Brevet FR2490292A1 — publié le 19820319

Perfectionnement aux vérins à double effet. La présente invention a pour objet un perfectionnement aux vérins à double effet. Il est connu d'utiliser des vérins à double effet pour déterminer les positions limites d'un mécanisme de commande. Toutefois ces vérins ne permettent géneralement d'obtenir que deux positions stables de fin de course du piston. Or certains mécanismes, et notamment des dispositifs de variation de régime d'un moteur à combustion interne de façon partielle ou totale, nécessitent trois positions du vérin. Conformément à la présente invention on utilise un vérin dans lequel le piston est susceptible d'occuper une position intermédiaire stable de repos et deux positions extrêmes stables sous l'action du fluide agissant respectivement sur les deux faces du piston. Bien que le vérin puisse être utilisé pour le contrôle de différents mécanismes, il peut être destins à agir en particulier sur le système de régulation de débit de pompe d'injection des moteurs Diesel ou sur leurs systèmes de commande de régulation. Ce dispositif de vérin à trois positions stables peut servir,dans le cadre particulier des moteurs Diesel des véhicules industriels ou de transport de personnes, à réaliser les fonctions suivantes: - limitation du régime de rotation du moteur dans un but bien défini, - coupure de l'injection pour mise a l'arrêt du moteur, - utilisation normale de toute la plage du système de régulation du régime moteur disponible, tant qu'il n'est pas nécessaire de satisfaire à la fonction de limitation mentionnée ci-dessus. La limitation peut avoir notamment pour but de limiter la vitesse maximale d'un véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation d'un vérin à double effet suivant l'invention. Les figures 2a à 2c sont des vues schématiques montrant les différentes positions du vérin utilisé avec un dispositif de commande de pompe d'injection de moteur å combustion interne. La figure 3 est un schéma logique de commande La figure 4 est un schéma d'un circuit d'alimentation d'un vérin suivant l'invention La figure 5 est un schéma d'un autre mode de réalisation d'un circuit d'alimentation d'un vérin suivant l'invention. La figure 6 est un schéma d'un autre mode de réalisation du circuit représenté à la figure 5. A la figure 1 on a représenté un mode de réalisation d'un vérin à double effet suivant l'invention qui comprend un corps ou cylindre 1 muni de trous de fixation 2 pour son montage sur un organe de support. Le corps de vérin 1 présente intérieurement un alésage 3 dans lequel est monté coulissant un fourreau 4 dont l'une des extrémités se trouvant au repos dans la partie mediane du corps comporte un-joint d'étanchéité 5 et présente un épaulement 4a contre lequel est en appui l'une des extrémités d'un premier ressort hélicoldal 6 qui est en appui contre le fond la du corps et qui exerce une poussée sur le fourreau 4 maintenant celui-ci en appui par son extrémité contre le fond lb du corps. Le fourreau 4 présente sur la majeure partie de sa longueur un diamètre réduit ménageant entre le corps et le fourreau un espace annulaire 7 qui est en communication avec un orifice 8 d'entrée de fluide et avec l'intérieur du fourreau par des orifices 9 ménagés dans la paroi du fourreau. En dehors de l'orifice 8 situé à l'une des extrémités du corps 1 celui-ci présente à son autre extrémité un orifice 8a d'entrée de fluide. A l'intérieur du fourreau 4 est monté coulissant un piston 10 muni d'un joint d'étanchéité 11 et solidaire de l'une des extrémités d'une tige 12 montée coulissante dans un orifice 13 prévu à l'une des extrémités du corps 1 et muni d'un joint d'étanchéité 14. La tige 12 de piston qui s'étend à l'extérieur du corps 1 présente une partie filetée 12a sur laquelle est vissé un poussoir 15 permettant de modifier la longueur de la tige 12. Le piston 10 est soumis à l'action d'un second ressort hélicoïdal 16 en appui contre le fond lb du corps et qui repousse le piston 10 en butée contre l'épaulement 4a du fourreau. Du côté opposé au piston 10 et à l'intérieur du ressort 6 est disposé un organe de butée 17 qui est constitué d'un élément tubulaire fixé par l'une de ses extrémités sur le fond la du corps et dont l'autre extrémité est susceptible de constituer un appui pour le fourreau 4 et le piston 10. Au repos le mécanisme se trouve dans la position représentée aux figures 1 et 2a, c'est-à-dire en position (A) intermédiaire stable de repos, du fait que le ressort 6 agit sur le fourreau 4 et que le ressort 16 agit sur le piston 10. L'équilibre ainsi défini est stable en raison du tarage des ressorts 6 et 16, le ressort 6 présentant une force supérieure à celle du ressort 16. Une alimentation en fluide par l'orifice 8 assure la mise sous pression du cylindre du côté de la tige 12 grâce aux orifices 9 et provoque la compression du ressort 6 (Fig. 2b) ainsi que le déplace ment simultané du fourreau 4 et du piston 10 