La présente invention concerne un vérin de commande et plus
particulièrement un perfectionnement pour vérin selon lequel les
positions extrêmes du piston sont automatiquement verrouillées, et
peuvent être déverrouillées manuellement ou automatiquement.
Il existe de nombreux types de vérin différents dans l'art antérieur
tels que les vérins hydrauliques, pneumatiques ou autres, dont les
applications sont multiples et variées. Ces vérins présentent le plus
souvent des inconvénients liés à leur utilisation particulière, comme, par
exemple, pour certains d'entre eux lorsque l'énergie d'actionnement du
vérin fait défaut à celui-ci (chute de pression dans un vérin pneumatique,
par exemple) et que l'ensemble piston-tige de piston devient alors libre
de tout mouvement. De même, dans certains vérins, une chute de
pression du gaz verrouille automatiquement le piston en position, ledit
piston ne pouvant être déverrouillé et déplacé que lors du rétablissement
de l'énergie d'actionnement nécessaire.
Par ailleurs, les différents dispositifs existants, permettant de
verrouiller le piston et sa tige, nécessitent généralement des pièces
complémentaires ou un usinage minutieux de certaines de ses pièces
constitutives et rendent ainsi la fabrication délicate, longue et onéreuse.
Ainsi, la présente invention a pour objectif de résoudre les
problèmes précités à l'aide de moyens simples, peu onéreux et fiables.
Elle permet d'obtenir un vérin pouvant être verrouillé dans ses positions
extrêmes et dont le déverrouillage en cas de panne peut s'effectuer
manuellement de manière aisée.
Selon sa caractéristique principale, le vérin selon l'invention est
du type comprenant un corps de vérin constitué d'une paroi périphérique
formant une chambre de vérin dans laquelle se déplacera au moins un
piston solidaire d'une tige de piston et est caractérisé en ce que le vérin
comprend des moyens de verrouillage pour verrouiller l'ensemble piston
avec sa tige dans au moins une de ses positions extrêmes, ledit
verrouillage s'effectuant sous l'action du piston de manière automatique.
Selon une caractéristique complémentaire, les moyens de
verrouillage comportent des organes de verrouillage destinés à coopérer
avec au moins une gorge de verrouillage de la tige de piston.
Selon un mode de réalisation du vérin selon l'invention, les
organes de verrouillage sont constitués par des billes disposées
annulairement autour de la tige de piston dans des logements de bille
d'un embout solidaire du corps du vérin, lesdites billes subissant un
mouvement radial pour coopérer avec une gorge de verrouillage de la
tige sous l'action d'une surface d'appui du piston lorsque l'ensemble
piston(s)- tige de piston(s) atteint une position extrême.
Selon le mode de réalisation préféré du vérin selon l'invention
les moyens de verrouillage permettent de verrouiller les deux positions
extrêmes de l'ensemble piston avec sa tige, ledit vérin comprenant deux
pistons mobiles l'un vers l'autre contre l'action de moyens élastiques de
rappel tels qu'un ressort, les pistons étant ainsi sollicités en écartement
contre, respectivement, deux butées, tandis que la tige de piston
comprend deux gorges de verrouillage dans lesquelles viennent se loger
respectivement un ensemble de billes de verrouillage associé.
Selon une caractéristique complémentaire du vérin selon
l'invention, il est prévu des moyens de déverrouillage manuel.
Selon un mode de réalisation du vérin selon l'invention, le ou les
pistons sont disposés de manière mobile longitudinalement sur la tige de
piston, les moyens de déverrouillage manuel comportant au moins un
organe de commande destiné à provoquer le déplacement longitudinal
du ou des pistons par l'intermédiaire de moyens de liaison.
Selon ce mode de réalisation du vérin, le ou les organes de
commande sont constitués par deux bagues de déverrouillage disposées à
l'extérieur et à chaque extrémité du corps de vérin, chacune des bagues
pouvant être actionnée en rotation par action manuelle de l'utilisateur,
tandis que la rotation de l'une ou l'autre des bagues de déverrouillage
provoque le déplacement du piston correspondant par action des
moyens de liaison constitués par des poussoirs de déverrouillage qui
forcent le piston à se déverrouiller contre l'action du ressort, lesdits
poussoirs étant déplacés selon leurs axes grâce à une vis de rappel
actionnée par la rotation de la bague de déverrouillage correspondante.
Selon une caractéristique complémentaire, les dimensions des
organes constitutifs des moyens de verrouillage et des moyens de
déverrouillage sont choisies de manière à ce que le déverrouillage de
l'ensemble piston(s)-tige de piston(s) nécessite une rotation d'angle
compris entre 0° et 180°.
