FR2574147A1 - GUIDING AND SEALING DEVICE - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE GUIDAGE ET D'ETANCHEITE DE LA TIGE D'UN VERIN, EN PARTICULIER D'UN VERIN PNEUMATIQUE. UN MANCHON DE GUIDAGE 5 EN MATIERE PLASTIQUE EST CONSTRUIT D'UNE SEULE PIECE AVEC UN ANNEAU DE RACLAGE 9, CE DERNIER COMPORTANT UNE LEVRE D'ETANCHEITE 10 APPUYANT RADIALEMENT CONTRE LA TIGE DE VERIN 4, TANDIS QUE DU COTE OPPOSE, REGARDANT VERS L'ESPACE INTERIEUR DU CYLINDRE 2, LE MANCHON COMPORTE UNE EXCAVATION SERVANT A MAINTENIR UN JOINT ANNULAIRE 8. LA RIGIDITE DE L'ANNEAU DE RACLAGE 9 ET DE LA SURFACE QUI LUI EST AINSI ATTENANTE EST PAR SUITE SUPERIEURE A CELLE DE LA BAGUE D'ETANCHEITE 8.GUIDING AND SEALING DEVICE FOR THE ROD OF A CYLINDER, IN PARTICULAR OF A PNEUMATIC CYLINDER. A PLASTIC GUIDE SLEEVE 5 IS CONSTRUCTED IN ONE PIECE WITH A SCRAP RING 9, THE LATTER INCLUDING A SEALING LEVER 10 PRESSING RADIALLY AGAINST THE CYLINDER ROD 4, WHILE ON THE OPPOSITE SIDE, LOOKING TOWARDS INTERIOR SPACE OF CYLINDER 2, THE SLEEVE INCLUDES AN EXCAVATION SERVING TO MAINTAIN AN ANNULAR SEAL 8. THE RIGIDITY OF THE SCRAPING RING 9 AND OF THE SURFACE THAT IS THUS ADJACTING IT IS THEREFORE GREATER THAN THAT OF THE SEALING RING 8 .
Description
DISPOSITIF DE GUIDAGE ET D'ETANCHEITEGUIDING AND SEALING DEVICE
L'invention se rapporte à un dispositif de guida- The invention relates to a guidance device
ge et d'étanchéité de la tige d'un vérin, en particulier d'un vérin pneumatique, comportant un manchon de guidage, un anneau de raclage du côté extérieur et un anneau d'étan- and sealing of the rod of a cylinder, in particular of a pneumatic cylinder, comprising a guide sleeve, a scraper ring on the outer side and a sealing ring.
chéité du côté tourné vers l'intérieur du cylindre. on the side turned towards the inside of the cylinder.
Pour guider de manière étanche une tige de piston To tightly guide a piston rod
à travers le corps d'un vérin pneumatique, on utilise habi- Through the body of a pneumatic cylinder, it is customary to use
tuellement un dispositif de guidage et d'étanchéité en a guiding and sealing device in
plusieurs parties, qui doit répondre à plusieurs impératifs. several parts, which must meet several imperatives.
D'une part, la partie interne du cylindre doit être proté- On the one hand, the inner part of the cylinder must be
gée de façon sûre contre l'introduction de l'extérieur de corps étrangers tels que de la poussière, des saletés, des copeaux, et autres; d'autre part,- on doit assurer, dans toutes les conditions de travail du vérin, une étanchéité à l'air comprimé entre la chambre intérieure du cylindre et l'extérieur. Enfin, le dispositif doit aussi posséder de bonnes qualités de guidage pour la tige de vérin et avoir une longue durée de vie. En bref, le dispositif doit être un dispositif de guidage et d'étanchéité dans tous les reliably against the introduction of foreign bodies such as dust, dirt, chips, and the like; on the other hand, it must be ensured, in all working conditions of the cylinder, a tightness with compressed air between the inner chamber of the cylinder and the outside. Finally, the device must also have good guiding qualities for the cylinder rod and have a long service life. In short, the device must be a guiding and sealing device in all
sens du mot: il doit remplir aussi bien un rôle d'étanchéi- meaning of the word: it must fulfill both a sealing role and
té que de guidage, et il doit en plus assurer une fonction than guiding, and it must additionally provide a
de raclage.scraping.
