Brevet FR2172950A1 — publié le 19731005

On sait atteler un vérin entre deux poutres articulées l'une par rapport à l'autre et régler par ce moyen la position relative des deux poutres. L'invention se propose d'apporter cependant une solution nouvelle à ce problème connu, et notamment, avec un vérin à fluide d'une course totale donnée, d'obtenir une variation de la distance séparant les deux axes d'articulation du vérin sur lesdites poutres supérieure à la course totale du vérin. Elle propose alors pour ce faire, d'apporter un perfectionnement à un vérin connu en lui-meme comme possédant deux pistons opposés, dans un même cylindre, et de réaliser ainsi une structure particulièrement avantageuse. L'invention a donc pour objet une structure constituée par deux poutres attelées l'une par rapport à l'autre par un moyen les maintenant parallèles à un plan déterminé, et par un cylindre de vérin comportant au moins un piston monté coulissant par rapport à lui et au moins une tige de piston, qui est attelée audit piston et traverse de manière étanche l'un des fonds du cylindre. Cette structure comporte en outre une tige filetée, dont une première partie possède un premier pas de filetage, et dont une deuxième partie possède un deuxième pas de filetage de sens opposé au premier pas. Cette tige filetée est montée à rotation dans un palier, qui est solidaire du cylindre et qui constitue une butée de translation pour cette tige. Par ailleurs, un corps est monté coulissant par rapport au cylindre, cependant que la première partie de la tige coopère avec un écrou solidaire dupiston et que la deuxième partie coopère avec un écrou solidaire du corps. Enfin, lesdits corps et tige de piston sont articulés, chacun, sur une des deux poutres autour d'un axe perpendiculaire audit plan déterminé. De manière avantageuse, le cylindre du vérin comporte une entretoise transversale, dont est solidaire le palier de la tige filetée, un deuxième piston étant monté coulissant dans ledit cylindre, du côté opposé au piston par rapport à l'entretoise, cependant que le corps est constitué par une deuxième tige de piston, qui est attelée au deuxième piston et averse de manière étanche l'autre fond du cylindre. Les piston et deuxième piston délimitent avec le cylindre trois chambres -deux chambres extrêmes et une chambre intermédiaire.Ladite chambre intermédiaire est située du côté opposé à chacune des deux chambres extrêmes par rapport, respectivement, au piston et au deuxième piston et constitue deux chambres secondaires situées de part et d'autre de ladite entretoise et en communication permanente l'une avec l'autre. Les deux chambres extrêmes sont reliées par un conduit de communication, cependant que, de manière connue en soi, le groupe des deux chambres extrêmes et la chambre intermédiaire sont raccordés à un circuit de distribution de fluide sous pression. Préférentiellement, les tige de piston et deuxième tige de piston comportent, chacune, un évidement susceptible de contenir au moins partiellement, respectivement, les première et deuxième parties de la tige filetée. Dans ce cas, il est avantageux que la tige filetée comporte elle-meme un évidement qui s'étend de l'une de ses extrémités jusqu'au moins au niveau du palier de maintien de ladite tige filetée et débouche de part et d'autre dudit palier dans chacune des deux chambres secondaires. L'évidement de la tige filetée et l'évidement de l'élément -tige de piston ou deuxième tige de piston-, dans lequel pénètre la partie de la tige filetée munie d'un évidement, constituent le conduit de communication. Enfin, il est simple de faire que les pas de filetage des première et deuxième parties de la tige filetée aient des valeurs absolues égales. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires ainsi que leurs avantages apparattront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. I1 est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. I1 sera. fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'une structure conforme A l'invention - la figure 2 est une vue suivant flèche F de la figure 1 - la figure 3 est une coupe axiale du vérin utilisé dans la structure des figures 1 et 2, dans une première configuration de ce vérin - la figure 4 est une coupe partielle axiale du vérin déjà représenté sur la figure 3, mais dans une deuxième configuration. En regard des figures 1 et 2, une structure est représentée. Elle est constituée par deux poutres conformées en l'espèce en la flèche 1 d'un engin de Travaux Publics et en un balancier 2, qui est articulé autour de la flèche 1 autour d'un axe 3. Cet axe 3 ne permet un débattement angulaire du balancier que parallèlement au plan de la figure 1. Un vérin 4, dont la constitution détaillée est représentée en regard des figures 3 et 4, est articulé sur la flèchelautour d'un axe 5 et sur le balancier 2 autour d'un axe 6. Les axes 5 et 6 sont constamment parallèles à l'axe 3. En regard des figures 3 et 4, le vérin possède deux configurationsdistinctes et repérées 4a en regard de la figure 3 et 4 en regard de la figure 4. Les éléments de la figure 3, analogues aux éléments de la figure 4 ont des repères identiques, suivis d'un indice a également. Le vérin 4a est constitué par un cylindre en deux parties 7a et Sa, qui sont assemblées par un plan de joint commun 9a par des boulons lova. Le cylindre est en outre délimité par un fond lla fixé sur la partie 9a et par un fond 12a fixé sur la partie Sa, les fixations étant assurées par des vis 13a.Au niveau du plan de joint 9a, à l'opposé des fonds lla et 12a, des demi-entretoises transversales l4a, lSa sont solidaires des parties 7 , Sa. Une cavité 16a est ménagée entre ces demi-entretoises 14a et lSa et maintient solidaire en translation, par rapport au cylindre, une tige filetée 17a, au moyen d'un épaulement 18a solidaire de ladite tige filetée et introduit préalablement à l'assemblage des parties 7a et Sa dans la cavité 16a. La tige filetée 17a est par ailleurs montée rotative par rapport au cylindre toujours au moyen de l'épaulement 18a qui coopère pour ce faire avec la cavité 16a formant palier. Sur la figure 3, la tige filetée 17a est représentée en coupe axiale. On peut donc noter sur cette figure que la tige filetée 17a comporte un évidement axial 19a, qui la traverse et qui, débouche, par deux orifices 20a et 21a disposés de part et d'autre des demi-entretoises 14a et 15a, dans deux chambres secondaires 22a et 23a, dont la définition sera donnée ci-après. Par ailleurs, sur la figure 4, la tige filetée est représentée en 17, non coupée et on remarque qu'elle possède deux parties 24 et 25 munies de filetages, dont les pas sont égaux en valeurs absolues et de sens opposés (pas à droite pour l'un des filetages, pas à gauche pour l'autre filetage). Ces filetages sont réalisés en choisissant un pas grand en valeur absolue et, de préférence, en adoptant des vis à plusieurs filets. Reprenant la description en regard de la figure 3, on note qu'un piston 26a, dont est solidaire une tige de piston 27a, est monté coulissant dans la partie 7a du cylindre. De même, un deuxième piston 28a ,dont est solidaire une deuxième,tige de piston 29a, est monté coulissant dans la partie Sa du cylindre. On remarque que les tige de piston 27a et deuxième tige de piston 29a traversent respectivement les fonds lia et 12a, de manière étanche, par interposition de segments d'étanchéité 30a. Par ailleurs, ces tiges de piston sont munies d'évidements axaux 31a et 32a dans lesquels sont susceptibles de pénétrer les deux parties filetées de la tige 17a. Les piston 26a et deuxième piston 28a délimitent deux chambres extrêmes 33a et 34a, et une chambre intermédiaire, ellemême constituée par les deux chambres secondaires 22a et 23a. La chambre extrême 33a est délimitée par le piston 26a, le fond lia et la partie 7a du cylindre. La chambre extrême 34a est délimitée par le deuxième piston 28a, le fond 12a et la partie 8a du cylindre. La chambre secondaire 22a est délimitée par le piston 26a, la demientretoise 14a et la partie 7a du cylindre, alors que la chambre secondaire 23a est délimitée par