Brevet FR2142576A1 — publié le 19730202

L'invention concerne un dispositif de vérins permettant, d'une part, de déplacer deux organes ensemble et, d'autre part, de déplacer un de ces organes par rapport à l'autre soit lorsque celui-ci est maintenu fixe, soit pendant qu' on le déplace, lui aussi. Un tel dispositif de vérins est utilisable notamment, dans l'industrie, pour déplacer à la fois un équipage mobile et un élément mobile par rapport à lui I1 s'applique en particulier à un réacteur d'aviation comportant des volets de réglage de tuyère pcurvus d'éléments, par exemple d'élénents de silencieux, mobilesen position relative. I1 est possible de commander le déplacement d'un premier organe au moyen dlun premier vérin prenant appui sur organe un pont -fixe, et le déplacement d'un second/agu moyen d'un second vérin prenant appui sur le premier organe, mals cette soltion présente notamment l'inconvénient d'être encombran ro. La possibilité de débattement du second vérin est liée à sa leny.eur en position de contraction maximum, ce qui exclut pratiquement la possibilité d'imprimer au second organe un mouvement relatif de grande amplitude à partir d'une position très proche du premier organe. La présente invention a pour objet une combinaison. de vérins réalisable sous une forme très compacte et permettant notamment de commander le déplacement simultané et le déplacement relatif de deux organes pouvant être très proches l'un de l'autre. La combina son de vérins selon l'invention comprend un premier cops de vérin relié à un point d'appui et pourvu de moyes permettant de mouvoir une tige, des moyens pour entraine en translation par le mouvement de la tige un premier organe mobile, un second corps de vérin relié à un second organe mobile et pourvu de moyens lui permettant d'entre entran' en translation par le mouvement de la tige, et des moyens permettant de déplacer le second corps de vérin en translation par rapport à la tige. Les corps de vérins peuvent autre soit des cylindres hydrauliques ou pneumatiques, soit des corps de vérins micaniques à vis. Dans le premier cas la tige est mobile en translation ; dans le second cas, la tige est une vis qui peut être mobile soit en translation dans certains modes de réalisation, soit en rotation dans d'autres modes de réalisation. Les moyens permettant d'entrainer le premier organe en translation par le mouvement de la tige peuvent comprendre un autre corps de vérin solidaire de ce premier organe et dont la commande est conjuguée avec celle du second corps de vérin de manière à permettre de déplacer les deux organes différentiellenent, c'est-à-dire d'une même distance en sens opposés. Cette particularité fait partie de l'inven: tion. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre les avantages de l'invention et l'art de la réaliser, toutes particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une com binaison de vérins pneunatiques selon 1 'invention la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, montrant une variante la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une combinaison de vérins à vis selon l'invention, dont la vis est mobile en rotation la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une combinaison de vérins à vis selon l'invention, dont la vis est mobile en translation la figure 5 est une vue analogue à la figure 4, montrant un mode de réalisation dans lequel les commandes des vérins sont groupées la figure 6 est une vue analogue à la figure 3, montrant une combinaison de vérins permettant de réaliser un déplacement différentiel ;; les figures 7 et 8 sont des vues en coupe selon les lignes VII-VII et VIII-VIII, respectivement, de la figure 6 la figure 9 est une vue en perspective schématique de l'arrière d'un avion, illustrant l'application de la combinaison de vérins de la figure 6 à la manoeuvre dtun empennage en V. Dans tous les modes de réalisation décrits ciaprès, le premier corps de vérin est désigné par la référen ce 1, le second corps de vérin par la référence 2 et la tige par la référence 3. La référence A désigne le point d'appui fixe et les références B et C désignent respectivement les points d'attache des deux organes mobiles ; ces deux organes sont mobiles en translation parallèlement à la tige 3. Sur la figure 1, les corps 1 et 2 forment des cylindres dans lesquels coulissent respectivement deux pistons 4 , 5 solidaires de la