Brevet FR2424451A1 — publié le 19791123

La présente invention se rapporte à un dispositif d'entrainement à verins permettant de deplacer, approximativement en continu, un mobile sur une distance supérieure aux courses des vérins et selon un sens prédéterminé susceptible d'être inversé. I1 est connu d'utiliser un vérin à double effet pour déplacer un mobile sur une distance supérieure à la course de ce vérin. Un point d'attache du vérin est alors attelé à un mécanisme d'accrochage unilatéral susceptible de se bloquer dans un seul sens le long d'un chemin d'accrochage solidaire du mobile ou des parties fixes. L'autre point d'attache du vérin est fixé sur l'autre partie. Ce mécanisme fonctionne par serrage, coincement, encliquetage, etc. Le chemin de verrouillage consiste en une crémaillère, un cable, une chaine, une glissière, etc, selon le type de mécanisme qui est utilisé. Les deux chambres du vérin sont alternativement mises en pression de manière que la tige effectue une succession de courses aller et de courses retour alternées.Pendant chaque course aller, le mécanisme d'accrochage se bloque automatiquement sur le chemin d'accrochage qui lui est associé. Pendant chaque course retour, le mécanisme de blocage est libéré. Le mobile est déplacé pendant chaque course aller. Le mobile est immobilisé au contraire pendant chaque course retour. Le mouvement du mobile est donc saccadé et non uniforme. Un second mécanisme d'accrochage peut être prévu pour empêcher le recul du mobile notamment si celui-ci est guidé suivant une direction inclinée ou verticale. Il est possible d'obtenir un sens d'avance opposé au sens d'avance précédent en prévoyant deux mécanismes d'accrochage se bloquant en sens inverses sur le chemin d'accrochage, le vérin étant alimenté en conséquence. Ce dispositif transforme le mouvement rectiligne alternatif d'un vérin en un mouvement rectiligne saccadé de sens constant. Le caractère discontinu de ce mouvement est un inconvénient majeur pour certaines applications. Le but de l'invention est d'entrarner un mobile avec des vérins à mouvements alternatifs de manière à obtenir un déplacement approximativement continu et supérieur à la course de ces vérins. Le dispositif permet drimprimer au mobile un mouvement de translation rectiligne ou un mouvement de rotation autour d'un axe. Le mouvement peut être inversé. Le dispositif selon l'invention s'applique notamment à ltentraînement de ponts transbordeurs et d'appareils de levage. Le dispositif sert à entrainer une partie mobile par rapport à une partie fixe et il comporte un vérin linéaire dont l'un des points d'attache est attelé à l'une des parties et dont l'autre point d'attache est attelé à un mécanisme d'accrochage unilatéral susceptible de se bloquer sur un chemin d'accrochage de l'autre partie, ce vérin étant alimenté en fluide de puissance par l'intermédiaire d'un circuit de commande et il est caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part un second vérin linéaire dont un point d'attache est attelé à un mécanisme d'accrochage unilatéral susceptible de se bloquer sur ledit chemin d'accrochage d'une des parties et dont l'autre point d'attache est attelé à la partie opposée et d'autre part par le fait que le circuit de commande comprend des moyens pour alimenter les vérins de manière qu'ils assurent chacun, alternativement, une course d'avance de la partie mobile et que chaque vérin effectue une course de rappel de sens opposé au sens de la course avance, le mécanisme d'accrochage associé étant libéré, tandis que l'autre vérin effectue une course d'avance. Selon une caractéristique de l'invention, le circuit de commande comporte des moyens pour accélérer la course de rappel de chaque vérin. L'invention va maintenant etre décrite avec plus de détails en se référant a' des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins annexes. La figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif permettant d'obtenir un seul sens d'avance du mobile. La figure 2 représente un autre mode de réalisation permettant d'obtenir deux sens d'avance opposés du mobile. La figure 3 est un graphique débit-temps