FR2463868A1

FR2463868A1 - Double acting pneumatic cylinder - has tail rod with safety valve closing at end of piston travel

Info

Publication number: FR2463868A1
Application number: FR7921081A
Authority: FR
Inventors: Rene Chiron
Original assignee: POLYMATIC SA
Current assignee: POLYMATIC SA
Priority date: 1979-08-21
Filing date: 1979-08-21
Publication date: 1981-02-27

Abstract

The pneumatic jack has a cylinder (1) with a rod (2) carrying a piston (3). It has a tail rod (8) which slides in the auxiliary chamber (7a) with a clearance and sealed by the annular seal (7b). The air valve (21) has a stem (12) and is spring loaded against a plug (25) by a spring (28). The air is exhausted through the valve from the connecting passage (31) and out through the air hole (17). Air is supplied through the connections (10,11). The exhaust valve closes when the piston reaches the end of this travel.

Description

La présente invention a pour objet un vérin pneumatique du type de ceux qui, pour des raisons de sécurité, développent un effort faible et par conséquent non dangereux pendant la course d'approche de la tige, et un effort normal pendant la course de travail et de retour de la tige. The subject of the present invention is a pneumatic cylinder of the type of those which, for safety reasons, develop a low and consequently non-dangerous force during the approach stroke of the rod, and a normal force during the working stroke and back from the rod.

Cette sécurité était jusqu'ici obtenue en créant une perte de charge lors de la course d'approche de la tige au moyen d'un orifice calibré ménagé dans le piston et mettant la chambre annulaire côté fond à l'échappement, cet orifice étant obstrué lorsque la tige atteint une position déterminée, permettant ainsi la montée en pression de la chambre annulaire côté fond pendant la course de travail de la tige. This security has hitherto been obtained by creating a pressure drop during the approach stroke of the rod by means of a calibrated orifice made in the piston and placing the annular chamber on the bottom side with the exhaust, this orifice being obstructed. when the rod reaches a determined position, thus allowing the pressure rise of the annular chamber on the bottom side during the working stroke of the rod.

Outre l'importante consommation d'air comprimé due à la fuite d'air au niveau du piston pendant toute la course d'approche de la tige, de tels vérins offrent malheureusement une sécurité illusoire car l'orifice de fuite du piston, en raison de son faible diamètre, risque de se boucher, le vérin développant alors sa puissance maximale dès la course d'approche de la tige. In addition to the significant consumption of compressed air due to the air leaking at the piston during the entire stroke of approach of the rod, such cylinders unfortunately offer an illusory security because the leakage opening of the piston, due of its small diameter, risk of clogging, the jack then developing its maximum power from the approach stroke of the rod.

Pour pallier ces inconvénients, la présente invention a pour objet un vérin pneumatique de sécurité à effort progressif, caractérisé en ce que la chambre annulaire côté fond comporte des moyens la mettant positivement à l'échappement pendant la course d'approche de la tige. To overcome these drawbacks, the subject of the present invention is a pneumatic safety cylinder with progressive force, characterized in that the annular chamber on the bottom side comprises means which put it positively in the exhaust during the approach stroke of the rod.

A cet effet, la chambre annulaire côté fond débouche dans une chambre auxiliaire de plus petit diamètre située dans son prolongement, la longueur de cette chambre étant au moins égale à course d'approche de la tige du vérin. To this end, the annular chamber on the bottom side opens into an auxiliary chamber of smaller diameter located in its extension, the length of this chamber being at least equal to the stroke of approach of the cylinder rod.

La tige du vérin est elle-même prolongée, à son extrémité postérieure en amont du piston, par une contre-tige d'une longueur égale à la course d'approche de la tige, cette contre-tige se logeant donc dans la chambre auxiliaire lorsque le vérin est en position de repos, débouchant par son extrémité postérieure hors de la chambre auxiliaire en fin de course d'approche de la tige, et se trouvant par conséquent dans la chambre annulaire côté fond pendant la course de travail de la tige. The rod of the jack is itself extended, at its rear end upstream of the piston, by a counter-rod of a length equal to the stroke of approach of the rod, this counter-rod thus being housed in the auxiliary chamber when the jack is in the rest position, opening at its rear end out of the auxiliary chamber at the end of the approach stroke of the rod, and therefore being in the annular chamber on the bottom side during the working stroke of the rod.

