Brevet FR2293613A1 — publié le 19760702

L'invention concerne de manière générale un appareil de commande utilisé fréquemment dans les systè e s de transsission de force hydraulique tels que lachines de transfert, les machines à alimenter le bétail les presses antomatiques etc. et notamment un appareil de commande nouveau et utile dont une tige de piston permet des mouvements cycliques composés d'un mouvement d'avance, d'un premier mouvement rotatif, d'un mouvement de recul et d'un deuxième mouvement rotatif dans un sens opposé à celui du premier mouvement rotatif. Jusqu'S présent, il existait des appareils de commande actionnés par la pression d'un fluide hydraulique, mais leurs cylindres présentent tous une section droite circulaire. Une tige de piston d'un tel cylindre circulaire pèut exécuter des mouvements longitudinaux alternatifs de grande précision, mais s'il s1agit de coibiner des mouvements rotatifs de ladite tige de piston avec les mouvements longitudinaus ou si un tel appareil de commande est utilise dans une machine dans laquelle ladite tige de piston subit des nosents de torsion, la tige de piston ne peut pas executer avec une précision suffisante des nouveleats longitudinaux, rotatifs ou cycliques, car faute de dispositifs qui s'opposent au moment de torsion que subit la tige de piston cette dernière peut être soumise 8 une rotation sous l'effet dudit moment de torsion entre les mouvements lougitu- dinaux alternatifs. Par consequent, on a prévu dans des appareils de commande antérieurs, une saillie pratiquée sur la paroi interne du cylindre qui coopère avec une rainure ménagée sur le pistoa et qui fonctionne Colle guide. ce qui permet à la tige de piston des mouvements longitudinaux ou rotatifs précis dans les conditions mentionnées ci-dessus. Toutefois, avec de tels moyens, la durée de vie de l'appareil de command est moins bonne car inévitablement, lesdites saillie et rainnre s'émoussent sous l'effet de certains moments de torsion violents agissant sur la tige de piston. Selon l'invention, l'appareil de commande amélioré coaprend un cylindre de section droite nonocirculaire et ayant un an central, deux types de pistons qui peuvent coulisser, de manière étanche à l'eau dans ledit cylindre et le sibsi- visent en trois chaibres, et une tige de piston pourvue d'une ou plusieurs saillies hélicoïdales à longueur et angle d'hélice prédéterminés, ladite tige de piston etant logée dans l'axe central du cylindre, traversant d'une façon étanche les centres des deux pistons et les deux parois avant et arrière du cylindre, l'un desdits pistons est mmi de deux soupapes de surpression fonetio- nnant dans deux sens opposes, il est en outre calé sur ladite tige de piston de façon que celle-ci puisse tourner ; l'autre piston est mmi d'au oins une rainure qui coopere avec ladite ou lesdites saillies helicoldales ; l'appareil de commande, selon l'invention, comporte également une paire de fentes à laquelle le fluide hydraulique entre et quitte lesdites trois chambres. L'invention a pour but de réaliser un appareil de commande qui présente une grande précision dans ses mouvements cycliques. L'invention a également pour but de réaliser un appareil de commande dune longue durée de vie. L'invention sera décrite ci-apres plus en détail avec l'aide des dessins annexés dont La figure 1 montre une vue de section longitudinale de l'appareil de commande, selon l'invention, dans la première phase de mouvements cycliques ; La figure 2 représente une section droite, suivant la ligne A-A de la figure 1 ; La figure 3 montre une section longitudinale d'une soupape de surpression Les figures 4 à 6 sont des sections longitudinales comne la figure I illustrant la deuxième, troisieme et quatrieme phases des mouvements cycliques. Dans les figures 1 å 3 il est représenté un appareil de commande amélioré selon l'invention et un exemple d'une soupape de surpression. L'appareil de commande comporte un cylindre I avec deux parois latérales 25a et 25b, deux pistons différents 3 et 4 ainsi qu'unie tige de piston 5 qui traverse lesdits pistons et parois. Le cylindre 1 de l'appareil de commande présente une section droite ovale telle que représentée sur la figure 2, et chacune des parois latérales est munie d'une fente 10a ou lOb à travers lesquelles le fluide hydraulique est alimenté ou éliminé par l'intermédiaire d'une vanne de sélection telle quine électro-vanne (non représentée). La tige de piston 5 est pourvue de plusieurs saillies hélicoidales ayant un angle d'hélice et une longueur prédéterminés ; elle est logée dans l'axe central du cylindre 1 et traverse de façon étanche a l'eau les deux parois 25a et 25b qui jouent le rôle de paliers. Deux pistons 3 et 4 sont montés coulissants de maniera étanche a l'eau dans le cylindre 1 et subdivisant l'intérieur 2 du cylindre en trois chambres 9, 9 et 11. Ledit piston 3 est muni de deux soupapes de surpression 12a et 12b fonctionnant chacune dans un sens opposé à celui de l'autre ; en outre le piston 3 est calé sur la tige de piston 5 par l'intermédiaire de deux anneaux rigides 19 de façon à ce que la tige de piston 5 puisse tourner dans le piston 3.L'autre piston 4 porte plusieurs rainures hélicoidales 6 qui coopèrent de façon mobile tout en étant étanche avec lesdites saillies hélicoidales 7 de la tige de piston 5. La soupape de surpression 12a ou 12b, telle que représentée dans la figure 3, comprend un corps 13 ayant une tige 17, un ressort hélicoïdal 14 et une vis de réglage 15 présentant fun trou 18 et une bille 16, la pression dans la chambre II étant déterminée par le réglage de la soupape 12a ; la soupape 