Brevet FR2296784A1 — publié le 19760730

La présente invention a pour objet a titre de produit industriel nouveau, un vérin Olectrohydraulique autonome, constituant avec son installation hydraulique composée selon diffFren- tes variantes par des circuits hydrauliques intégrs, des appareils et des éléments standardisés, un ensemble compact, peu encombrant et capable de développer de gros efforts a des vitesses de déplacement importantes. L'appareil fonctionne dans toutes les positions et comporte selon les besoins, diverses fixations permettant l'assemblage facile pour les différents cas d'utilisation et sa mise en route nécessite seulement le branchement d'un cable électrique. Les applications de la présente invention concernent les cas ou on doit déplacer ou transmettre d'importantes charges dans les mouvements linéaires, particulierement 1d ou on utilise des vérins hydrauliques classiques de grande et moyenne charge. Les dispositifs actuellement connus dans ce genre d'applications comportent des vérins hydrauliques reliés a distance par des tuyauteries rigides ou flexibles, a des centrales hydrauliques, des bacs d'huile, l'appareillage de distribution et de régulation etc. Autrement l'utilisation des vérins hydrauliques autonomies 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 la disposition de leur centrale hydraulique. Le cotit de ces appareils est générale9aent éleva en raison de la construction spéciale, adaptée & chaque cas particulier. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ces incon vénients, partout ou on utilise des vérins hydrauliques, fournissant des charges linéaires moyennes ou importantes. Des applications particuliErement intéressantes peuvent être réalisées îa ou on utilise des vérins seuls dans des instal lations, ou éloignés des centrales hydrauliques. 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 r6voyant 1' incorporation 8 un vérin standard d'une centrale hydraulique composée d'éléments standardisés, relise selon les diffrentes variantes de schémas par des blocs manifolds et des circuits hydrauliques intégrés, permet la réalisation d'un ensemble compact, d'encombrement, plus important, mais comparable à celui des vérins hydrauliques courariaent utilisés pour des charges égales. Il en résulte d'importants gains de place et d'investissemen- ts, par la suppression des centrales hydrauliques encombrantes et des importantes installations colportant des tuyauteries rigides et souples, reliant les différents appareils hydrauliques et' le vérin. La possibilité de réaliser es diffXrentes variantes de schémas hydrauliques par l'assemblage de composants standards (pompes, moteurs, valves, supports, plaques manifolds, réservoir r tc.) associés aux différents types et dimensions de vérins standards, permet de réaliser les appareils qui conviennent pour la plupart des cas d'utilisation rencontrOes dans la pratique. L'appareil assemblé, mis au point et essayé dans l'usine du constructeur est protégé de l1extérieur par sa construction robuste et fermée et par conséquent assuré d'une sécurité de fonctionnement exceptionnelle. Les problèmes de maintenance sont pratiquement évités pour l'utilisateur. Deux formes de construction de l'invention sont décrites ci-après a titre indicatif et nullement limitatif en se référant aux dessins annexés (voir planches 1/2). La planche I/2 présente un vérin autonome dans la variante sans accumulateur. Les figures 1 et 2 sont des représentations constructives de l'appareil. La figure 3 représente un type de schéma hydraulique. Le dispositif objet de l'invention comporte un vérin hydraulique (1), une installation hydraulique de commande et un réservoir (2), groupés dans un ensemble monobloc compact. Le cable électrique (24) sert à l'alimentatton du moteur éléctrique (7) de la pompe (6t et a la commande des valves hydrauliques Le vérin hydraulique (1) qui est identique à ceux utilisés pour les autres applications actuellement connues, est prévu aveline pièce de liaison (3), qui sert a l'assemblage sur le carter (4) de l'installation hydraulique.Selon les applications envisagées le vérin peut être choisi dans toutes les dimensions a d'alésages et de tiges prévues dans les constructions standards et comporte les différentes fixations selon les cas, par brides