Brevet FR2300921A1 — publié le 19760910

La présente invention concerne les vérins numériques qui accomplissent une succession de couses élélentaires (pas) prédéterminées quand on leur envoie des ordres de commande appro priés. Ces vérins ont généralement un fonctionnement brusque, c'està-dire que les accélérations et décélérations auxquelles ils soumettont l'organe qu'ils commandent sont axcessives et les pas suocessifs sont accomplis de façon saccadée, ce qui conduit à un fonctionnement bruyant. En outre, quand un vérin numérique doit avoir un grand pouvoir de résolution (division de la course en un grand noibre de déplacements élémentaires), ses canaux d'alimentation doivent être fins, ce qui est difficilement compatible avec la développement de puissances importantes oui nécessitent d'importants débits de fluide L'invention vise à remédier à ces divers inconvénients et elle a pour objet un vérin i deux étages comprenant un vérin @@- mérique (V@) de faible puissance et un vérin de puissance (w) commandé par ledit vérin mumérique par l'intermédiaire d'un distributeur asservi (D@). Un tel vérin à double étage pernet d'allier les différentes qualités suivantes : simplicité et compacité, haut pouvoir de résolution malgré le développement de puissances importantes, fonctionnement avec des à-coups amortis pour obtenir des déplacements plus souples et plus silencieux. Dans une forte de réalisation particulière, le vérin numér1- que, le distributeur asservi et le vérin de paissance sont dispo- lés an ligne, la tige du vérin numérique portant le corps da dis- tributeur et le tiroir du distributeur étant solidaire du pis- ton du vérin de puissance. Dans une autre réalisation plus compacte, le vérin numérique, le distributeur asservi et le vérin de puissance sont disposés côte à côte, de façon sensiblement parallèle, la tige du vérin numérique étant reliée à la tige du vérin de puissance par un levier sur lequel s'articule le tiroir du distributeur asservi. Belon une autre disposition encore, le vérin de puissance étant an vérin à simple tige, le vérin numérique et le tiroir du distributeur asservi, coaxiaux et liés l'un à l'autre en translation, coulissent dans des chambres axiales ménagées l'une dans la tige principale du vérin de puissance et l'autre dans le fond du corps du vérin Le puissance oui est opposé sa fond gue traverse ladite tige principale, des conduits étant ménagés dans ledit corps et dans ladite tige da vérin dc, issance pour assurer, d'une part, la commande asservie du vérin de puissance par le distributeur asservi suivant les raccordements classiques entre les compartiments du vérin de puissance, le distributeur asservi lui-même, la source de pression et le réservoir,d'autre part, la comm@nde en position du vérin numérique. Dans ne variante de cette disposition, c'est la chambre, dans laquelle coulisse le tiroir La distributeur asservi, qui est ménagée dans la tige principale du vérin de puissance, alors que dans une autre variante, ladite chambre est ménagée dans le fond du corps du vérin de puissance qui est opposé au fond que traverse la tige principale dudit vérin de puissance. Grâce à cette architecture concentrique, sont intégrés en un enseibîs unique, le vérin numérique forsant le premier étage et le vérin de puissance formant le deuxième étage. @ titre nullement limitatif,on a représenté au dessin annexé un certain nombre d'exemples de réalisation de vérins selon l'invention, le vérin numérique étant un vérin pas pas, par exemple du type décrit au brevet français 72 Il 722 et à ses additions, dessin dans lequel - la figure 1 est une vue schénatique en coupe longitudina- le d'une forme de réalisation à vérin numérique et vérin de puissance alignés - la figure 2 est une vue schénatique en coupe longitudi- nale d'une forme de réalisation à vérin numérique et vérin de puissance parallèles - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale L'une foras Le réalisation à vérin numérique et vérin de puissance concentriques; et - les figures 4 et 5 sont des vues