Brevet FR2429905A1 — publié le 19800125

L'invention concerne les moteurs hydrauliques, particulièrement un moteur hydraulique à mouvement linéaire alternatif composé essentiellement d'un cylindre à l'intérieur duquel se déplace un piston porteur d'une tige de transmission de puissance. Dans ce domaine on connaît toute la gamme des vérins alimentés par un fluide mis en pression par pompe et dont le mouvement est commandé par un répartiteur. Lorsque l'action de ce répartiteur doit être répétitive, pour les machines transfert par exemple, il faut mettre en jeu des moteurs pas à pas ou à courant continu. Dans certains ateliers, où les risques d'explosion sont élevés, pour des installations en plein air à l'écart d'une source pratique de courant, ces vérins à commande électrique ne sont pas utilisables. Le but de l'invention consiste à fournir un moteur fonctionnant à l'eaw sous une pression normale, celle d'un réseau de distribution par exemple, dont le mouvement alternatif puisse être inversé automatiquement, sa course et sa vitesse étant réglable par de simples vannes de débit, l'eau utilisée en circuit ouvert étant récupérable pour d'autres usages. A cette fin, le moteur hydraulique selon l'invention est caractérisé par le fait que le fluide moteur est admis dans le cylindre par l'intermédiaire d'un registre à tiroir muni de moyens de répartition du fluide à l'intérieur du cylindre, de part et d'autre du piston. Les moyens de répartition du fluide sont constitués par un piston creux se déplaçant dans un alésage du registre à tiroir, ledit piston étant pourvu de lumières sur son extrémité pénétrant dans le cylindre et d'une tige qui commande sa position dans le tiroir par l'intermédiaire d'un accumulateur d'énergie mécanique. Les principaux avantages de ce moteur hydraulique résident dans le fait que son fonctionnement, son réglage et l'inversion de son mouvement sont réalisés par un seul et même fluide couramment à disposit on sous une pression suffisante soit par un réseau public, soit par prélèvement sur une installation de pompage indépendante. Sa conception simple et entièrement mécanique en fait un instrument robuste utilisable facilement,notamment pour la commande de dispositifs d'arrosage en liaison directe avec l'eau mise en pression par une pompe. D'autres avantages ressortiront de la description, faite à titre d'exemple, d'une forme de réalisation, préférentielle mais non limitative, et du dessin dans lequel la figure 1 est une coupe schématique du moteur en début de course la figure 2 est une coupe au moment de l'équilibre des pressions la figure 3 est une coupe en fin de course la figure 4 est un diagramme de fonctionnement. Le moteur selon l'invention est constitué d'un cylindre à l'intérieur duquel se déplace un piston (P) étanche relié à une tige de transmission de puissance 3 sortant à une extrémité à travers un joint hydraulique 4. Le déplacement du piston P entre deux parties fixes, les extrémités du cylindre, divise celui-ci en deux chambres 1 et 2. Sur la partie fixe de la chambre 1 opposée à la sortie de la tige 3, se trouve un appareil de répartition du fluide vers les chambres 1 ou 2. Cet appareil comporte essentiellement - une partie 5 fixée sur le fond de la chambre 1 raccordée aux conduits d'arrivée et de répartition du fluide, - une partie mobile, le tiroir T, qui, par son déplacement à l'intérieur de la partie 5 assure la répartition du fluide alternativement dans les chambres 1 ou 2. Dans la forme de réalisation décrite ci-après, la partie fixe 5 comporte un alésage intérieur qui la traverse de part en part et, dans la partie médiane de cet alésage, un autre alésage de plus grand diamètre constituant une chambre 50 d'expansion du fluide dans laquelle celui-ci pénètre par au moins une embouchure 51. Cette embouchure peut être reliée, par exemple, à un réseau de distribution d'eau sous pression ou à un piquage sur une canalisation d'irrigation. Cette chambre 50 est également reliée aux chambres 1 et 2 du cylindre par des lumières 52,53 pouvant être obturées par le tiroir T. Le tiroir T est constitué par un cylindre 6 creux, pourvu dans sa zone médiane d'un épaulement 60 ayant le même diamètre que la chambre*50, dAment muni de joints d'étanchéité. I1 comporte des lumières 61 dans sa partie qui pénètre dans la chambre 1, ladite partie étant munie d'une tige de commande 7 cylindrique et coaxiale, terminée par une butée 70. La répartition du fluide entre les chambres 1 et 2 se fait au travers de ce tiroir T muni de joints, pourvu en son centre d'une canalisation et de trous d'évacuation du fluide qui a déplacé le piston P. Le tiroir de distribution T est