Brevet FR2572472A1 — publié le 19860502

La présente invention est relative à un vérin qui est commandé par un fluide sous pression et qui comporte deux tiges d'actionnement ayant des actions successives sur deux organes distincts. Un tel vérin convient notamment pour l'ac- tionnement de systèmes de largage de charges à partir d'un aéro- nef, l'une des deux tiges actionnant par exemple un bras avant dénommé "basculeur" tandis que l'autre tige actionne un bras ou levier arrière, mais l'invention n'est pas limitée à cette application précise et pourrait s'appliquer avantageusement à d'autres mécanismes. Dans l'application particulière indiquée ci-dessus, le basculeur est destiné à actionner en premier un organe de déverrouillage et de largage tandis qu'aussitôt aprè cette action du basculeur le levier arrière est actionné pour écarter la charge larguée de l'aéronef avant le retour des deux tiges de vérin à leur position initiale de repos. Le vérin selon l'invention comprend, comme tout vérin commandé par un fluide sous pression, un cylindre enfermant un piston mobile dans la direction de l'axe du cylindre mais il comporte selon l'invention deux tiges co-axiales agissant respectivement en dehors des deux extrémités du cylindre et comprenant une tige creuse externe solidaire du piston soumis au fluide de commande et une tige interne verrouillable à la tige externe sur une partie de la course de cette tige externe avec son piston. Le verrouillage prévu des deux tiges l'une à l'autre est assuré automatiquement par des pièces à déplace- ment radial portées par la tige interne et pouvant coopérer avec des logements ménagés dans l'alésage de la tige externe de façon que la tige externe assure une action mécanique par une course plus longue que la course de la tige interne limités à la fraction de course du piston de vérin pendant laquelle cette tige interne est verrouillée à la tige externe. De préférence, chacune des tiges comporte une liaison d'action mécanique, par exemple une chape de liaison, les deux chapes étant prévues respectivement au-delà des deux extrémités du cylindre de vérin dans lequel sont engagées les deux tiges. Le piston du vérin peut comporter un prolongement de diamètre réduit coopérant, en début de course à partir de la position de repos, avec un cylindre court de diamètre adapté pour transmettre aux tiges un effort moindre jusqu'au dégage- S?72472 ment de ce prolongement en dehors du cylindre court, ce déga- gement permettant l'utilisation de toute la section du piston pour la transmission d'un plus grand effort. Cette disposition permet d'adapter par exemple l'effort sur le basculeur, s'il doit être moindre que celui sur le levier arrière ou si le mouvement initial ne doit pas être brutal. Pour bien faire comprendre l'invention, on en décrira ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution représentée au dessin schématique annexé, dans lequel: la figure 1 est une coupe axiale du vérin, la coupe étant représentée pour la position de repos dans la moitié supérieure de la figure et en position de fin de course du basculeur dans la moitié inférieure de la figure, la tige inter- ne n'étant représentée que partiellement en coupe et la chape d'actionnement de la tige externe étant ireprésentée en élé- vation; et la figure 2 est une coupe axiale du vérin, la coupe étant représentée pour la position de fin de course de travail dans la moitié supérieure et pour la position du début de mouvement de retour vers la position de repos dans la moitié inférieure de la figure. Le vérin est constitué par un corps cylindrique 1 monté sur la structure portante par un moyen quelconque connu, de préférence avec possibilité de débattement angulaire, par exemple par des tourillons radiaux 17. Ce vérin actionne deux tiges coulissantes coaxiales comprenant une tige interne 2 traversant l'extrémité de gauche du corps de vérin 1 et une tige externe 3 traversant l'autre extrémité du corps de vérin et solidaire du piston 4 qui présente vers la gauche un prolon- gement 5 de diamètre réduit destiné à coopérer pendant une fraction de la