Pour mener à bien ces objectifs, on place ordinal- To achieve these goals, ordinal-
rement d'une part un anneau d'étanchéité en caoutchouc des- on the one hand a rubber sealing ring of
tiné à assurer l'étanchéité de l'espace interne du vérin, designed to seal the internal space of the cylinder,
cet anneau s'appuyant axialement contre une douille de gui- this ring pressing axially against a sleeve of guiding
dage en matériau fritté, cette douille portant d'autre part de son côté extérieur un anneau de raclage, également par exemple en caoutchouc, destiné à la protection du cylindre contre l'atmosphère extérieure environnante. Cet anneau de raclage s'appuie axialement contre un élément, façonné en conséquence, du couvercle du cylindre et n'a pas vraiment, Sintered material, this sleeve bearing on the other hand on its outer side a scraping ring, also for example rubber, for the protection of the cylinder against the surrounding external atmosphere. This scraper ring bears axially against an element, shaped accordingly, of the cylinder cover and does not really have,
outre sa fonction de raclage dessaletés, ou autres, de fonc- in addition to its function of scraping desalted, or other, func-
tion d'étanchéité.sealing.
Ce genre de dispositif connu présente à ce sujet l'inconvénient de ne pas avoir une résistance à l'usure suffisante, en particulier lorsque le vérin travaille en milieu abrasif, et en outre d'entraîner un assemblage des This type of known device has the disadvantage that it does not have sufficient wear resistance, in particular when the jack is working in an abrasive medium, and furthermore causes an assembly of
différents éléments du dispositif de guidage et d'étanchéi- different elements of the guiding and sealing device
té qui est relativement coûteux. La réalisation est comple- which is relatively expensive. The realization is com- plete
xe et coûteuse du fait que le dispositif est composé d'au expensive because the device is composed of
moins trois pièces mattresses séparées. minus three separate pieces of mattresses.
L'invention se rapporte à un dispositif de guida- The invention relates to a guidance device
ge et d'étanchéité du type tel que ci-dessus défini, mais ge and sealing type as defined above, but
qui ne présente pas les inconvénients mentionnés précédem- which does not have the disadvantages mentioned above
ment, ce dispositif selon l'invention bénéficiant d'une construction simplifiée, moins coûteuse et lui conférant une plus grande durée de vie, et se présentant du point This device according to the invention benefits from a simplified construction, which is less expensive and gives it a longer service life.
de vue de la technique de montage sous un jour plus favora- view of the editing technique in a more favorable light
ble. Il est caractérisé en ce qu'il est équipé d'un man- corn. It is characterized in that it is equipped with a man-
chon de guidage réalisé d'une seule pièce avec l'anneau de raclage et servant au maintien de l'anneau d'étanchéité, la rigidité de l'anneau de raclage étant supérieure à celle de l'anneau d'étanchéité, l'anneau d'étanchéité étant en matériau mou et l'anneau. de raclage étant en matériau dur a guide piece made in one piece with the scraper ring and serving to maintain the sealing ring, the rigidity of the scraper ring being greater than that of the sealing ring, the ring sealing being soft material and the ring. scraping being made of hard material
et raide.and stiff.
La réalisation en une seule pièce du manchon de The realization in one piece of the sleeve of
guidage et de l'anneau de raclage a un double effet parti- guiding and the scraping ring has a dual effect
culier, car non seulement le nombre des pièces constituti- because not only the number of
ves du dispositif de guidage et d'étanchéité se trouve ainsi réduit, mais encore elle conduit en même temps à une appréciable augmentation de la solidité de l'anneau de raclage, ledit anneau de raclage étant constitué du même matériau que le manchon de guidage, ce dernier combinant de fortes qualités de solidité avec de bonnes propriétés de Thus, the guide and sealing device is reduced, but at the same time it leads to a substantial increase in the strength of the scraper ring, said scraper ring being made of the same material as the guide sleeve. the latter combining strong qualities of solidity with good properties of
glissement, c'est-à-dire un faible coefficient de frotte- slip, that is to say a low coefficient of friction
ment. Préférentiellement en conséquence, le manchon de guidage avec sa partie en anneau de raclage est constitué en une matière plastique dure, qui par exemple peut être is lying. Preferably accordingly, the guide sleeve with its scraping ring portion is made of a hard plastic material, which for example can be
renforcée par des fibres de verre pour augmenter sa solidi- reinforced with glass fibers to increase its solidity
té. En même temps, le manchon de guidage joue le rôle de contenant pour l'anneau d'étanchéité de l'espace intérieur you. At the same time, the guide sleeve acts as a container for the sealing ring of the interior space
en matériau élastique mou, avantageusement en caoutchouc. of soft elastic material, preferably rubber.
