Brevet FR2501306A1 — publié le 19820910

$ L'invention concerne un vérin hydraulique et plus par- ticulièrement un vérin propre à être utilisé notamment pour des essais de vibration à basse fréquence (c'est-à-dire, par exemple, inférieure à 10 Hz) ou comme organe de positionnement dans des machines-outils, etc. Un tel vérin est commandé par un système d'asservissement comprenant en général une servo- valve portée par le corps du vérin et reliée à celui-ci par une plaque formant organe de distribution de fluide sous pres- sion dans les chambres du vérin. Une telle plaque de distribution est d'un prix de re- vient élevé et a une structure relativement complexe se tra- duisant par des pertes de charge du fluide sous pression qui y circule. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvé- nients dans un tel vérin hydraulique et cela grace à la sup- pression de la plaque de distribution. âlle propose à cet effet un vérin hydraulique, compre- nant un corps muni d'orifices d'arrivée et de retour de fluide hydraulique sous pression et un piston mobile à l'intérieur du corps, caractérisé en ce que le corps comporte une chemise interne rapportée limitant un alésage cylindrique dans lequel le piston est guidé à étanchéité et dont les extrémités com- muniquent avec les orifices d'arrivée et de retour de fluide dans le corps par des passages ou canaux formés dans ladite chemise. Ainsi, selon l'invention, c'est la chemise rapportée à l'intérieur du corps qui joue le rôle d'organe de distribution de fluide sous pression dans les chambres du vérin de part et d'autre du piston. Les orifices d'amenée et de retour de flui- de sous pression formés dans le corps du vérin peuvent donc être raccordés directement à la servo-valve (ou éventuellement par l'intermédiaire d'un limiteur de pression), la plaque de distribution antérieurement prévue entre la servo-valve et le corps du vérin étant supprimée. Corollairement, l'invention permet de simplifier la fabrication du corps du vérin, car l'alésage du corps de vérin dans lequel est rapportée la chemise, peut être réalisé en une seule opération. On aboutit ainsi à un vérin compact et bon marché. En outre, il devient possible de disposer d'une gamme de vérins différents, ayant tous le même corps de vérin et différant par les dimensions des chemises rapportées dans le corps de vérin et/ou par les dimensions des tiges de piston. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitu- dinale d'un vérin hydraulique selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale axiale, à plus grande échelle, d'une chemise selon l'invention; - la figure 3 est une vue de c8té de la chemise de la figure 2; - la figure 4 est une vue extérieure partielle de la chemise des figures 2 et 3; et - les figures 5, 6 et 7 sont des vues correspondant aux figures 2, 3 et 4 respectivement, et représentant une autre forme de réalisation de la chemise selon l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1, qui représente schématiquement une coupe axiale d'un vérin hydraulique selon l'invention. le -vérin 10 de la figure 1 comprend un corps creux 11, par exemple de forme sensiblement semi-cylindrique tubulaire, dont les extrémités ouvertes sont fermées par des pièces rap- portées 12 traversées axialement par les tiges 13 d'un piston 14 propre à ttre déplacé en mouvement rectiligne alternatif à l'intérieur du corps 11. Les deux tiges 13 de piston ont des dimensions sensiblement identiques en section transversale et sont destinées, l'une à être raccordée par son extrémité 15 à un élément à déplacer en mouvement alternatif rectili- gne, et l'autre à 9tre associée, de façon connue, à un capteur de déplacement 16, par exemple du type à bobine et noyau mobile. Les pièces 12 fermant les extrémités du corps 1il du vérin forment paliers de guidage des tiges 13 et sont asso- ciées à des dispositifs d'étanchéité 17. Le corps de vérin 11 comprend deux orifices 18 de passage de fluide, par exemple symétriques par rapport au plan transversal médian 19 du corps il et qui peuvent être des perçages radiaux ou transversaux du corps de vérin. Dans le mode de réalisation représenté au dessin, la surface interne du corps de vérin est cylindrique à section circulaire et reçoit une chemise 20 de forme sensiblement cylindrique tubulaire qui est immobilisée à l'intérieur du corps 11 par appui de ses extrémités sur les pièces d'extré- mité 12. La chemise 20, bien visible dans les figures 2, 3 et 4, comprend un alésage axial 21 débouchant aux extrémités de la chemise 20 dans un lamage 22, par l'intermédiaire d'un chan- frein 23 facilitant la disposition, dans l'alésage 21, du piston 14 du vérin. La surface périphérique cylindrique du piston 14 est munie d'un joint d'étanchéité annulaire 24 des- tiné à venir en contact pressé sur la surface de l'alésage 21. Avantageusement, le diamètre extérieur du piston 14 est légè- rement inférieur au diamètre de l'alésage 21, de sorte que le piston et l'alésage ne sont en contact que par l'intermédiaire du joint d'étanchéité 24, ce qui évite les frottements métal sur métal. La surface extérieure de la chemise 20 est sensible- ment cylindrique à section circulaire et présente un épaule- ment ou rebord annulaire médian 25 comportant une gorge 26 propre à recevoir un joint d'étanchéité. De part et d'autre du rebord annulaire médian 25 sont formées des portées cylindri- ques 27 ayant un diamètre inférieur à celui de l'épaulement , d'autres portées cylindriques 28 étant formées par la sur- face périphérique extérieure de la chemise 20 au voisinage de ses extrémités, lesdites portées 28 ayant un diamètre sensi- blement égal à celui du rebord annulaire médian 25. La chemise 20 est