Brevet FR2175062A1 — publié le 19731019

l'invention concerne un amplificateur hydraulique qui convertit, avec une forte amplification de puissance, un mouvement de rotation d'un organe d'entrée en un mouvement longitudinal d'un organe de sortie, et elle a pour but de simplifier et d'améliorer les amplificateurs connus de ce genre, en augmentant la précision et en évitant les réactions lors de variations de charge.L'amplificateur hydraulique selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il est monté, dans l'alésage d'un bloc-cylindre, un piston moteur qui, d'une part, est fixé rigidement à une tige de piston représentant l'organe de sortie et, d'autre part, est assemblé par vissage avec une tige filetée qui représente l'organe d'entrée ; par le fait qu'il est disposé dans le bloc-cylindre, du coté du piston moteur opposé à la tige de piston, une soupape de commande qui contrôle l'admission et l'échappement d'un fluide sous pression dans et à partir de l'alésage et qui comporte un tiroir de soupape monté sur une partie sans filetage de la tige filetée ; et par le fait que le déplacement axial du tiroir de soupape, résultant d'un pas angulaire de la tige filetée par suite de son assemblage à vis avec le piston moteur, donne lieu à une adduction de fluide sous pression d'un côté du piston moteur et, par suite, à un pas longitudinal de la tige de piston, lequel inverse le mouvement axial du tiroir de soupape et, de ce fait, interrompt la poursuite de l'adduction de fluide sous pression du côté en question du piston moteur. Un exemple de réalisation de l'invention a été représenté en coupe sur le dessin. L'amplificateur comprend un bloc-cylindre 1 qui est muni à ses extrémités de couvercles de cylindre 2 et 3, comme on l'a représenté de façon très schématique sur le dessin. II y a lieu de souligner à cet égard que peu importe en principe la manière dont le cylindre est constitué d'éléments séparés par ~construction. Dans l'alésage 4 du cylindre est disposé un piston moteur 5, qui est muni de moyens (non représentés) s'opposant à sa rotation et qui est fixé à l'extrémité intérieure d'une tige de piston 6 qui traverse le couvercle 2 et qui présente une broche d'accouplement 7 à son extrémité extérieure. La tige de piston 6 présente un trou axial 8 auquel fait suite, dans le piston 5, un trou 9 de plus grand diamètre dans lequel est bloqué un écrou 10 à jeu réglable. Le filetage de l'écrou est en prise avec celui de la tige filetée Il qui pénètre avec du jeu dans le trou 8 et qui est guidée par une cloison transversale 12 formée par le bloccylindre 1, cloison qui sépare l'alésage de cylindre 4 d'un second alésage axial 13.La tige filetée Il comprend une partie 14 dépourvue de filets, qui est guidée à travers le couvercle de cylindre 3 et qui est munie d'une broche d'accouplement 15 à son extrémité extérieure. Dans l'alésage 13 est guidé un tiroir de soupape 16 calé sur la partie 14 de la tige, ce tiroir présentant à sa périphérie trois gorges annulaires 17, 18 et 19 et étant sollicité par un ressort de compression 20 qui prend appui contre la cloison transversale 12. Be tiroir de soupape 16 constitue, avec la partie du bloc 1 qui l'entoure (ou avec une chemise fixée rigidement à ce bloc), une soupape de commande connue en soi qui est représentée dans sa position de repos. Dans cette position, les deux nervures annulaires 21 et 22,.comprises entre les gorges annulaires 17, 18 et, respectivement 18, 19, se troo vent en face de deux gorges annulaires 23 et 24 pratiquées dans le bloc 1.La gorge annulaire 23 est raccordée,par un passage 25, à la chambre 26 du cylindre qui se trouve à gauche du piston moteur 5 sur le dessin et la gorge annulaire 24 est en communication, par un passage 27, avec la chambre de cylindre 28 du côté droit. Un passage 29 relie la gorge annulaire médiane 18 du tiroir de soupape 16 à une conduite d'adduction d'huile 30 qui est alimentée par une pompe 31, tandis que des passages 32 et 33 raccordent les gorges annulaires externes 17 et 19 à une conduite de retour 34 qui aboutit à un réservoir d'huile 35. Um soupape de surpression 36 est intercalée entre la conduite d'adduction 30 et le réservoir 35, pour renvoyer dans le réservoir 35 'huile en excès. te tiroir de soupape 16 est fixé sur la partie non filetée 14 de la tige par deux bagues d'arrêt 37 et 38, le ressort de compression 20 s'opposant à tout jeu axial du tiroir de soupape 16 entre les bagues 37, 38 et entre la tige filetée 11 et l'écrou 10. Un passage d'équilibrage de pression 79 relie la chambre 28 au trou 8. Lorsque la tige filetée il est entrainée en rotation dextrorsum au moyen de la broche d'accougemenu 15, elle