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Concurremment à une diminution du coût de réali- Concurrently with a reduction in the cost of
sation dû à l'élimination des onéreux métaux frittés et à la concentration de diverses fonctionsdans une seule pièce, on obtient de manière avantageuse un dispositif de guidage et d'étanchéité de longue durée de vie, grâce à une solidi- té, une dureté et une rigidité des éléments d'étanchéité the elimination of expensive sintered metals and the concentration of various functions in one piece, a long-lasting guiding and sealing device is advantageously obtained by means of a solidity, a hardness and a rigidity of the sealing elements
qui augmentent progressivement de l'intérieur vers l'exté- gradually increasing from the inside to the outside
rieur du cylindre.the cylinder.
L'étanchéité vers l'extérieur peut, de manière préférentielle, être renforcée par le fait que le front The sealing towards the outside can, preferentially, be reinforced by the fact that the front
annulaire extérieur du manchon de guidage présente une lè- outer ring of the guide sleeve has a
vre d'étanchéité appuyant élastiquement et radialement sur vera sealing elastically and radially on
la tige du vérin.the cylinder rod.
Selon une autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif de guidage et d'étanchéité According to another advantageous embodiment of the invention, the guiding and sealing device
est uniquement implanté de manière fixe en direction axia- is only implanted in a fixed way axially
le, tandis qu'il est prévu au voisinage du joint d'étan- the, while it is planned in the vicinity of the
chéité interne un fourreau de maintien encerclant le man- internal sheath a holding sheath encircling the man-
chon de guidage, placé dans l'espace entre le corps et le manchon, de sorte que le manchon de guidage est soutenu de manière souple et élastique, ce qui permet par exemple une avantageuse compensation des tolérances de fabrication et protège efficacement le manchon de guidage contre les a guiding sleeve, placed in the space between the body and the sleeve, so that the guide sleeve is resiliently and resiliently supported, which allows for example advantageous compensation of manufacturing tolerances and effectively protects the guide sleeve against the
sollicitations latérales indésirables. Le manchon de guida- undesirable lateral stresses. The guide sleeve
ge peut ainsi être associé à un dispositif de positionnement ge can thus be associated with a positioning device
ou de suspension, pendulaire souple et élastique. or suspension, flexible pendulum and elastic.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la The invention will be better understood using the
description suivante de quelques exemples de réalisation, following description of some embodiments,
en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: Figure 1 est une demi-coupe d'un dispositif de guidage et d'étanchéité selon l'invention, Figure 2 est une dispositif analogue à celui de la figure 1, mais avec un dispositif d'étanchéité modifié, Figure 3 est une autre variante du dispositif with reference to the appended diagrammatic drawings in which: FIG. 1 is a half-section of a guiding and sealing device according to the invention, FIG. 2 is a device similar to that of FIG. 1, but with a device of FIG. modified sealing, Figure 3 is another variant of the device
conforme à l'invention.according to the invention.
La figure 1 est une demi-coupe schématique d'une portion du corps 1 d'un vérin pneumatique 2, équipé d'un piston 3 sur lequel est fixée une tige de vérin 4 destinée FIG. 1 is a diagrammatic half-section of a portion of the body 1 of a pneumatic jack 2, equipped with a piston 3 on which is fixed a cylinder rod 4 intended
à actionner un dispositif actif non représenté. to actuate an active device not shown.