le piston 28a, la demi- entretoise 15a et la partie 8a du cylindre. En outre, les chambres secondaires 22a et 23a sont en communication, non seulement par l'intermédiaire des orifices 20a et 21a, et de l'évidement 19a de la tige filetée, mais aussi par des orifices 35a traversant les deux demientretoises 14a et 15a On note encore que les deux parties de la tige filetée 17a coopèrent avec, respectivement, l'une, un écrou 36a solidaire du piston 26a, l'autre, un écrou 37a solidaire du deuxième piston 28a. Ces détails sont également visibles sur la figure 4, sur laquelle on voit la partie filetée 24 coopérant avec l'écrou 36 solidaire du piston 26 et la partie filetée 25 coopérant avec l'écrou 37 solidaire du deuxième piston 28. La tige de piston 27a comporte par ailleurs un conduit 3sua1 qui débouche d'une part dans l'évidement 31a, d'autre part, à l'extérieur de cette tige de piston 27a par un raccord 39a. La tige de piston 27a comporte un autre conduit 40a, qui lui débouche, d'une part, dans la chambre extrême 33a, d'autre part, à l'extérieur de la tige par un raccord 41a. Enfin, un conduit 42a est ménagé dans la partie 7a du cylindre. en regard d'un conduit 43a ménagé, lui, dans la partie 8a dudit- cylindre, ces conduits débouchant, l'un dans la chambre extrême 33a, l'autre, dans la chambre extrême 34a. Bien entendu, ces conduits 42a et 43a ont des équivalents, notamment dans un conduit unique distinct des parties 7a et Sa du cylindre. De cette manière, les raccords 39a et 41a assurent la communication avec un circuit de distribution de fluide extérieur au vérin, d'une part, des chambres secondaires 22a et 23a (formant la chambre intermédiaire), d'autre part des chambres extrêmes 33a et 34a. Le circuit de distribution de fluide proprement dit est constitué par une pompe 44a, qui aspire dans un réservoir de fluide 45a par un conduit d'aspiration 46a, et est reliée à un distributeur à trois positions 47a par un conduit de refoulement 48a. Un conduit 49a est branché en dérivation sur le conduit de refoulement 48a qu'il relie au réservoir 45a, cependant qu'un clapet de décharge taré 5Oa est disposé sur ce conduit 49a. Un conduit 51a relie le distributeur 47a au réservoir 45a, alors que des conduits 52a et 53a relient ce dwstr buçeur 47 respectivement, aux raccords 39a et 41a. Les trois positions du distributeur 47a correspondent - la première position, à la mise en communication des conduits 4sua, 52a, et, 51a, 53a - la deuxième position, à la mise en communication des conduits 48a, 51a, et, à 1 r oburation au niveau du distributeur 47a, des conduits 52a et 53a - la troisième position, à la mise en communication des conduits 48a, 53a, et, 51a, 52a. A l'exposé du mode d'utilisation de la structure qui vient d'être décrite, on comprendra mieux la nouveauté de cette structure et les avantages qu'on en retire. On indiquera tout d'abord une généralisation de la description, qui a été donnée. I1 s'agit, en fait, dans un premier temps de faire abstraction de la présence du deuxième piston 2Sa. En supposant donc que ce piston n'existe pas, le vérin représenté sur la figure 3 comporterait un seul piston 26a coulissant dans la partie 1a du cylindre, et un corps 29a, qui est monté coulissant lui aussi par rapport à la partie 7a du cylindre, en étant en fait guidé par l'ouverture du fond 12a qu'il traverse. Le piston 26a et le corps 29a (qui, en fait, est constitué par la deuxième tige de piston) sont par ailleurs attelés à la tige filetée 17a. Si, avec une telle structure, on alimente en fluide sous pression la chambre secondaire 22a, ce fluide, prenant appui sur les parties 7a et 8a du cylindre et sur le fond 12a (puisqu'on suppose, dans le cas envisagé, l"absence du deuxième piston 28a), repousse le piston 26a et fait sortir la tige de piston 27a hors de la partie 7a du cylindre. Uniquement pour mémoire, on indique que l'alimentation en fluide de la chambre secondaire 22a est effectuée en plaçantle distributeur 47a dans sa première position, ce qui permet au fluide refoulé par la pompe 44a dans le