tige 3. L'enveloppe 6 du premier corps 1 forme une enceinte qui est partagée par le piston 4 en deux chambres 7, 8 ; le fond 9 de la chambre 8 est pourvu d'une ouverture centrale 10 qui est traversée, avec un jeu annulaire assez important, par un arbre cylindrique creux 11 solidaire du fond 12 de la chambre 7. Ce fond 12 est solidaire d'une patte d'attache 13 pourvue d'un oeil 14 qui est fixé au point A. L'arbre 11 est traversé longitudinalement par un canal 15 qui débouche en 16 à l'extérieur du fond 12 et en 17 à l'extrémité de 11 arbre 11. L'enveloppe 6 est traversée par deux orifices 18 et 19 débouchant respectivement dans les chambres 7 et 8. Le second corps 2 comprend une enveloppe 20, pourvue de deux fonds 21 et 22 délimitant un cylindre dans lequel le piston 5 sépare deux chambres 23 et 24, et deux bras diamétralement opposés 25 s'étendant au-delà du fond 22 et pourvus chacun d'un oeil 26 pour la fixation du point C. Chacun des fonds 21, 22 est pourvu d'une ouverture centrale 27, 28 et le fond 21 situé en regard du premier corps 1 est pourvu en outre d'un évent 29 qui maintient la chambre 23 en libre communication avec l'atmosphère. La tige 3, portant à une extrémité le piston 4, est percée longitudinalement d'un alésage 30 qui traverse le piston 4..et dans lequel est engagé l'arbre 11, et coulisse autour de celui-ci dans l'ouverture 10. Des joints d'étanchéité 31, 32 et 33 sont prévus respectivement autour du piston 4, autour de l'extrémité de l'arbre 11 et dans l'ouverture 10. La portion de la tige 3 qui dépasse à l'extérieur de l'ouvertu- re 10 pénètre par l'ouverture 27 dans l'enveloppe 20 du cylindre 2, où elle porte le piston 5, sort de cette enveloppe par l'ouverture 28 et est pourvue à son extrémité libre d'un oeil 34 pour la fixation au point B.L'alésage 30 est prolongé dans la tige 3 par un canal 35 qui communique, au-delà du piston 5, avec un perçage transversal 36 qui débouche en permanence dans la chambre 24 du fait que le mouvement de ce piston 5 vers le fond 22 est limité par une butée 37. Un ressort 38, prenant appui sur le fond 21, sollicite le piston 5 vers cette butée 37. Des joints d'étanchéité 39 et 40 sont prévus respectivement autour du piston 5 et dans l'ouvertu- re 28. La commande se fait au moyen de robinets à trois voies non représentés permettant de mettre chacun des orifices 16, 18 et 19 en communication soit avec une source de fluide sous pression, soit avec l'atmosphère. Le cylindre défini par l'enveloppe 6 forme avec le piston 4 un vérin classique qui permet, en alimentant sélectivenent les chambres 7 et 8 en air comprimé au moyen des robinets des orifices 18 et 19, de déplacer en translation la tige 3 et le point B solidaire de celle-ci ; si orifice 16 reste ouvert à l'atmosphère, le ressort 38 maintient le piston 5 contre la butée 37, de sorte que l'enveloppe 20 et le point C solidaire de celle-ci sont entraînés en translation avec le point B.Si l'on alimente l'orifice 16 > en air comprimé; celui-ci pénètre par les canaux 15, 30, 35 et 36 dans la chambre 24 et écarte le fond 22 du piston 5 en écrasant le ressort 38 entre le piston 5 et le fond 21 et en chassant par l'évent 29 l'air présent dans la chambre 23 ; l'ensemble du corps 2 et le point C solidaire de celui-ci se déplacent donc-vers la droite par rapport au point B. Si on ouvre ensuite l'orifice 16 à l'atmosphère, l'air conprimé s'échappe de la chambre 24 par les canaux et cet orifice sous l'action du ressort 38, de sorte que le point C se déplace vers la gauche par rapport au point B. I1 convient de remarquer que, grâce au dispositif de joint coulissant formé par l'arbre 11 et son joint 32 coulissant dans l'alésage 30 de la tige, l'alimentation du second corps de vérin 2 en air comprimé se fait à partir de l'orifice 16, qui est fixe, à travers la tige 3. La commande du dispositif ne nécessite donc pas de tuyau souple. Il va de soi qu'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en remplaçant l'air comprimé par un autre fluide, et que le dispositif fonctionnerait aussi bien si on inversait les rôles des chambres 23 et 24, c'est-à-dire si le ressort 38 et l'orifice 29 étaient prévus dans la chambre 24 et si la butée 37 et l'orifice de sortie du canal 36 étaient prévus dans la chambre 23, avec un joint 47 assurant l'étan- chéité au passage de la tige 3 dans l'ouverture 27. La figure 2, sur laquelle les éléments jouant le