Brevet FR2293558A1 — publié le 19760702

La présente invention concerne un dispositif de commande du mouvement d'une pièce pesante pivotant autour d'un axe horizontal , applicable plus particulièrement, mais non exclusivement, à la commande du pivotement d' nne porte blindée d'un char. On connaft déjà un dispositif de commande de ce genre utilisant un vérin dont la tige est accouplée à la pièce pivotante . Dans le cas d'une porte de char , cette porte pivotante se trouve, en position ouverte, sensiblement verticale, en étant toutefois légèrement inclinée vers l'avant, tandis quen position de fermeture, elle est inclinée vers le bas , légèrement endessous de l'horizontale., De ce fait, au cours du mouvement d'ouverture ou de fermeture, le moment du poids de la porte varie entre deux valeurs minimales, correspondant respectivement aux positions d'ouverture et de fermeture, et en passant un maximum. Il a déjà été prévu, pour compenser partiellement le moment dt au poids de la porte, d'utiliser un ressort de torsion centré sur l'axe de pivote ment et accumulant de l'énergie pendant le mouvement de fermeture de la porte, pour soulager d'autant le vérin lors du mouvement d'ouverture. Toutefois, avec un tel mèassme;test nécessaire de prévoir un vérin exerçant une force assez élevée et par ailleurs il n'est pas possible d'obte- nir des temps d'ouverture et de fermeture sensiblement égaux. La présente invention vise essentiellement à remédier à ces in convénients gracie à la prévision d'un mécanisme de conception particuliè- rement simple permettant de réduite considérablement l'effort demandé au vérin et, par conséquent, de diminuer d'autant le prix de revient de ce dernier, ainsi que de l'ensemble du dispositif. A cet effet, ce dispositif de commande du mouvement d'une pièce pesante pivotant autour d'un axe horizontal, comportant un vérin dont le corps et la tige sont liés -^l'un à un point fixe et l'autre à la pièce pivotante, est caractérisé en ce que la tige du vérin est sollicitée par un ressort contenu dans le vérin et dont la force , proportionnelle à la course de la tige du vérin, s'ajoute à l'effort du moteur du vérin proprement dit pendant le mouvement de montée de la pièce, pour surmonter le moment résistant du poids de cette dernière, et s'oppose par contre à l'effort du moteur du vérin pendant le mouvement de descente dé la pièce, et en ce que la direction suivant laquelle le vérin applique son effort sur la pièce est choisie de telle façon qu'en n'importe quel point du débattement angulaire de la pièce, le moment de l'effort exercé par le vérin sur la pièce soit sensiblement égal mais de sens opposé au moment du poids de la pièce. Autrement dit , le ressort contenu dans le vérin accumule de l'énergie pendant la course de descente et la restitue pendant la course de montée, en soulageant d'autant le vérin dont la force propre peut etre alors considérablement réduite. Pour obtenir le résultat précité , on choisit le point d'application de l'effort du vérin sur la pièce pivotante et la direction suivant laquelle s exerce cet effort de telle manière qu'en n'importe quelle position de la pièce pivotante on ait sensililem$ l'wé suo e M = (kl + fv ) x d dans laquelle M est le moment du poids de la pièce, 1 la course du vérin, k un coefficient d'élasticité du ressort, fv la force propre exercée parle vérin et d la distance entre l'axe dèpiNtetJainde lodeliffort On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé sur lequel:: La figure l est un schéma d'un dispositif de commande du mouvement d'une pièce pesante pivotant autour d'un axe horizontal, suivant l'invention, La figure 2 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif La figure 3 est une vue en élévation, partiellement en coupe axiale, d'une forme d'exécution d'un vérin utilisé dans le dispositif de commande suivant l'invention, La figure 4 est une vue en coupe axiale partielle du vérin. Sur le schéma de la figure 1 est représentée une pièce pesante 1, par exemple une porte blindée d'un char, laquelle est montée à pivotement autour d'un axe horizontal 2. Cette porte l peut pivoter entre une position supérieure d'ouverture, représentée en traits pleins , dans laquelle elle est inclinée vers l'avant par rapport à la verticale , d'un angle a1 d'environ 20" , jusqu'à une position de fermeture représentée en traits mixtes, dans laquelle elle est inclinée vers le bas et vers l'avant, d'un angle a2 d'environ 1300 par rapport à la verticale. Le dispositif de commande suivant l'invention comprend un vérin 3, du type hydraulique, pneumatique, mécanique ou électrique, dont le corps 4 est lié à un point fixe 5 et dont la tige 6 est reliée à la porte pivotante 1 par l'intermédiaire d'un