Brevet FR2106517A1 — publié le 19720505

La présente invention se rapporte à un dispositif d'actionnement linéaire à pistons destiné à imprimer un mouvement de rotation à un obturateur à volet. Un dispositif d'actionnement à pistons jumelés pour obturateur à volet est décrit dans le brevet n° 3 260 496 des Etats-Unis d'Amérique dans lequel une plaque d'actionnement, reliant les pistons, coulisse dans une fente située entre deux moitiés d'enveloppe pleines de sorte qu'il n'y a pas de cavité entre les pistons. De plus, la force exercée par les pistons est appliquée à un galet décalé, situé d'un côté de la plaque d'actionnement, ce galet étant placé à l'extrémité d'une manivelle montée sur la tige ou l'arbre d'obturateur, laquelle coulisse dans une fente longitudinale de la plaque d'actionnement. Dans un dispositif d*actionnement linéaire à pistons pour un obturateur rotatif, dans lequel une manivelle est reliée à la tige ou arbre de l'obturateur comme décrit dans le brevet n° 1 517 728 des Etats-Unis d'Amérique, la manivelle est articulée à un arbre reliant deux pistons espacés, dont l'un opère dans un cylindre à fluide pour surmonter la résistance d'un ressort exercée contre l'autre piston. Ainsi, la pression est appliquée sur l'un des pistons, dans une certaine direction, pour maintenir l'obturateur ouvert et^ quand on coupe la pression, le ressort déplace l'autre piston dans la direction opposée pour refermet l'obturateur. L'arbre reliant les pistons et le bras de manivelle calé sur l'arbre ne sont pas enfermés, de sorte qu'il f n'y a pas de cavité entre les pistons. On connaît également un mode de construction antérieur qui n'utilise qu'un seul piston à double effet dont la tige est reliée à l'une des extrémités d'un bras de manivelle monté sur la tige d'obturateur mais, ici encore, il n'y a pas de cavité fermée, puisque les chambres situées de part et d'autre du piston sont alternativement des chambres de pression et d'évacuation. L'objet principal de la présente invention est un dispositif d'actionnement linéaire à pistons perfectionné, servant à imprimer un mouvement de rotation et qui comprend des pistons espacés montés dans un cylindre de manière à former entre eux une cavité peur contenir un fluide sous pression. Selon l'invention, le dispositif d'acrlonntmt-nt linéaire à pistons comprend un cylindre, deux pistons espacés dans ledit cylindre, une barre reliant lesdits pistons, un arbre d'obturateur s'étendant transversalement à travers ledit cylindre, un manchon cylindrique entourant cet arbre d'obturateur et la cavité comprise entre lesdits pistons et des moyens établissant une liaison cinématique entr 71 33100 2 2106517 à cette dernière un mouvement de rotation quand les pistons se déplacent en ligne droite dans ledit cylindre. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement 5 limitatifj en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une coupe longitudinale et partie en élévation, d'un dispositif d'actionnement conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en bout suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de 10 la figure 1; la figure 4 est une vue partiellement en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1; et, la figure 5 est une coupe schématique montrant le dispositif d'actionnement selon l'invention monté dans un circuit. 15 On voit sur ces figures un dispositif d'actionnement à pistons qui comprend un cylindre désigné en son entier par 10 formé par un élément de tube d'acier ordinaire. A mi-distance entre les extrémités de ce cylindre, est ménagée une ouverture transversale 11 et une tige ou arbre d'obturateur rotatif 12 s'étend à travers cette ouverture. Un bras de manivelle 13 est solidaire 20 d'un collier 15 qui, de son côté, est fixé par une clavette 16 à l'arbre 12. L'arbre 12 est monté à rotation dans un manchon ou enveloppe cylindrique transversale 18 qui ferme l'ouverture 11 et dont la paroi intérieure est découpée et profilée en 19 de façon à épouser la forme des parois du cylindre 10 près de l'ouverture 11. Ainsi, une soudure continue 20 peut fixer 25 l'enveloppe 18 autour des extrémités et le long des bords latéraux de l'ouverture, formant ainsi une enceinte hermétique autour de l'arbre 12 et de ses paliers 22. Les paliers 22 sont logés à l'intérieur de l'enveloppe 18 et encerclent l'arbre 12 de part et d'autre du collier 15 avec interposition de 30 bagues de butées 21. Dans les paliers 22 sont montés des coussinets 23 dans lesquels pivote l'arbre 12, des joints 24 étant prévus aux extrémités extérieures de celle-ci. Des joints 24' sont également prévus entre les paliers 22 et l'enveloppe 18. Les paliers 22 comportent des brides d'extrémité 25 qui butent contre les extrémités de l'enveloppe 18 et sont fixées à celle-ci par des vis 35 2.6 et 27. Les vis 27 peuvent être assez longues pour fixer en même temps à le bride 25 une plaque de support aanulaire 28 et un prolongement de ce support 28 peut être utilisé pour monter l'arbre 12 d'obturateur sur l'enveloppe de celui-ci. De préférence, des bagues d'arrêt 29 sont montées sur l'arbre 12, aux 71 33100 3 2106517 extrémités des brides 25. Comme indiqué en traits mixtes, l'arbre 12 peut être un prolongement ou une queue qui est accouplé en C à l'arbre effectif d'obturateur. Le cylindre 10 renferme deux pistons 30 et 31 qui sont reliés par 5 une barre 32 et qui coulissent dans le cylindre 10, de part et d'autre de l'ouverture 11. Les deux pistons 30 et 31 étant identiques, on se contentera de décrire en détail le piston 30. Le pourtour extérieur de chaque piston est, de préférence, entouré par deux segments de glissement 34, qui, peuvent être en "Téflon" et un joint torique 35 est monté entre ces segments. Les segments 10 de "Téflon" opèrent comme des portées de butée s'opposant à l'effort incliné exercé à la barre 32 par le bras de manivelle et, en même temps, constituent des segments racleurs qui empêchent les matières étrangères de s'infiltrer entre les pistons et le cylindre. Ces segments de "Téflon" sont auto-lubrifiants et, par conséquent, aucun lubrifiant n'a besoin d'être introduit dans le 15 cylindre pour améliorer leur glissement sur la surface intérieure de celui-ci. La barre de liaison 32 comporte, aux deux extrémités, des bossages 36 sur lesquels les pistons sont montés. Ces bossages 36 s'étendent à travers les pistons avec un jeu effectif d'environ 0,8 mm tout autour de l'alésage de ceux-ci. A la face extérieure du moyeu de chaque piston, un boulon 37, vissé 20 dans le bossage 36, est serré contre une rondelle 38 de manière à rappeler l'épaulement de la barre 32 contre la face intérieure du moyeu du piston, un joint torique 39 étant logé dans la face du moyeu de manière à entourer le bossage 36. Ainsi, le jeu ménagé entre le bossage 36 de la barre de liaison 32 et les pistons 30 et 31 compense les légers défauts d'alignement pouvant 25 exister entre la surface intérieure du cylindre 10 du fait de la rectification de celui-ci par ses extrémités opposées, et évite les désalignements et les grippages des pistons eux-mêmes. Les pistons 30 et 31 butent alternativement contre les têtes 42 et 43 du cylindre 10 en fin de course et des vis de réglage 44 sont, de préférence, 30 agencées dans ces têtes pour faire varier la course. Ces vis 44 ont, de préférence, des chapeaux 45 qui renferment des bagues d'étanchéité 46 et 47, bagues qui sont disposées autour des vis ainsi qu'entre les chapeaux et les têtes de cylindre. Des tirants 48 s'étendent à travers des oreilles diamétralement opposées 49 des têtes de cylindre 42 et 43 afin de les serrer contre les 35 extrémités du cylindre 10. Les têtes 42 et 43 sont percées d'orifices 50 permettant la circulation d'un fluide sous pression entre les extrémités du cylindre afin d'imprimer le mouvement alternatif aux pistons qui y coulissent. 71 33100 4 2106517 La barre de liaison 32 présente une fente axiale 51 destinée à recevoir l'extrémité libre du bras de manivelle 13 cette fente étant limitée par des parois latérales 52 qui enfourchent ce bras de manivelle. De préférence, deux galets s'étendent transversalement dans cette fente, un de chaque côté 5 du bras de manivelle 13. Ces galets peuvent comporter des coussinets extérieurs en acier trempé 53 enfilés sur des coussinets intérieurs 54 de préférence en "Téflon", tourillonnant sur des pivots 55 dont les extrémités extérieures sont fixées dans les parois latérales 52. Dans la position représentée sur la figure 1, le piston de droite 10 31 bute contre la tête de cylindre 43, et le galet de droite est au contact de l'extrémité extérieure ou de la pointe du bras de manivelle 13, cependant que l'arbre 12 d'obturateur est dans une position où l'obturateur est entièrement ouvert ou fermé. Si on introduit alors le fluide sous pression par l'orifice 50 de la tête 43, le piston est repoussé vers la gauche et le galet de droite 15 fait tourner le bras de manivelle dans le sens contraire des aiguilles d'une montre d'un angle d'environ 906 jusqu'à ce que le piston de gauche bute contre la tête de cylindre 42, l'orifice 50 de la tête 42 communiquant avec l'échappement pendant cette course. Pendant la course de retour, le sens de la circulation du fluide sous pression est inversé, de sorte que le piston 30 est repoussé vers 20 la gauche et que le galet de gauche 53 fait tourner le bras de manivelle 13 dans le sens des aiguilles d'une montre de façon à le ramener à la position de la figure 1. Par suite de la position des galets au début de la course des pistons, dans un sens ou dans l'autre, le bras de manivelle qui fait tourner 25 l'arbre d'obturateur a une longueur maximale au commencement de la course où un couple maximal est nécessaire. C'est ainsi, par exemple, que si l'élément d'obturateur est exposé à une pression élevée, de sorte qu'un couple de démarrage élevé est nécessaire pour ouvrir l'obturateur, la disposition et l'agencement des galets 53 produisent ce couple maximal au commencement du mouvement 30 d'ouverture. Quand un couple de démarrage élevé n'est pas nécessaire, le bras de manivelle peut avoir la forme d'une chape s'appliquant contre un unique galet de la barre de liaison. Du fait que la cavité du cylindre 10, comprise entre les pistons 30 et 31, est fermée hermétiquement par un cordon continu de soudure 20, un 35 excès de fluide sous pressio.i peut y être conservé et peut être soutiré, au besoin, par la paroi de celui-ci ou par un raccord 57 prévu dans la paroi de l'enveloppe 18. Grâce à la résistance mécanique du cylindre 10, un fluide ayant une pression extrêmement élevée peut y être contenu. 71 33100 5 2106517 La figure 5 montre une manière d'utilisation du fluide sous pression en excès contenu entre les pistons. Dans cet exemple, la position normale de l'arbre 12 est celle où les pistons sont en bout de course, tandis que la pression d'alimentation traverse un clapet d'arrêt 60 et un conduit 5 d'alimentation 61. Un conduit 62 relie le conduit d'alimentation 61 à la cavité située entre les pistons et y maintient la pression. La pression d'alimentation est aussi appliquée, par un distributeur 63 à quatre voies et un conduit 64, au côté sous pression du cylindre 10. L'autre côté du cylindre est relié par le distributeur 63 au conduit d'évacuation 65. 10 Lorsque, dans ces conditions, la pression baisse dans le conduit 61, on actionne le distributeur 63 pour inverser la circulation, reliant le conduit 64 au conduit 62 afin d'appliquer la pression conservée dans la cavité sur le côté oppoté du cylindre 10, en reliant le conduit 64 à l'évacuation et en inversant la position du distributeur. 15 On voit que l'invention apporte un dispositif d'actionnement linéaire à pistons compact pour imprimer un mouvement de rotation à un organe commandé, dans lequel les pièces principales sont constituées par des tubes préformés, les pistons s'ajustant automatiquement pour compenser les légers défauts d'alignement de l'alésage du cylindre, cependant que la cavité entre 20 les pistons est adaptée à contenir un fluide sous pression, et que les liaisons ' entre les pistons et l'arbre d'obturateur développent un couple de démarrage maximal. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exençle représenté et décrit, sans sortir pour autant du cadre 25 de l'invention. 71 33100 6 2106517 REVENDICATIONS 1. Dispositif d!actionnement linéaire à pistons pour obturateur rotatif caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre , deux pistons espacés dans ledit cylindre, une barre reliant lesdits pistons, un arbre d'obturateur s'étendant transversalement à travers ledit cylindre, un manchon cylindrique 5 entourant cet arbre d'obturateur et la cavité comprise entre lesdits pistons et des moyens établissant une liaison cinématique entre ladite barre et ladite tige de soupape afin d'imprimer à cette dernière un mouvement de rotation quand les pistons se déplacent en ligne droite dans ledit cylindre. 2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce que les moyens établissant une liaison cinématique entre la barre et l'arbre d'obturateur comprennent une manivelle solidaire de ce dernier et qui actionne ladite barre. 3. Dispositif d'actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que la barre comporte deux galets espacés prenant appui sélectivement 15 contre les côtés opposés de la manivelle lorsque les pistons se déplacent suivant des directions opposées. 4. Dispositif,d'actionnement selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3,caractérisé en ce que le cylindre et l'enveloppe ou manchon de l'arbre d'obturateur sont des tubes préformés. 20 5. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé en ce qu'une soudure continue assemble la périphérie de l'enveloppe de l'arbre d'obturateur au cylindre et ferme hermétiquement la cavité entre les pistons. 6. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendica-25 tions précédentes, caractérisé en ce que chaque piston est entouré par un segment en "Téflon" qui coulisse dans le cylindre, un joint torique étant interposé entre ces bandes. 7. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits pistons sont montés de façon 30 réglable sur ladite barre afin de compenser les défauts d'alignement entre eux et le cylindre.