Selon une autre caractéristique, les bagues de déverrouillage
comportent un ressort de torsion permettant de ramener la bague dans
sa position initiale après son actionnement.
Selon un mode de réalisation du vérin, celui ci est de type
pneumatique, le passage de l'air comprimé s'effectuant dans un ou
plusieurs tubes creux du corps de vérin, lesdits tubes étant disposés
longitudinalement le long de la chambre de vérin.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront
de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont
donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs.
Les figures 1 à 6d illustrent le mode de réalisation préféré du
vérin selon l'invention ainsi que ses moyens de verrouillage et de
déverrouillage.
La figure 1 représente en vue latérale le vérin dans son ensemble.
La figure 2 illustre en demi-coupe longitudinale le vérin.
La figure 3a représente le corps de piston d'un des pistons en
coupe longitudinale.
La figure 3b illustre en coupe longitudinale l'ensemble
pistons-tige de pistons.
La figure 4 illustre en demi-coupe longitudinale les moyens de
déverrouillage du piston et de sa tige.
La figure 5 illustre en coupe transversale le corps du vérin.
Les figures 6a à 6d illustrent schématiquement le déverrouillage
de l'ensemble pistons-tige de pistons.
La figure 6a représente schématiquement la position verrouillée
du piston et de sa tige.
La figure 6b représente le déplacement du piston sous l'action des
moyens de déverrouillage.
La figure 6c illustre la sortie de l'organe de verrouillage de la tige
de piston.
La figure 6d représente le déplacement de la tige quittant sa
position extrême.
Notons que pour permettre une meilleure compréhension des
figures 6a à 6d et pour ne pas les surcharger, le corps du vérin n'est pas
représenté sur celles ci.
Le vérin selon l'invention portant la référence générale (1)
comporte un corps de vérin (2) constitué d'une paroi périphérique (3)
formant une chambre de vérin (4) dans laquelle se déplace au moins un
piston (5) solidaire d'une tige de piston (6).
Selon l'invention, le vérin comprend des moyens de verrouillage
(MV) pour verrouiller l'ensemble piston (5) avec sa tige (6) dans ses deux
positions extrêmes. Notons que le verrouillage dans les deux positions
extrêmes s'effectue avantageusement par le piston lui-même, de manière
automatique.
Il va de soi que même si le mode de réalisation préféré du vérin
selon l'invention décrit un verrouillage des deux positions extrêmes de
l'ensemble pistons-tige de pistons, il pourrait également être prévu des
moyens de verrouillage et de déverrouillage tels que ceux décrits ci-après
uniquement pour une seule des positions extrêmes sans pour autant sortir
du champ de protection revendiqué de l'invention.
Selon le mode de réalisation préféré du vérin selon l'invention,
celui-ci est de type pneumatique, le piston (5) étant sollicité en
déplacement par la présence d'air comprimé dans l'une ou l'autre des
parties de la chambre de vérin (4) qu'il délimite pendant son
déplacement. Il va de soi que le dispositif de verrouillage et de
déverrouillage du vérin pourrait équiper un vérin de type hydraulique ou
autre sans pour autant sortir du champ de protection de l'invention.
Selon le mode de réalisation préféré du vérin (1) et comme le
montre la figure 2, les moyens de verrouillage (MV) sont constitués par
des organes de verrouillage (11a, 11b) destinés à coopérer avec une gorge
de verrouillage (10a, 10b) de la tige de piston (6) lorsque celle-ci arrive
dans une position extrême de manière à bloquer ladite tige. Notons que
la tige de piston (6) comprend deux gorges de verrouillage (10a, 10b)
destinées à permettre le verrouillage dans chacune des deux positions
extrêmes. Les organes de verrouillage sont avantageusement constitués
par deux ensembles de billes de verrouillage (11a, 11b) qui viennent
respectivement se loger dans les gorges de verrouillage respectives (11a,
11b) lorsque l'ensemble piston-tige de piston se trouve dans une des deux
positions extrêmes.
Selon le mode de réalisation préféré, le premier ensemble de
billes de verrouillage (11a) comporte avantageusement quatre billes
disposées sur un embout avant (15a), les billes (11b) du deuxième
ensemble étant disposées respectivement sur un embout arrière (15b).
