piston rod 6.
The lower cylinder base 2 is similar to the upper base already described. It comprises a central cavity 25, a duct 26 connected to the compressed air distributor, with calibrated orifice 27, screwed connection 28 and seal 29, a duct of 'exhaust 30 and the needle screw 31. The outer part of the bottom 2 is shaped as a ring 32 in which is screwed a stuffing-box cap 33, these two elements forming between them a cell 34 in which is housed the bead of 'a seal 35, this comprises a sealing lip 36 and a scraper lip 37. This part of the jack has been shown on a larger scale in FIGS. 3 and 4, which show that the space 38 surrounding the piston rod is quite large.
The space 38 is connected by conduits such as 39 to a circular groove 40 into which opens a connector 41 which fixes an injection conduit 42 connected to the compressed air distributor. On the ring 32 is. still fixed one end of a bellows 43 in rubber (fig. 1) which surrounds the rod 6 and the other end of which is secured to this rod by means of a filter plate 44.
Rubber stops 61 and 62, in the form of crenellated rings, are arranged on the cylinder heads opposite the piston. Fig. 2a is a sectional view of such a stop.
The operation of the jack thus described is as follows: the piston 4-5 being in the position as shown in FIG. 1, the air distributor is, for example, controlled so as to lower the hook carried by the lug 8. The air is then admitted through the duct 10 and the orifice 12 in the upper part of the jack and its pressure is exerted from top to bottom on the piston. The latter then descends, expelling the air contained in the space 45 in front of it. This air escapes through the cavity 25 and the duct 26 and the distributor sends it back to the duct 42 through which it is injected into the space 38 surrounding the piston rod. The air sweeps this space, carrying with it the foreign bodies which may have entered and thus maintains the scraping lip 37 in a clean state.
The air then escapes, with the dust, if any, inside the bellows 43 and outwards through the filter plate 44. It has been found that this injection of air from The exhaust has the advantage of keeping the gasket 35 in working order and, in addition; to make the air exhaust quieter than in conventional cylinders. Note that a small fraction of the air expelled by the piston is also evacuated through the duct 30 and the needle screw 31.
When the sleeve 17 enters the central cavity 25 (position which has been shown in FIG. 2), the air still contained in 45 can no longer escape through the duct 26, because the seal 22 ensures the seal. in this direction, the pressure exerted in the direction of arrow 46 (fig. 2) strongly applying its lip against the wall 47. The air remaining at 45 is therefore again compressed and can only flow via the conduit 30 and the needle screw 31. The descent of the piston continues, but it is slowed down. This device therefore acts as a shock absorber.
The adjustment of the air flow in the duct 30, by means of the screw-needle 31, makes it possible to determine the speed of descent of the piston in the last part of its course. If, in the event of deterioration of the linings 23 and 22, for example, the damping effect is insufficient, the piston abuts against the stop rings 61 or 62, which prevents destruction of the apparatus.
When the piston has to go up, the compressed air is admitted through the duct 26, enters the central cavity (fig. 2) and from there into the space 45, because the seal allows the passage of air in the direction of the arrow 46a by not santing through grooves 48 provided on the periphery of the bead and by sagging the lip of the seal 22. The air entering the space 45 (fig. 1), the piston 4-5 rises and is damped when the bush 18 enters the central cavity 9.
The air escaping through the duct 10 is injected through the duct 42 in the same manner as above and escapes through the bellows and the trant wire plate 44.
A different embodiment of the cylinder piston has been shown in FIG. 5. We can recognize the cylinder 3 which contains an udder 49 on which are mounted four gaskets 50, 51, 52 and 53 similar to the gaskets 22 and 23 of FIG. 1. The piston is mounted on a piston rod. The linings 51 and 52 replace the seal 19 of FIG. 1 and have the advantage of allowing the constitution of the piston and its extensions in a single piece.
A particularly advantageous form of the packing of the type used at 50, 51, 52 and 53 has been shown in FIG. 8. The toroidal body of the seal has, in this embodiment, on the outside, a conical surface 63, which improves the sliding and guiding properties of a piston fitted with this seal.