La chambre annulaire côté fond est percée à son extrémité postérieure d'au moins un orifice débouchant en amont d'un clapet, ce dernier étant maintenu positivement ouvert par la contre-tige tant qu'elle se trouve dans la chambre auxiliare, le clapet se fermant en fin de course d'approche de la tige, dès que l'extrémité postérieure de la contre-tige débouche dans la chambre annulaire côté fond, provoquant ainsi la montée en pression de la chambre annulaire côté fond lors de la course de travail de la tige. The annular chamber on the bottom side is pierced at its rear end with at least one orifice opening upstream of a valve, the latter being kept positively open by the counter rod as long as it is in the auxiliary chamber, the valve closing at the end of the rod approach stroke, as soon as the rear end of the counter rod opens into the annular chamber on the bottom side, thereby causing the annular chamber to rise in pressure during the working stroke of the stem.

D'autres caractéristiques de ce vérin pneumatique de sécurité à effort progressif seront décrites plus en détail ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel
Les figures 1 et 2 montrent ce vérin en coupe longitudinale respectivement en position de repos et en fin de course d'approche de sa tige.Other characteristics of this progressive effort safety pneumatic cylinder will be described in more detail below, by way of indication and in no way limitative, with reference to the appended drawing in which
Figures 1 and 2 show this cylinder in longitudinal section respectively in the rest position and at the end of the approach stroke of its rod.

La figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle du clapet de sécurité, en position ouverte, le vérin étant au repos. Figure 3 is a sectional view on a larger scale of the safety valve, in the open position, the cylinder being at rest.

-Ce vérin pneumatique comporte, d'une façon usuelle un cylindre 1 à l'intérieur duquel est susceptible de se déplacer une tige 2 solidaire à son extrémité postérieure d'un piston 3 partageant l'espace intérieur en deux chambres annulaires, l'une 4 côté tige et l'autre 5 côté fond (figure 2). -This pneumatic cylinder usually comprises a cylinder 1 inside which is capable of moving a rod 2 secured at its rear end to a piston 3 dividing the interior space into two annular chambers, one 4 on the rod side and the other 5 on the bottom side (Figure 2).

Suivant une première caractéristique de l'invention, le cylindre 1 de ce vérin est prolongé à l'arrière par un cylindre auxiliaire borgne 6 de diamètre intérieur plus faible, déterminant une chambre auxiliaire 7 située dans le prolongement de la chambre annulaire côté fond 5. According to a first characteristic of the invention, the cylinder 1 of this jack is extended at the rear by a blind auxiliary cylinder 6 of smaller internal diameter, determining an auxiliary chamber 7 situated in the extension of the annular chamber on the bottom side 5.

La tige 2 du vérin est prolongée à son extrémité postérieure en amont du piston 3 par une contre-tige 8 présentant avantageusement le même diamètre que celui de la tige 2, et de dimension telle que, lorsque le vérin est en position de repos (figure 1), le piston 3 étant alors appuyé contre le fond 9 du cylindre 1, la contre-tige 8 soit enfoncée dans le cylindre auxiliaire 6 en ménageant un espace 7a à sa périphérie et à son extrémité. Un joint 7b est disposé entre la chambre auxiliaire 7 et la chambre annulaire côté fond 5. The rod 2 of the jack is extended at its rear end upstream of the piston 3 by a counter-rod 8 advantageously having the same diameter as that of the rod 2, and of a size such that, when the jack is in the rest position (FIG. 1), the piston 3 then being pressed against the bottom 9 of the cylinder 1, the counter rod 8 is pressed into the auxiliary cylinder 6, leaving a space 7a at its periphery and at its end. A seal 7b is arranged between the auxiliary chamber 7 and the annular chamber on the bottom side 5.

Ce piston est alimenté d'une façon usuelle côté tige par un orifice 10 ménagé dans le cylindre 1 et débouchant à l'extré mité antérieure de la chambre annulaire côté tige ; suivant une caractéristique de l'invention, l'alimentation côté fond de ce cylindre est réalisée par un orifice 11 de petit diamètre ménagé dans le cylindre auxiliaire 6 et débouchant dans la chambre auxiliaire 7. This piston is supplied in the usual manner on the rod side by an orifice 10 formed in the cylinder 1 and opening at the anterior end of the annular chamber on the rod side; according to a characteristic of the invention, the supply on the bottom side of this cylinder is produced by an orifice 11 of small diameter formed in the auxiliary cylinder 6 and opening into the auxiliary chamber 7.

