FR2719086A1 - Operating cylinder with tube and endcap design - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un vérin comportant un tube de vérin,The present invention relates to a jack comprising a jack tube,
un chapeau d'obturation fixé dans une zone d'extrémité du tube de vérin, un chapeau de guidage fixé dans une autre zone d'extrémité du tube de5 vérin, un piston guidé dans le tube de vérin, avec possibilité de translation dans le sens axial, et une tige a closure cap fixed in one end zone of the cylinder tube, a guide cap fixed in another end zone of the cylinder tube, a piston guided in the cylinder tube, with the possibility of translation in the direction axial, and a rod
de piston traversant le chapeau de guidage et reliée au piston, le chapeau d'obturation de même que le chapeau de guidage étant insérés dans le sens axial, au moins10 partiellement, dans le tube de vérin. piston passing through the guide cap and connected to the piston, the sealing cap as well as the guide cap being inserted axially, at least partially, in the cylinder tube.
On connait un vérin de ce type par exemple grâce au brevet allemand 35 07 167. Dans ce vérin, le chapeau guidant la tige de piston est fixé dans le tube de vérin à l'aide d'un anneau de retenue, alors que le chapeau15 d'obturation situé à l'opposé est soudé ou maintenu en place en rabattant une partie frontale de la partie A cylinder of this type is known for example from the German patent 35 07 167. In this cylinder, the cap guiding the piston rod is fixed in the cylinder tube by means of a retaining ring, while the cap 15 shutter located opposite is welded or held in place by folding down a front part of the
tubulaire. Tout ceci nécessite de mettre en oeuvre des moyens de fabrication non négligeables, d'autant plus que d'importantes opérations d'usinage sont nécessaires sur le20 tube de vérin, pour créer des logements adaptés aux chapeaux. tubular. All of this necessitates the use of non-negligible manufacturing means, all the more so since major machining operations are necessary on the cylinder tube to create housings adapted to the caps.
La présente invention a pour objectif de créer un vérin du type susmentionné, qu'il est possible de fabriquer à moindre fais, grâce à sa conception simple.25 Ce problème est résolu par le fait qu'au moins une partie creusée radialement est prévue sur le pourtour extérieur des portions, situées à l'intérieur du tube de vérin, respectivement du chapeau d'obturation et du chapeau de guidage, et par le fait que des bourrelets30 saillants radialement vers l'intérieur qui viennent en prise par conjugaison des formes dans les parties creusées radialement du chapeau d'obturation et du chapeau de guidage, pour fixer les chapeaux, sont formés dans le tube de vérin, dans la région du chapeau d'obturation et du chapeau de guidage, à une distance axiale par rapport à l'extrémité de tube considérée. Il est très facile d'assembler un vérin de ce type. Les chapeaux comportant les parties creusées radialement sont insérés dans le tube de vérin à la profondeur voulue, après quoi le nombre nécessaire des bourrelets qui viennent en prise dans les gorges radiales du chapeau d'obturation et du chapeau de guidage, est formé sur le tube de vérin avec un outil approprié, de sorte que10 lesdits chapeaux sont fixés de manière immobile dans le sens axial. Il est certes possible, toutefois non absolument nécessaire, de prévoir sur le tube de vérin des décrochements, qui limitent la profondeur d'insertion des chapeaux, de sorte que l'on peut obtenir un tube15 présentant de part en part un diamètre constant. L'épaisseur de paroi du tube de vérin est mince, du moins dans les zones d'extrémités axiales, au point que le tube de vérin fait état d'une capacité de déformation suffisante, pour réaliser les bourrelets similaires à des20 rainures. L'épaisseur de paroi est de préférence constante sur toute la longueur du vérin. La conception de vérin selon la présente invention permet de découper des tubes de vérins de la longueur souhaitée pour chaque cas, à partir d'un matériau en tube disponible sous forme de25 produit au mètre et ensuite de monter les autres éléments constitutifs du vérin, sans opération préparatoire particulière. Ceci permet un mode de fabrication très souple des vérins. La partie creusée radialement présente sur chaque chapeau est avantageusement constituée par une rainure annulaire continue, le bourrelet correspondant étant avantageusement conformé également en anneau fermé sur lui-même, qui vient en prise de manière concentrique dans la rainure annulaire. On obtient ainsi un maintien35 particulièrement efficace, un effet d'étanchéification pouvant en outre apparaltre, qui dans certaines circonstances rend superflue l'utilisation de joints d'étanchéité supplémentaires. Le