conduit 48a, d'être véhiculé dans les conduits 52a et 3Sa, puis dans les évidements 31a et 19a, et de pénétrer dans la chambre secondaire 22a notamment par l'orifice 20a. Mais la sortie de la tige de piston 27a s'accompagne de celle, en sens opposé, de la deuxième tge de piston 29a En effet, en se déplaçant, le piston 26a entrain la tige filetée en rotation, la partie filetée représentée en 24 sur la figure 4 se vissant dans l'écrou 36. De ce fait, la partie filetée 25 de ladite tige se visse également, mais en sens inverse de la partie 24, dans l'écrou 37 solidaire de la deuxième tige de piston 29. Celle-ci sort donc bien hors de la partie 8 du cylindre, ou encore, en regard de la figure 3, la deuxième tige de piston 29a sort hors de la partie Sa du cylindre. Ceci revient donc, en n'ayant recours qu'à un seul piston 26a possédant une course totale déterminée, à réaliser un débattement fatal de l'axe Sa par rapport à l'axe 6a égal au double de la course dudit piston. On aura cependant remarqué qu'il était nécessaire pour obtenir ce résultat de monter les écrous 36a et 37a seulement à coulissement de translation par rapport à la partie 7a du cylindre. En effet, il est bien nécessaire d'en interdire la rotation, sinon, ces écrous tourneraient avec la tige filetée 17a, et l'écrou 37a ne serait donc pas forcé de se déplacer en translation par rapport aux parties 7a, Sa du cylindre, quand la tige filetée 17a est entratnée en rotation.L'interdiction, pour les écrous 36a et 37a, d'entre entraînés en rotation est obtenue en maintenant (figures 1 et 2) les axes 5, 6 et 3 parallèles en permanence, ces axes ne rendant possible que des pivotements angulaires parallèles à un plan déterminé et étant perpendiculaires audit plan déterminé. De même, il est bien nécessaire de maintenir la tige filets tée 17a solidaire en translation des parties 7a, Sa du cylindre, ceci par l'intermédiaire de l'épaulement 18a et de la cavité 16a, sinon, cette tige filetée aurait tendance à suivre le déplacement de coulissement du piston 26a, sans pouvoir être entra$née en rotation. Bien entendu, une réalisation particulière de ce cas général est constituée par celle qui a été décrite, et qui comprend effectivement le deuxième piston 28a monté coulissant dans la partie Sa du cylindre. Dans ce cas, le fluide sous pression agit de manière équilibrée et dans des sens opposés, sur les piston 26a et deuxième piston 28a. La tige filetée 17a n'en est que mieux entraînée en rotation et a pour rôle principal d'assurer une sortie de la deuxième tige de piston 29a qui est synchronisée avec la sortie de la tige de piston 27a. A titre indicatif, on précisera que les écrous 36 et 37 peuvent, en variante, comporter des billes, qui facilitent le défilement des filets des parties filetées 24 et 25 et par suite facilitant la rotation de la tige filetée 17. On comprend l'avantage de compacité obtenue en ayant ménagé les évidements 31a et 32a dans les tige de piston 27a et deuxième tige de piston 29a, ces évidements pouvant recevoir les parties correspondantes de la tige filetée 17a. Par ailleurs, les dispositifs prévus pour l'alimentation en fluide, connus en euxmêmes, n'exigent pas de commentaires particuliers. En odre, les vérins comportant deux pistons dans un cy lindreX unique étaient connus précédemment. Ils possèdent des avantages qu'on retrouve naturellement dans la réalisation particulière qui a été décrite. En bref, la-nouveauté principale de la présente invention consiste, d'une part, dans sa généralité, à avoir proposé des dispositions constructives permettant, avec un vérin de course déterminée, l'obtention d'un débattement des axes d'articulation dudit vérin supérieur à ladite course7 d'autre part, d'avoir appliqué cette disposition générale au cas particulier de la réalisation avantageuse de la synchronisation du mouvement des deux tiges de piston d'un vérin comportant deux pistons. Une application de vérins, à double ou simple effet, analogues à celui décrit en regard des figures 3 et 4, est donnée par raz réalisation de la commande