Brevet FR2161080A1 — publié le 19730706

I1 est nécessaire pour de nombreuses applications que le piston d'un ensemble cylindre-piston pneumatique ou hydraulique à double action présente des vitesses égales de déplacement et une meme puissance dans les deux sens, ce qui ntest pas le cas d'un ensemble normal où la tige de piston s'étend dans une seule direction à partir du piston, et dont, en conséquence, les surfaces utiles de piston ne sont pas égales de part et d'autre. tl procédé courant pour remédier à cet inconvénient est d'utiliser une tige de piston traversant entièrement le cylindre, sur laquelle le piston est fixé, c'est-à-dire que cette tige fait saillie à l'extérieur du cylindre à ses deux extrémités. Cette solution n'est cependant pas satisfaisante lorsque l'action motrice est exercée à une seule extrémité du cylindre ou si des déplacements en sens opposé sont nécessaires aux deux extrémités du cylindre. Une solution beaucoup plus satisfaisante, qui est divulguée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nt 2 497 608,comporte un ensemble cylindre-piston à double action comprenant un cylindre moteur fermé et au moins un piston coulissant,dont la tige motrice traverse une extrémité de ce cylindre, et un cylindre compensateur dans lequel coulisse un piston qui est lié à la tige du piston moteur et qui traverse une extrémité fermée du cylindre compensateur, la surface de ce piston étant déterminée de manière à compenser la différence de surface entre les deux côtés résultant de la tige motrice. Dans le cas du brevet précité, cette solution est destinée à la commande hydraulique d'outils de machine d'usinage et est impossible à réaliser pour les applications dans lesquelles un ensemble compact,à fluide travaillant en circuit fermé sans aucun équipement auxiliaire,est nécessaire. Ce genre d'ensemble recevant de nombreuses applications est obtenu selon l'invention en constituant une communication directe entre la chambre avant du cylindre moteur relativement au piston, et la chambre du cylindre compensateur en arrière de son piston. On obtient par cette construction, non seulement l'avantage que la vitesse de la tige de piston et la puissance engendrée par l'ensemble soient égales dans les deux directions d'actionnement, c'est-à-dire sans différence entre la course motrice et la course de retour, mais encore que le fluide moteur peut fonctionner en circuit complètement fermé, c'est-à- dire qu'il n'est pas nécessaire de disposer d'un réservoir séparé, ce qui est particulièrement avantageux dans un système hydraulique. Une solution de réalisation et de présentation avantageuses est obtenue en fixant le cylindre compensateur relativement au cylindre moteur dans le piston moteur et sa tige. Par exemple, la communication entre les deux cylindres peut entre agencée dans la paroi du cylindre compensateur, ou encore la tige du piston compensateur est tubulaire et reliée par son intérieur à la chambre arrière du cylindre compensateur relativement à son piston, et un tube fixe, communiquant avec la chambre avant du cylindre moteur relativement à son piston, fait saillie de l'extrémité avant du cylindre compensateur,relativement à son piston, à travers ce piston et dans la tige tubulaire. Si l'on recherche un ensemble cylindre-piston dans lequel les tiges~de piston aux deux extrémités du cylindre ont des sens opposés mais égaux de déplacement, le principe de l'invention exposé ci-dessus peut être mis en oeuvre dans un appareil caractérisé par deux pistons moteurs dont les courses les rapprochent et les écartent mutuellement et par un cylindre compensateur qui est fixé par rapport au cylindre moteur et s'étend selon l'axe dans ces pistons et leurs tiges, ce cylindre compensateur comprenant un piston relié par sa tige au piston moteur et situé de manière que la chambre arrière du cylindre compensateur relativement à son piston, soit en cosmunication permanente avec la chambre du cylindre moteur qui est comprise entre les deux pistons moteurs, à travers des orifices du cylindre compensateur. Cet agencement permet la réalisation d'un cylindre moteur fixe pour assurer aux organes de part et d'autre des déplacements égaux mais de sens opposés et à même vitesse, ce qui est recherché pour de nombreuses applications. Lorsque de l'huile ou fluide analogue est utilisé dans un ensemble de l'invention conne agent moteur, les chambres,de part et d'autre du cylindre moteur relativement au piston, peuvent être en communication directe mutuelle par un conduit comprenant une pompe et un distributeur déterminant la direction d'écoulement du fluide dans ce conduit. Ce nouvel ensemble peut recevoir de nombreuses applications. Par exemple, on peut mentionner l'attache d'un outil arrière sur un tracteur où le point le plus haut de trois points de montage disposés en triangle doit être réglable pour ajuster la position de l'outil relativement au sol. A l'heure actuelle ce montage est habituellement effectué à l'aide d'un tendeur ou manchon de serrage, mais ce réglage est difficile à effectuer lorsque des outils lourds sont utilisés, particulièrement lorsque l'opération doit être effectuée à partir du siège du tracteur. Le tendeur ou manchon est remplacé selon l'invention par un ensemble cylindre-piston qui peut être actionné par une manette d'entrainement,à la fois d'une pompe et d'un distributeur. Cette réalisation selon l'invention permet d'obtenir d'une part, les mêmes puissance et vitesse dans les deux sens d'actionnement, et d'autre part un circuit fermé ne comportant pas de réservoir séparé. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'exemplespréférésde réalisation, et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale schématique de la réalisation,la plus simplifiée,d'ensemble selon l'invention, - les figures 2 et 3 sont des coupes analogues de réalisation courante ayant un piston moteur, et - la figure 4 est une coupe analogue d'un ensemble à deux pistons moteurs. La figure 1 expose schématiquement le principe de base de l'ensemble cylindre-piston de l'invention. Un piston moteur 2 coulisse dans un cylindre 1 normalement fermé, et comporte une tige de piston 3 s'étendant à travers une extrémité du cylindre. Un cylindre 4 compensateur relié au cylindre moteur 1 comprend un piston 5 dont la tige 6 est liée en permanence à la tige 3 du piston moteur, à l'aide d'un étrier 7 muni d'un élément d'attache 8. Un conduit 11 relie la chambre 9 avant du cylindre moteur, relativement à son piston, et la chambre 10 arrière du cylindre compensateur 4 relativement à son piston 5. Un conduit 13 à pompe 14 comprenant de plus un distributeur déterminant la direction d'écoulement dans le conduit 13 relie la chambre 9 avant du cylindre moteur et la chambre 12 arrière de ce même cylindre relativement à son piston. Ce dispositif est destiné au fonctionnement avec un liquide hydraulique ou analogue comme agent moteur. Cependant, si l'on veut utiliser de l'air comprimé comme fluide moteur, le dispositif 14 est constitué par une source d'air comprimé pouvant être reliée soit à la chambre 9 ou à la chambre 12 du cylindre moteur 1. Si l'on n'utilisait aucun dispositif compensateur (partie inférieure de la figure 1) on ne disposerait que d'un ensemble normal cylindre-piston entrainant les inconvénients normaux, c'est-à-dire que le piston 2,en course motrice vers la gauche,aurait une vitesse inférieure et une puissance supérieure à celles de la course de retour vers la droite. Cet inconvénient résulte du fait que la surface de ce piston 2 tournée vers la chambre 9 est supérieure à celle tournée vers la chambre 12, du fait de la section transversale de la tige 3 de piston, et on ne pourrait donc disposer d'un circuit fermé simple, tel que représenté sur la partie supérieure de la figure 1, un réservoir d'alimentation séparé étant alors nécessaire. Par détermination des dimensions du dispositif compensateur, telles que la surface du piston 5 tournée vers la chambre 10 du cylindre compensateur 4 soit égale à celle de la section transversale de la tige motrice 3, l'in convénient exposé plus haut est évité, puisque dans le déplacement vers la gauche du piston moteur 2 le piston compensateur 5 est également entraîné vers la gauche, de sorte que le fluide est refoulé par le conduit 11 vers la chambre 9 du cylindre moteur 1; de sorte qu'une quantité suffisante de fluide moteur additionnel pénètre dans cette chambre 9 pour compenser la surface transversale de tige 3, et l'écoulement résultant vers la droite à travers le conduit 13, écoulement qui est inférieur à celui vers la gauche. A l'inverse, le fluide moteur est refoulé ou plutôt aspiré pendant le déplacement du piston moteur 2 vers la droite, depuis la chambre 9 du cylindre moteur vers la chambre 10 du cylindre compensateur. On doit noter que la chambre avant 15 du cylindre 14, relativement à son piston 5, est ouverte à l'atmosphère. On doit également remarquer que sur ces figures, aussi bien que sur les autres, aucun élément d'étanchéité nécessaire ou analogue n'est représenté, ces éléments compliqueraient les figures qui ne sont destinées qu'à exposer les principes de l'invention. Les figures 2 et 3 représentent deux réalisations pratiques de l'ensemble représenté sur la figure 1. Dans ces figures 2 et 3, les mêmes références que sur la figure 1 indiquent les éléments correspondants. Dans ces deux ensembles, le cylindre compensateur 4 est placé dans le piston moteur 2 en forme de tube avec sa tige 3; ce cylindre compensateur 4 est fixé relativement au cylindre moteur 1. Dans cet agencement également la surface du piston compensateur 5,opposée à la chambre arrière 10 du cylindre 4 relativement au piston, est déterminée de manière à compenser la différence de surface entre les deux faces du piston 2 tournées vers les deux chambres respectives 9 et 12 de cylindre moteur. La chambre avant 15 du cylindre compensateur 4 relativement à son piston 5 est