câble 7. Ce cible 7 passe sur une poulie de renvoi 8 et est accroché à la porte pivotante l en un point 9. Le vérin 3 comporte à l'intérieur un piston il solidaire de la ti ge 6 et monté à coulis se ment axial. Ce piston peut etre solidaire d'un écrou monté sur une vis d'un vérin électrique , couenne on le verra plus loin, ou bien il peut séparer le corps 4 du vérin en deux chambres de travail 12 et 13. Dans la chambre 13 qui est située entre le piston ll et le nez du vérin par lequel sort la tige 6, est logé un ressort de compression 14 qui tend toujours à repousser le piston Il et la tige 6 en direction du fond du vérin. La porte pesante I est donc soumise , dans n'importe laquelle de ses positions, à l'action antagoniste de deux forces à savoir d'une part son propre poids P et, d'autre part, la force antagoniste F produite par le vérin de manoeuvre 3. En position d'ouverture, le moment du poids F est minimal et il est équilibré par le moment de la force F1 exercé par le vérin 3 sur Ia porte 1 par l'intermédiaire du cible 7. Ce moment est égal à F1 x dl ,En position de fermeture, le moment du poids P est sensiblement égal au moment de la force F2 , c'est-à-dire à F2 x d2, dl et d2 sont les distances entre l'axe de pivotement 2 et les directions suivant lesquelles sont respectivement appliquées les forcés F1 et F2 . Par ailleurs, au cours du mouvement de pivotement de la porte 1 de la position d'ouverture à la position de fermeture, le point 9 s'écarte de k poulie de renvoi 8 et ceci se traduit par une traction exercée sur la tige 6 qui sort du vérin 3 et une compression du ressort 14. pendant cette course de fermeture le moment dû au poids P de la porte est moteur et le ressort 14 joue le rôle de frein et d'accumulateur d'énergie. Le moteur du vérin 3 -a juste à fournir une force additionnelle très faible, comme on le verra plus loin. L'énergie accumulée dans le ressort 14, lors du mouvement de descente de la porte 1, est récupérée, au moment de la montée de cette porte, si bien que le vérin 3 n'a qu'un effort relativement faible à fournir à ce moment. Suivant l'invention, on fait en sorte que le moment de la force antagoniste F exercée par le vérin 3 sur la porte 1 soit sensibleme;nt égal mais de sens opposé au moment du poids Pde cette porte en n importe quel point du mouvement de celle-ci. Ceci ressortira plus nettement du diagramme de la figure 2. Sur ce diagramme, sont portées en abscisse d'une part la valeur de l'angle a de pivotement de la porte 1 autour de l'axe 2 et, d'autre part, la valeur 1 en millimètres de la course d'allongement du vérin 3. En ordonnée sont portés le moment M du poids P de la porte, exprimé en m x DaN, la dis tance d , en millimètres, entre l'axe de pivotement 2 et la droite suivant laquelle est appliquée la force antagoniste F, et la valeur de cette force antagoniste.Sur la figure 2, la courbe M représente la variation du moment du poids P de la porte, la courbe d celle de la distance entre l'axe de pivo tement 2 et la droite suivant laquelle est appliquée la force antagoniste to tale F du vérin, la courbe F la variation de cette force antagoniste telle que l'on ait toujours F x d = M (égalité des moments ) et la droite fr indiquant la variation de l'effort exercé par le ressort 14. La force F antago niste totale est égale à la somme de la force fr produite par le ressort 14 bandé et de la force propre fv due au vérin. Autrement dit: F = fr + fv = kl + fv dans laquelle 1 est la course du vérin (donnant la compression ou l'allon gement du ressort 14) et k un coefficient d'élasticité du ressort utilisé. Pour équilibrer les moments la relation F x d = ( kil + fv) x d = M doit donc être satisfaite. On voit, d'après le diagramme de la figure 2, que la courbe F de la force antagoniste totale est assez voisine de la droite fr donnant l'effort du au ressort 14. Par conséquent, le moteur du vérin 3 n'a à four nir qu'un effort additionnel correspondant, dans chaque position de la porte 1, à la différence des ordonnées des courbes F et f . Les valeurs numériques indiquées sur le diagramme de la figure 2 correspondent au cas où le poids P de la porte est égal à 320 DaN et où la distance entre le point d'accro chage 9 du câble 7 et l'axe de pivotement 2 est égal à 0, 64 m. On voit sur le diagramme de la figure 2 que l'effort additionnel que doit uniquement fournir le vérin 3 est au plus de- 110 DaN.De ce fait, le vérin 3 peut outre réalisé d'une manière très simple et l'on peut obtenir une grande économie dans son prix de revient. Le vérin 3 peut être réalisé de différentes façons. Dans exemple non limitatif représenté sur les figures 3 et 4, le corps du vérin 4 contient, dans son fond, un moteur électrique 15 dont