même rôle que sur la figure 1 sont désignés par les mênes références affectées de l'indice a, montre une variante dans laquelle le second corps de vérin 2 est à double effet, ce qui permet de supprimer le ressort 38 de la figure 1, et est ali menté à travers la tige 3 à partir d'orifices fixes 16a, 41 par l'intermédiaire d'un double joint coulissant. L'alésage 30a débouche dans une ouverture de plus petit diamètre du piston 4, qui est pourvue d'un joint 42 dans lequel l'arbre cylindrique lîa coulisse de façon étanche.Cet arbre lla est pourvu à son extrémité d'un épanouissement 43 nuni du joint 32a, coulissant de façon étanche à la manière d'un piston dans l'alésage 30a et déterminant dans cet alésage, autour de l'arbre lla, une chambre 44. L'orifice 17a du canal 15a débouche dans la portion de l'alésage 30a située au-delà de l'épanouissement 43 et communiquant par le perçage 36a avec la chambre 24a du second corps de vérin. L'arbre lla est percé longitudinalement d'un second canal 45 partant de l'orifi- ce 41 et débouchant transversalenent dans la chambre 44, et un canal 46, pratiqué longitudinalement dans la portion de tige 3 alésée en fOa, débouche transversalement d'un c8té dans la chambre annulaire 44 et de l'autre côté dans la chanbre 23a du second corps de vérin 2.La tige 3 traverse ltou- verture 27a du fond 21a de ce second corps de vérin dans un joint d'étanchéité 47a. Le dispositif de la figure 2 fonctionne comme celui de la figure 1, sauf que le second corps de vérin est à double effet. Pour déplacer les points B et C ensemble, on obture donc les orifices 16a et 41 au moyen de robinets non représentés, tandis que les orifices 18a ou 19a sont alimentés sélectivement en air comprimé. Pour déplacer le point C par rapport au point B, on alimente un des deux orifices 16a ou 41 en air comprimé tandis que l'autre est ouvert à l'atmosphère. Les figures 3 à 7 montrent des combinaisons de vérins mécaniques à vis. La référence D désigne une commande permettant, quand elle est actionnée seule, de déplacer les points B et C ensemble et la référence E désigne une commande permettant de déplacer le point C par rapport au point B. On supposera dans ce qui suit que les deux organes attachés en B et C sont guidés en translation, c'est-à-dire peuvent coulisser parallèlement à la tige 3, mais ne peuvent pas tourner autour de celle-ci. Sur la figure 3, la tige 3 est une vis ou tige filetée mobile en rotation. Le premier corps de vérin 1 comprend un carter 48 pourvu d'un oeil 49 qui est fixé au point A et contenant un engrenage 50 qui permet d'entraîner la vis 3 en rotation en faisant tourner la commande de D. Un écrou 51, pourvu dlun oeil 52 auquel est fixé le point B, est engagé sur la vis 3 et se déplace donc en translation quand la vis 3 tourne. Le second corps de vérin 2 comprend un carter 53 pourvu d'un oeil 54 auquel est fixé le point C et contenant un écrou 55 pourvu d'une denture extérieure qui engrène avec un pignon 56 qu'on peut faire tourner au moyen de la commande E.L'écrou 55 est également engagé sur la vis 3 de sorte que, si on bloque la commande E pour empêcher le pignon 56 de tourner, la rotation de la vis 2 entraine le point C en translation avec le point B ; si on fait tourner le pignon 56 au moyen de la commande E, ce pignon entratne en rotation l'écrou 55 qui se visse ou se dévisse sur la tige 3 en dépla çant le point O par rapport au point B. La figure 4 montre un mode de réalisation dans lequel la tige 3 est une vis ou tige filetée mobile en translation. Les éléments jouant le même rôle que sur la figure 3 sont désignés par les mêmes références affectées de l'indice a. Le carter 48a du premier corps de vérin contient un écrou 57 pourvu d'une denture qui engrène avec un pignon 58 actionné par la commande D. L'écrou 57 est engagé sur la vis 3 qui est fixée en 59 au point B et ne peut donc pas tourner ; si on fait tourner le pignon 58 au moyen de la commande D, ce pignon entraîne en rotation l'écrou 57 et celui-ci en train en translation la vis 3 et le point B. Si on bloque la commande E pour empêcher la rotation du pignon 56a et de l'écrou 55a, le point C est entraîné en translation avec le point B. Si on fait tourner le pignon 56a au moyen de la commande E, le point G se déplace par rapport au point B/dans le mode de réalisation de la figure 3. Dans les modes de réalisation des figures 3 et 4, la commande E est solidaire