Lorsque le vérin est en position de repos et durant la course d'approche de la tige 2, la contre-tige 8 repousse un doigt 12 guidé par un fourreau 13 logé dans un bossage 14 situé au voisinage de l'extrémité antérieure du cylindre auxiliaire 6 ; l'extrémité postérieure de ce fourreau 13 débouche dans un alésage 15 de plus grand diamètre, déterminant une chambre annulaire 16 débouchant à l'air libre par un conduit 17 et un silencieux 18 (figure 3). When the jack is in the rest position and during the approach stroke of the rod 2, the counter rod 8 pushes a finger 12 guided by a sheath 13 housed in a boss 14 located in the vicinity of the anterior end of the auxiliary cylinder 6; the rear end of this sheath 13 opens into a bore 15 of larger diameter, determining an annular chamber 16 opening into the open air through a conduit 17 and a silencer 18 (Figure 3).

On peut également voir sur la figure 3 que le doigt 12 comporte avantageusement deux rainures longitudinales opposées 12a, 12b ou saignées de passage d'air dont le rôle est d'assurer un équilibrage sous pression du doigt 12. It can also be seen in FIG. 3 that the finger 12 advantageously comprises two opposite longitudinal grooves 12a, 12b or air passage grooves whose role is to ensure pressure balancing of the finger 12.

Par ailleurs, ce dernier agit sur un poussoir 19 non équilibré, guidé par deux alésages coaxiaux ménagés le premier au fond du fourreau 13 et le second à l'extrémité antérieure d'un deuxième fourreau 20 jouant le rôle de siège pour un clapet 21. Furthermore, the latter acts on an unbalanced pusher 19, guided by two coaxial bores provided the first at the bottom of the sheath 13 and the second at the front end of a second sheath 20 playing the role of seat for a valve 21.

Le fourreau 20, dans lequel est pratiqué un alésage diamétral 22 au-dessus du clapet 21, présente, à son extrémité antérieure une protubérance qui vient se loger dans une cavité correspondante du fourreau 13, avec interposition d'un ou de deux joints 23. En outre, il est introduit partiellement dans le bpssage 14 avec interposition d'un joint 24. De plus, il s'appuie, à son extrémité postérieure, sur le fond d'un capuchon 25 qui vient se fixer, par exemple par vissage, sur le bossage 14, un espace annulaire 26 étant réservé entre le corps du capuchon 25 et le siège 20. Celui-ci présente aussi un alésage diamétral 27 à proximité du fond du capuchon 25 sur lequel s'applique également le ressort 28 qui équipe le clapet 21. Sur la figure 3, les chiffres de référence 29 et 30 désignent respectivement le joint du clapet 21 et le joint du capuchon 25. The sleeve 20, in which a diametrical bore 22 is made above the valve 21, has, at its anterior end, a protuberance which is received in a corresponding cavity of the sleeve 13, with the interposition of one or two seals 23. In addition, it is partially introduced into the bpssage 14 with the interposition of a seal 24. In addition, it rests, at its rear end, on the bottom of a cap 25 which is fixed, for example by screwing, on the boss 14, an annular space 26 being reserved between the body of the cap 25 and the seat 20. The latter also has a diametrical bore 27 near the bottom of the cap 25 on which the spring 28 which is fitted to the valve 21. In FIG. 3, the reference numbers 29 and 30 respectively designate the seal of the valve 21 and the seal of the cap 25.

La chambre du clapet 21, autrement dit l'espace annulaire 26 et l'alésage diamétral 27, est susceptible d'être mise en communication avec la chambre annulaire côté fond 5 du cylindre 1 par des conduits 31 pratiqués dans le bossage 14. The chamber of the valve 21, in other words the annular space 26 and the diametral bore 27, is capable of being placed in communication with the annular chamber on the bottom side 5 of the cylinder 1 by conduits 31 formed in the boss 14.