L'embout arrière (15b) comporte un alésage interne (13) dans lequel
coulisse la tige de piston selon son axe longitudinal (ZZ'), les billes (11b)
étant disposées annulairement dans des logements de billes de la paroi
périphérique annulaire de l'alésage à l'extrémité avant de l'embout,
lesdites billes pouvant se déplacer radialement pour venir se loger dans
la gorge (10b) pour bloquer la tige (6). De même, l'embout avant (15a)
comporte à son extrémité arrière un logement en creux cylindrique (16)
dans lequel l'extrémité de la tige de piston (6) vient se loger, les billes
(11a) du premier ensemble étant disposées annulairement dans la paroi
périphérique dudit logement de manière à pouvoir se déplacer
radialement pour assurer la position de verrouillage de la tige de piston
en coopérant avec la gorge de blocage (10a). Il va de soi que les
ensembles de billes de verrouillage pourraient comporter un nombre de
billes différent comme par exemple deux billes diamétralement opposées
sans pour autant sortir du champs de protection revendiqué de
l'invention.
Selon l'invention, le mouvement radial des organes de
verrouillage (11a, 11b) qui viennent se loger dans leurs gorges respectives
(10a, 10b) est obtenu sous l'action du piston (5, 5a, 5b). Afin de pouvoir
verrouiller les deux positions extrêmes, le vérin (1) comprend deux
pistons (5a, 5b) portés par la tige de piston (6) et qui présentent chacun
une surface d'appui constituée par la paroi périphérique interne (17) d'un
alésage (30) situé respectivement à leur extrémité avant ou arrière,
comme le montrent les figures 3a et 3b, ladite surface étant destinée à
coopérer avec les billes (11a, 11b) pour provoquer leur mouvement
radial vers la gorge de la tige de piston.
Ainsi, comme le montre la figure 6a, les billes (11a) sont
maintenues par la surface d'appui (17) du premier piston (5a) dans la
gorge (10a) de la tige de piston (6) lorsque l'ensemble pistons-tige de
pistons est dans une des positions extrêmes, la tige et ses pistons étant
ainsi verrouillés. Notons que dans l'autre position extrême, le verrouillage
est assuré de manière similaire par le deuxième piston (5b), la deuxième
gorge (10b) et le deuxième ensemble de billes (11b).
Afin de permettre le déverrouillage, les deux pistons (5a, 5b) sont
mobiles en coulissement l'un vers l'autre le long de l'axe longitudinal
(ZZ') de la tige de piston contre l'action de moyens élastiques de rappel,
comme par exemple un ressort (8) disposé entre eux. Les deux pistons
(5a, 5b) étant ainsi sollicités en écartement contre, respectivement, deux
butées (9a, 9b) sur lesquelles une paroi avant du piston avant (5a) et une
paroi arrière du piston arrière (5b) sont en appui lorsque l'ensemble
piston-tige de piston est déverrouillé, c'est à dire dans une position
appelée position initiale, comme le montre la figure 3b, lesdites paroi
avant et arrière pouvant être constituées par la paroi d'extrémité (36) de
l'alésage (30). De ce fait, lorsque le vérin est en position verrouillée tel
qu'illustré figure 6a, la pression pneumatique introduite provoque le
déplacement longitudinal du piston (5a) contre l'action du ressort (8)
jusqu'à ce que la surface d'appui (17) du piston (5a) ne coopère plus avec
les organes de verrouillage (11a) qui se libèrent, déverrouillant ainsi le
vérin, les deux pistons (5a, 5b) revenant ensuite dans leur position
initiale.
Notons que pour favoriser le dégagement des organes de
verrouillage (11a, 11b) les gorges de verrouillage (10a, 10b) de la tige de
piston (6) comportent une rampe inclinée annulaire ou chanfrein (20),
tel qu'illustré figure 3b.
Selon l'invention, le vérin comporte des moyens de
déverrouillage manuel (MDV) constitués par des organes de commande
(7a, 7b) destinés à provoquer le déplacement longitudinal du ou des
piston(s) (5, 5a, 5b) tel que précédemment décrit à l'aide de moyens de
liaison tels que des poussoirs de déverrouillage (21) comme le montre la
figure 4.
Selon le mode de réalisation préféré des moyens de
déverrouillage manuel (MDV), les organes de commande sont constitués
par deux bagues pivotantes de déverrouillage (7a, 7b) disposées à
l'extérieur et à chaque extrémité du corps de vérin (2). Chacune des
bagues (7a, 7b) peut être actionnée en rotation par action manuelle de
l'utilisateur. La rotation de l'une ou l'autre des bagues de déverrouillage
provoque le déplacement du piston (5a, 5b) correspondant par action de
poussoirs de déverrouillage (21) qui forcent le piston à déverrouiller
contre l'action du ressort (8), lesdits poussoirs étant déplacés selon leur
axe longitudinal grâce à une vis de rappel (23) actionnée par la rotation
de la bague de déverrouillage correspondante.