fait que la tige de piston soit en particulier conformée de part en part comme une douille et soit également liée par correspondance des formes, par un assemblage par bourrelets avec le piston, constitue une autre source de réduction des coûts da fabrication. Un organe de couplage, servant au montage d'une pièce10 quelconque à actionner, peut être aussi fixé par un assemblage par bourrelets, dans la zone d'extrémité extérieure de la tige de piston. Pour le tube de vérin, on utilise judicieusement un tube métallique en acier inoxydable. Le chapeau d'obturation et/ou le chapeau de guidage sont de préférence constitués de matière plastique rigide, The object of the present invention is to create a jack of the aforementioned type, which it is possible to manufacture at low cost, thanks to its simple design. the outer periphery of the portions, located inside the cylinder tube, respectively of the closure cap and of the guide cap, and by the fact that the beads projecting radially inwardly which engage by conjugation of the shapes in the radially hollowed-out portions of the closure cap and the guide cap, for fixing the caps, are formed in the cylinder tube, in the region of the closure cap and the guide cap, at an axial distance from the end of tube considered. It is very easy to assemble a cylinder of this type. The caps having the radially hollowed parts are inserted into the cylinder tube at the desired depth, after which the necessary number of beads which engage in the radial grooves of the closure cap and the guide cap is formed on the tube. cylinder with a suitable tool, so that said caps are fixed immobile in the axial direction. It is certainly possible, however not absolutely necessary, to provide recesses on the cylinder tube, which limit the insertion depth of the caps, so that one can obtain a tube 15 having right through a constant diameter. The wall thickness of the cylinder tube is thin, at least in the areas of axial ends, to the point that the cylinder tube reports sufficient deformation capacity, to produce the beads similar to grooves. The wall thickness is preferably constant over the entire length of the cylinder. The cylinder design according to the present invention makes it possible to cut cylinder tubes of the desired length for each case, from a tube material available in the form of product by the meter and then to mount the other components of the cylinder, without special preparatory operation. This allows a very flexible method of manufacturing the cylinders. The radially hollowed part present on each cap is advantageously constituted by a continuous annular groove, the corresponding bead also being advantageously shaped as a ring closed on itself, which engages concentrically in the annular groove. A particularly effective hold is thus obtained, a sealing effect which may also appear, which in certain circumstances makes the use of additional seals superfluous. The fact that the piston rod is in particular shaped right through like a sleeve and is also linked by correspondence of the shapes, by an assembly by beads with the piston, constitutes another source of reduction in manufacturing costs. A coupling member, used for mounting any part10 to be actuated, can also be fixed by a bead assembly, in the outer end zone of the piston rod. For the cylinder tube, a metallic stainless steel tube is judiciously used. The closure cap and / or the guide cap are preferably made of rigid plastic,
notamment une matière polymérique, de sorte qu'ils peuvent si nécessaire être fabriqués en tant que pièces moulées. Dans ce contexte, les parties creusées radialement peuvent20 également être formées sans enlèvement de matière. in particular a polymeric material, so that they can, if necessary, be produced as molded parts. In this context, the radially hollowed parts can also be formed without removing material.
La présente invention est expliquée ci-après à l'aide du dessin joint, dont l'unique figure représente, en coupe longitudinale, un exemple de réalisation du vérin selon la présente invention.25 Le vérin représenté, pouvant être actionné par l'intermédiaire d'un fluide, possède un corps de vérin 1 The present invention is explained below using the attached drawing, the single figure of which shows, in longitudinal section, an embodiment of the jack according to the present invention. The jack shown, which can be actuated via of a fluid, has a cylinder body 1
comportant une tube de vérin 2 de configuration notamment cylindrique. L'épaisseur de paroi du tube de vérin 2 est relativement faible et constante sur toute la longueur du30 vérin. comprising an actuator tube 2 of notably cylindrical configuration. The wall thickness of the cylinder tube 2 is relatively small and constant over the entire length of the cylinder.