course du piston avec un cylindre court ménagé dans l'embout terminal 6 de l'extrémité de gauche du vérin représenté. Ce prolongement 5 est traversé par la tige interne 2 qu'il entoure d'un Joint coulissant d'étanchéité 7. Les tiges 2 et 3 peuvent être verrouillées l'une à l'autre par des billes 8 disposées dans des logements radiaux 9 d'un embout 10 qui est vissé à l'extrémité de droite de la tige 2, ces billes pouvant pénétrer dans une gorge interne 11 de la tige 3 sous la poussée d'un verrou de révolution concen- trique 12 repoussé par un ressort 13 et prolongé par un doigt de découplage 14 qui dépasse l'extrémité de droite de la tige 2. En position dite "de repos", les tiges 2 et 3 sont verrouillées entre elles et le piston 4 est en butée à gauche contre l'embout 6 du corps de vérin, par exemple sous l'effet d'une pression de "retour" P transmise par l'orifice 15 de l'embout opposé 16 du corps de vérin. - L'introduction du fluide de commande par un orifice de travail 171, qui dans l'exemple représenté traverse l'un des tourillons de montage 17 du vérin, agit d'abord sur le prolongement 5 du piston 4 grâce à des chicanes de perte de pression et un faible Jeu du prolongement 5 de piston dans le cylindre de l'embout 6, Les tiges 2 et 3 sont alors déplacées ensemble vers la droite des figures et la chape 2' de la tige fait mouvoir le basculeur 20 selon la flèche F autour de sor axe fixe 21 tandis que la tige 3 est sans action sur le levier arrière 22 d'axe 23 grâce au trou allongé de la chape de pous- sée 24 qui prolonge la tige 3 et coulisse sur le tourillon 25 fixé au levier arrière 22 sans déplacer êe tourillon dans la première fraction de course considérée. A la fin de la course de la tige interne 2, c'est-à- dire dans la position de la moitié inférieure de la figure 1, il y a déverrouillage mutuel des deux tiges 2-3 sous l'action duwdoigt 14 butant contre le tourillon 25 et repoussant ainsi le verrou 12 contre l'action de son ressort en permettant aux billes 8 de se dégager de la gorge 11 ménagée dans la tige 3. Cette tige 3 continue seule sa course vers la droite en faisar basculer le levier arrière 22 jusqu'à la position de fin de course de la moitié supérieure de la figure 3o Cette partie de la course vers la droite de la tige 3 se fait à pleine puis- sance puisque le fluide de commande agit alors sur toute la surface utile du piston 4, tandis que la tige 2 déverrouillée reste immobile, la chape 2' étant en butée contre l'embout 6 prolongé dans l'exemple représenté par un manchon 6' vissé sur lui. La mise à l'air libre de l'orifice 17' et l'introduc- tion du fluide sous pression par l'orifice 15 introduit les mouvements successifs inverses et la remise en position "repos La moitié inférieure de la figure 2 montre le début du mouve- ment de retour de la tige externe 3 au moment oR le trou allongé de la chape 24, revenant au contact du tourillon 25 par son extrémité de droite, tire ce tourillon vers la gauche en relevant ainsi le levier arrière 22 selon le mouvement indi- qué par la flèche F' sur la figure 2. La compatibilité des mouvements est assurée, de façon connue par un petit débatte- ment angulaire du cylindre de vérin I autour des tourillons 17. Si le fluide de commande est incompressible, c'est-à- dire dans le cas d'une commande hydraulique, la fin de ce mouvement de relevage pourrait être extrêmement,-lente car la portion de liquide emprisonnée entre le piston 4, son prolon- gement 5 et l'embout 6 ne s'évacuerait que lentement avec laminage dans le faible jeu et les chicanes qui existent entre ce prolongement 5 et le cylindre de l'embout 6. Pour éviter ou limiter ce ralentissement, on utilise alors au moins un clapet de décharge comportant par exemple une bille 26 -rappelée par un ressort 27 contre le siège 28 d'un passage 29 traversant l'embout 6 avec un bouchon d'usinage 3Q. Ce clapet, représenté au dessin dans l'embout 6, pourrait aussi bien être placé dans le prolongement 5. Dans le cas d'une commande pneumatique, le ralentisse- ment est moindre car le gaz emprisonné à gauche du piston 4 peut se comprimer. Un petit