Le vérin pneumatique de sécurité selon la présente invention est alimenté comme un vérin pneumatique standard, c'està-dire qu'il est raccordé de manière-classique,à un distributeur qui n'a pas été représenté sur le dessin. I1 permet de développer un effort faible pendant la course d'approche "1", autrement dit pendant la sortie de sa tige, et un effort normal pendant la course de travaik "La1" ainsi que pendant la course de retour correspondant à la rentrée de la tige. The pneumatic safety cylinder according to the present invention is supplied like a standard pneumatic cylinder, that is to say that it is connected in a conventional manner, to a distributor which has not been shown in the drawing. I1 makes it possible to develop a weak effort during the approach stroke "1", in other words during the release of its rod, and a normal effort during the travaik stroke "La1" as well as during the return stroke corresponding to the return of the stem.

Le faible effort développé pendant la course d'approche peut être utilisé à des fins de sécurité des opérateurs. The low effort developed during the approach run can be used for operator safety purposes.

En position de repos du vérin (figure 1), la chambre annulaire côté tige 4 est sous pression, la chambre auxiliaire côté fond 7 est-à l'échappement et la chambre annulaire côté fond 5 est également à l'échappement par l'intermédiaire des conduits 31 du clapet 21 soulevé par le doigt 12 et le poussoir 19, et du conduit 17 à l'extrémité duquel se trouve le silencieux 18 évitant le bruit d'échappement et l'aspiration des poussières. In the cylinder rest position (Figure 1), the annular chamber on the rod side 4 is under pressure, the auxiliary chamber on the bottom side 7 is at the exhaust and the annular chamber at the bottom side 5 is also at the exhaust via conduits 31 of the valve 21 raised by the finger 12 and the pusher 19, and the conduit 17 at the end of which is the silencer 18 avoiding the noise of exhaust and dust suction.

Lorsque l'on commande la sortie de la tige 2 du vérin par le distributeur de commande, ce dernier met la chambre annulaire côté tige 4 à l'échappement et la chambre auxiliaire côté fond 7 sous pression par l'intermédiaire de l'orifice réduit d'alimentation 11. When the output of the rod 2 of the jack is controlled by the control distributor, the latter puts the annular chamber on the rod side 4 at the exhaust and the auxiliary chamber on the bottom side 7 under pressure via the reduced orifice supply 11.

Pendant la course d'approche "1", la pression n'agit que sur la contre-tige 8 du vérin. La chambre annulaire côté fond 5 aspire l'air à la pression ambiante par le silencieux 18. During the approach stroke "1", the pressure acts only on the piston rod 8. The annular chamber on the bottom side 5 draws air at ambient pressure through the silencer 18.

Le clapet 21 reste ouvert.The valve 21 remains open.

Ainsi, pendant cette phase, la chambre 5 est mise positivement à l'échappement par le clapet 21 commandé mécaniquement -donc d'une façon sure- par la contre-tige 8, ce qui constitue la caractéristique fondamentale de la présente invention. Thus, during this phase, the chamber 5 is positively exhausted by the valve 21 mechanically controlled - so in a sure way - by the counter rod 8, which constitutes the fundamental characteristic of the present invention.

En effet, la mise en pression de cette chambre annulaire côté fond 5 pendant cette course d'approche serait seule susceptible d'augmenter l'effort développé par le vérin, donc de nuire à la sécurité des opérateurs. Indeed, the pressurization of this annular chamber on the bottom side 5 during this approach stroke would be the only one capable of increasing the force developed by the jack, and therefore of harming the safety of the operators.

Or, conformément à la présente invention, une telle mise en pression est impossible, même en cas de fuite du joint 7b entre la chambre annulaire côté fond 5 et la chambre auxiliaire 7, l'orifice d'alimentation 11 étant calibré de façon que la fuite créée par le clapet 21- soit supérieure à l'admission possible. However, in accordance with the present invention, such pressurization is impossible, even in the event of leakage of the seal 7b between the annular chamber on the bottom side 5 and the auxiliary chamber 7, the supply orifice 11 being calibrated so that the leak created by the valve 21- is greater than the possible admission.

Tout autre incident de marche peut nuire au fonctionnement du vérin mais en aucun cas à sa sécurité. Any other running incident may affect the operation of the jack, but in no way its safety.

En fin de course d'approche, la contre-tige 8 libère le doigt de commande 12 du clapet 21 qui se ferme sous l'action de son ressort 28. Ce dernier ne développe qu'un faible effort car le doigt 12 est équilibré par la pression régnant dans la chambre auxiliaire 7 et le poussoir 19 est de petit diamètre. At the end of the approach stroke, the counter rod 8 releases the control finger 12 from the valve 21 which closes under the action of its spring 28. The latter develops only a slight force because the finger 12 is balanced by the pressure prevailing in the auxiliary chamber 7 and the pusher 19 is of small diameter.