du télescopage simultané et synchronisé de trois éléments télescopiques. Ainsi, la fixation du cylindre 7a, 8a sur l'élément intermédiaire d'une flèche télescopique à trois éléments, et les fixations de l'axe Sa sur l'un des deux autres éléments, et de l'axe 6a sur l'autre desdits deux autres éléments de la flèche, permettent de réaliser le télescopage envisagé. Là encore, les axes 5a et 6a doivent conserver une orientation constante et rester perpendiculaires à un plan déterminé, au plan des trois éléments de la flèche par exemple. De même, la commande du mouvement des mdchoires d'une benne preneuse est aisément réalisée par adoption d'une structure conforme à l'invention. L'invention n'est pas limitée à la réalisation qui vient d'être décrite, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Structure constituée par deux poutres attelées l'une par rapport à l'autre par un moyen les maintenant parallèles à un plan déterminé et par un cylindre de vérin comportant au moins un piston monté coulissant par rapport à lui et au moins une tige de piston1 qui est attelée audit piston et traverse de manière étanche l'un des fonds du cylindre, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une tige filetée, dont une première partie possède un premier pas de filetage, et dont une deuxième partie possède un deuxième pas de filetage de sens opposé au premier pas, en ce que ladite tige filetée est montée à rotation dans un palier, qui est solidaire du cylindre et qui constitue une butée de translation pour cette tige, en ce qu'un corps est monté coulissant par rapport au cylindre, en ce que la première partie de la tige coopère avec un écrou solidaire du piston, cependant que la deuxième partie coopère avec un écrou solidaire du corps et en ce que lesdits corps et tige de piston sont articulés, chacun, sur une des deux poutres autour dun axe perpendiculaire audit plan déterminé. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cylindre du vérin comporte une entretoise transversale, dont est solidaire le palier de la tige filetée , en ce qu'un deuxième piston est monté coulissant dans ledit cylindre, du côté opposé au piston par rapport à l'entretoise, cependant que le corps est constitué par une deuxième tige de piston, qui est attelée au deuxième piston et traverse de manière étanche l'autre fond du cylindre, en ce que les piston et deuxième piston délimitent avec le cylindre trois chambres -deux chambres extrêmes et une chambre intermédiaire-, ladite chambre intermédiaire étant située du côté opposé à chacune des deux chambres extrêmes par rapport, respectivement, au piston et au deuxième piston et constituant deux chambres secondaires situées de part et d'autre de ladite entretoise et en communication permanente l'une avec l'autre, en ce que les deux chambres extrêmes sont reliées par un conduit de communication, et en ce que, de manière connue en soi, le groupe des deux chambres extrêmes et la chambre intermédiaire sont raccordés à un circuit de distribution de fluide sous pression. 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que les tige de piston et deuxième tige de piston comportent, chacune, un évidement-susceptible de contenir au moins partiellement, respectivement, les première et deuxième parties de la tige filetée. 4. Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que la tige filetée comporte elle-meme un évidement qui s'étend de l'une de ses extrémités jusqu'au moins au niveau du palier de maintien de ladite tige filetée et débouche de part et d'autre dudit palier dans chacune des deux chambres secondaires, et en ce que l'évidement de la tige filetée et l'évidement de l'élément -tige de piston ou deuxième tige de piston-, dans lequel pénètre la partie de la tige filetée munie d'un évidement, constituent un deuxième conduit de communication raccordant la chambre intermédiaire au circuit de distribution du fluide. 5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pas de filetage des première et deuxième parties de la tige filetée ont des valeurs absolues égales.