analogues & celle de la figure 3 de deux variantes de réalisation à structure concentrique. Dans toutes les figures, les organes analogues portent les mêmes chiffres de référence. Dans l'exemple de la figure 1, un vérin numérique pas-àpas, du tgpe décrit dans le 1er certificat d'addition au brevet principal 72 11 722, commande en translation un vérin asservi, l'ensemble étant disposé en longueur le long d'un axe cosun. Â l'intérieur du corps 7 du vérin numérique VN se déplacent le piston 2 et sa tige 3 ainsi que la tige 4 portant les gorges circulaires 31 assurant sa distribution.La marche du VI est assurée par l'envoi, grâce aux conduits 32, d'ordres hydrauliques dans les compartiments 5 et 5' tous les deux situés à gauche du piston 2 et communiquant entre eux par des rainures ou canaux non repré sentés. Entre la tige 3 et le corps 1, le compartiment annulaire 6 est soumis en permanence par le conduit 33 à la pression d'alimentation P. la tige 3 du VI porte le corps 7 d'un distributeur asservi DA dont le tiroir 8 est solidaire du piston 9 du vérin de puissance asservi VP. La tige principale 10 de ce vérin VP est solidaire du piston 9.Entre le corps Il du vérin VP et ses organes mobiles se trouvent ménagés deux compartiments, un compartirent annulaire 13 soumis en permanence, par le conduit 34, & BR compartiment principal 12 relié au distributeur asservi DA par un canal 14 ménagé dans le tiroir 8. Le corps 7 du distributeur asservi DA est relié par le conduit 35 à une source de fluide sous pression et, par le conduit 36, au retour de ce fluide sous basse pression. On voit immédia- taxent que le vérin numérique VI pilote le vérin de puissance VP, la tige 8 du distributeur DA suivant les déplacements du corps 7 de ce distributeur. Dans l'exemple de la figure 2, on retrouve les mêmes organes que dans l'exemple de la figure 1, avec les mêmes chiffres de référence pour les organes identiques. Mais ici, le vérin numérique de corps 1, qui ne comporte plus de tête de piston, le distributeur asservi de corps 7 et le vérin de puissance de corps 11, qui est à double effet, n'ont plus un axe commun mais sont disposés les uns à côté des autres de façon sensiblement parallèle. La tige 3 du vérin numérique est reliée à la tige 10 du vérin de puissance par un levier 15 sur lequel s'articule le tiroir 8. On voit que la disposition de la figure 2 est moins longue que celle de la figure 1 pour une course donnée. Mais l'encombrement frontal de la figure 2 est plus important. Dans l'exemple de la figure 3, on retrouve les mêmes organes que sur les figures précédentes avec les mêmes chiffres de référence, mais ici, grâce à l'utilisation d'une architecture concentrique, sont intégrés dans un appareil unique le vérin nu trique formant le premier étage et le vérin de puissance for nant le deuxième étage. Le corps 17 du vérin de puissance est concentrique et extérieur au corps 1 du vérin numérique; et le tiroir 8 du distributeur asservi se loge dans la tige principale 10 du vérin de puissance.Autrement dit, l'ensemble du vérin numérique VN et le tiroir 8 du DA coulissent dans des chambres axiales, ménagées pour le second dansXla tige principale 10 du VP et pour le premier dans le fond du corps Il du VP qui est opposé au fond de ce même corps 11 que traverse ladite tige 10. Le compartiment annulaire 6 du vérin numérique communique avec la pression d'alimentation P par un canal 18. La basse pression R s'applique sur l'extrémité droite du tiroir 8 par un canal 17. La pression P s'applique dans le compartiment annulaire 13 par un canal 18'. L'asservissement du YP au VN s'opère de la même manière que dans les exemples des figures 1 et 2. Dans l'exemple de la figure 4, la réalisation est une simple variante de celle de l'exemple de la figure 3, mais où les canaux 17 et 18 de mise en communication avec la basse pression et avec la haute pression sont ménagés dans le corps Il du VP conte les canaux 32 d'envoi des ordres hydrauliques au vérin numérique. Par ailleurs, le distributeur 8 n'est pas lié rigidement au vérin