munie de canaux ou passages de fluide sous pression qui, dans cette forme de réalisation, sont cons- titués par des rainures longitudinales 29 des portées cylin- driques 28 de la chemise 20. Ces rainures longitudinales 29 formées par exemple par fraisage, débouchent aux extrémités de la chemise 20 dans les lamages 22 précités. Ces rainures 29 ont une profondeur qui est légèrement inférieure à la diffé- rence de rayon entre les surfaces cylindriques 27 et 28 de la chemise. - Les diamètres des parties cylindriques 28 et du rebord annulaire 25 sont très légèrement inférieurs au diamètre de la surface cylindrique interne du corps de vérin 11, de façon à permettre un montage ajusté de la chemise 20 dans le corps de vérin. Dans ce corps de vérin, les orifices 18 d'amenée et-de retour de fluide sous pression sont séparés par une portée cylindrique 30 destinée à coopérer avec le joint d'étanchéité logé dans la gorge 26 de la chemise 20 et débouchent chacun dans une gorge annulaire 31 ayant un diamètre légèrement supé- rieur à celui du reste de ladite surface cylindrique interne. Au montage, la chemise 20 est placée à l'intérieur du corps 11 de vérin, le piston 14 est placé dans la chemise 20, puis les paliers d'extrémité 12 et les dispositifs d'étan- chéité 17 sont montés aux deux extrémités du corps 11 de vérin. le piston 14 et les tiges de piston 13 sont déplacés dans un sens ou danis l'autre, par le fluide sous pression fourni, par la servo-valve 32, un orifice 18, les rainures 29 et l'un des lamages 22, à l'une des chambres formées de part et d'autre du piston 14 dans l'alésage 21 de la chemise 20. Le fonctionnement d'un tel vérin est bien connu et ne sera pas décrit plus en détail. On se réfère maintenant aux figures 5, 6 et 7 qui représentent une autre forme de réalisation de la chemise selon l'invention. Cette chemise 40 diffère de la chemise 20 des figures 2 à 4 en ce que les canaux ou passages de fluide de sa péri- phérie sont, non pas des rainures ou fraisages mais des per- çages longitudinaux 49 formés à travers les portées cylindri- ques d'extrémité 48 de la chemise, débouchant aux extrémités de la chemise dans des lamages 43 de façon à pouvoir communi- quer avec l'alésage axial 41 de la chemise et débouchant à leurs extrémités opposées sur des portées cylindriques 47 de plus faible diamètre que les surfaces cylindriques 48 2501306 dtextrémité, ces portées cylindriques 47 se trouvant de part et d'autre d'un rebord annulaire médian 45 comprenant une gorge 46 de logement d'un joint d'étanchéité. la chemise 20 ou 40 selon l'invention permet de dis- tribuer de façon simple le fluide sous pression dans les cham- bres formées de part et d'autre du piston 14 du vérin, et cela avec des pertes de charge relativement faibles. L'alésage du corps de vérin peut être obtenu en une seule opération, ce qui facilite la fabrication et réduit les frais d'usinage. De plus, on peut disposer d'une gamme diversifiée de vérins en utilisant toujours le même corps de vérin et en l'associant à des chemises de dimensions internes différentes. REVENDICATIONS 1. Vérin hydraulique comprenant un corps muni d'ori- fices d'arrivée et de retour de fluide sous pression et un piston mobile à l'intérieur du corps, caractérisé en ce que ledit corps comporte une chemise interne rapportée, délimi- tant un alésage cylindrique dans lequel le piston est guidé à étanchéité et dont les extrémités communiquent avec les ori- fices d'arrivée et de retour de fluide dans le corps par des passages ou canaux formés dans ladite chemise. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface périphérique extérieure de la chemise présente au moins un rebord annulaire pourvu d'un joint d'étanchéité coopérant à pression avec une portée cylindrique de la surface intérieure dudit corps, cette portée étant formée entre les débouchés des orifices d'amenée et de retour de fluide dans le corps. - 3. Vérin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite chemise comporte, au voisinage de ses extré- mités, des rebords ou épaulements annulaires venant sensible- ment au contact-de la surface interne du corps du vérin et dans lesquels sont formés lesdits passages ou canaux de la chemise. 4. Vérin selon la revendication 3, caractérisé en ce que ces passages ou canaux sont des rainures lonigitudinales desdits rebords ou épaulements annulaires d'extrémité de la chemise et débouchent aux extrémités de la chemise dans l' alé- sage cylindrique de celle-ci. 5. Vérin selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits passages ou canaux sont des perçages longitudinaux formés à travers lesdits rebords ou épaulements annulaires d'extrémité et débouchent dans ledit alésage cylindrique aux extrémités de la chemise. 6. Vérin selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les extrémités de la chemise comportent un lamage, dans lequel débouchent lesdits passages ou canaux. 7. Vérin selon l'une des revendications 2 à 6, carac- térisé en ce que ledit rebord annulaire de la chemise pourvu d'un Joint d'étanchéité est formé à mi-longueur de la chemise. 8. Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface interne du corps de vérin est cylindrique à section circulaire et ladite chemise, de forme sensiblement cylindrique, est maintenue en appui à ses extré- mités sur les parois de fond du corps de vérin. 9. Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices d'amenée et de retour de fluide dans le corps sont des perçages formés à travers la iO paroi périphérique du corps et débouchent à l'intérieur de celui-ci dans des gorges annulaires formées de part et d'au- tre de la portée cylindrique coopérant avec le joint d'étan- chéité de la chemise. a