Le tube de vérin 2 est obturé, à une extrémité, par un chapeau d'obturation 3. Un chapeau de guidage 4, qui présente un orifice central 5 est prévu à l'autre extrémité. A l'intérieur du tube de vérin 2 se trouve un35 piston 6 mobile dans le sens axial, qui sépare de manière étanche aux fluides deux chambres de vérin 7, 8. L'étanchéité est assurée par un dispositif d'étanchéité The cylinder tube 2 is closed at one end by a sealing cap 3. A guide cap 4, which has a central orifice 5 is provided at the other end. Inside the cylinder tube 2 is an axially movable piston 6 which separates two cylinder chambers 7, 8 in a fluid-tight manner. The seal is provided by a sealing device
annulaire 12, qui est fixé dans la région du pourtour extérieur du piston 6 et qui est en contact étanche avec5 la surface intérieure 13 du tube de vérin 2. annular 12, which is fixed in the region of the external periphery of the piston 6 and which is in sealed contact with the internal surface 13 of the cylinder tube 2.
Une tige de piston 14, qui passe par l'orifice central 5 vers l'extérieur et qui est guidée convenablement avec possibilité de translation dans la région de cet orifice central 5, est fixée sur le piston10 6. Un dispositif d'étanchéité 15 disposé sur le chapeau de guidage 4 assure l'étanchéité entre la tige de piston 14 et ce chapeau 4. Le chapeau d'obturation 3 de même que le chapeau de guidage 4 sont, au moins partiellement, insérés axialement dans le tube de vérin 2, de sorte que celui-ci les recouvre axialement, à l'extérieur. Par exemple, les deux A piston rod 14, which passes through the central orifice 5 towards the outside and which is suitably guided with the possibility of translation in the region of this central orifice 5, is fixed to the piston10 6. A sealing device 15 disposed on the guide cap 4 seals between the piston rod 14 and this cap 4. The closure cap 3 as well as the guide cap 4 are, at least partially, inserted axially in the cylinder tube 2, so that it covers them axially, outside. For example, the two
chapeaux 3, 4 sont complètements enfoncés dans le tube de vérin 2 et seul un oeillet d'articulation 16, formé d'un seul tenant sur le chapeau d'obturation 3 et servant à20 fixer le vérin avec possibilité de pivotement, dépasse du tube de vérin 2. caps 3, 4 are completely inserted into the cylinder tube 2 and only one articulation eyelet 16, formed integrally on the closure cap 3 and serving to fix the cylinder with the possibility of pivoting, protrudes from the tube cylinder 2.
Le chapeau d'obturation 3 de même que le chapeau de guidage 4 sont assemblés de manière rigide et inamovible avec le tube de vérin 2 par un assemblage par bourrelets.25 A cet effet, les deux chapeaux 3, 4 comportent sur le pourtour extérieur circulaire 17 de leur portion située à l'intérieur du tube de vérin 2, une partie creusée radialement 18 du type d'une rainure annulaire continue. Le tube de vérin 2 est embouti, sur tout le périmètre du30 vérin, dans une zone située radialement en regard d'une rainure annulaire 18 considérée, et présente ainsi un bourrelet 22 annulaire et fermé sur lui-même, qui fait saillie radialement vers l'intérieur et vient en prise par conjugaison des formes dans la rainure annulaire35 correspondante 18 du chapeau d'obturation 3 ou du chapeau de guidage 4. La surface extérieure du tube de vérin 2 présente ainsi, dans la région du bourrelet 22 considéré, une partie enfoncée similaire à une rainure. Grâce aux assemblages par bourrelets 18, 22, les chapeaux 3, 4 sont5 ancrés d'une manière sûre sur le tube de vérin 2 et en particulier fixés sans déplacement possible dans le sens axial. Ainsi, principalement lorsque les chapeaux 3, 4 sont constitués de matière plastique, comme dans l'exemple de réalisation, les assemblages par bourrelets peuvent10 même assurer une étanchéité suffisante aux fluides, ce qui permet de se dispenser de l'interposition d'éléments d'étanchéité. Les deux chapeaux 3, 4 comportent en outre des canaux pour fluide 23, qui débouchent dans la chambre de vérin 7, 8 correspondante, pour pouvoir acheminer et évacuer le fluide sous pression, de préférence de l'air comprimé, The closure cap 3 as well as the guide cap 4 are assembled in a rigid and irremovable manner with the cylinder tube 2 by an assembly by beads. For this purpose, the two caps 3, 4 have on the circular outer periphery 17 of their portion located inside the cylinder tube 2, a radially hollowed