numérique 3 mais est rappelé constamment en contact avec lui grâce, d'une part, au petit piston 39 et à son ressort 37, d'autre part, au ressort de rappel 38 de la tige 3 du VN. Dans l'exemple de la figure 5, la tige 4 à gorges circulaires du vérin numérique est logée dans la tige principale 10 du VP et c'est le tiroir 8 du DA qui est logé dans le corps Il dudit VPO La tige 4 du VN et le DA ont le même diamètre et le VN est rappelé vers la droite par un "bébé piston" 20 logé dans le tiroir 8 et soumis à la haute pression par un trou 21. Comme on le voit, le vérin selon l'invention présente, outre ceux déjà mentionnés, un certain nombre d'avantages secondaires. Le premier étage, c'est-à-dire le vérin numérique proprement dit, devant simplement fournir l'effort nécessaire pour le contrôle du distributeur asservi, pourra avoir une petite cylindrée, donc des canaux d'alimentation fins permettant l'exé- cution de petits pas; en outre, son organe de commande (appelé "sélecteur" pour le vérin numérique pas-8-pas) pourra être plus petit, donc soins cher et doté d'une réponse plus rapide. Le preiler étage devant fournir un effort faible et entraî- ner des masses faibles et constantes, on pourra le standardiser (aux courese près) et l'associer suivant les besoins à des distributeurs asservis et à des étages de puissance différenta. Le vérin numérique pas-à-pas à un seul étage doit être relié à son circuit hydraulique de conande par au moins 4 tuyaux de puissance, dont 3 au noins aboutissent au distributeur et un aboutit au compartiment annulaire; ceci dans le cas d'un vérin différentiel. Avec le vérin numérique à deux étages, on n'aura plus que 2 tuyaux de puissance reliés à la haute et à la basse pression, les tuyaux "de signaux",reliés au distributeur, restant de faible section. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au vérin numérique pas-à-pas et au vérin de puissance différentiel, mais elle s'applique auesi à d'autres types de vérins. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Vérin à deux étages, caractérisé par le fait qu'il com- prend un vérin numérique de faible puissance et un vérin de puissance commandé par ledit vérin numérique par l'intermédiaire d'un distributeur asservi. 2.- Vérin selon la revendication 1, dans lequel le vérin numérique, le distributeur asservi et le vérin de puissance sont disposés en ligne, la tige du vérin numérique portant le corps du distributeur et le tiroir du distributeur étant solidaire du piston du vérin de puissance, ou inversement. 3.- Vérin selon la revendication 1, dans lequel le vérin numérique, le distributeur asservi et le vérin de puissance sont disposés côte à côte, de façon sensiblement parallèle, la tige du vérin numérique étant reliée à la tige du vérin de puissance par un levier sur lequel s'articule le tiroir du distributeur asservi. 4.- Vérin selon la revendication 1, dans lequel le vérin numérique et le tiroir du distributeur asservi, coaxiaux et liés l'un i l'autre en translation, coulissent dans des chambres axia- les ménagées, l'une dans la tige principale du vérin de puissance et l'autre dans le fond du corps du vérin de puissance qui est opposé au fond que traverse ladite tige principale, des conduits étant ménagés dans ledit corps et dans ladite tige du vérin de puissance pour assssurer, d'une part, la conarde asservie du vérin de puissance par le distributeur asservi suivant les raccordements classiques entre les compartiments du vérin de puissance, le distributeur asservi lui-même, la source de pression et le réservoir, d'autre part, la commande en position du vérin numérique. 5.- Vérin selon la revendication 4, dans lequel c'est la chambre dans laquelle coulisse le tiroir du distributeur asservi qui est ménagée dans la tige principale du vérin-de puissance. 6.- Vérin selon la revendication 5, dans lequel la chambre dans laquelle coulisse le tiroir du distributeur asservi est ména- gée dans le fond du corps du vérin de puissance qui est opposé au fond que traverse la tige principale dudit vérin de puissance.