Brevet FR2216467A1 — publié le 19740830

Dans des ensembles mettant en oeuvre des vérins hydrauliques ou pneumatiques, notamment les engins de Travaux Publics, il est parfois nécessaire de mesurer, å des fins d'asservissement ou autres, la course du piston, ou plus généralement, le déplacement relatif du piston par rapport au verin. Une mesure directe nwest possible, d'une manière simple, que pour des vérins a course faible. En outre, l'usure des pièces, les conditions et ambiances de fonctionnement sont autant de facteurs susceptibles d'entacher d'erreurs les dispositifs connus qu'il faut équiper de systèmes de correction compliquant les appareils et élevant leur colt. La présente invention entend pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de conception simple, mettant en oeuvre un nombre minimum d'éléments et dont le fonctionnement -est indépendant des conditions ambiantes et du vieillissement du vérin. A cet effet, elle a donc pour objet un dispositif de mesure du déplacement d'un piston dans un vérin constitué par une vis à grand pas pratiquement immobilisée en translation sur l'un des -éléments-piston ou corps du vérin, par un écrou immobilisé -en rota tion sur l'autre élément du vérin et coopérant avec la vis susdite, et par un capteur enregistreur du mouvement de la vis lors de dé placements relatifs du piston et du corps du vérin Dans un mode de réalisation préféré de l'invention la vis susdite s'étend à l'intérieur du corps du vérin et est immobilisée en translation au niveau de l'extrémité dudit corps opposée à celle traversée par la tige du piston, cependant que l'écrou susdit est conformé à l'entrée d'un évidement axial borgne, réalisé dans la tige du piston, qui constitue un logement pour la vis susdite. L'immobilisation de la vis est réalisée au moyen d'une butée à double effet et le capteur susdit est un compte-tour disposé à l'ex trémité de la vis, dans le corps du vérin. Dans une première variante de ce mode de réalisation, la vis comporte au delà de son immobilisation en translation dans le corps du verin, un filetage à faible pas engagé dans un écrou im- mobilisé en rotation dans ledit corps tandis que le capteur susdit est un capteur du déplacement axial dudit écrou. Dans une seconde variante, la vis porte au delà de son immobilisation sur le corps du vérin un excentrique coopérant avec un capteur de ses déplacements radiaux lors de la rotation de la vis. Enfin, dans une dernière variante de réalisation du dispositif selon l'invention, la vis porte, à son extrémité opposée à celle pourvue du filet à grand pas susdit, un filetage à très fai- ble pas coopérant avec un écrou solidaire du corps du vérin tandis que le capteur est un capteur du déplacement axial de la vis. L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif qui. permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. I1 sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'un mode de réalisation préférée de l'invention - les figures 2 à 4 sont des schémas illustrant des variantes de réalisation de la figure 1 En se reportant tout d'abord à la figure 1 on voit en coupe un verin constitué par un corps 1 dans lequel est monté à coulissement un piston 2 muni d'une tige 3. Ce piston 2 délimite avec le corps 1 deux chambres référencées 4 et 5. Un évidement 6 borgne est ménagé au travers du piston 2 dans la tige 3 sensible- ment le long de son axe et débouche dans la chambre 5. Une vis 7 à grand pas s'étend dans la chambre 5 et dans l'évidement 6.La longueur de la vis contenue dans ledit évidement est bien entendu fonc tion de la position du piston 2 par rapport au corps 1. On notera cependant que la longueur utile de la vis est supérieure à la course du piston de manière qu'il y ait toujours une partie de la vis engagée dans l'évidement 6. Cette vis est maintenue en translation par une butée à double effet représente en 8 qui coopère avec les parois d'un logement 9 ménagé dans le corps 1 du vérin. L'extrémité de l'évidement 6 débouchant dans la chambre 5 est conformée en un écrou 1O coopérant avec la vis 7 de manière qu'une translation du piston éngendre une rotation de la vis. On aura. remarqué que le pas de la vis est important.Il sera tel que la course totale. du piston n'engendre-que quelques tours de. la vis. Enfin la vis 7 se prolonge dans le corps du vérin, au delà de la butée 8 en une par tie cylindrique 11, en regard de laquelle est disposé un capteur 12, en l'occurence un compte-tour susceptible de transmet-tre l'information qu'il récupère à un appareil de lecture ou d'asservissement non représenté. La figure 2 reprend par une vue schématique de l'extré- mité immobilisée de la vis 7 certains des éléments de la figure 1 avec les mêmes références. La. vis 7 se prolonge par une partie filetée 13 engagée dans un écrou 14 libre, en translation dans le corps 1 du vérin mais arrêté en rotation par exemple au moyen d'un ergot 14a coopérant avec une rainure. 