The compressed air distribution system has been shown schematically in fig. 6. The distributor 54 receives the air through the duct 55 and sends it, depending on its setting, to the duct 10, that is to say the top of the cylinder, or to the duct 26, ie. ie the bottom of the cylinder. The air delivered by the piston is, in all cases, sent into the duct 42 and injected along the piston rod 6.
An additional means of adjusting the speed of movement of the piston is shown in fig. 7. A throttle device 56, of any known type, is arranged on the duct 42 through which the exhaust air passes. This throttle is controlled by the movements of a roller 57 which rolls on a rod 58 integral with the piston rod 6 and carrying cams such as 59 and 60. A passage of one of these cams under the roller 57 has for effect of throttling the air flow and consequently slowing the movement of the cylinder piston. Appropriate positioning of the cams 59, 60, etc., on the rod 58, therefore makes it possible to slow down the movement of the piston at certain points in its stroke.
As shown in fig. 9, another embodiment of the jack comprises part of the main members of the jack which has just been described.
At the ends of the cylinder 3 are provided two cylinder bottoms into which respectively open the air ducts 10 and 26 connected to a distributor, not shown, by means of which each of these ducts can. be placed in communication with the source of compressed air or with the duct 42 for injecting the exhaust air between the bottom rod 6 and the stuffing box cap 33. The rod 6 carries the ear 8 and the upper bottom of the cylinder 65 the hooking lug 7. The upper bottom 65 only communicates the cylinder 3 with the duct 10 and it does not include any other exhaust duct. Likewise, the lower bottom 66 only allows communication between cylinder 3 and duct 26, no other exhaust duct being provided.
The piston rod 6 carries the piston 67 formed by a sleeve screwed onto the end of the piston rod or integral with the rod for small cylinders (see FIG. 12). The two extensions of the piston bearing the seals 68 and 69 of the type already described above, that is to say the single lip and peripheral grooves.
The central part of the piston 67, the outside diameter of which is smaller than the inside diameter of the cylinder, so that there is no contact between the piston and the cylinder, carries two seals 70 and 71, of the same type that the linings 68 and 69, dis posed in the notches 72 and 73, so as to be convergent. Between the linings 70 and 71 is provided an annular cavity 74.
The operation of the jack is as follows Assuming that, in the position shown in fig. 9, the piston must move downwards, that is to say the cylinder air distributor is adjusted so as to allow air to enter the cylinder through line 10, while the 26 allows the escape, from the moment when the lower extension 67a of the piston 67 enters the central cavity 75, the air contained in the annular space 76, formed by the piston, the cylinder 3 and the bottom cylinder 66, is compressed. The movement of the piston is therefore damped at the end of the stroke.
The pressure in the space 76 increases rapidly up to a certain value, which slightly exceeds that of the pressure prevailing in the cylinder above the piston and, consequently, in the cavity 74. The compressed air in 76 then escapes towards the cavity 74 by passing between the piston and the cylinder and by bending the lip of the seal 71; the relative low back pressure prevents any deterioration of the seals. The operation of the cylinder is obviously similar when the piston goes up. It is possible to provide, as in FIG. 12, different tip diameters, which allows a dif ferent damping on ascent and descent.
This improvement has the advantage of making the machining of the cylinder heads simpler as a result of the elimination of the idle exhaust pipes and their throttling needle valves. On the other hand, the piston only being in contact with the cylinder via the seals, the machining of the piston proper, consisting of a single element, can be limited to the production of its bore and the thread 77, the piston and its rod also being able to be constituted in a single element. Finally, any concern for adjusting the damping of the piston is eliminated, this adjustment being determined by the cushion.
construction of the jack, and in particular by the volume of the cavity 74.
When the pressures at the end of the stroke are balanced, the cylinder only acts according to the established sections.
A different embodiment of the jack has been shown in FIG. 10. The piston is formed there by two lateral elements 80 and 81, respectively carrying the seals 82 and 83, and a central element 84 in which an annular cavity 85 has been made. Between the elements 80 and 84, of on the one hand, 81 and 84, on the other hand, two sealing gaskets 86 and 87 are clamped, these gaskets being shaped as cups. Such a trim has been shown on a larger scale in FIG. 11.
This seal has a slightly conical exterior surface acting as a lip. It does not ensure the guiding of the piston which must be obtained by adjusting said piston in the cylinder. Grooves 80a and 81a allow the passage of air at the time of damping.