du second corps de vérin 2, lui meme solidaire du point C et par conséquent mobile en translation, ce qui peut provoquer des difficultés de manoeuvre. Dans ces deux modes de réalisation, il est possible de commander l'écrou 55 ou 55a à partir d'une commande solidaire du premier corps de vérin 1, qui est fixe, au moyen d'un dispositif comprenant un arbre cannelé ou analogue monté coulissant dans le second corps de vérin. Une telle disposition est représentée sur la figure 5, sur laquelle les éléments jouant le même r81e que sur la figure 4 sont désignés par les mêmes références affectées de l'indice b. Le pignon 56b est monté coulissant sur un arbre cannelé 60 immobilisé en translation par un palier 61 par rapport au carter 48b, sur lequel est prévue la commande E.Le fonctionnenent est exactement le mêne que dans le mode de réalisation de la figure 4, la translation du point C n'étant pas gênée par l'arbre cannelé 60 puisque le pignon 56b peut coulisser librement par rapport à celui-ci et la commande E permettant, grâce aux cannelures de l'arbre 60, d'entrainer le pignon 56b ou de l'immobiliser en rotation. I1 va de soi qu'on ne sortirait pas du domaine de l'invention en engageant sur la vis 3 un ou plusieurs autres corps de vérin tels que 53, 53a ou 53b pour déplacer,en plus de l'organe attaché en C, un ou plusieurs autres organes par rapport au point B soit en maintenant celui-ci immobile, soit en le déplaçant lui aussi. La figure 6 montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une commande différentielle à vis mobile en rotation. Les éléments jouant le même rôle que sur les figures 3 à 5 sont désignés par les mêmes références affectées de l'indice c, et la commande permettant d'éloigner ou de rapprocher les points B et C est désignée par la référence F. Le premier corps de vérin 1 comprend un carter 48c qui contient, comme sur la figure 3, un engrenage 50c permettant de faire tourner la vis 3 en actionnant la commande D et, comme sur la figure 5, le palier 61c de l'arbre cannelé 60c qui peut être entraîné en rotation par la commande F.Le second corps de vérin 2 comprend, comme sur la figure 1, un carter 53c qui contient l'écrou 55c engagé sur la vis 3 et engrenant avec le pignon 56c,mais ce pignon 56c engrène à son tour avec un pignon 621 eYi engrène lui-nème avec un pignon 62 monté coulissant sur l'arbre cannelé 60c. L'oeil 52c auquel est fixé le point B n'est nas, comme sur la figure 3, solidaire de l'écrou Slc engagé sur la vis 3, mais est solidaire d'un carter 63 qui contient cet écrou 51c ; celui-ci est pourvu d'une denture extérieure qui engrène avec un pignon 64' engrenant à son tour avec un pignon 64 monté coulissant sur l'arbre cannelé 60c. L'écrou 55c est identique à l'écrou 51c et le pignon 64 est identique au pignon 62. Le carter 63 forme ainsi avec l'écrou 51c et le pignon 64 un troisième corps de vérin qui entraîne le point B en translation, en même temps que le point C, quand la vis 3 tourne. Si on entraîne l'arbre cannelé 60c en rotation au moyen de la commende F, par exemple dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, les pignong 64 et 64' feront tourner l'écrou Slc dans le mberle sens, tandis que les pignons 62, 62' et 56c feront tourner ltécrou 55c dans l'autre sens et à la neume vitesse que l'écrou 51c ; les écrous 55c et 51c seront ainsi entrûlnés en rotation en sens opposés, de sorte que l'un se vissera sur la vis 3 tandis que l'autre se dévissera.On vol-L: donc que le dispositif décrit permet - en actionnant la commande D, de déplacer les points B et C ensemble vers la droite ou vers la gauche selon le sens de rotation de cette commande D (mouvement~simultané) ; - en actionnant la commande F, de déplacer les points B et C à la même vitesse et en sens opposés, c'est-adire de rapprocher ou d'éloigner les points B et C l'un de l'autre, selon le sens de rotation de cette commande F (mouvement différentiel) - en actionnant à la fois les commandes D et F, d1im- primer aux points B et C, à la fois, un mouvement sinultané et un mouvement différentiel. La figure 9 montre un exemple d'application d'un tel dispositif à la manoeuvre d'un empennage arrière d'un fuselage d'avion 65, comprenant deux volets 66, 67 montés pivotants dans des paliers 68, 69 autour de leurs axes 70, 71 disposés en V. Le volet 66 est pourvu d'un bras 72 qui est relié au point B par une bielle 73, et le volet 67 est