15. Le capteur est. dans ce cas de figure un détecteur 16 des déplacements axiaux de l'écrou 14. La variante représentée en figure 3 montre une extrémité de la vis 7 équipée, au delà de la butée 8, d'une came 17 montée excentriquement sur un prolongement cylindrique 18 de la vis. Le capteur 19 est alors conçu de manière à détecter et mesurer-les déplacements radiaux de la came excentrique 17 engendrée par la rotation de la vis 7. Enfin sur la figure 4 on voit -l'extrémité de la vis 7 portant un filetage 20 coopérant avec un écrou 21 solidaire du corps 1 du vérin. I1 est nécessaire que le pas de ce système vis écrou 20-21 soit très faible, pour que le mouvement de translation de la vis 7 lors de sa rotation soit petit et négligeable par rapts port à la course du piston. Ledit mouvement de translation est recueilli par un capteur 22 disposé en regard d'une partie 23 de la vis 7 prolongeant la zone filetée. Un déplacement quelconque du piston 2 par rapport au corps 1 engendre au niveau de l'écrou 10 qui équipe le piston une rotation de la vis 7. L'amplitude de cette dernière est petite par rapport au déplacement du piston du fait du grand-pas de la vis 7. Cette rotation est captée soit directement, soit transformée en un mouvement de translatión axial qui est également capté, en un point fixe par rapport au corps du vérin. L'information recueillie est acheminée vers un dispositif en vue de son traitement. Les avantages du dispositif selon l'invention résident tout d'abord dans la réduction de.l'amplitude du déplacement à mesuret. Cette réduction autorise la mise en place d'un capteur simple et peu encombrant, donc bon marché, meme pour des verins à course longue. En outre, ce système est de fonctionnement indépendant des conditions d'emploi et de l'usure des éléments constituant le verin. Sa mise en place à l'intérieur meme du vérin ne pose pas de problèmes au niveau de l'étanchéité, et par ce fait, autorise son adaptation sur verins existants, au moindre cotit. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de l'hydraulique. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en etre donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui etre apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1-- Dispositif de mesure du déplacement d'un piston dans un vérin, caractérisé en ce qu'il est constitué par une vis à grand pas pratiquement immobilisée-en translation sur l'un des éléments, piston ou corps constituant le vérin, par un écrou immobilisé en rotation sur l'autre élément du vérin et coopérant avec la vis susdite et par un capteur enregistreur du mouvement de la vis engendré par les déplacements relatifs du piston et du corps du vérin. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la vis susdite s'étend à l'intérieur du corps du vérin et est immobilisée en translation dans le corps du vérin à l'extrémité de ladite chambre opposée à la tige du piston, cependant que l'écrou susdit est conformé à l'entrée d'un évidement axial borgne réalisé dans la tige de piston qui constitue un logement pour la vis susdite. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'immobilisation de la vis est réalisée au moyen d'une butée à double effet et en ce que le capteur est un compte-tour disposé à l'extrémité de lavis située dans le corps du vérin. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vis comporte, au delà de son immo-bilisation en translation dans le corps du vérin, un filetage à faible pas engagé dans un écrou immobilisé en rotation dans ledit corps et en ce que le capteur susdit est un capteur du déplacement axial de l'écrou susdit. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la vis porte au delà de son immobilisation sur le corps du vérin un excentrique coopérant avec un capteur de ses déplacements radiaux lors de la rotation de la vis. 6 - Dispositif selon la revendication 1 ou la rèvendication 2, caractérisé en ce que la vis porte, à son extrémité opposée à celle pourvue du filet à grand pas susdit, un filetage à faible pas coopérant avec un écrou solidaire du corps du vérin et en ce que le capteur susdit est un capteur du déplacement axial de ladite vis.