jusqu'a a butée 17. Le fluide situé de lautre coté du piston 10 s 2 échappe par l'orifice 8a te piston 10 se trouve alors dans l'une des positions extrêmes stables pour laquelle la tige de piston 12 est en position rentrée (B). Une alimentation en fluide par l'orifice 8a permet la mise sous pression du cylindre du côté opposé à la tige 12 (Fig. 2c) alors que l'orifice 8 est en phase d'échappement du fluide. L'action du fluide sur le piston 10 proroque la compression du ressort 16 et le déplacement du piston 10 dans le fourreau 4 jusqu'à ce que la tige 12 se trouve en position C extrême de sortie. Un tel vérin peut être utilisé en particulier sur les véhicules industriels comportant un moteur à combustion interne dont l'alimentation en carburant est réalisée au moyen d'une pompe d'injection. Aux figures 2a, 2b, 2c on a représenté un levier de pompe 18 qui est relié par une tige 19 à un compensateur 20 constitué d'un piston 21 soumis à l'action d'un ressort 22. Cette disposition permet de réaliser pour certains de ces véhicules les fonctions suivantes: - Position A du vérin (Fig. 2a). Dans cette position le levier 18 est utilisable suivant l'angle @ qui est limité par les positions R.de ralenti et L de limitation de débit, afin de limiter la vitesse maximale d'avancement du véhicule par limitation du régime de rotation du moteur. Le poussoir 15 agit sur le levier 18 et le tarage du ressort 6 est tel qu'il n'autorise pas de recul du poussoir 15 meme sous l'action du levier 18 dans le cas où celui-ci serait actionné en vue d'atteindre la position P de plein débit. C'est l'élément compensateur 20 incorporé au dispositif de commande de variation de débit qui absorbe la différence des courses disponible,d'une part, et, nécessaire pour atteindre la position A, d'autre part. - Position C du vérin (Fig. 2c). Dans cette position la tige 12 est complètement sortie et le poussoir 15 repousse le levier 18 en position S comprimant le ressort 22 du compensateur 20. On obtient ainsi une coupure de l'injection en agissant sur le mécanisme de commande de variation de régime du moteur. - Position B du vérin (Fig. 2b): Le retrait du poussoir 15 autorise une utilisation complète de la plage de variation de régime disponible et en particulier la position P de plein débit. Dans ce cas le levier 18 est utilisable suivant l'angle ss entre les points R de ralenti et P de plein débit de la pompe d'injection du moteur; Le dispositif de commande du vérin doit répondre dans le cas présent au schéma logique représenté a la figure 3. Dans le cas d'un véhicule industriel le fluide de puissance utilisé pour alirienter le vérin, de façon préférentielle est l'air comprimé, et les différents exemples qui seront décrits ci-après sont pneumatiques ou électro-pneumatiques suivant que les informations traitées sont de source électrique ou pneumatique. Le traitement des signaux de commande est réalisé en pneumatique, mais il pourrait autre mixte dans le cas d'un traitement électrique à l'aide d'interrupteurs et de relais, pour aboutir dans tous les cas à distribuer l'air comprimé au cylindre suivant la même loi que celle utilisée en pneumatique. A la figure 4 on a représenté un circuit d'alimentation d'un vérin 1 décrit ci-dessus et dont les orifices 8, 8a sont reliés sélectivement par des conduits 23, 23a soit à une source le fluide sous pression 24 soit à un orifice 25 débouchant à l'atmosphère par ltinter- médiaire d'un distributeur 26 à commande mécanique 27 et rappel par ressort 28. Sur le conduit 23 est branché en aval du distributeur 26, un distributeur 29 à commande mécanique et rappel par ressort pour tester l'information du rapport supérieur de boîte de vitesses engagé et assurer la fonction de limitation Le distributeur 29 peut maintenir la liaison du conduit 23 ou relier ltorifice 8 à l'atmosphère. Cette disposition correspond à une chaîne cinématique de transmission de véhicule sans doubleur de gamme, le rapport supérieur de la bolAte de vitesses étant égal au rapport supérieur de la channe cinématique A la figure 5 on a représenté un autre mode de réalisation d'un circuit d'alimentation dans lequel les conduits 23, 23a sont reliés en un point 30 et aboutissent à une source de fluide sous pression 24.Entre cette source de fluide 24 et le vérin est branché sur le conduit 23a un distributeur 31 à commande mécanique et rappel par ressort qui permet de mettre sélectivement en liaison orifice 8a soit avec la source de fluide sous pression 24 soit avec l'atmosphère. Sur le conduit 23 est branché un distributeur 32 à pilotage pneumatique et rappel par ressort qui est associé au distributeur 31 et relié par un conduit 33 au conduit 23a. Ce distributeur permet de réaliser la fonction stop prioritaire. En aval du distributeur 32 est branché un autre distributeur 34 à commande mécanique et rappel par ressort pour tester l'information du rapport supérieur de boite de vitesses engagé et assurer la fonction de limitation