portion 18 of the type of a continuous annular groove. The cylinder tube 2 is stamped, over the entire perimeter of the cylinder, in a zone located radially opposite an annular groove 18 considered, and thus has an annular bead 22 and closed on itself, which projects radially towards the interior and engages by conjugation of the shapes in the corresponding annular groove 18 of the closure cap 3 or of the guide cap 4. The external surface of the cylinder tube 2 thus has, in the region of the bead 22 considered, a part pressed down like a groove. Thanks to the bead assemblies 18, 22, the caps 3, 4 are securely anchored on the cylinder tube 2 and in particular fixed without possible displacement in the axial direction. Thus, mainly when the caps 3, 4 are made of plastic, as in the embodiment, the assemblies by beads can even provide sufficient fluid tightness, which makes it possible to dispense with the interposition of elements d sealing. The two caps 3, 4 furthermore comprise channels for fluid 23, which open into the corresponding jack chamber 7, 8, in order to be able to convey and evacuate the fluid under pressure, preferably compressed air,
nécessaire pour entralner le piston 6. On utilise pour le tube de vérin 2 de préférence un matériau métallique, l'acier inoxydable étant recommandé. necessary to entralner the piston 6. One uses for the cylinder tube 2 preferably a metallic material, stainless steel being recommended.
La capacité de déformation devra être suffisante pour permettre de réaliser sans difficulté des bourrelets, à l'aide d'outils appropriés. Le fait qu'aucun décrochement ne soit nécessaire sur la surface intérieure du tube de vérin 2, pour maintenir les chapeaux 3, 4, constitue un avantage. La fabrication du tube de vérin 2 est ainsi particulièrement simple. Il peut s'agir d'un tube coupé à une longueur souhaitée et disponible initialement sous la forme de tube au mètre. Il est encore possible de déterminer la course maximale du piston 6, lors de l'assemblage du corps de vérin 1, en choisissant selon les besoins l'écartement axial entre les deux chapeaux 3, 4. Les bourrelets 22 peuvent être réalisés sans problème à tous emplacements, auxquels le chapeau d'obturation 3 ou le chapeau de35 guidage 4 sont positionnés, toujours à une certaine distance axiale par rapport à l'extrémité de tube correspondante. Le vérin donné en exemple a pour autre avantage que l'assemblage entre le piston 6 et la tige de piston 14 est également un assemblage par bourrelets. Sur le côté axial orienté vers la tige de piston 14, le piston 6 possède un prolongement axial 21 cylindrique, qui est inséré de manière adaptée dans la tige de piston 14, en forme de douille sur toute sa longueur dans l'exemple de10 réalisation. Sur le pourtour extérieur du prolongement 21 du piston se trouve à nouveau une partie creusée The deformation capacity must be sufficient to allow beads to be produced without difficulty, using appropriate tools. The fact that no recess is necessary on the inner surface of the cylinder tube 2, to maintain the caps 3, 4, is an advantage. The manufacture of the cylinder tube 2 is thus particularly simple. It can be a tube cut to a desired length and initially available as a tube by the meter. It is also possible to determine the maximum stroke of the piston 6, during assembly of the cylinder body 1, by choosing, as necessary, the axial spacing between the two caps 3, 4. The beads 22 can be produced without problem at all locations at which the sealing cap 3 or the guiding cap 4 are positioned, always at a certain axial distance from the corresponding tube end. The cylinder given as an example has the other advantage that the assembly between the piston 6 and the piston rod 14 is also an assembly by beads. On the axial side oriented towards the piston rod 14, the piston 6 has an axial cylindrical extension 21, which is suitably inserted into the piston rod 14, in the form of a socket over its entire length in the embodiment. On the outer periphery of the extension 21 of the piston is again a hollowed out part
radialement, notamment une gorge annulaire continue 18', dans laquelle un bourrelet 22' continu, formé dans la tige de piston 14, vient en prise de manière concentrique par15 conjugaison des formes. radially, in particular a continuous annular groove 18 ′, in which a continuous bead 22 ′, formed in the piston rod 14, engages concentrically by conjugation of the shapes.
