Brevet FR2229879A1 — publié le 19741213

La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau, un vérin hydraulique autonome à double effet, constituant avec son installation hydraulique un ensemble compact, peu encombrant et capable de développer de gros efforts à des vitesses de déplacement importantes. L'appareil comporte selon les besoins, toutes les fixations permettant l'assemblage facile pour les différents cas d'utilisation et sa mise en route nécessite seulement le branchement d'un cabale électrique. Les applications de la présente invention concernent en général les cas ou on doit déplacer ou transmettre d'importantes charges dans les mouvements linéaires, à des cadences moyennes et particulièrement la ou on utilise les vérins hydrauliques classiques de grande et de moyenne charge. Les dispositifs actuellement connus dans ce genre d'applications comportent des vérins hydrauliques reliés à distance par des tuyauteries rigides ou flexibles, à des installations de commande encombrantes, comportant des centrales hydrauliques puissantes, bacs d'huile, l'appareillage de distribution et de régulation. Autrement l'utilisation des vérins hydrauliques autonomes dans le stade actuel de la technique est rare, en raison des efforts et des vitesses réduites dont ils sont capables et de l'insuffisance des types de fixations, qui sont généralement limités, par les encombrements et les dispositions de leur centrale hydraulique. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter tous ces inconvénients, partout ou on utilise des vérins développant des charges élevées ou moyennes, à condition que les cadences du cycle de mouvement ne soient pas trop élevées. Un premier avantage résulte par la simplicité de l'adaptation et de la mise en route de l'appareil dans l'ensemble ou il est utilisé et qui se résume au simple accouplement des fixations et au branchement d'un câble électrique. La conception de l'appareil prévoyant l'incorporation d'une centrale hydraulique de petite puissance installée, permet la réalisation d'un ensemble compact et d'encombrement plus important mais comparable à celui des vérins hydrauliques couramment utilisés pour des charges égales. Il en résulte des importants gains de place et d'investissementis, par la suppression des centrales hydrauliques de forte puissance encombrantes, et des importantes installations comportant des tuyauteries rigides et souples, reliant les différents appareils hydrauliques et le vérin. L'appareil assemblé, mis au point et essayé dans l'usine du constructeur est protégé de l'extérieur par sa construction compacte et fermée et par conséquent assuré d'une sécurité de fonctionnement exceptionnelle. Les problèmes de maintenance sont pratiquement évités pour l'utilisateur. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre indicatif et nullement limitatif en se référant aux dessins annexés. - La figure 1 indique une représentation de disposition constructive de l'appareil. - La figure 2 représente un type de schéma hydraulique. - La figure 3 indique des types de fixations adaptables sur l'appareil. Le dispositif objet de l'invention comporte un vérin hydraulique 1 contenant des éléments couramment utilises pour ce genre d'appareil (cylindre, tige, piston, pièces de guidage, joints d'étanchéités, amortisseurs internes de fin de course etc ..), mais autour duquel est prévu un deuxième cylindre concentrique, de façon à constituer une chambre annulaire 2, qui sert de réservoir pour le gaz comprimé. Le rapport des sections de la tige du vérin 1, par rapport à la section définie par son alésage a été choisi dans le rapport de 1 : 2. (Il en résulte de ce fait que la section de la tige est égale à la section différentielle côté tête du vérin 1). Coaxialement au vérin 1 le dispositif comporte un accumulateur oléo-pneumatique à piston 3 (ou à membrane), dont le côté gaz communique avec la chambre 2. Le volume déplacé par le piston de l'accumulateur 3, dépasse légèrement le volume de la chambre annulaire du vérin hydraulique 1 correspondant à sa course complète. Le dispositif comporte en prolongement de l'accumulateur 3 un bloc hydraulique 4, incorporant et reliant les différents éléments du circuit hydraulique de commande, notamment la pompe hydraulique de haute pression et faible débit 5, son moteur d'entraînement 6, le distributeur 7, le compensateur du régulateur de debit 8, les soupapes de sécurité, clapets anti retour etc .., ainsi que le régleur du régulateur de débit 9, les valves pilote 10 du distributeur, le clapet piloté 14, le manocontact 15 etc .., encastrés et bien protégés de I'extdrieur. Le bac 11, de volume légèrement plus grand que le volume de la chambre côté fond du vérin 1 correspondant à sa course-comp.ète, peut être assemble selon les nécessités sur les faces latérales cnu bloc hydraulique li, ou sur son arrière, coaxialement au dispositif Le dispositif déjà prévu avec des portées vissées pour le montage préalable de la partie vérin 1, réservoir 2 et accumulateur 3, est rassemblé en plus dans sa totalité (avec le bloc hydraulique 4 et les éventuelles fixations) par les tirants 12, prévus en sécurité, et dimen sionnés pour supporter à eux seuls les efforts maximales résultant du fonctionnement de l'appareil dans les conditions les plus défavorables. Le dispositif constitue un ensemble monobloc, fortement dimensionné, fermé à l'extérieur sauf les orifices d'aération, et exposant seulement les parties permettant les réglages et le cable électrique 13 (comportant les fils pour l'alimentation du moteur électrique 5, la commande des pilotes 10 et du manocontact 15). La construction de l'ensemble du dispositif est prévue pour l'adaptation facile de toutes les fixations couramment utilisées pour les vérins hydrauliques (voir figure 3), soit les fixations par tenon ou chapes carrière et avant, tourillon, bride avant, bride arrière et pattes. Tout l'appareillage