déplacé, à la fin de la course du piston P dans la chambre 1 ou dans la chambre 2, par un dispositif accumulateur d'énergie mécanique, suppléant à la pression du fluide lorsque les chambres sont en équilibre comme l'indique le diagramme de la figure 4. La liaison du tiroir T avec l'accumulateur d'énergie se fait par l'intermédiaire de la tige de commande 7, souple et réglable, de façon qu'il soit possible d'ajuster la course de la tige 3, la tige 7 pouvant se déplacer à l'intérieur de la tige 3. Le piston P est relié à la tige 3, la zone de jonction étant creuse et se prolongeant par un alésage dans la tige 3 dans lequel peut se déplacer la tige 7. Cette zone de jonction contient un accumulateur d'énergie mécanique composé d'une pièce 8, cylindrique, fixée sur le piston P et comportant un alésage 80 pourvu en son milieu d'un épaulement 81, et, à son extrémité située dans la chambre 1, d'un collet 82. Coulissant dans la pièce 8, un tube 9 entoure la tige 7 et comporte à chacune de ses extrémités une collerette 90 formant butée, d'un côté contre le cylindre 6, de l'autre contre la butée 70. Autour du tube 9 sont placés deux ressorts hélicoidaux R., concentriques à la tige 7, dont les points d'appui sont constitués d'un c8té, par l'épaulement 81, de l'autre, par chaque collerette 90. Le fonctionnement du moteur est décrit ci-après en se référant au diagramme de la figure 4. On peut distinguer trois phases auxquelles correspondent une figure du dessin, chaque phase étant désignée par deux lettres, A pour la chambre 1, B pour la chambre 2 de chaque côté du piston P. Phase - Al - B1 La compression du ressort R jusqu'à la butée mécanique de la collerette 90, contre la partie du tiroir servant d'embase à sa tige 7 de commande, produit une accumulation d'énergie mécanique qui déplace le tiroir 6 dont l'épaulement 60 vient obturer la lumière 63, fermant la communication entre les chambres 1 et 2, tout en ouvrant l'embouchure 51 qui permet au fluide de se détendre dans la chambre 50, puis de parvenir dans la chambre 1 où il déplace le piston P (fig.l). Phase - A2 - B2 Le fluide continue à déplacer le piston P et comprime le ressort R, entre l'épaulement 81 et l'extrémité 70 de la tige de commande 7 du tiroir T, jusqu'au moment où les pressions s'équilibrent entre les chambres 1 et 2 (fig.2). Le tiroir T a été déplacé, l'épaulement 60 ferme l'arrivée extérieure du fluide 51 laissant ouverte la communication entre les chambres 1 et 2. Une certaine énergie mécanique a été accumulée par la compression du ressort R. Phase A3 - B3 La détente du ressort R déplace le tiroir T vers la chambre 1 de façon que les lumières 61 permettent au fluide de s'échapper par l'intérieur dudit tiroir. L'épaulement 60 obture la lumière 52 assurant la pénétration du fluide dans la chambre 1 (fig.3) tout en dégageant l'embouchure 51 et la lumière 53 de façon qu'un apport de fluide puisse parvenir à nouveau dans la chambre 2 et que le cycle continue. Par la mise en place de limiteurs de débit sur les canalisations de fluide tant à l'arrivée que pour la répartition dans les chambres, il est possible de faire varier à la fois la vitesse de déplacement de la tige 3 et sa course, l'accumulateur d'énergie mécanique assurant l'inversion du mouvement linéaire indépendamment de la pression et du débit du fluide utilisé, de préférence incompressible. REVENDICATIONS 1. Moteur hydraulique à mouvement linéaire alternatif composé essentiellement d'un cylindre à l'intérieur duquel se déplace un piston (P) porteur d'une tige de transmission de puissance (3), le fluide moteur étant admis dans le cylindre par l'intermédiaire d'un registre à tiroir (T) constitué par un cylindre (6) creux, pourvu dans sa zone médiane d'un épaulement (60), se déplaçant dans un alésage (5) dudit registre, comportant au moins une chambre d'expansion (5), une embouchure (51), des lumières (52, 53), le déplacement du cylindre (6) étant commandé par une tige (7), cylindrique, coaxiale avec la tige (3) et terminée par une butée (70), caractérisé par le fait qu'un accumulateur d'énergie mécanique constitué par une pièce (8) fixée sur le piston (P) dans un alésage (10) de la tige (3), par un tube (9) coulissant dans ladite pièce et par des ressorts hélicoldaux prenant appui, d'un côté de part et d'autre d'un épaulement (81), de l'autre côté sur chaque collerette (90), coulisse sur la tige (7) et déplace le tiroir (T) en suppléant à la pression du fluide lorsque l'équilibre des pressions est atteint dans le cylindre du moteur de part et d'autre du piston (P). 2. Moteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la longueur de la tige (7) est réglable.