Le joint 7b placé entre la chambre auxiliaire 7 et la chambre annulaire côté fond 5 est alors dégagé par la contre-tige 8. Ces deux chambres mises de ce fait en communication et alimentées par le distributeur permettent au vérin de produire son plein effort. The seal 7b placed between the auxiliary chamber 7 and the annular chamber on the bottom side 5 is then released by the counter-rod 8. These two chambers therefore placed in communication and supplied by the distributor allow the jack to produce its full force.

Lorsque l'on commande la rentrée de la tige 2 du vérin par le distributeur, la chambre annulaire côté tige 4 est mise sous pression et la chambre annulaire côté fond 5 et la chambre auxiliaire7 7 sont mises à l'échappement ; la contre-tige 8 s'engage alors dans le joint 7b, le clapet 21 poussé par le doigt 12 et le poussoir 19 s'ouvre et la chambre annulaire côté fond 5 finit de se vider par le silencieux 18. When the re-entry of the rod 2 of the jack is controlled by the distributor, the annular chamber on the rod side 4 is pressurized and the annular chamber on the bottom side 5 and the auxiliary chamber 7 7 are exhausted; the counter-rod 8 then engages in the seal 7b, the valve 21 pushed by the finger 12 and the pusher 19 opens and the annular chamber on the bottom side 5 finishes emptying through the silencer 18.

I1 est du reste bien entendu que le mode de réalisation du vérin pneumatique de sécurité selon la présente invention qui a été décrit ci-dessus en référence au dessin annexé, a été donné à titre indicatif et nullement limitatif, et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention. It is moreover understood that the embodiment of the pneumatic safety cylinder according to the present invention which has been described above with reference to the appended drawing, has been given for information and is in no way limitative, and that modifications may be made. without departing from the scope of the present invention.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1.- Pneumatic safety cylinder with progressive force,

characterized in that its annular chamber on the bottom side 5 comprises

means positively putting it to exhaust during the

rod approach stroke 2.

2.- pneumatic cylinder according to claim 1, character

laughed in that said means consist of a valve 21 incorporated

carried at the bottom of the cylinder and mechanically controlled by the counter rod

8 of the piston 3 of this jack.

3.- pneumatic cylinder according to claim 2, characterized

in that the counter rod 8 is housed in the rest position

cylinder, in an auxiliary chamber 7 extending the chamber

annular on the bottom side 5, and in that the latter is pierced,

at its rear end, a conduit 31 opening upstream

valve 21, which is held positively open by the

counter rod 8, as long as it is in the auxiliary chamber

7, and closes at the end of the approach stroke of the rod 2, as soon as

the rear end of the counter rod 8 opens into the

annular chamber on the bottom side 5, thus causing the rise in

pressure of the annular chamber on the bottom side 5 during the stroke

rod working 2.

4.- pneumatic cylinder according to claim 3, characterized

in that the supply on the bottom side of cylinder 1 of the jack is

produced by an orifice 11 of small diameter opening into the

auxiliary chamber 7.

5. A pneumatic cylinder according to claim 4, characterized

in that said orifice 11 is calibrated so that, during the

stroke of approach of rod 2 of piston 3, the leak created by

the valve 21 is greater than the possible admission, preventing

thus pressurizing the annular chamber on the bottom side 5

during this phase, even in the event of leakage of the gasket 7b between

said chamber 5 and the auxiliary chamber 7.

6.- Pneumatic cylinder according to claim 2 or 3, charac

terized in that said valve 21 is a spring-loaded valve of which

closing is controlled by a finger 12 which is released by

the counter-rod 8 at the end of the approach stroke of the rod 2, the finger 12 also acting on a cooperating pusher 19

with valve 21.

7. A pneumatic cylinder according to claim 6, characterized in that the finger 12 has longitudinal grooves 12a, 12b or air passage grooves ~ ensuring pressure balancing of this finger 12.

8. A pneumatic cylinder according to any one of claims 2, 3 and 6, characterized in that the chamber 16 of the valve 21 opens into the open air through a conduit 17, at the end of which is a silencer 18.