12b est réglée à la même valeur que la soupape 12a. Deux bagues de butée 20 sont montées sur la tige de piston aux deux extrémités des saillies 7 de sorte que les mouvements longitudinaux et rotatifs de la tige de piston 5 soient limités et prédéterminés. La fente 10a de la paroi 25a est ouverte vers la chambre 8 qui est délisitée par la paroi 25a et le piston 3, et la chambre 8 est en liaison avec la chambre 11, délimitée par les deux pistons 3 et 4, à travers les soupapes 12a et 12b.L'autre fente 10b de la paroi 25b s'ouvre vers la chaibre 9 délimitée par la paroi 25b et le piston 4. Les références 21 et 22 désignent des éléments de montage entraînés en rotation en des directions opposées après s'être éloignés de la paroi 25a ou 25b du cylindre 1. L'appareil de commande selon l'invention se compose des éléments décrits ci-dessus. Lorsqu'on utilise l'appareil de commande, on actionne dans une étape préparatoire la vanne de sélection (non représentée) et la fente IOb est déchargée ce qui permet l'entrée du fluide hydraulique sous haute pression tel que de l'air, de l'huile, de l'eau etc, dans la charre 11 à travers la fente 10a et la chambre 8 et la pression du fluide hydraulique qui est déterminée par les soupapes de surpression 12a et 12b est préalablement appliquée à la chambre 11. Pendant la première phase des mouvements cycliques, la vanne de sélection est actionnée et la fente 10a est déchargée, le fluide hydraulique sous pression élevée est envoyé dans la chambre 9 à travers la fente lob, la pression dans la chambre 9 augmente et agit sur le piston 4.A ce moment, la pression agissant sur le piston 4 est transmise à la chambre 8 car la contre pression laquelle est prédéterminée s'applique sur le piston 4 en raison de la fermeture de la soupape 12a et le fluide hydraulique dans la chambre 8 est libre, ce qui fait que la tige de piston 5 effectue un louvent rectiligne dans la direction de la flèche 23 tant que la position relative de la tige de piston 5 par rapport aux pistons 3 et 4 ainsi que ltécartewent entre les pistons reste inchangé coe le montre la figure 4. Pendant la deuxième phase des mouvements cycliques qui suit l'état décrit dans la figure 4, on continue à alimenter la chambre 9 avec le fluide hydraulique, la pression dans la chambre 9 augmente et dépasse celle de la chambre 11 ce qui fait avancer le piston 4 qui entraine en rotation la tige de piston 5 autour de l'angle de torsion prédéterminé correspondant à la course du piston 4, car d'une part la pluralité des rainures hélicoïdales 6 du piston 4 coopèrent avec les saillies hélicotdlies de la tige de piston 5 et d'autre part la tige de piston 5 ne peut plus avancer. A ce monent, la pression dans la chambre Il est maiatenne à la pression prédéterminée en actionnant la soupape de surpression 12a. le piston 4 finit par atteindre la position telle que représentée dans la figure 5. Pendant la troisième phase des mouvements cycliques la vanne de sélection est de nouveau actionnée et la fente 10b est déchargée, le fluide hydraulique entre dans la chambre 8 è travers la fente 10a ; la pression dans la chambre 8 agit sur le piston 3 de sorte que la tige de piston 5 effectue un mouvement rectiligne dans la direction de la flèche 24 tant que la position relative de la tige de piston 5 et des pistons 3 et 4 ainsi que l'écartement entre lesdits pistons restent inchanges comme le montre la figure 6. Pendant la quatrième phase des mouvements cycliques qui suit l'état décrit dans la figure 6, on continue à alimenter la chambre 8 en fluide hydraulique et la pression dans la chambre 8 monte et dépasse celle régnant dans la chambre Il ce qui fait actionner la soupape de surpression 12b, la pression dans la chambre 11 augmente et agit sur le piston 4 qui se déplace;, par consequent, et fait tourner la tige de piston 5 ; la tige de piston 5 et le piston 4 regagnent alors exactement leur position de départ telle que décrite dans la figure 1. Les mouvements cycliques décrits ci-dessus sont obtenus de manière continue en actionnant la vanne de sélection et deux soupapes de surpression 12a et 12b. Lors des mouvements cycliques mentionnés ci-dessus l'appareil de commande selon l'invention atteint une précision élevée des mouvements cycliques en raison de la commande des mouvements du piston 4 par les soupapes de surpression 12a et 12b. En outre, l'appareil de commande selon l'invention a a une plus longue durée de vie que les appareils de commande connus, car des torsions de la tige de piston venant de l'exterieur sont absorbées par le corps entier du piston 4 au lieu de entre uniquement par le guide de l'appareil de commande antérieur. REVENDICATION Appareil de commande actionné par un fluide hydraulique caractérisé par le fait qu'il comprend un cylindre ayant une section droite non-circulaire et un axe central, deux types de piston qui subdivisent l'intérieur du cylindre en trois chambres une tige de piston qui porte au moins une saillie hélicotdale dont la longueur et l'angle de l'hélice sont prédétersinés, ladite tige de piston étant logée dans ledit axe central et traversant lesdits pistons et les deux parois latérales du cylindre, l'un desdits pistons étant pourvu de deux soupapes surpression qui sont montées dans deux sens opposés et étant calé sur ladite tige de piston de façon a pouvoir la faire tourner, ledit autre piston étant muni d'au moins une rainure hélicoïdale coopérant avec ladite saillie hélicoïdale de la tige de piston, le cylindre présentant en outre une paire de fentes à travers lesquelles le fluide hydraulique est amené et éliminé desdites trois chambres.