clapet de décharge analogue au précédent pourrait être néanmoins utile pour éviter un rebon- dissement du piston 4 sous l'effet de cette surpression. On remarquera que la tige interne 2 comporte un épau- lement31 à l'intérieur du piston mais en dehors de la tige externe 3 pour servir de butée de fin de course au contact de l'embout 6, comme indiqué sur la figure 1. Cela interdit à la tige 2, donc aussi au basculeur 20, d'aller au-delà de leurs positions de repos lors du mouvement de retour si le frotte- ment entre les deux tiges, en particulier celui du Joint d'étanchéité 7, développe une force plus grande que celui du guidage de cette tige 2 dans l'embout 6 augmenté du frottement du Joint d'étanchéité correspondant 32, On pourrait aussi bien employer sur cette tige 2, et dans le même but, un épaulement 33 à l'extérieur du vérin venant buter contre le manchon 6' vissé dans l'embout 6. De plus, la tige 2 pourrait avoir des diamètres diffé- rents au droit des Joints d'étanchéité 7 et 32, par exemple -5 de part et d'autre de l'épaulement 31. Si le Joint 32 était le plus petit, la tige 2 déver- rouillée recevrait de la part du fluide de commande une force qui la maintiendrait en position rentrée avec la chape 29 en butée contre le manchon 6'. Si au contraire le Joint 32 était d'un diamètre supé- rieur, la tige 2 serait repoussée en position de sortie aussi- tôt après déverrouillage des billes 8 Jusqu'à butée de l'épau- lement 31 contre l'embout 6 ou de l'épaulement 33 contre le manchon 6t. REVENDICATIONS 1. Vérin actionné par un fluide sous pression qui agit sur un piston (4) coulissant à l'intérieur d'un cylin- dre (1), caractérisé par deux tiges coaxiales avec inter- position d'un Joint d'étanchéité (7), la tige externe (3) étant liée au piston (4) et l'autre tige (2) liée à la tige externe par un dispositif de verrouillage (8) de façon à effectuer une action mécanique par une extrémité du vérin pendant une fraction de la course du piston Jusqu'à ce que le déplacement commun des tiges aboutisse au déverrouillage mutuel des deux tiges en permettant l'accomplissement d'une autre action mécanique par la tige externe, un Joint d'étan- chéité (32) étant interposé entre la tige interne et une extrémité du vérin en dehors de la tige externe. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comprend des pièces (8) à déplacement radial dans la tige interne (2) et pénétrant dans des logements (11) de la tige externe (3). 3. Vérin selon la revendication I ou la revendication 2 caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage comprend un verrou (12) actionné par un doigt de découplage (14) qui dépasse l'une des extrémités de la tige interne. 4. Vérin selon la revendication 3, caractériséeen ce que le doigt de découplage (14) est à l'intérieurde la liaison (24) d'action mécanique de la tige externe (3) à l'extérieur du vérin. 5. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce chaque tige comporte une liaison d'action mécanique (24-2') chacune relative à l'une des deux extrémités du vérin. 6. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston comporte un prolongement de petit diamètre (5) qui s'engage à faible jeu, pendant une partie de la course, dans un cylindre court (6) de diamètre adapté, de façon à créer un effort moindre pendant ladite partie de la course. 7. Vérin selon la revendication 6, caractérisé par un clapet de décharge (26) dans le cylindre court. 8. Vérin selon la revendication 6, caractérisé par 7 2472 un clapet de décharge dans le prolongement de petit diamètre du piston. 9. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par une butée de fin de course de la tige interne, formée par un épaulement de cette tige en dehors de la tige externe o 10. Vérin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le Joint d'tétanchêité (7) entre les tiges interne et externe et le Joint d'étanchéité (32) entre la tige interne et l'extérieur sont de diamètres différents, de même que les diamètres correspondants de la tige interne, de façon que celle-ci soit soumise à un effort sous l'action du fluide sous pression.