Le guidage de la tige 4 dans le cylindre 1 est effectué essentiellement à l'aide d'un manchon de guidage 5 qui est constitué en une matière plastique résistante à l'usure, dure et raide, de préférence armée de fibres de The guiding of the rod 4 in the cylinder 1 is carried out essentially with the aid of a guide sleeve 5 which is made of a wear-resistant, hard and stiff plastics material, preferably reinforced with
verre, avec de bonnes propriétés de glissement, c'est-à- glass, with good sliding properties, ie
dire avec un faible coefficient de frottement. Ce manchon say with a low coefficient of friction. This sleeve
de guidage 5 est maintenu en position à l'aide d'un épaule- 5 is held in position by means of a shoulder
ment radial centripète 6 du couvercle de cylindre 1. centripetal radial position 6 of the cylinder cover 1.
Cet épaulement 6 peut évidemment aussi être cen- This shoulder 6 can obviously also be cen-
trifuge si le manchon de guidage 5 est agencé en conséquen- trifuge if the guide sleeve 5 is arranged accordingly
ce. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le manchon de guidage 5 est équipé du côté regardant vers l'intérieur du vérin 2 d'une gorge 7 recevant un joint d'étanchéité 8 en caoutchouc élastique mou, assurant l'étanchéité radiale this. In the embodiment of Figure 1, the guide sleeve 5 is equipped with the inward facing side of the cylinder 2 of a groove 7 receiving a seal 8 of soft elastic rubber, ensuring the radial seal
de la tige de piston 4 par rapport à la pression pneumati- of the piston rod 4 with respect to the pneumatic pressure
que interne existant dans le vérin 2 entre la tige 3 et le corps de vérin 1. Le manchon de guidage 5 est pourvu, sur sa face frontale axialement opposée, d'un segment racleur 9, formant corps avec le manchon, et destiné à garantir l'étanchité de la tige de piston 4 vis à vis des particules that internal existing in the cylinder 2 between the rod 3 and the cylinder body 1. The guide sleeve 5 is provided, on its axially opposite end face, a scraper segment 9, forming a body with the sleeve, and intended to guarantee the sealing of the piston rod 4 with respect to the particles
ambiantes, c'est à dire vis à vis des particules de poussiè- ambient, ie with respect to dust particles
res ou de crasse et de corps étrangers de toutes sortes. Il or dirt and foreign bodies of all kinds. he
y a formation d'une lèvre d'étanchéité 10 portée par le man- there is formation of a sealing lip 10 carried by the man-
chon de guidage 5, qui entoure étroitement la tige 4 sous chon guide 5, which tightly surrounds the rod 4 under
l'effet d'une précontrainte radiale. the effect of radial prestressing.
De façon à maintenir le manchon 5 en direction axiale, le châssis est équipé d'un dispositif d'arrêt 11, fixé de manière amovible de manière à ce que l'on puisse retirer, pour les changer, le manchon 5 ainsi que le joint 8, ce dernier pouvant avoir une forme différente de celle représentée sur la figure 1, par exemple avoir une section In order to maintain the sleeve 5 in the axial direction, the frame is equipped with a stop device 11, removably fixed so that the sleeve 5 and the seal can be removed for replacement. 8, the latter may have a shape different from that shown in Figure 1, for example have a section
en forme de croissant. Il est possible pour ceci de pré- crescent shaped. It is possible for this to pre-
voir une excavation non représentée, dans le segment ra- see an excavation not shown, in the segment
cleur 9 permettant de recevoir un outil adéquat. On peut 9 to receive a suitable tool. We can
aussi éventuellement ne pas prévoir d'arrêt du tout. also possibly not to provide a stop at all.
On peut aussi, pour simplifier le montage, uti- In order to simplify the assembly, it is also possible to
liser un manchon de guidage coupé en deux parties selon un plan axial, les deux faces sectionnées étant alors a guide sleeve cut in two parts in an axial plane, the two sectioned faces then being
avant montage recouvertes d'un film de matériau d'étanchéi- before assembly covered with a film of waterproofing material
té, de même qu'il est prévu un film de produit lubrifiant interposé entre la tige de vérin 4 et la partie interne same as a film of lubricating product interposed between the cylinder rod 4 and the inner part is provided.
correspondante du manchon de guidage 5. corresponding to the guide sleeve 5.