avant, patte, tourillon, tenon ou chappe sur tige etc. Le réservoir (2) est assemblé sur le carter (4) de l'installation hydraulique, et peut pivoter autour de son axe de fixation, de façon à permettre des positions différentes de montage. Cette construction permet quelque soit la disposition de fonctionnement du vérin, de choisi + ne position du réservoir (2) assurant que la pompe (6) soit en charge. Le réservoir (2) est une composante standard réalisée en deux variantes constructives (horizontale ou verticale selon la position du reniflard) et dans une gamme de plusieurs volumes utiles, qui permet l'adaptation aux différentes dimensions du vérin(l). Le réservoir (2) est de volume légèrement plus grand que le volume de la chambre annulaire du vérin (1)1 plus le volume de l'accumulateur (22) pour les appareils qui sont réalises selon les figures de la planche il/2. L'installation hydraulique de commande du vérin (variante sans accumulateur, planche 1/2 voir figure 2 et Xse compose d'un groupe moto-pompe (7) et (6), d'une soupape de surpEession règlable (8), d'une valve de mise à vide (9), de deux valves de commande de sens (10) et (11), de deux étrangleurs reglables(12) et de deux clapets pilotés de maintien (14) et (15). Une disposition constructive de ces éléments est représentée dans la figure 1 et la figure 2 ou on prévoit le montage du moteur (7) flasqué sur le carter t4), la pompe 46) étant immergée dans l'huile. Tous les autres appareils hydrauliques mentionnés précédemment sont assemblés sur le manifold (5), qui est un bloc compact, perforé de fagon a constituer les circuits hydrauliques de liaison selon les schémas, à l'exclusion de toute tuyauterie extérieure. Le bloc manifold (5) étant positionné directement sur le carter (4), l'installation hydraulique constitue un ensemble compact, peu encombrant et facile à adapter sur le vérin (1) et au réservoir (2). La construction permet l'adaptation facile des différentes dimensions de pompes et de moteurs, ce qui assure la possibilité d'obtenir les performanaes (vitesse, pression) demandées au vérin sans laminage (les étrangleurs réglables 12 et 13 étant en position ouverte). Le bloc manifold (5) permet aisément de réaliser des schémas hydrauliques plus simplifiés que celui indiqué dans la figure X, par la suppression éventuelle des clapets pilotés (14) ou (15) (la ou ne sont pas nécessaires les maintiens rigoureux en position du vérin), ou d'une des deux valves de commande de sens (10) ou (II) et de son étrangleur (12) ou (13),(pour les vérins fonctionnant en simple effet). La construction décrite précédemment permet que l'installation hydraulique de commande soit réalisée selon des schémas et pour des performances différentes, dans un ensemble monobloc d'encombrement réduit, ayant les dimensions extérieures comparables ou parfois identiques. La vitesse de sortie et de rentrée du vérin est fonction directe du débit de la pompe (6). La force utile sur la tige du vérin est fonction de la pression dans le circuit, qui est règlable par la soupape de surpression (8). Les clapets pilotés (14) et (15) permettent le maintien rigoureux de la charge du vérin dans les sens de rentrée et de sortie de la tige. La commande en différentiel du vérin (1), en appelant simultanément les valves de commande de sens (10) et (11), permet une vitesse de sortie plus importante, mais limite la charge déplacée. Les freineurs réglables (12) et (13) permettent le réglage de la vitesse de sortie ou de rentrée du vérin et servent particule rement pour le freinage des charges motrices. La planche II-2 présente un vérin autonome, dans la variante avec accumulateur oléo-pneumatique.: - Les figures (4) et (5) sont des représentations de la disposition constructive de l'appareil. - La figure (6) représente un type de schéma hydraulique, La conception et la construction du dispositif restent les mêmes que celles décrites précédemment (pour la variante sans accumulateur) en ce qui concerne la disposition générale, le vérin (1), la pièce de liaison (3) et le réservoir (2). L'installation hydraulique de commande du vérin comporte aussi les mêmes éléments : groupe moto-pompe (7) et (6), soupape de surpression (8), valve de mise a vide (9)7 valves de de commande de sens (10) et (11), étrangleurs (12) et (13), clapets pilotés (14) et (15), assemblés sur le carter (4 > et le manifold (5), prévus pour les mêmes fonctions et la meme disposition que dans la variante sans accumulateur. L'installation hydraulique comporte en plus, un régulateur de débit (16) avec son dispositif de commande (17), un clapet piloté (18) avec une valve (i9), un mano contact (20), une valve d'isolement (21) et l'accumulateur oléo-pneumatique (22), le tout étant assemblé sur le bloc manifold (23), qui est postionné sur le carter (4). Les blocs manifolds (S) et (23) permettent aiséement de réaliser des schémas plus simplifiés que ceux indiqués dans la figure 6, par la surpression éventuelle des clapetspilotés (14) ou (15) (là ou ne sont pas nécessaires les maintiens riqÉ en position du vérin ou d'une des deux valves de commande de sens (10) ou (11) et de son étrangleur (12) ou (13) (pour les vérins fonctionnant à simple effet), ou de la valve d'isolement (21)(pour les vérins ou on n'exige pas la manoeuvre par l'alimen tation directe par la pompe). La pompe (6) de faible débit, mais fonctionnant aussi pendant le temps d'arrêt du vérin (1), recharge l'accumulateur (22), en remplissant son volume d'huile sous pression et augmante de ce tale la pression du gaz emmagaziné, qui constitue ainsi la réserve d'énergie du dispositif. De ce fait un groupe moto-pompe à faible puissance installée et d'encombrement réduit, suffit pour l'alimentation d'un vérin prévu pour fournir de gros efforts à des vitesses de déplacement importantes. Chaque manoeuvre du vérin doit autre précédée par le remplissage de l'accumulateur. Cette opération peut être effectuée - Manuellement par la mise en route du groupe moto-pompe (7) et (6) et la commande de la valve de mise à vide (9), la soupape (8), ou le manocontact (20) limitant la pression admise dans l'accumulateur. - Automatiquement par l'utilisation du manocontact (20), qui effectuera la mise en service du groupe moto-pompe (7) et (6) et la commande de la vulve de mise a vide (9), lorsque la pression dans l'accumulateur (22) sera inférieure à celle règlée au mano contact, l'arrêt s'effectuant dès que la pression est atteinte. L'avance du vérin sera alors obtenue par la commande du clapet piloté (18), commande effectuée par la valve (19) et par les valves (9) - t10) et (11), les clapets pilotés (14) et (15) permettant ainsi à l'huile sous pression emmagazinée dans l'accumulateur (22), de s'écouler vers le vérin (1), à travers le régulateur de débit (16). Le maintien rigoureux du vérin (1) en position pour les deux sens de marche est assuré par les clapets pilotés (14) et (15). La valve d'isolement (21) de l'accumulateur peut permettre d'obtenir deux vitesses de sortie ou de rentrée du vérin, une lente, par l'alimentation en direct par la pompe (6) à travers les valves (9) - (10) et (11), l'autre rapide à l'aide de l'accumulateur (22), à travers le régulateur de débit (6). La commande en différentiel de ce vérin, en appelant simultanément les valves de commande (10) et (11) permet des vitesses de sortie plus grandes, mais limite les charges déplacées. Le régulateur de débit (16) peut être à commande manuelle, ou prévu avec un dispositif de commande (17), qui est soit du type par moto-reducteur électrique (qui permet la modification à distancie de la vitesse du vérin), soit du type avec servo-comman de électrique qui permet par l'intermédiaire d'un réglage potentiomètrique, une commande de débit à distance avec grande précision). I1 est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux modes da réalisations décrites et représentées, qui constituent des exemples auxquels de nombreuses modifications peuvent être appcrtées. Le dispositif de la présente invention peut être utilisé en général pour le remplacement des différents types de vérins hydrauliques linéaires de forte ou de moyenne charge,ainsi que de leurs installations hydrauliques de commande et des tuyauteries de liaison. Des applications partiCulibrementintéressantes peuvent être envisagées là ou on utilise des vérins seuls dans une installa tion, ou des vérins éloignés des centrales hydrauliques. REVENDICATIONS 10 - Dispositif électro-hydraulique autonome capable de dévelop per d'importantes charges' linéaires a différentes vitesses de déplacement, pour les deux sens de marche, caractérisé par le fait qu'un vérin hydraulique, une installation hydraulique de commande > composée selon différentes variantes de schémas sur des blocs a circuit hydraulique intégrés par des éléments et appareils standards et un réservoir, constituent un ensemble monobloc, compact et peu encombrant, dont la mise en route et les commandes sont extérieuresXpar par l'intermédiaire d'un cable électrique. 