The operation of the jack thus equipped is similar to that of the jack of FIG. 9, i.e. the compressed air at 88, for example, flexes the lip of the liner 87 and escapes into the cavity 85.
In fig. 13, 3 is the cylinder of the jack, 4 the piston support ring, coupled to the rod 6 passing through the cylinder base by means of a seal of the model of that described above; 17, 18 are two cylindrical bushings of the piston which engage at the end of the stroke in the central -cavities 9 and 25 of the cylinder heads. The cylindrical bushes 17, 18 are provided with linings 22, 23 as described above, and the piston is provided with linings 51, 52, similar to those shown in FIG. 5. 42 is the injection duct connecting the cylinder heads with the space by turning the piston rod. 10 and 26 are the air ducts.
When the lining 23 enters the central cavity 9 at the bottom, the air contained in 451 is compressed, and the increasing value of this compression progressively dampens the movement of the piston until it stops.
No shock occurs and the cylinder components are not subject to dangerous fatigue. The operating life of such a jack is practically indefinite.
If the space 45; was reduced to zero at the end of the stroke, the displacement of the piston obviously could not. not be done completely. It is therefore necessary to provide by suitable machining of the piston and the cylinder heads a remaining capacity which limits to a determined value the air pressure damping the. movement. This value is expressed by the ratio between the remaining cavity and the space 451 at the moment when the seal 23 comes into contact with the cylindrical part 9. This ratio can vary from 1 / z to 1 / s depending on the use of the gasket. cylinder and the value of the exhaust back pressure.
A high back pressure - small diameter of the pipes connecting the cylinder to the distributors, distance from them or other causes - leads to an increase in the remaining capacity, and therefore the idle speed ratio. The idle ratio is also strong when the cylinder must complete its stroke exactly without noticeable stopping time at each end of the course.
On the other hand, a jack for handling heavy loads which does not require a heavy stroke will allow a low idling ratio ensuring a very damped stop. The piston linings will preferably be mounted in opposition as shown in FIG. 13a.
The advantage of this arrangement appears immediately: the compressed air, acting according to arrow A, for example, pushes the piston thanks to the gasket 52, the lip of which is applied against the cylinder 3, but at the same time pushes the cylinder away from the cylinder. -lip of the trim 53, thus decreasing during the displacement of the piston in this direction the pressure of this lip against the cylinder, therefore its wear, also opposing, which is important, the possible folding of that -this.
So that the gasket 53 allows the passage of air towards the gasket 52 - and reci proalement in the reverse movement of the piston, so that the gasket 52 allows passage to the gasket 53; splines 64 have been made on the torus of these joints. It is also possible to reserve a circular air passage by making the toroidal body at an outer diameter slightly smaller than the diameter of the cylinder.
To obtain a good seal of the seal on the piston, it is recommended to fit the seal tightly in its housing, on the inside diameter.
The preceding description was given only to recall the operation of the jack described above.
Depending on the use of the cylinder and the value of the back pressure at the exhaust, it may happen that the cylinder does not perform a complete stroke, that is to say that the piston does not come into strict contact. the bottom. This can, in some cases, be a drawback.
To avoid this, one or more needle holes 65 can be made in the lip of the damper lining 22 or 23, according to fig. 14, 15, 16, 17, 18. When the extension of the piston 18 enters the cylindrical part 9, the compressed air in the space 451 exerts pressure against the lip 231 of the seal 23.
At the start of penetration at 5, the pressure at 451 is too low for the air to pass through the needle holes, the packing behaves like a normal packing (fig. 14) and the damping effect begins. .
As the pressure 451 increases, the needle holes 65 begin to open (Fig. 15). A certain amount of air escapes through these holes and the growth of the damping effect is reduced.
We then witness an increasing opening of the holes (fig. 16 and 17) which allows the compressed air to escape and the piston to travel its total stroke while ensuring an increasing damping effect and therefore fully effective. .
This embodiment marks a very important advance on devices using a conduit and a needle screw; it is much less expensive and the damping of the cylinder is done automatically, whatever the installation conditions and the value of the exhaust back pressure.
In addition, the stroke of the cylinder is total.