Dans l'exemple de réalisation, un organe de couplage , qui sert à relier de manière amovible une autre pièce non représentée, par exemple une pièce de machine à déplacer, est en outre fixé dans la région d'extrémité 2420 de la tige de piston 14, opposée au piston 6. Un assemblage par bourrelets est à nouveau prévu pour fixer l'organe de couplage 25 sur la tige de piston 14. Comme le montre la figure, l'organe de couplage 25 est enfoncé complètement, ou si nécessaire seulement partiellement,25 dans la tige de piston creuse 14 et possède sur le pourtour extérieur de sa partie enfoncée une partie creusée radialement, notamment une gorge annulaire continue 18", dans laquelle un bourrelet 22" continu, réalisé dans la tige de piston 14, vient en prise par30 conjugaison des formes. Etant donné que l'assemblage par bourrelets, tout comme dans les autres cas, crée de préférence un assemblage supplémentaire en force, entre les pièces à assembler les unes aux autres, l'organe de couplage 25 est non seulement fixé dans le sens axial,35 mais également monté sans rotation possible, de sorte qu'il peut sans problème être pourvu d'un pas de vis 26 sur lequel il est possible de visser la pièce à assembler. Le pas de vis 26 du présent exemple est un taraudage. Il serait certes possible de conformer simplement comme des cylindres creux les deux régions d'extrémités axiales de la tige de piston 14 comportant les assemblages par bourrelets, et d'utiliser du matériau plein sur le reste de sa longueur. Toutefois, la configuration servant d'exemple comportant la tige de piston 14 formant un10 cylindre creux sur toute sa longueur offre, outre les gains de poids réalisés, des avantages de fabrication, étant donné que, comme dans le cas du tube de vérin 2, il est ici possible d'utiliser du tube au mètre, coupé à la In the exemplary embodiment, a coupling member, which serves to removably connect another part, not shown, for example a part of a moving machine, is also fixed in the end region 2420 of the piston rod. 14, opposite the piston 6. An assembly by beads is again provided to fix the coupling member 25 on the piston rod 14. As shown in the figure, the coupling member 25 is fully depressed, or if necessary only partially, 25 in the hollow piston rod 14 and has on the outer periphery of its pressed part a radially hollowed part, in particular a continuous annular groove 18 ", in which a continuous bead 22", produced in the piston rod 14, comes in use by 30 conjugation of forms. Since the assembly by beads, as in the other cases, preferably creates an additional assembly in force, between the parts to be joined together, the coupling member 25 is not only fixed in the axial direction, 35 but also mounted without possible rotation, so that it can without problem be provided with a thread 26 on which it is possible to screw the part to be assembled. The thread 26 of the present example is a thread. It would certainly be possible to simply conform like hollow cylinders the two regions of axial ends of the piston rod 14 comprising the assemblies by beads, and to use solid material over the rest of its length. However, the configuration serving as an example comprising the piston rod 14 forming a hollow cylinder over its entire length offers, in addition to the weight savings achieved, manufacturing advantages, given that, as in the case of the cylinder tube 2, here it is possible to use tube by the meter, cut to the
longueur voulue et ne nécessitant aucune préparation15 particulière. desired length and requiring no special preparation15.
Dans le cas du vérin donné en exemple, tous les assemblages de pièces sont réalisés par des bourrelets, de sorte qu'aucun élément de fixation séparé n'est nécessaire, ce qui réduit nettement le nombre des pièces.20 Le coût de fabrication du vérin est extrêmement faible. Les bourrelets peuvent être réalisés par exemple à l'aide de rouleaux, que l'on déplace sur le pourtour extérieur du tube de vérin 2, en exerçant simultanément une pression radiale, de sorte que le tube de vérin est enfoncé25 radialement dans les rainures annulaires 18. Ceci explique pourquoi les bourrelets continus sont plus avantageux que In the case of the cylinder given as an example, all the assemblies of parts are produced by beads, so that no separate fixing element is necessary, which clearly reduces the number of parts. 20 The cost of manufacturing the cylinder is extremely weak. The beads can be produced for example using rollers, which are moved around the outer periphery of the cylinder tube 2, simultaneously exerting radial pressure, so that the cylinder tube is pressed radially into the annular grooves 18. This explains why continuous beads are more advantageous than
ceux qui ne s'étendent que sur une partie de la périphérie du tube de vérin, ce qui en principe serait également possible. those which extend only over part of the periphery of the cylinder tube, which in principle would also be possible.
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1995
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1997
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