Brevet FR2068570A1 — publié le 19710827

i 2068570 La présente invention concerne im servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, qui entraîne la pompe hydraulique intégrée à piston refoulant le liquide dans la chambre de travail du cylindre du plongeur. 5 Cn connaît des servomoteurs nydrauliques à moteur à air comprimé, utilisés particulièrement dans des élévateurs hydrauliques. Cependant, ce type de servomoteurs présente 11 inconvénient de ne pouvoir être présenté sous des dimensions réduites ou miniaturisées du fait que dans l'axe du moteur à air comprimé et de la 10 pompe hydraulique reliée à celui-ci se trouve le conduit pneumatique qui permet à la fois l'arrivée de l'air comprimé dans l'espace supérieur du plongeur et la commande de la soupape hydraulique tournante montée dans le conduit hydraulique entouré de façon glissante par un orifice du fond du plongeur creux. 15 Sur ce conduit pneumatique central sont prévus des lo gements pour des garnitures d'étanchéité mobiles, pneumatiques et hydrauliques, ce qui complique la construction et nécessite des matériaux constitutifs de la meilleure qualité. De plus, la structure rappelée ci-dessus rend impossi-20 ble l'emploi de pistons hydrauliques de pompes d'un diamètre inférieur à 12 ou 15 mm. et par suite on ne peut l'utiliser pour la réalisation de petits moteurs à haute pression de l'ordre de 300 o à 600 kg/cm dont le diamètre du piston hydraulique est de l'ordre de 4 à 8 mm. 25 Un autre inconvénient de ce type connu de structure de servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé réside dans le fait qu'elle ne permet au servomoteur de travailler qu'er, position verticale, car le niveau du fluide hydraulique dans le plongeur est libre et pour que le servomoteur travaille convenablement il 30 est nécessaire que le niveau du fluide hydraulique soit constant et perpendiculaire par rapport au plongeur. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients ci-dessus et de proposer une structure de servomoteurs hydrauliques à moteur à air comprimé qui rend possible l'utilisation 35 d'une large gamme de diamètres de piston nydraulique depuis environ 2 à 3 mm. et qui permet ce maintenir à un niveau constant le fluide nydraulique par rapport au plongeur. Conformément à l'invention, pour atteindre ce but, le conduit pneumatique amenant l'air comprimé dans l'espace supé-40 rieur du plongeur creux est ménagé dans la paroi latérale entou- BAD ORIGINAL 70 41504 2 2068570 rant 19évidement dans lequel se déplace le piston de la pompe hydraulique. De plus, la soupape hydraulique tournante logée dans l'axe de la pompe est remplacée par une soupape à pointeau dis-5 posée transversalement dans le fond de la cloison séparant le moteur à air comprimé de l'espace du cylindre du plongeur. Pour cela» on a prévu, dans la paroi latérale entourant l'évidement dans lequel se déplace le piston de la pompe hydraulique, un orifice longitudinal, dans lequel circule le fluide ID hydraulique après l'ouverture de la soupape hydraulique à pointeau. Afin d'obtenir un niveau constant du fluide hydraulique par rapport au plongeur, le fluide hydraulique est séparé de l'air comprimé par une cloison ayant la forme du piston ajusté de 15 manière étanche et déplaçable sur la surface intérieure du plongeur et sur la surface extérieure du conduit pneumatique. Le servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé ainsi conçu peut être utilisé non seulement pour les dispositifs de levage, mais aussi pour les tendeurs, pour les dispositifs de 20 serrage et d'écartement, pour les riveteuses à main, pour les petites presses miniaturisées d'atelier et autres dispositifs du même type. Les servomoteurs hydrauliques à moteur à air comprimé de l'inventionj, légers et de petites dimensions, remplacent des 25 ensembles coûteux consistant en groupes hydrauliques entraînés par des moteurs électriques, conduits hydrauliques haute pression et servomoteurs hydrauliques comme organes opératoires. L'emploi de servomoteurs hydrauliques à moteur à air comprimé au lieu de servomoteurs hydrauliques entraînés par des 30 groupes hydrauliques permet de réduire les frais d'installation et les frais d'exploitation. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels : 35 - la figure 1 est une vue moitié en coupe, moitié en vue extérieure avec arrachement partiel, du servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé de l'invention, et - la figure 2 est une coupe transversale au niveau des soupapes d'échappement du fluide hydraulique refoulé, selon la ligne A-A de la figure 1. 70 41504 3 2068570 Le servomoteur est composé d'un boîtier 21 à l'intérieur duquel est disposé le plongeur creux 20, pourvu dans sa partie inférieure d'une garniture à bride 28 soutenue par une bague de butée 29. 