reliée à l'atmosphère à travers un orifice 16. Dans la réalisation de la figure 2, le conduit Il reliant la chambre 10 du cylindre compensateur 4 et la chambre 9 du cylindre compensateur 1 est agencé dans la paroi du cylindre 4, c'est-à-dire la paroi intermédiaire du cylindre moteur et du cylindre compensateur. Ainsi, le piston compensateur 5 et sa tige 6 sont massifs. Mais dans la réalisation de la figure 3, un conduit 11 constitué par un tube s'étend entre la paroi d'extrémité du cylindre compensateur 4 en avant du piston 5, à travers ce piston et dans la tige 6 du compensateur, laquelle est en forme de tube fermé; le conduit 11 relie la chambre avant 9 au cylindre moteur 1 relativement au piston 2, alors que la tige 6 tubulaire du compensateur communique avec la chambre arrière 10 du cylindre compensateur 4 relativement à son piston 5. De cette manière, la connexion recherchée entre les chambres 9 et 10 est obtenue. Dans la réalisation d'ensemble cylindre-piston de la figure 4, le principe de base représenté sur la figure 1 est mis en oeuvre, de sorte que le cylindre moteur 1 comprend deux pistons opposés 2 et 2' avec leurs tiges 3 et 3' et des attaches 8 et 8'. Le cylindre compensateur 4 est fixe par rapport au cylindre moteur 1 et s'étend à travers les pistons et tiges moteurs, et le piston compensateur 5 est, par l'intermédiaire de sa tige 6, lié en permanence au piston moteur 2 de gauche. En position de repos 5 dans l'ensemble, le piston compensateur est éloigné vers la droite, à l'intérieur de l'autre piston moteur 2'. Dans ce cas également, la communication est nécessaire entre la chambre 9,en avant des deux pistons 2 et 2', et la chambre 10 en arrière du piston compensateur 5. Cette communication est réalisée à travers des orifices 11 de la paroi du cylindre compensateur 4, ces orifices 11 correspondant aux conduits de communication 11 indiqués précédemment. Cette réalisation est exactement destinée aux mêmes fins que celle décrite plus haut, l'exception que l'agent moteur dans ce cas est déplacé par une pompe et un distributeur 14 à travers deux conduits 13 et 13', à partir des chambres 12 et 12' situées en arrière des pistons moteurs 2 et 2'; la surface du piston compensateur 5 doit donc être déterminée de manière à compenser les différences des deux surfaces sur les pistons moteurs 2 et 2'. I1 est évident que des modifications et variantes peuvent être apportées au dispositif décrit, tout en restant en conformité avec le principe de base de la réalisation simplifiée de la figure 1. REVENDICATIONS 1 - Ensemble cylindre-piston à double action, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre moteur fermé et au moins un piston moteur ayant une tige traversant une extrémité de ce cylindre, et un cylindre compensateur où coulisse un piston dont la tige est liée en permanence à celle du piston moteur et traverse une extrémité fermée du cylindre compensateur, la surface de ce piston compensateur étant déterminée de manière à compenser la différence de surface, déterminée par la tige motrice, entre les deux côtés du piston moteur, une communication directe étant établie entre la chambre avant du. cylindre moteur relativement à son piston, et la chambre arrière du cylindre compensateur relativement à son piston. 2 - Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le cylindre compensateur est fixe par rapport au cylindre moteur et est agencé à l'intérieur du piston moteur et de sa tige. 3 - Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la communication entre les deux cylindres est ménagée dans la paroi du cylindre compensateur. 4 - Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la tige du compensateur est en tube dont l'intérieur est en communication avec la chambre arrière du cylindre compensateur relativement à son piston, et un tube fixe communiquant avec la chambre avant du cylindre moteur relativement à son piston, s'étend depuis la paroi d'extrémité avant du cylindre compensateur relativement à son piston, à travers ce piston et dans la tige tubulaire de piston. 5 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux pistons moteurs travaillent respectivement en se rapprochant et s'écartant l'un de l'autre, et un cylindre compensateur, fixé par rapport au cylindre moteur, s'étend axialement à travers ces pistons et leurs tiges, ce cylindre compensateur comprenant un piston, dont la tige est liée à l'un des pistons moteurs, étant situé de manière que la chambre arrière du cylindre compensateur, relativement à sa tige, soit en communication permanente avec la chambre du cylindre moteur comprise entre les deux pistons moteurs, par des orifices du cylindre compensateur. 6 - Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les chambres du cylindre moteur, de part et d'autre de son piston, sont en communication directe mutuelle par un conduit comprenant une pompe et un distributeur, afin de déterminer la direction d'écoulement du fluide moteur dans le conduit.