illustrant le fonctionnement. Les dispositifs illustrés sur les figures l et 2 permettent de déplacer une partie 1 par rapport à une autre partie 2. Ces deux parties sont guidées l'une par rapport à l'autre. La partie mobile peut être animée d'un mouvement rectiligne ou d'un mouvement de rotation. La partie inférieure 2 est par exemple fixe la Partie sut > érieure,i. du vérin 3 du verin 4 étant alors mobile. L'attelage de l'attache 3 et l'attelage de l'attache 44f avec la partie 1 sont assurés respectivement par des systèmes élastiques 11 et 12 d'une part, 13 et 14 d'autre part. Le sens d'avance du mobile 1 est repèré F sur la figure 1, les sens d'avance étantmpèrésF et F' sur la figure 2. L'entraînement du mobile est assuré par deux vérins linéaires repérés dans leur ensemble par les références 3 et 4. Les cylindres de ces vérins sont repèrés respectivement 31 et 41. Les pistons sont repèrés respectivement 32 et 42. Les tiges sont repèrées respectivement 33 et 43. Le piston 32 sépare deux chambres repèrées 36 et 37. Le piston 42 sépare deux chambres repèrées 46 et 47. Le point d'attache 34 du vérin 3 est attelé à la partie 1. L'autre point d'attache 38 est animé d'un mouvement alternatif par rapport à 34. Il est disposé à l'extrémité de la tige et est attelé à un mécanisme d'accrochage unilatéral 35 qui coopère avec un chemin d'accrochage 21. Le point d'attache 44 du vérin 4 est attelé à la partie 1. Lut autre point d'attache 48 est animé d'un mouvement alternatif par rapport à 44. Il est disposé à l'extrémité de la tige et est atte lé à un mécanisme d'accrochage unilatéral 45 qui coopère-avec lechemin d'accrochage 21.Dans le mode de réalisation de la figure 2, le vérin 3 est équipé de deux mécanismes 35 et 39 se bloquant en sens opposés, le vérin 4 étant équipé de deux mécanismes 45 et 49 se bloquant également en sens opposés sur le chemin d'accrochage associé 21. Les mécanismes d'accrochage 35, 45 et 39, 49 sont connus en soi. Les mécanismes 35 et 45 sont associés pour empêcher le mouvement du mobile suivant le sens opposé au sens d'avance F. Les mécanismes 39 et 49 sont également associés pour empêcher le mouvement du mobile suivant le sens opposé au sens d'avance F'. Chaque mécanisme 35 ou 45 assure l'immobilisation, dans le sens opposé à F, du point d'attache 38 ou 48 par rapport à la partie 2 et il permet le libre déplacement de ce point dans le sens avance F.Chaque mécaniste 39 ou 49 assure l'immobilisation, dans le sens opposé à F', du point d'attache 38 ou 48 par rapport à la partie 2 et il permet le libre deplacement de ce point dans le sens d'avance F'. Le chemin d'accrochage 21 coopérant aveclesmécanismespeut être constitué par une glissière une crémaillère, un cabale, une chaine, suivant le ces type de/mecanismeN Le mécanisme (L'accrochage ponctionne par coincement, serrage ou encliquetage. Sur les figures, ces mécanismes sont schématiquement représentés par des sabots coopérant avec une glissière. Unegroupe générateur de pression 5, connu en soi, alimente en fluide les vérins 3 et 4 qui sont hydrauliques ou pneumatiques. I1 fournit le fluide hydraulique ou pneumatique sous la pression et le débit souhaitables. Le groupe représenté sur les destins est adapté à un circuit hydraulique. Il comprend un groupe moto-pompe 51 qui fournit le débit d'huile sous pression. Le réglage en débit est assuré par le régulateur de débit 52, le réglage en pression étant assuré par le limiteur de pression 53. Un accumulateur de pression 54 peut être prévu, Un réservoir 55 recueille l'huile en retour, Un circuit de commande 6 estprévu pour contrôler l'alimentation des vérins 3 et 4 en fluide. Le circuit est adapté pour alimenter les vérins 3 et 4 de manière qutils assurent chacun, alternativement, une course d'avance , suivant F par exemple, et que chaque vérin effectue une course de rappel égale et de sens opposé au sens de la course d'avance lorsque l'autre vérin effectue une course d'avance. Les vérins 3 et 4 forment une paire de chambres associées 37 et 47 qui appartiennent l'une à un vérin, l'autre à l'autre vérin. Ils forment par ailleurs une seconde paire de chambres associées 36 et 