se visse dans l'écrou 10 et entraîne le tiroir de soupape 16 vers la gauche. De la sorte, l'huile sous pression refoulée par la pompe 31 parcourt le passage 29, les gorges 18, 23 maintenant placées en colncidence et le passage 25 pour pénétrer dans la chambre 26 et déplacer le piston moteur 5 vers la droite, tandis qu'en même temps l'huile de la chambre 28 retourne dans le réservoir 35 en parcourant le passage 27, les gorges 24, 19 maintenant placées en coïncidence et le passage 35.Sous lteffet du mouvement vers la droite du piston moteur 5, le tiroir de soupape 16 est ramené en direction de sa position de repos, cette dernière position étant rétablie lorsque la tige filetée 11 n'est plus entraînée en rotation. Si l'on fait tourner la tige filetée 11 sinistrorsum, elle entraîne le tiroir de soupape 16 vers la droite, d'où il résulte que les gorges 18, 24 et, respectivement, 17, 23 sont placées en coïncidence, si bien que l'huile sous pression pénètre dans la chambre 28 et déplace le piston moteur 5 vers la gauche, tandis qu'en même temps l'huile de la chambre 26 retourne dans le réservoir 35. Par rapport aux cylindres hydrauliques commandés de façon traditionnelle, l'amplificateur représenté offre l'avantage que la position et le mouvement du piston moteur peuvent être contrôlés avec une précision extrême, même en cas de très fortes charges, par un mouvement rotatif de commande de faible puissance, tel qu'il est produit par exemple par un petit moteur électrique régulé électroniquement, les variations de charge n'exerçant aucune réaction notable sur la commande. La soupape de commande représentée est une soupape dite palpeuse à quatre arêtes, utilisée couramment dans des systèmes de commande à copiage. Elle comporte des arêtes de commande rectifiées avec précision et, dans sa position moyenne, elle interrompt pratiquement toute communication entre les conduits qui sty raccordent.Au moindre déplacement axial du tiroir de soupape 16 dans l'un ou l'autre sens, il s'établit déjà un passage d'huile sous pression vers l'une des deux chambres de cylindre 28, 26 et à partir de l'autre de ces chambres vers le réservoir 35 et, par suite, un mouvement du piston moteur 5. Le rapport "pas angulaire/pas longitudinal" est déterminant pour l'amplification de vitesse et de pression de la soupape de commande et, par suite, pour le comportement réglé de l'amplificateur hydraulique en relation avec une charge extérieure. Par un choix j-udicieux des surfaces de piston, du pas de filetage de la tige et de la pression de l'huile, on peut; adapter au mieux un semblable amplificateur, eu égard à une caractéristique de charge déterminée. L'amplification de puissance qu'il est possible d'obtenir avec l'amplificateur décrit peut être encore augmentée de façon notable si l'on prévoit, à la place de la soupape de commande à un étage représentée, une soupape de commande à deux étages. Dans ce cas, une soupape du modèle représenté, actionnée directement par la tige filetée, sert simplement de soupape-pilote pour une soupape de commande plus grosse, c' est-à-dire que le tiroir de soupape 16 appartient au premier étage de la soupape à deux étages. On connatt des modèles de soupape hydraulique à plusieurs étages et il n'y a donc pas lieu de les décrire plus amplement. REVEND ICÂT IONS 1. Amplificateur hydraulique qui convertit, avec une forte amplification de puissance, un mouvement de rotation d'un organe d'entrée en un mouvement longitudinal d'un organe de sortie, caractérisé par le fait qu'il est monté, dans l'alésage (4) d'un bloc-cylindre (i), un piston moteur (5) qui, d'une part, est fixé rigidement à une tige de piston (6) représentant l'organe de sortie et, d'autre part, est assemblé par vissage avec une tige filetée (11) qui représente l'organe d'entrée ; par le fait qu'il est disposé dans le bloc-cylindre, du côté du piston moteur opposé à la tige de piston, une soupape de commande qui contre d'admission et l'échappement d'un fluide sous pression dans et à partir de l'alésage et qui comporte un tiroir de soupape (16) monté sur une partie sans filetage (14) de la tige filetée et par le fait que le déplacement axial du tiroir de soupape (16), résultant d'un pas angulaire de la tige filetée par suite de son assemblage à vis avec le piston moteur (5) donne lieu a une -adduc- tion de fluide sous pression d'un côté du piston moteur (5) et, de ce fait, interrompt la poursuite de l'adduction de fluide sous pression du côté en question du piston moteur. 2. Amplificateur hydraulique selon la revendication t, caractérisé par le fait que le tiroir de soupape appartient au premier étage d'une soupape de commande à deux étages.