20 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé -par le fait que le vérin hydraulique est de construction standard (identique à ceux utilisés actuellement pour les applicatio ns courantes et présentées dans les catalogues des construc teurs) et prévu avec une pièce de liaison,qui qui permet son adaptation facile à l'installation hydraulique de commande, pour toutes les dimensions d'alésages et les différents types de fixation tel que : bride avant, pattes tourillon sur corps etc. 30 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la conception constructive du carter de l'instal lation hydraulique permet l'assemblage facile et dans un encombrement réduit du groupe moto-pompe, du bloc comportant les organes de distribution, du bloc de commande comportant l'accumulateur du vérin hydraulique et du réservoir. 40 - Dispositif selon les revendicationg(l et 2, caractérisé par le fait que le réservoir assemblé sur le carter de l'instal- lation hydraulique, peut être pivoté autour de son axe de fixation,permettant différentes positions de montage et assure que la pompe soit en charge pour toutes les positions de fonctionnement du vérin. 50 - Dispositif selon la revendication I et 3, caractérisé par le fait que la construction du carter et du groupe moto-pompe, prévoit l'adaptation facile de différentes dimensions de pompes et de moteurs, permettant ainsi d'obtenir les perfor mances de vitesse et pression demandées au vérin, sans produire du laminage dans le circuit hydraulique. 60 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que les éléments de distributionS de régulation et de commande qui sont des appareils standardisés de dimensions et de performances différentes, sont assemblés selon les néces sités sur le même bloc à circuit hydraulique intégré, ce qui permet de réaliser diverses combinaisons de schémas, de per formances et la suppression de la tuyauterie de liaison. 70 - Dispositif selon les revendications 1 et 6, caractérisé par le fait que la commande en différentiel du vérin peut être obtenue par l'appel simultané des deux valves de commande de sens, ce qui permet d'avoir une deuxième vitesse de sor tie de la tige du vérin, plus rapide avec un effort plus réduit. 80 - Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait qu'un bloc a circuit hydraulique intégré rassemblant un accumulateur oléo-pneumatique, son régulateur de débit, ses valves d'isolement et de régulation, peut être rajouté sur le carter de l'installation hydraulique, et permet ainsi que le vérin qui est alimenté par un groupe moto-pompe à fai ble débit et petite puissance installée, peut fournir de gros efforts à des grandes vitesses de déplacement. 90 - Dispositif selon les revendications 1 et 8, caractérisé par le fait que la valve d'isolement de l'accumulateur peut permettre d'obtenir deux vitesses de sortie ou de rentrée du vérin, une lente par l'alimentation en direct par la pompe, l'autre rapide par la décharge de l'accumulateur à travers le régulateur de débit. 100 - Dispositif selon les revendications 1 et 8, caractérisé par le fait que la vitesse du vérin peut être modifié ou asser vie à distance, par l'adjonction d'un dispositif de commande sur le régulateur de débit. 110 - Dispositif selon les revendications 1-3-5-6-7 et 8, caractérisé par le fait que des installations hydrauliques de commande ayant des schémas et des performances différen tes et qui sont adaptés aux conditions de fonctionnement exigés au vérin, sont composés dans un ensemble d'encombre ment réduit et de dimensions extérieures comparables ou identiques. 120 - Dispositif selon les revendications 1 et 5, caractérisé par le fait qu'en l'absence de laminage et déchauffement de l'huile, le volume du réservoir hydraulique est réduit au minimum, soit environ l'équivalent du volume de la chambre annulaire du vérin, augmentée éventuellement par le volume de l'accumulateur oléo-pneumatique.