5 Dans l'orifice de la garniture à bride 28 est logée de façon mobile une partie allongée de la cloison 27 pourvue d'une soupape d'admission du fluide nydraulique, composée d'une bille 13, d'un boulon 14 et d'un ressort 15, et d'une soupape d'échappement du fluide nydraulique composée de billes en acier 17 main-10 tenues contre des orifices 35 par un ressort 18 en demi-cercle dans lequel elles sont logées et qui entoure la partie allongée de la cloison 27. La soupape d'admission isole l'espace 12, communiquant avec la chambre 11, de la cavité interne du cylindre 16 tandis 15 que la soupape d'échappement isole l'espace situé sous le plongeur 1S de la cavité du cylindre 16. Dans le fond de la cloison 27 est logé un piston xiydrau-lique 22 creux muni d'un fond 36. Dans l'orifice cylindrique, dans lequel se déplace le piston 22, est ménagée une rainure annulaire 20 34 communiquant avec un orifice 25. Le piston 22 est entraîné dans le sens travail par le piston 2 du moteur à air comprimé monté dans le cylindre 5 qui est pourvu sur sa surface extérieure d'une rainure formant conduite 6, reliée par le canal 4 du fond du cylindre à l'orifice 3 conduisant 25 au tuyau d'alimentation du moteur 1 en air comprimé. Dans la partie supérieure du cylindre du moteur 5 la rainure formant conduite 6 est reliée au moyen du conduit 7 et du tube 8 à l'espace supérieur ce la cavité interne du plongeur s, dans lequel se trouve le piston pneumatique-nydraulique 1G. 30 sur la surface extérieure du plongeur est ménagée une rainure péripnérique, dans laquelle est placée une bague d'étan-chéité 33. Le plongeur présente deux diamètres différents 32 et 31, ce qui ménage avec la paroi interne du boîtier 21 un espace annulaire 37 qui est relié en permanence au conduit pneumatique ali-35 mentant le moteur par l'orifice 3C prévu dans le boîtier 21. i,a cnambre hydraulique du plongeur 11 est reliée au moyen de conduits 26, 25, 24 à l'espace haute pression 19 sous le plongeur. La chambre 11 peut être isolée de l'espace 1S par obturation grâce au pointeau 23 de l'orifice 25. 4° Dans le passage de la cloison 27 dans lequel se meut le 70 41504 4 2068570 piston 22 se trouve la rainure périphérique 34 reliée par les conduits 25 et 26 à la chambre hydraulique du plongeur 11. Comme on l'a figuré par une flèche sur la figure 1, l'air comprimé amené au tuyau 1, pénètre dans le moteur à air 5 comprimé et simultanément, par l'orifice 3 du tuyau 1, dans le conduit 4 au fond du cylindre 5 du moteur, puis par la rainure 6 dans le conduit 7 et ensuite par le tube 8 dans l'espace 9 au-dessus du piston pneumatique-hydraulique. Comme la pression de l'air comprimé est au début très 10 basse, le moteur 2 ne travaille pas encore, mais le piston pneumatique-hydraulique 10 exerce une pression sur le fluide hydraulique se trouvant dans l'espace 11 ce qui fait que le fluide hydraulique dans l'orifice 12 écarte de son siège la bille 13 contre l'action du boulon 14 et du ressort 15 et pénètre dans 15 l'espace 16. De l'espace 16 le fluide hydraulique s'échappe par les orifices 35 en écartant les billes 17 appuyées sur le ressort et il pénètre dans l'espace 19 sous le plongeur 20 et le repousse hors du boîtier 21. 20 au moment où le plongeur rencontre une résistance, la pression de l'air comprimé croît et le moteur 2 est mis en marche. Le piston du moteur 2 exerce une pression sur le piston 22 et le pousse dans l'espace 16 en entraînant dans celui-ci une naute pression, ce qui fait que le fluide hydraulique - par la 25 voie indiquée précédemment - pénètre dans l'espace 19 en mettant le plongeur 20 en mouvement de travail sous charge. Le processus décrit ci-dessus se déroule en cycles selon le rytiime du travail du moteur à air comprimé 2 en refoulant le fluide nydraulique de l'espace 11 dans l'espace 19 sous le 30 plongeur 20. . Au moment de l'interruption de l'amenée de l'air comprimé au conduit 1, le moteur 2 s'arrête. De même le mouvement de travail gu plongeur s'interrompt. Par suite, la mise en communication du tuyau 1 avec l'atmosphère provoque l'affaiblissement 3S de la surpression pneumatique à l'intérieur eu servomoteur. L'air comprimé contenu dans l'espace 37 agit constamment sur le plongeur dans le sens inverse, c'est-à-dire pour le faire rentrer dans le boîtier. Si à présent le pointeau 23 est ouvert, les espaces 11 4° et 19 sont mis en communication et le fluide hydraulique commence 70 41504 5 2068570 à s'écouler de l'espace 19 par l'orifice 24 dans le conduit 25 et ensuite par le conduit 26 dans l'espace 11. Par suite, le plongeur commence à glisser dans le boîtier 21 et prend enfin une position de sortie extrême. Pour rendre le guidage du plongeur 20 sur la partie allongée de la cloison 27 indépendant du guidage du plongeur dans l'orifice du boîtier 21, on a monté avec jeu la garniture 28 dans le fond inférieur du plongeur, de façon qu'elle puisse se déplacer transversalement en s'appuyant sur la bague de butée 29. 