l'arbre 16 est accouplé, par l'intermédiaire d'un réducteur 17 à train épi- cycloidal et d'un dispositif anti-retour 18, à une vis axiale 19. Sur cette vis est vissé un écrou 21, du type à haut rendement de préférence (par exemple roulement hélicoidal ou à circulation de billes) qui est lui-même solidaire du piston 11. Ce piston.ll est réalisé sous la forme d'une collerette transversale sur laquelle prend appui le ressort 14 et qui est ellemême solidaire de la tige 6 du vérin qui est creuse. L'écrou 21 est fixé dans cette tige 6, à son extrémité interne.La tige 6 du vérin porte à son extrémité externe un oeillet 22 par lequel elle est liée au câble 7. Comme on peut le voir sur la figure 4, la couronne 17a du réducteur 17 est immobilisée par un verrou à bille 23, afin de constituer un dispositif de sécurité en cas de surcharge . En effet, si le couple résistant devient trop élevé, le moteur 15 peut alors faire tourner la couronne 17a, sans qu'il en résulte de dommage pour le moteur. Dans l'exemple particulier de réalisation qui vient d'être décrit, le ressort antagoniste I4quiest-destiné à accumuler de l'énergie pendant la descente de la porte I et à la restituer au cours de la montée, a été représenté comme étant du type mécanique. Toutefois, il convient de noter que l'on entend par ressort ntimporteSquel type d'élément ou dispositif élastique pouvant jouer le roule d'accumulateur d'énergie. En particulier, le vérin 3 pourrait comporter, à la place d'un ressort héficoMal comme représenté, un accumulateur oléopneumatique jouant le même rOle. Dans ce cas, le vérin 3 serait alimenté à partir d'une pompe hydraulique en traPnée par un moteur, avec un système de distribution approprié. Par ailleurs, la tige 6 du vérin peut être accouplée directement à la pièce pivotante 1 , au point 9, le corps 4 du vérin étant alors monté articulé de manière à pouvoir suivre le mouvement de la pièce 1. Dans ce cas, le cible 7 et la poulie 8 sont supprimés. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de commande du mouvement d'une pièce pesante pivotant autour d'un axe horizontal, comportant un vérin dont le corps et la tige sont liés l'un à un point fixe et l'autre à la pièce pivotante, caractérisé en ce que la tige 6 du vérin est sollicitée par un ressort 14 contenu dans le vérin et dont la force, proportionnelle à la course de la tige du vérin, s'ajoute à l'effort du moteur du vérin proprement dit pendant le mouvement de montée de la pièce 1, pour surmonter le moment résistant du poids de cette dernière, et s'oppose par contre à l'effort du moteur du vérin pendant le mouvement de descente de la pièce, et en ce que la direction suivant laquelle le vérin applique son effort sur la pièce est choisie de telle façon quten n'importe quel point du débattement angulaire de la pièce, le moment de l'effort exercé par le vérin sur la pièce soit sensiblement égal mais de sens opposé au moment du poids de la pièce. 2. - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le point 9 d'application de l'effort du vérin sur la pièce pivotante et la direction suir vant laquelle s'exerce cet effort sont choisis de telle manière qu'en n'importe quelle position de la pièce pivotante 1 on ait sensiblement l'égalité suivante: M = (kl + fv) x d dans laquelle M est le moment du poids de la pièce, 1 la course duvérin, k un coefficient d'élasticité du ressort , fv la force propre exercée par le vérin et d la distance entre l'axe de pivotement et la direction de l'application de l'effort. 3. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ressort 14 est un ressort mécanique de compression entourant la tige du vérin et comprimé entre le pist on et le nez du vérin. 4, - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le vérin contient, dans son corps, un accumulateur oléopneumatique constituant le ressort incorporé. 5. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tige 6 du vérin est accrochée à un câble 7 passant sur une poulie de renvoi 8 et attaché à la pièce pesante 1. 6. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tige 6 du vérin est accouplée directement à la pièce pivotante et le corps du vérin est monté articulé autour d'un point fixe. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le vérin comporte un moteur électrique 15 entraPnant, par l'intermédiaire d'un réducteur 17 et un dispositif anti-retour 18, une tige filetée axiale 19 sur laquelle est vissé un écrou solidaire du piston 11 et de la tige 6 du vérin, 8.- Dispositif suivant la revendication 7,caractérisé en ce le réducteur 17 est du type à train épicycloidal dont la couronne 17a est maintenue par un dispositif de verrouillage élastique, par exemple à bille 23, pour céder en cas de surcharge.