décrit précédemment est prévu pour le fonctionnement à haute pression (soit à des valeurs de la pression supérieures à celles utilisées en général dans les installations slydrauliques), et dans une conception constructive permettant par les dispositions, les qualités des matériaux etc .., la diminution des encombrements. Dans le schéma hydraulique du dispositif indiqué au titre d'exemple dans la figure 2, on prévoit l'alimentation du vér-n t en différentiel. Cette disposition permet de réduire à moitié 1 volume maximum d'huile déplacé de l'accumulateur 3 vers le vérin 1. es efforts développés par le dispositif dans les deux sens de marche sont sensiblement égaux, et les dimensions de l'accumulateur 3, de son réservoir 2 sont réduites au minimum. La pompe 5 de faible débit mais fonctionnant aussi pendant le temps d'arrêt du vérin 1, recharge l'accumulateur 3, en remplissant son volume d'huile sous pression et augmente de ce fait la pression du gaz dans la chambre 2, qui constitue ainsi la réserve d'énergie du dispositif. Pour les deux positions extrêmes du pistonde l'accumulateur 2, correspond soit une pression maximale, limitée pour des raisons de sécurité par le manocontact 15 qui commande l'arrêt de la pompe 5, (piston en position de fin de course à côté du vérin 1), soit une pression minimale (piston en position de fin de course à côté du bloc hydraulique 4). La pression minimale est environ la moitié de la valeur de la pression maximale (ce rapport qui n'est pas limitatif, permet le dimensionnement au minimum du volume de l'accumulateur 3 et de son réservoir 2 pour une même charge utile sur la tige du vérin 1). La pression minimale dans l'accumulateur 3 est celle qui définit la force utile du vérin. Si nécessaire, par l'adjonction de valves de décharges on assure une valeur constante de la pression minimale dans les circuits d'alimentation du vérin, pour toute la longueur de la course. La mise en fonctionnement à l'utilisation du dispositif se fait sous l'effet de la décharge de l'accumulateur 3, la vitesse étant maintenue constante dans le vérin 1, par le compensateur du régulateur de débit 8, pour une valeur déterminée par le régleur de débit 9. Le démarrage, l'arrêt ou l'inversion du mouvement du vérin 1 sont assurés par le distributeur de grand debit 7, commandé par les pilotes 10. il est bien entendu que la présente invention n'est pas limi tde au mode de réalisation décrit et représenté, qui constitue seulement un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées. Le dispositif de la présente invention, peut être utilisé en remplacement des différents types de vérins linéaires de forte ou de moyenne charge, la ou les cadences de fonctionnement ne sont pas excessivement élevées, c'est-à-dire, la ou le temps d'arrêt entre deux cycles de fonctionnement est suffisant pour permettre la recharge de l'accumulateur.oleo-pneumatique. Cette condition est remplie pour la majorité des vérins hydrauliques actuellement utilisés dans les applications industrielles courantes. REVENDICATIONS 10 - Dispositif constitué par un vérin double effet autonome capable de développer des grandes charges à des vitesses moyennes ou importan tes, caractérisé par le fait qu'un vérin hydraulique est incorporé avec son installation hydraulique de faible débit et un accumulateur oléo-pneumatique, dans un ensemble compact, commandé de ltextérieur par un câble électrique. 20 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'incorporation d'un accumulateur oléo-pneumatique à piston ou à membrane, ajouté à un réservoir de gaz comprime concentrique au vérin, permet l'utilisation d'une centrale de faible débit et puissance, travaillant pendant les périodes d'arrêt, à la recharge de la source d'énergie nécessaire aux efforts ou aux vitesses im portantes nécessités au moment du fonctionnement de l'appareil. 30 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation du vérin hydraulique est différentielle et que sa section annulaire côté tête est sensiblement égale à la section de sa tige. 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les pressions de fonctionnement maximale et minimale dans l'accumulateur oléo-pneumatique et qui correspondent à ses positions extrêmes, sont dans le rapport 2 : 1. 50 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que le fonctionnement de l'ensemble prévu en haute pression, permet de réduire les volumes des appareils hydrauliques, les débits et les encombrements. 60 - Dispositif selon la revendication 1 et 5, caractérisé par le fait que le volume utile de l'accumulateur oléo-pneumatique est légère- ment plus grand que le volume de la chambre annulaire du vérin hy draulique correspondant à sa course complète. 70 - Dispositif selon les revendications 1 et 5, caractérisé par le fait qu'un bloc hydraulique compact et peu encombrant incorpore et relie des éléments du circuit hydraulique, dans une construction fermée, à l'exception des parties destinées aux réglages et à l'aération de l'appareil. 80 - Dispositif selon les revendications 1, 5 et 7, caractérisé par le fait que le bac d'huile, peut être assemblé soit sur les faces la térales du bloc hydraulique, soit sur son arrière coaxialement à l'appareil. 90 - Dispositif selon les revendications 1, 5, 7 et 8, caractérisé par le fait que l'appareil constitue un ensemble compact et unitaire, permettant l'adaptation de toutes les fixations couramment utili s6es pour les vérins hydrauliques (tenons ou chapes avant et arrière, bride avant, bride arrière, pattes, tourillon). 100 - Dispositif selon les revendications 1, 2 et 7, caractérise par le fait que l'incorporation dans l'installation hydraulique d'un com pensateur de débit et de son dispositif de réglage, permet le réglage dans de larges limites des vitesses de la tige du vérin, qui restent constantes pour toute la longueur de sa course quelque soit la variation éventuelle de charge.