70 41504 2068570 REVENDICATIONS 1. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé comportant un boîtier dont l'extrémité inférieure contient le moteur de commande à air comprimé et l'extrémité supérieure con— 5 tient un plongeur creux entourant un prolongement axial allongé et creux d'une cloison intermédiaire séparant le boîtier en deux parties ledit servomoteur étant caractérisé en ce que la paroi du prolongement axial dans lequel se déplace un piston hydraulique est percée d'un conduit longitudinal qui relie l'espace hydrauli- 30 que basse pression de la chambre interne du plongeur avec l'espace hydraulique haute pression situé entre le fond du plongeur et la cloison intermédiaire, par l'intermédiaire de conduits de communication. 2. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé 15 selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi du prolongement axial, dans lequel se déplace le piston hydraulique, comporte un conduit longitudinal de circulation d'air, relié à l'espace supérieur du plongeur au moyen d'un tube solidaire du prolongement axial de la cloison intermédiaire. 20 3. servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, caractérisé en ce que dans la paroi ou sur la surface extérieure de la paroi du cylindre du moteur à air comprimé est pratiqué un conduit d'air en forme de canal ou de rainure et relié au tuyau d'alimentation 25 du moteur en air comprimé par l'intermédiaire de passages prévus dans le fond du cylindre du moteur et dans le tuyau d'alimentation. 4. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé 30 en ce que l'espace supérieur pour l'air comprimé du plongeur est séparé de l'espace nydraulique basse pression du plongeur par un piston mobile entourant le tube d'air solidaire du prolongement axial. 5. servomoteur nydraulique à moteur- à air comprimé, 35 selon les revendications 1, 2, 3 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que dans la paroi du prolongement axial creux, dans lequel se déplace le piston hydraulique, sont pratiqués des orifices transversaux de passage faisant communiquer l'espace intérieur du prolongement axial creux avec l'espace à haute pression 4° situé entre le plongeur et la cloison intermédiaire, ces orifices 70 41504 2068570 étant obturés du côté de l'espace haute pression par des éléments de fermeture tels que des billes coopérant avec un élément élastique permettant leur ouverture. 6. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, 5 selon les revendications précédentes prises ensemble, caractérisé en ce que l'orifice faisant communiquer l'espace hydraulique basse pression de l'espace interne du plongeur avec l'évidement du prolongement axial dans lequel se meut le piston hydraulique est obturable par une valve tournante telle qu'une bille coopé-rant directement ou indirectement avec un ressort, dont l'autre extrémité s'appuie sur le piston hydraulique. 7. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, selon les revendications précédentes prises ensemble, caractérisé en ce que dans le fond inférieur du plongeur est transversalement 15 monté avec jeu un élément à bride, susceptible de se déplacer par rapport au plongeur et dont l'orifice interne entoure de façon glissante le prolongement axial de la cloison intermédiaire, cet élément à bride étant maintenu axialement par une bague. 8. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, 20 selon les revendications précédentes prises ensemble, caractérisé en ce que le piston hydraulique est creux et présente un fond contre lequel prend appui un ressort entourant une tige appuyée par le dit ressort contre la bille tournante obturant l'orifice faisant communiquer l'espace hydraulique basse pression du plon- 25 geur avec l'évidement du prolongement axial. 9. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, selon les revendications précédentes prises ensemble, caractérisé en ce que la surface.cylindrique du prolongement axial en contact glissant avec le piston hydraulique présente une rainure périphé- 3° riaue communiquant avec l'espace basse pression prévu à l'intérieur du plongeur. 10. Servomoteur hydraulique à moteur à air comprimé, selon les revendications précédentes prises ensemble, caractérisé en ce que le plongeur présente axialement deux parties de diamè-très différents ajustées de manière mobile dans le diamètre correspondant du cylindre du boîtier de sorte qu'entre le boîtier et la partie du diamètre réduit du plongeur est ménagé un espace qui est relié en permanence au conduit pneumatique alimentant le moteur.