La figure 2 montre une autre variante de réalisa- Figure 2 shows another variant of
tion du dispositif de l'invention, dans laquelle le joint caoutchouteux d'étanchéité 8 est remplacé par un fourreau 12, ou douille de maintien, caoutchouteux qui enveloppe étroitement la douille de guidage 5. La douille de guidage et le fourreau élastique 12 sont fixés l'un dans l'autre par des nervures annulaires 13 de la douille de guidage 5 tion of the device of the invention, wherein the rubber seal 8 is replaced by a sleeve 12, or rubber grip, which tightly surrounds the guide sleeve 5. The guide sleeve and the elastic sleeve 12 are fixed one in the other by annular ribs 13 of the guide sleeve 5
qui s'encastrent dans des gorges correspondantes du four- which fit into corresponding grooves of the furnace
reau élastique 12, et ils sont encastrés d'un seul bloc dans le couvercle de vérin 1. Pour le reste, la douille de 12 and are integrally embedded in the cylinder cover 1. For the rest, the bushing of
guidage est identique à celle de la figure 1. Ce mode d'exé- The guidance is identical to that in Figure 1. This mode of
cution a l'avantage non seulement d'avoir de très bonnes This has the advantage not only of having very good
qualités d'étanchéité, mais encore de réaliser une suspen- sealing qualities, but also to make a suspension
sion souple de la douille de guidage 5, permettant d'éviter pratiquement les sollicitations radiales indésirables, ou au moins de les réduire substantiellement, cette suspension élastique de la douille de guidage 5 permettant d'absorber dans une certaine mesure les mouvements de torsion axiale flexible engagement of the guide sleeve 5, substantially avoiding or substantially reducing the undesirable radial stresses, this elastic suspension of the guide sleeve 5 to absorb to some extent the axial torsional movements
de la tige de piston. Ce mode de réalisation permet égale- of the piston rod. This embodiment also allows
ment de diminuer avantageusement les tolérances de fabrica- advantage of decreasing the manufacturing tolerances
tion, ce qui conduit finalement à une baisse du coût de fa- which ultimately leads to a decrease in the cost of
brication. Bien entendu, on peut aussi concevoir d'autres modes de maintien élastique de la douille de guidage 5, par exemple à l'aide de joints annulaires d'étanchéité places coaxialement, respectivement près de la face intérieure et nufacturing. Of course, it is also conceivable other modes of elastic retention of the guide sleeve 5, for example by means of annular sealing seals placed coaxially, respectively near the inner face and
de la face extérieure du couvercle 1. from the outside of the lid 1.
Dans la variante selon la figure 3, la douille de guidage 20 de la tige de vérin 21 est construite d'une seule pièce avec un anneau de raclage 23 placé du côté opposé à l'e pace intérieur 22 du cylindre, cette pièce unique étant en matière plastique dure dont les propriétés In the variant according to FIG. 3, the guide sleeve 20 of the jack rod 21 is constructed in one piece with a scraping ring 23 placed on the opposite side to the inside space 22 of the cylinder, this single piece being made of hard plastic whose properties
remplacent celles des matériaux frittés utilisés couram- replace those of sintered materials commonly used in
ment jusqu'à présent pour la réalisation de douilles de guidage. L'ajutage 24 dans le couvercle de cylindre 25 reçoit encore un anneau d'étanchéité 26, du côté regardant hitherto for the production of guide sleeves. The nozzle 24 in the cylinder cover 25 again receives a sealing ring 26, on the side facing
vers le piston 27, cet anneau séparant de l'extérieur l'es- towards the piston 27, this ring separating the outside
pace interne 22 du cylindre et étant constitué d'une matiè- 22 of the cylinder and consisting of a material
re plastique souple, caoutchouc ou analogue. Par ailleurs pour obtenir un montage optimal, l'anneau 26 est constitué d'une seule pièce en matériau plastique souple, caoutchouc flexible plastic, rubber or the like. Moreover, to obtain an optimal assembly, the ring 26 consists of a single piece of flexible plastic material, rubber
etc.. avec le manchon 28 d'appui et de maintien de la douil- etc .. with the sleeve 28 of support and maintenance of the sleeve-
le de guidage 20. La douille de guidage et le manchon de maintien sont, dans l'exemple représenté, cylindriques et 20. The guide sleeve and the holding sleeve are, in the example shown, cylindrical and
concentriques, le manchon de maintien emprisonnant élasti- concentric, the holding sleeve trapping elastic
quement et, par exemple,fortement la douille de guidage. and, for example, strongly the guide sleeve.