46 qui appartiennent l'une à un vérin, l'autre à l'autre vérin et qui sont opposées aux précédentes. Le circuit de commande 6 comprend un organe de contrôle 61 qui est susceptible de canaliser le fluide de puissance, alternativement, vers le conduit 63 ou 64 c'est-à-dire d'une chambre à l'autre chambre de la paire de chambres as sociées 37 et 47. Chacune de ces chambres est située, par rapport au sens de blocage des mécanismes dtaccrochage, de manière que la mise en pression induise une course d'avance suivant F. Les chambres associées de la seconde paire de chambres 36 et 46 sont connectées l'une à l'autre dans la figure 1. Elles sont connectées par le conduit 65. Le circuit de commande 6 comprend, dans le mode de réalisation de la figure 2, un autre organe de contrôle 62. Comme Itorgane 61, il est susceptible de canaliser le fluide de puissance alternativement vers le conduit 66 ou 67 ctest å-dire d'une chambre à l'autre de la paire de chambres associées 36 et 46. Les chambres associées de la seconde paire de chambres 37 et 47 sont susceptibles d'entre connectées l'une à l'autre par l'intermédiaire de la position 1 de l'organe ne 61. L'inversion de la mise en communication des chambres 36 et 46 avec la source de pression est réalisée lorsque les mécanismes d'accrochage se bloquent dans un sens permettant l'avance suivant F'. L'organe de contrôle 61 met d'une part alternativement en pression les chambres associées 37 et 47 en mettant chaque chambre en communication avec la source de pression et met d'autre part ces chambres alternativement en communication avec le circuit d'évacuation vers le réservoir 55. Cet organe 61 est susceptible d'être manoeuvré à la fin de chaque course d'avance du vérin 3 ou 4. Cette manoeuvre a pour effet d'inverser la mise en pression des chambres 37 et 47 dont les mises en pression produisent les courses d'avance suivant F. Chaque détecteur 81 ou 82 est actionné en fin de course d'avance du vérin 3 ou 4 respectivement et commande l'organe 61. Les chambres associées 36 et 46 sont alors connectées de manière à fonctionner en transfert de volume. Cet organe 61 est aussi susceptible, dans le mode de réalisation de la figure 2,de connecter les chambres associées 37 et 47 pour qu'elles fonctionnent en transfert de volume. L'organe de contrôle 62 n'est utilisé que dans le mode de réalisation de la figure 2. Il met d'une part alternativement en pression les chambres associées 36 et 46 en mettant chaque chambre en communication avec la source de pression et met d'autre part ces chambres alternativement en communication avec le circuit d'évacuation vers le réservoir 55. Cet organe 62 est manoeuvré à la fin de chaque course d'avance du vérin 3 ou 4. La mise en pression alternative des chambres 36 et 46 produit une série de courses d'avance suivant F' si les mécanismes 39 et 49 se bloquent dans l'autre sens. Chaque détecteur 83 ou 84 est actionné en fin de course d'avance du vérin 3 ou 4 respectivement et commande Itorgane 62. Les chambres associées 37 et 47 fonctionnent alors en transfert de volume par l'intermédiaire de l'organe de contrôle 61. Les organes de contrôle 61 et 62 servent à alimenter en fluide de puissance l'une ou l'autre des chambres associées de l'une quelconque des paires de chambres 36-46 ou 37-47 et à connecter simultanément les deux chambres associées de l'autre paire de chambres. Dans le dispositif à deux sens avance qui est représenté sur la figure 2, la mise en place alternative des positions 2 et 3 de ltorgane 61 correspond à la position 1 de l'organe 62. Inversement la mise en place alternative des positions 2 et 3 de l'organe 62 correspond à la position 1 de l'organe 61. Les organes 61 et 62 sont des distributeurs à 3 positions. Ce sont des distributeurs à recouvrement. Dans un distributeur à recouvrement tel que 61 contrôlant le fluide dans les deux chambres 37 et 47, le transfert de la pres sion de la chambre 37 à la chambre 47 et vice-versa se fait progressivement par modification des sections de passage d'huile au fur et à mesure du déplacement du tiroir de distribution. A mi-position de transfert, la pression de travail règne dans