L. Cette disposition correspond à une channe cinématique de transmission d'un véhicule sans doubleur de gamme. Le rapport supérieur de boîte de vitesses est égal au rapport supérieur de la chaîne cinématique A la figure 6 on a représenté une variante de réalisation du circuit représenté à la figure 5 dans lequel on a branché en parallèle sur le conduit 23 avec le distributeur 34 un distributeur 35 à double pilotage pneumatique testant la fonction doubleur de gamme en "grande vitesse" et permettant du falt du montage en parallèle avec le distributeur 34 de tester llétat:: rapport supérieur de chaîne cine- matique engagé. (Le dispositif pourrait etre a double pilotage électrique.) Les distributeurs 34 et 35 sont reliés à l'orifice 8 du vérin par l'intermédiaire d'une double valve d'arret 36 ou sélecteur de circuit afin de satisfaire techniquement a la fonction. Cette disposition correspond à une chaîne cinématique de transmission de véhicule avec doubleur de gamme sur la boîte de vitesses ou pont double vitesse. Le cas mentionné ci-dessus est celui d'un doubleur de gamme sur une boîte de vitesses dont la commande est réalisée par impulsion dans le cylindre de commande du doubleur lors du débrayage. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'in vention, REVENDICATIONS 1 / Perfectionnement aux vérins à double effet coportant un cylindre dans lequel est monté coulissant un piston qui est soumis sur ses deux faces à l'action d'un fluide, caractérisé en ce que le piston est susceptible d occuper une position intermédiaire stable de repos et deun positions extrëmes stables sous l'action du fluide agissant respectivement sur les deux faces du piston 2 / Perfectionnement aux vérins suivent la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin comprend tn cylindre dans lequel as monté coulissant un fourreau dont l'une des extrémités montée de façon étanche dans le cylindre est soumise à l'action d'un premier organe clastique maintenant en butée l' autre extrémité du fourreau contre l'un desfonds du cylindre, ledit fourreau présentant intérieurement un un al alésage dans lequel est monté coulissant un piston muni d'une tige s'étendant à 1'extérieur du cylindre, ledit piston étant maintenu en butée sous l'action d'un deuxième organe élastique contre un épaulement du fourreau situé du côté contre lequel est en appui le premier organe élastique ledit fourreau présentant extérieurement sur la majeure partie de sa longueur un diamètre réduit manageant un espace annulaire entre le cylindre et le fourreau qui est en communication avec l'une des entrées de fluide et avec l' l'intérieur du fourreau situé au-dessus du piston par au moins un orifice ménagé dans la paroi du fourreau 30/ Perfectionnement aux vérins suivant la revendication 2,caractérisé en ce que le premier organe élastique présente une force d tarage supérieure à celle du deuxième organe élastique 40/ Perfectionnement aux vérins suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu à l'une des extrémités du cylindre opposée au piston est disposé un organe de butée contre lequel est susceptible de venir en appui l'une des extrémités du fourreau portant un épaulement. 50/ Perfectionnement aux vérins suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité de la tige du piston qui est munie d'un poussoir réglable coopère avec un levier de commande de la pompe d'injection d'un moteur à combustion interne, ledit levier etant relié à un organe de compensation, qui absorbe la différence des courses disponible d'une part, et nécessaire pour atteindre la position de repos, d'autre part. 60/ Perfectionnement aux vérins suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que sur les deux conduits de fluide aboutissant au cylindre du vérin est monté un premier distributeur mettant sélectivement en communication les deux conduits avec une source de fluide sous pression et avec un orifice sans pression, l'un des conduits comportant un deuxième distributeur situé en aval du premier et permettant de relier ledit conduit à la source de fluide sous pression et à un orifice de fluide sans pression. 70/ Perfectionnement aux vérins suivant la revendication 6, caractérisé en ce que sur chacun des conduits de fluide aboutissant au cylindre de vérin est monté un distributeur reliant sélectivement chaque conduit à une source de fluide sous pression et à un orifice de fluide sans pression, l'un des distributeurs à pilotage pneumatique étant commandé par l'autre distributeur à commande mécanique. 8 / Perfectionnement aux vérins suivant la revendication 7, caractérisé en ce que sur l'un des conduits en aval de l'un des distributeurs sont montés en parallèle deux distributeurs reliant sélectivement le conduit à une source de fluide sous pression et à un orifice de fluide sans pression, l'un des distributeurs étant à double pilotage automatique et les deux distributeurs étant reliés à une double valve d'arrêt ou sélecteur de circuit,