pourvu d'un bras 74 qui est relié au point C par une bielle 75, de sorte qu'un mouvement de chacun des points B, C parallèlement à la vis 3 provoque un pivotenent du volet correspondant 66, 67 autour de son axe 70, 71. Si on actionne la commande D, les points B et C se déplacent ensemble vers l'avant ou vers l'arrière, de sorte que les volets 66 et 67 pivotent ensemble dans un même sens et produisent une action de gouverne en profondeur. Si on actionne la commande F, les points B et C se déplacent en sens opposés, de sorte que les volets 66 et 67 pivotent différentiellement et produisent une action de gouverne en direction. REVEND I CILTI 0NS 1. Dispositif de vérins permettant, d'une part, de déplacer ensemble un premier et un second organes mobiles en translation et, d'chute part, de déplacer le second organe par rapport au premier soit lorsque celui-ci est maintenu fixe, soit pendant qu'on le déplace lui aussi, caractérisé-en ce qu'il comprend, en combinaison, un premier corps de vérin relié à un point d'appui et pourvu de noyens permettant de mouvoir une tige, des moyens pour entraîner le premier organe par le mouvement de la tige, un second corps de vérin relié au second organe et pourvu de moyens lui permettant d'être entraîné en translation par le nouvement de la tige, et des moyens pour déplacer le second corps de vérin en translation par rapport à la tige. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les deux corps de vérins sont des cylindres hydrauliques ou pneumatiques dont les pistons sont solidaires de la tige, qui est elle-même solidaire du premier organe, caractérisé en ce qu' une des chambres du second corps de vérin est alimentée en fluide par un conduit comprenant un canal pratiqué dans un arbre solidaire du premier corps de vérin et formant un joint coulissant avec un alésage de la tige qui débouche dans ladite chambre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé ce que le fluide agit dans cette chambre sur le-piston du second corps de vérin contre l'action d'un ressort. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le joint coulissant est forné par un élargissement de l'arbre monté coulissant dans l'alésage de la tige, que l'arbre forte un second joint coulissant avec une ouverture du piston du premier corps de vérin montée coulissante sur ledit arbre, et que l'autre chambre du second corps de vérin est alimentée en fluide par un second canal pratiqué dans l'arbre et débouchant dans la chambre annulaire comprise entre les deux joints coulissants, et par un troisième canal pratiqué dans la tige et partant de cette chambre annulaire. 5. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la tige est une tige filetée de vérin à vis, caractérisé en ce que le premier corps de vérin conprend un carter pourvu de noyens pour faire tourner la tige filetée, et le second corps de vérin comprsnd un carter qui contient un autre écrou engagé sur la tige filetée et des noyens pour entraîner cet autre écrou en rotation. 6. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la tige est une tige filetée de vérin à vis, caractérisé en ce que les deux corps de vérin comprennent chacun un carter contenant un écrou engagé sur la tige filetée et des noyens pour entraîner cet écrou en rotation. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que l'écrou du second corps de vérin est entraîné en rotation par un dispositif comprenant un arbre cannelé ou analogue monté coulissant dans ce second corps de vérin et dont une extrémité, nontée à rotation dans le carter du premier corps de vérin, est pourvue d'une comman- de permettant de faire tourner ledit arbre. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier organe est solidaire d'un troisième carter contenant un écrou engagé sur la tige filetée et un dispositif monté coulissant sur 1 'arbre cannelé et propre à être actionné par celui-ci pour entraîner cet écrou en rotation en sens inverse de l'écrou du second corps de vérin. 9. Dispositif comprenant un premier corps de vérin relié à un point d'appui et pourvu de moyens permettant de nouvoir une tige, et deux autres corps de vérin reliés chacun à un organe mobile en translation parallèlement à la tige et pourvus de noyens leur permettant d'être entraînés en senble en translation par le mouvement de la tige et de moyens permettant de les déplacer en sens opposés et à la même vitesse le long de la tige.