29 est une lèvre d'étanchéité appuyant sur la périphérie de la tige de piston; 30 est une lèvre de raclage, faisant partie de l'anneau de raclage, qui a pour rôle d'empêcher la pénétration de poussières dans l'espace intérieur du cylindre. L'invention permet ainsi la réalisation d'un ensemble compact, jouant le r8le de dispositif de guidage et d'étanchéité,permettant de guider de manière étanche une tige de piston à travers le corps d'un cylindre,ledit dispositif possédant grâce à l'utilisation de différents moyens d'étanchéité, harmonisés et présentant différentes caractéristiquesde rigidité, aux zones de transition du corps de cylindre, une bonne résistance à l'abrasion, et 29 is a sealing lip pressing on the periphery of the piston rod; 30 is a scraper lip, part of the scraper ring, whose role is to prevent the entry of dust into the interior of the cylinder. The invention thus allows the realization of a compact assembly, playing the r8le of guiding and sealing device, for sealingly guiding a piston rod through the body of a cylinder, said device having, thanks to the use of different sealing means, harmonized and having different rigidity characteristics, to the transition zones of the roll body, good resistance to abrasion, and
sa réalisation étant, par une diminution des pièces à assem- its achievement being, by a reduction of the coins to be
bler, et donc avantageusement des pièces de rechange, et and therefore advantageously spare parts, and
par la possibilité de plus grandes tolérances de fabrica- the possibility of greater tolerances of
tion, notablement simplifiée, compte non tenu du fait que le montage et le second oeuvre sont beaucoup plus simples significantly simplified, notwithstanding the fact that the assembly and the second work are much simpler
et beaucoup plus rapides.and much faster.
L'invention permet la réalisation d'un dispositif de guidage et d'étanchéité qui utilise pour le raclage un The invention allows the realization of a guiding and sealing device which uses for scraping a
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matériau plus rigide que jusqu'à présent et pour l'étanchéi- more rigid material than hitherto and for sealing
té un matériau aussi tendre. Par ailleurs, la fonction de guidage est améliorée par l'utilisation d'une douille en such a soft material. Moreover, the guiding function is improved by the use of a bushing
matière plastique faisant corps avec l'anneau de raclage. plastic material integral with the scraper ring.
Un autre avantage consiste en le fait que l'élas- Another advantage is that the elasticity
ticité du joint réalisant l'étanchéité vers l'espace inter- ticity of the joint sealing towards the inter-
ne peut être mise à profit pour la réalisation d'un sup- can not be used for the realization of a
port élastique de la douille de guidage, de manière à mini- elastic port of the guide sleeve, so as to minimize
miser les sollicitations radiales indésirées de la douille de guidage, ce qui conduit à une augmentation de la durée bet the unwanted radial stresses of the guide sleeve, which leads to an increase in the duration
de vie de l'ensemble du dispositif de guidage et d'étanchéi- life of the entire guiding and sealing device
té. Les coûts de fabrication,aussi bien de la partie souple formant palier et dispositif d'étanchéité que de la partie rigide formant dispositif de raclage et de guidage, sont plus réduits que dans les réalisationsantérieures, qui utilisaient quatre pièces au lieu de deux. La douille de guidage avec anneau de raclage est démontable de l'extérieur pour être remplacée en cas d'usure. On aura soin, lorsque l'on mettra en place les nouvelles pièces, de les avoir you. The manufacturing costs, both of the flexible bearing portion and sealing device that the rigid part scraping and guiding device, are lower than in the earlier achievements, which used four pieces instead of two. The guide sleeve with scraper ring is removable from the outside to be replaced in case of wear. We will take care, when we put in place the new parts, to have them
préalablement graissées pour faciliter le glissement. previously greased to facilitate sliding.
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