Ainsi, comme le montrent schématiquement les figures 6a à 6d, la
rotation de la bague (7a) provoque de manière connue en soi, comme
par exemple par coopération d'un filetage interne (35a) de la bague et
d'un filetage externe (35b) de la vis de rappel, le déplacement de la vis
de rappel (23) selon l'axe longitudinal (ZZ'), ce qui occasionne le
déplacement des poussoirs de déverrouillage (21) selon F1 comme le
montre la figure 6b et donc le déverrouillage du piston (5a) par
libération des organes de verrouillage (11a) tel qu'illustré figure 6c.
Ensuite, la tige de piston déverrouillée se déplace selon F2 et permet ainsi
à l'ensemble pistons-tige de pistons de revenir à sa position initiale
pendant son déplacement longitudinal comme le montre la figure 6d.
Notons que le vérin comporte deux butées d'extrémité (50a, 50b)
solidaires respectivement des embouts arrières et avant (15a, 15b) de
manière à bloquer longitudinalement les bagues de déverrouillage.
Notons que le vérin (1) comporte deux poussoirs (21) à chacune
de ses extrémités, disposés de manière diamétralement opposée par
rapport à l'axe (ZZ') et parallèlement à celui ci, lesdits poussoirs étant en
butée sur les extrémités avant et arrière (19a, 19b) des pistons respectifs
(5a, 5b). Il est important de noter que la tige de piston (6) comporte une
butée centrale (12) située entre les butées (9a, 9b) et qui est disposée
entre les deux pistons (5a, 5b) pour limiter leur course en
rapprochement.
Selon le mode de réalisation préféré du vérin (1), le
dimensionnement des différents organes constitutifs des moyens de
verrouillage (MV) et des moyens de déverrouillage manuel (MDV) tels
que les bagues de déverrouillage (7a, 7b), les pistons (5a, 5b), le ressort
(8), les vis de rappel (23) ou les poussoirs de déverrouillage (21) par
exemple, s'effectue de manière à ce que la rotation de la bague nécessaire
au déverrouillage du piston est d'angle compris entre 0° et 180° et
avantageusement égal à 120°. Il va de soi que l'amplitude de la rotation
de la bague pourrait être différente, sans pour autant sortir du champ de
protection de l'invention ; de même, les organes de commande ou les
organes de liaison des moyens de déverrouillage manuel (MDV)
pourraient être remplacés par des moyens équivalents. Notons que les
bagues de déverrouillage (7a, 7b) sont avantageusement munies d'un
ressort de torsion (22) destiné à provoquer la rotation inverse de la
bague de déverrouillage afin de la ramener dans sa position initiale ainsi
que les vis de rappel (23) et les poussoirs de déverrouillage (21) qui lui
sont liés.
Notons que selon le mode de réalisation préféré, les bagues de
déverrouillage (7a, 7b) sont disposées à chaque extrémité du vérin de
manière à pouvoir pivoter autour de l'axe longitudinale (ZZ') dudit vérin.
Par ailleurs, comme le montrent les figures 1 et 5, le passage de
l'air comprimé du vérin pneumatique (1) peut s'effectuer le long du vérin
dans un ou plusieurs tubes cylindriques creux (14) du corps de vérin (2)
disposés à l'extérieur de la chambre (4).
Selon le mode de réalisation préféré, les tubes (14) sont au
nombre de quatre et permettent avantageusement d'une part le passage
de l'air comprimé et d'autre part la fixation des embouts avant et arrière
(15a, 15b) par l'intermédiaire de vis de liaison (26a, 26b) dont certaines
(26b) peuvent être percées en partie afin de permettre ledit passage de
l'air comprimé comme le montre la figure 2. Notons qu'un canal de
passage (25) relie le tube (14) à l'extrémité avant de la chambre de vérin
(4) de manière à pouvoir y introduire l'air comprimé.
Par ailleurs, il va de soi que le vérin pourrait comporter des
moyens de verrouillage pour une seule de ses positions extrêmes et ne
comporter ainsi qu'un piston mobile et ses moyens de déverrouillage
associés, sans pour autant sortir du champ de protection revendiqué de
l'invention.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de
réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend
aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons.