Brevet FR2139731A1 — publié le 19730112

L'invention concerne les dispositifs appelés opérateurs, ou encore actionneurs, destinés à entralner la rotation suivant un angle déterminé de l'axe de commande d'uni appareil et plus particulièrement ceux de ces dispositifs destinés à entraîner d'un quart de tour la commande des robinets, des vannes et des appareils similaires. Pour réaliser ces dispositifs, on utilise habituellement une tige coulissante commandée par un ou deux vérins et taillée en crémaillère pour engrener avec la denture en pignon taillée dans un axe tourillonnant transversalement à cette tige. Cette disposition relativement simple donne un couple constant sur l'axe. Cependant, dans de nombreux cas, il est souhaitable, pour une puissance d'appareil donnée, d'avoir un couple sur l'axe de commande plus important en début ou en fin de course qu'au milieu de la course, en particulier pour les robinets pour garantir un minimum de force d'application des clapets obturateurs sur leur siège et un minimum de force de décollement de ces clapets, étant entendu que pendant le reste de la course la vitesse peut être plus grande et la force plus faible.Naturellement, une fois cet effort minimum fixé, on peut toujoUrs choisir une dimension d'actionneur telle que ce couple soit obtenu sur toute la course mais cela augmente en général le prix et l'encombrement de l'appareil. Le but de l'invention est de réaliser un actionneur de ce type qui présente un couple d'entraînement plus fort au début et à la fin de sa course qu'au milieu de celle-ci afin de pouvoir utiliser un appareil de plus faible puissance pour obtenir un effort de fermeture et d'ouverture plus grand. L'invention consiste, en conservant toujours une tige coulissante actionnée par vérin et un axe de commande disposé transversalement à cette tige et à une faible distance, à remplacer l'entraînement par pignon et crémaillère par un levier susceptible de coulisser à l'intérieur de l'axe et transversalement à celui-ci, ce levier se terminant par une tête articulée à l'intérieur de la tige. De cette manière, la longueur effective du bras de levier varie constamment au cours du mouvement et commence par décroître pour croître ensuite. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire, à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel - la fig. 1 représente en coupe verticale, selon I-I de la fig. 2, l'appareil avec ses organes mobiles positionnés à mi-course - la fig. 2 est une coupe verticale selon II-II de la fig. 1 - la fig. 3 est une coupe horizontale selon III-III de la fig. 1 - la fig. 4 est une coupe horizontale correspondant à la fig. 3 lorsque les organes mobiles sont positionnés à une extrémité de leur course. Comme on le voit sur ces figures, l'appareil se compose essentiellement d'un corps 1 en une seule pièce dans lequel coulisse une tige de vérin 2 passant à travers deux douilles 3 en-bronze munie chacune d'un j-oint d'étanchéité 4. Danse corps 1, d'autre part, tourillonne dans le sens perpendiculaire un axe de commande 5 monté dans deux roulements à aiguilles 6 et 7 qui sont emmanchés dans des alésages appropriés et refermés chacun vers l'extérieur par un joint d'étanchéité, respectivement 8 et 9, un circlip 10 arrêtant axialement cet axe. L'extrémité inférieure 11 de cet axe comporte une tête en forme de chape avec une fraisure centrale 12 destinée à entraîner en rotation la commande de l'appareil, non représenté.L'autre extrémité de l'axe 5 comporte éventuellement un carré 13 permettant de monter un volant de- commande manuelle de secours. Aux deux extrémités de la tige de vérin 2, sont montés d'une manière connue des pistons 14 coulissant dans des cylindres 15 boulonnés sur le corps 1, ces cylindres étant alimentés en air comprimé à partir de deux raccordements 16 et 17 vissés sur le corps et communiquant respectivement, par des canaux forés 18 et 19 dans le corps et 20 et 21 dans les cylindres, avec les deux extrémités de chaque cylindre, de manière à constituer ainsi deux vérins accouplés à double effet chacun. Conformément à l'invention, l'entraînement entre la tige de vérin 2 et l'axe de commande 5 est obtenu au moyen d'un levier 22 comportant une partie cylindrique 23 coulissant à travers une douille 24 emmanchée dans un alésage cylindrique transversal à lraxe 5. Ce levier se termine à une extrémité par une tête 25 en forme de portion de sphère limitée par deux plans parallèles 26 et percée en son centre d'un alésage 27. Cette tête stinsère exactement à l'intérieur d'une lumière 28 fraisée transversalement à la tige 2 dans laquelle est pratiqué perpendiculairement un autre alésage 29 dans lequel s'emmanche un axe 30 traversant l'alésage 27 de la pièce 22 afin de permettre le pivotement de cette dernière.La tige 2 comporte en outre éventuellement des fraisages de dégagement 31, et l'axe 5 comporte éventuellement, lui aussi, un dégagement 32 pour la tête 25. Dans ces conditions, on comprend que, lorsque la tige 2 est à une ex trémité de sa course,.comme représenté sur la fig. 4, elle attaque obliquement un levier dont la partie utile est relativement longue, ce qui produit une beaucoup plus grande démultiplication, donc un plus gros couple de commande sur l'arbre 5 que lorsque les pièces se présentent dans la position représentée sur la fig. 3, c'est-à-dire lorsque la tige 2 attaque perpendiculairement un levier relativement court. On obtient donc l'effet désiré, c'est-à-dire un couple fort au démarrage et à la fin de la course et un couple plus faible pendant le passage en position médiane. Ceci permet d'obtenir des performances supérieures pour une même dimension d'appareil, comme indiqué plus haut.D'autre part, le mécanisme demeure relativement simple, bien qu'il comporte une pièce supplémentaire constituée par le levier 22, étant donné qu'on économise par contre les taillages habituels des dentures du pignon et de la crémaillère. Pour le montage2 après avoir placé respectivement la tige 2 dans ses douilles 3 et l'axe de commande 5 dans ses roulements 6 et 7, on introduit le levier 22 par un orifice fileté 33 percé sur le devant du corps 1 et refermé de manière étanche par un bouchon vissé 34. De la même façon, I'axe 30 est introduit et emmanché dans l'alésage 29 à travers un trou fileté 35 percé à la partie supérieure du corps et refermé par un bouchon 36. Un trou fileté percé dans la partie supérieure de l'axe 30 permet un démanchement de cet axe pour un démontage éventuel. Pour permettre le débattement des pièces à l'intérieur du corps et en même temps constituer une réserve de lubrifiant, on usine dans le corps 1 une cavité en taillant au tour une partie cylindrique 37 usinée à partir des alésages dans lesquels sont emmanchées les douilles 3, puis également un alésage 38 dans la partie intermédiaire entre les alésages portant les douilles à aiguilles 6 et 7, et en pratiquant en outre un usinage circulaire 39 concentrique à l'alésage 38 et permettant le débattement de ltextrémité de la partie cylindrique 23 du levier 22. Des vis de butée 40 vissées dans le fond et dans l'axe de chaque cylindre 15 permettent, d'une manière habituelle, de régler avec précision les positions angulaires de l'axe 5 pour les deux extrémités de sa course. On voit en définitive que l'appareil selon l'invention, d'une réalisation et d'un montage aussi simples que la disposition habituelle, permet d'obtenir des performances supérieures dans tous les cas où l'on désire un couple élevé au début et à la fin de la course, quitte à avoir un couple plus faible au milieu de la course. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit ne présente aucun caractère limitatif et pourra recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Opérateur quart de tour actionné par fluide du type comportant un corps dans lequel coulisse une tige de vérin et dans lequel tourillonne, transversalement à la tige et à une faible distance de celle-ci, un axe de commande, caractérisé par le fait que l'entraînement entre la tige et l'axe est réalisé au moyen d'un levier comportant une partie cylindrique susceptible de coulisser dans un alésage transversal de l'axe de commande, et une tête s'articulant dans la tige dans un dégagement approprié etautour d'un axe perpendiculaire à la fois au levier et à la tige. 2. Opérateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps est réalisé en une seule pièce avec usinage des cavités intérieures appropriées, et qu'il comporte un orifice en position appropriée pour permettre lors du montage l'introduction du levier, et un autre orifice en position appropriée pour permettre lors du montage l'introduction dans la tige de l'axe de pivotement du levier, ces deux orifices étant fermés chacun de manière étanche au moyen d'un bouchon.