les deux chambres. Le circuit de commande comporte un ensemble 7 destiné à accélèrer la course de rappel de chaque vérin qui est opposée à la course d'avance et qui ne produit pas de recul du mobile du fait que le mécanisme d'accrochage associé est alors libèré. Cet ensemble comporte un accumulateur de pression 71. L'excès éventuel de volume d'huile venant du gavage 72 est évacué à travers la soupape 74 et le clapet de non retour 75. Le manque éventuel de volume d'huile dû aux fuites du fluide est introduit par l'étrangleur 72 et le clapet de non retour 73. Dans le dispositif de la figure 1, ltaccumulateur 71 est connecté sur les chambres associées 36 et 46 fonctionnant en transfert de volume.Dans le dispositif de la figure 2, l'accumulateur 71 peut être connecté soit aux chambres as sociees 36 et 46 par ltorgane 62 soit aux chambres associées 37 et 47 par l'or- gane 61. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué en commen canut par le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 1. On admettra que le distributeur 61 se trouve initialement dans la position représentée sur la figure 1. Le fluide alimente la chambre 37 du vérin 3. La tige sort du vérin en bloquant le mécanisme 35. Le vérin 3 déplace le mobile 1 suivant F, le vérin 4 avançant de la course de ce vérin 3. Le déplacement du piston 32 dans le vérin 3 refoule le fluide dans la chambre 46. Le piston du vérin 4 réalise une course de rappel de sens opposé au sens de la course qu'il effectue pour produire l'avance suivant F. Le piston 42 du vérin 4 refoule le fluide contenu dans la chambre 47 vers le réservoir 55. Le transfert de volume de fluide entre la chambre 36 et la chambre associée 46 ne se fait pas selon un coulement régulier. En effet l'accumulateur-tampon 71 accélère le mouvement de rappel du piston 42 qui rentre donc dans le cylindre plus rapidement que s'il était sollicité seulement par le volume de fluide en transfert de la chambre 36 à la chambre 46. Le piston 42 du vérin 4 arrive donc le premier en fin de course mais le piston 32 du vérin 3 poursuit sa course jusqutau bout sous l'action de la pression dans la chambre 37. L'excès de fluide résultant de l'appoint de l'accumulateur 71 est alors refoulé dans cet accumulateur. L'excès éventuel du gavage permanent 72 sur les fuites externes des vérins est alors refoulé vers le réservoir par la soupape 74. Quand le vérin 3 est en fin de course d'avance, le détecteur 81 est actionde né et manoeuvre le distributeur 61 qui change / position . Le transfert de débit d'huile de la chambre 37 à la chambre 47 se fait sans temps d'arrêt, Le vérin 4 effectue une nouvelle course d'avance. En fin de course d'avance, le détecteur 82 est actionné et le distributeur 61 revient en position initiale. Le fonctionnement du dispositif de la figure 2 est sensiblement identique au fonctionnement du dispositif de la figure 1 pendant l'avance du mobile 1 suivant F. Toutefois pendant ce cycle d'avance suivant F, le distributeur 62 est dans la position 1 de manière à connecter les chambres 36 et 46. Pour mouvoir le mobile suivant F', les mécanismes d'accrochage 35 et 45 qui permettaient l'avan- ce suivant F sont débrayés. Les mécanismes d'accrochage 39 et 49 sont mis en oeuvre et sont destinés à empecher le déplacement du mobile 1 suivant F. Le distributeur 61 est alors actionné pour prendre la position 1. Le distributeur 62 passe alternativement de la position 2 à la position 3. I1 alimente alternativement la chambre 36 du vérin 3 et la chambre associée 46 du vérin 4.Les cham- bres associées 37 et 47 fonctionnent en transfert de volume par la position 1 du distributeur 61.- Les détecteurs 83 et 84 déclenchent,à chaque fin de course suivant FtJ l'inversion de l'alimentation des chambres associées 36 et 46. Il est avantageux que les vérins 3 et 4 soient des vérins à double tige de manière que les efforts développés pour déplacer le mobile suivant F ou F' soient égaux. La figure 3 montre la courbe 91 du débit d'huile envoyé dans le vérin 3 et la courbe 92 du débit d'huile envoyé dans le vérin 4, la surface de recouvrement hachurée 93 étant l'image des recouvrements des débits vers chaque vérin. Ces courbes sont l'image à la fois des débits et des vitesses de déplacement des pistons et des tiges des vérins. La surface non couverte 94 est ltimage de la distance perdue du fait de la chute de vitesse du mobile pendant la commutation d'un vérin vers l'autre vérin. Cette distance faible est compensée en grande partie par l'inertie de la masse de la partie mobile 1 laquelle est attelée aux vérins 3 et 4 par les organes élastiques 11 et 12 d'une part, 13 et 14 d'autre part. Bien entendu, on peut sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails ou envisager l'emploi de moyens équi valent. Tout autre circuit de commande assurant le meme fonctionnement pourrait être utilisé. On pourrait utiliser des "éléments logiques" à pilotage électrohydraulique. On pourrait également prévoir plus de deux vérins, REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'entralnement d'une partie mobile par rapport à une partie fixe comportant un vérin linéaire dont l'un des points d'attache est attelé à l'une des parties et dont l'autre point d'attache est attelé à un mécanisme d'accrochage unilatéral susceptible de se bloquer sur un chemin d'accrochage de l'autre partie, ce vérin étant alimenté en fluide de puissance par l'intermédiaire d'un circuit de commande, caractérisé par le fait qutil comporte d'une part un second vérin linéaire dont un point d'attache est attelé à un mécanisme d'accrochage unilatéral susceptible de se bloquer sur ledit chemin d'accrochage d'une des parties et dont l'autre point d'attache est attelé à la partie opposée et d'autre part par le fait que le circuit de commande comprend des moyens pour alimenter les vérins de manière qu'ils assurent chacun, alternativement, une course dtavance de la partie mobile et que chaque vérin effectue une course de rappel de sens opposé au sens de la course d'avance, le mécanisme d'accrochage associé étant libéré, tandis que l'autre vérin effectue une course avance. 2.- Dispositif d'entrainement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit de commande comporte des moyens pour accélèrer la course de rappel de chaque vérin. 3.- Dispositif dtentrainement selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel les vérins forment une première paire de chambres associées appartenant ltune à un vérin, autre à l'autre vérin et une seconde paire de chambres associées appartenant ltune à un vérin, l'autre à l'autre vérin, caractérisé par le fait que le circuit de commande comprend au moins un organe de controle susceptible de canaliser alternativement le fluide de puissance d'une chambre à l'autre chambre de ladite première paire, chacune de ces chambres étant située de manière que la mise en pression induise une course d'avance, les chambres de la seconde paire étant connectées l'une à l'autre et par le fait qutil comprend des moyens pour manoeuvrer cet organe à chaque fin de course d'avance. 4.- Dispositif dtentrainement selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte un accumulateur de pression connecté aux chambres de ladite seconde paire. 5.- Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque vérin est équipé de deux mécanismes d'accrochage unilatéral agissant en sens opposés et mis en oeuvre alternativement et que le circuit de commande comporte des moyens pour alimenter les vérins de manière à permettre l'avance du mobile dans deux directions opposées. 6.- Dispositif d'entraînement selon les revendications 3 et 5, caractérisé par le fait que le circuit de commande comprend au moins un organe de contro- le pour alimenter en fluide de puissance ltune ou l'autre des chambres associées de l'une quelconque des paires de chambres et pour connecter simultanément les deux chambres associées de l'autre paire de chambres. 7.- Dispositif d'entraînement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les attaches des vérins sur la partie opposée à la partie munie du chemin d'accrochage sont assurées par l'intermédiaire d'organes élastiques. 8.- Dispositif d'entrainement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les organes de contrôle sont des distribu- teurs à recouvrement.