Brevet FR2588316A1 — publié le 19870410

VERIN HYDRAULIQUE ALTERNATIF La présente invention a trait à un vérin hydraulique alternatif, c'est-à-dire un vérin dont la tige est soumise à un mouvement de va-et-vient de fréquence et d'amplitude déterminées. De teLs dispositifs peuvent trouver dés utilisations dans diverses applications telles que, par exempLe, sur des machines à vendanger pour secouer les battes chargées de faire tomber les raisins. L'invention a donc pour objet un vérin hydraulique alternatif comprenant un corps tubulaire muni à ses extrémités de flasques dont un est perce pour le passage de la tige du vérin, un piston solidaire de la tige et mobile à l'intérieur du corps et des orifices d'entrée et de sortie de fluide sous pression dans ledit corps, caractérisé en ce que ledit piston comporte intérieurement un alésage dans lequel un tiroir principal est susceptible de se déplacer sous l'action du fluide sous pression entre deux positions extrêmes et des moyens pour appliquer ledit fluide sur l'une des faces extrêmes du tiroir durant toute la course dans un sens de la tige et pour appliquer le fluide sur l'autre face extrême à la fin de la susdite course pour déplacer la tige dans l'autre sens jusqu'à la fin de la course retour et inverser à nouveau l'application du fluide sous pression sur le tiroir principal en sorte d'avoir un mouvement alternatif de la tige du vérin à fréquence constante variable en fonction du débit dudit fluide. Suivant un mode de réalisation, lesdits moyens pour appliquer le fluide sous pression aux extrémités du tiroir principal sont constitués par un tiroir pilote traversant de part en part le piston parallèlement à son axe, susceptible de pénétrer d'une certaine longueur, réglable, dans L'une et L'autre des deux chambres situées de part et d'autre du piston et mobile entre deux positions extremes pour chacune desquelles le tiroir pilote envoie le fluide sous pression sur L'extrémité du tiroir principal provoquant le déplacement du piston vers celle des deux chambres susdites dans laquelle le tiroir pilote a pénétré jusqu'à ce que le contact de ce dernier avec Le flasque antagoniste déplace le tiroir pilote dans son autre position extrême et inverse te sens de déplacement du piston. Suivant un autre mode de réalisation, lesdits moyens pour appliquer le fluide sous pression aux extrémités du tiroir principal sont constitués par des gorges ménagées dans la face interne du corps du vérin et des perçages réalisés dans le piston et faisant communiquer, d'une part, une chambre annulaire en communication avec l'orifice de sortie de fluide et, d'autre part, une chambre délimitée par le piston, c8té tige, et en communication avec l'orifice d'entrée de fluide, avec les extrémités de la chambre dans laquelle se déplace le tiroir principaL, ce dernier comprenant une partie centrale de diamètre rétréci susceptible de mettre en communication la chambre délimitée par l'autre face du piston soit avec la première chambre, soit avec ladite chambre annulaire. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de divers modes de réalisation du dispositif de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels : - Figure 1 représente une vue en coupe longitudinale axiale d'un premier mode de réalisation d'un vérin conforme à l'invention, la tige étant en phase d'extension ; - Figure 2 est une coupe verticale suivant la ligne Il-Il du vérin de la figure 1 ; - Figure 3 représente le vérin de la figure 1 en phase de rétraction de la tige ; - Figure 4 représente une variante de realisation du vérin des figures 1 à 3 ; - Figure 5 représente un second mode de réalisation du vérin selon l'invention, et - Figure 6 représente un troisième mode de réalisation du vérin selon l'invention. Le vérin représente sur Les figures 1 à 3 comprend un corps creux cylindrique 1, un premier flasque d'extrémité 2 et un second flasque d'extrémité 3 muni d'un perçage pour le coulissement étanche d'une tige 4 solidaire d'un piston 5 mobile dans le corps 1 et délimitant, côté flasque 1, une chambre 6 et, côté tige 4, une chambre 7 communiquant en permanence avec un orifige 8 d'entrée de fluide sous pression relié par une canalisation appropriée (non représentée) avec une source de fluide hydraulique sous pression (également non représentee). Coaxialement à l'intérieur du piston 5 est ménage un alésage 9 dans lequel se déplace un tiroir principal 10, mobile entre deux positions extremes. L'alésage 9 comporte une premiére gorge annulaire 11 communiquant par un passage 11a avec une gorge annulaire 12 ménagée à la périphérie du piston et communiquant elle-même en permanence avec un orifice 13 de sortie de fluide sans pression relié par une canalisation de retour (non représentee) au réservoir alimentant la source de fluide sous pression. L'alésage 9 comporte une seconde gorge annulaire 14 communiquant en permanence par un passage 14a avec Ladite chambre 6. Le tiroir 10 comporte une partie centrale 15 de diametre rétréci susceptible de faire communiquer (figure 3) ou d'isoler (figure 1) les deux gorges annulaires 11 et 14. Les chambres 16 (figure 1) et 17 (figure 3) délimitées dans l'alésage 9 aux deux extrémités du tiroir 10 communiquent par un perçage (respectivement 18 et 19) avec un alésage 20 traversant le piston 5 de part en part parallèlement à son axe. Cet alésage 20 a un diamètre nettement plus petit que celui de l'alésage central 9 et est réalisé à la périphérie du piston, au delà du diamètre de la figure 4. Dans l'alésage 20 se déplace un tiroir pilote 21 muni de têtes 22 et 23 à ses extrémités faisant saillies dans les chambres 6 et 7 respectivement. La distance entre les têtes 22,23 est légèrement supérieure à la longueur de l'alésage 20 en sorte que le tiroir 21 dans ses deux positions extrêmes fais saillie soit dans la chambre 7 (figure 1) soit dans l'autre chambre 6 (figure 3). Le tiroir pilote 21 comporte une première partie 24 de diamètre réduit susceptible d'assurer la communication ou non entre le perçage 18 et un perçage 25 communiquant lui-même avec un perçage 26 parallèle à l'axe du piston 5 et à côté de L'alésage central 9 et débouchant dans la chambre 7 à côte de la tige 4. Le tiroir 21 comporte une seconde partie 27 de diamètre réduit susceptible d'assurer la communication ou non entre le perçage 18 et un perçage 28 communiquant avec la gorge annulaire 12. Symétriquement le tiroir 21 comporte une troisième et une quatrieme partie de diamètre réduit (29,30) reliant ou non le perçage 19 à un perçage 31 debouchant dans le perçage 26 et à un perçage 32 debouchant dans La gorge annulaire 12. Enfin, le perçage 26 communique (par un perçage non visible sur les figures 1 à 3 parce que situé derrière la partie de droite du tiroir principal) avec une troisieme gorge annulaire 33 ménagee dans l'alésage 9, Ladite partie de droite du tiroir 10 étant susceptible d'isoler ou non la gorge 33 de la gorge 14. Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant. En supposant que l'on se trouve dans la position de La figure 1 du fluide sous pression est appLiqué dans la chambre 7, dans les perçages 26,25,31,18 les gorges 14,33, les chambres 6 et 16. Par contre les gorges 11,12 et les perçages 19,31 communiquent avec la canalisation de retour du fluide sous pression. Le tiroir principal 10 est soumis alors à une force résultante le plaquant contre l'extrémité de l'alésage 9, côté tige 4, la pression du fluide étant appliquée sur la totalité de la surface du piston en chambre 6 et sur une partie seulement en chambre 7 entraînant l'extension de la tige. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que la tete 23 du tiroir pilote 21 (qui se trouve alors dans la position repré sentée en figure 1, clest-å-dire en saillie dans la chambre 7) rencontre le flasque 3. A ce moment le tiroir pilote 21 est repoussé dans l'alésage 20 et passe dans la position représentée sur la figure 3 (en saillie dans la chambre 6). Ce basculement du tiroir pilote fait envoyer la pression dans le perçage 19, et met le perçage 18 en communication par le perçage 28 avec la gorge 12 et La sortie de fluide 13. Le tiroir principal 10 est alors brusquement poussé vers son autre position extrême à l'opposé de la tige (figure 2). Ce déplacement met la chambre 17 en pression et met la chambre 6 et les gorges 11 et 14 en liaison avec la gorge 12 et La sortie 13. La pression en chambre 7 pousse le piston 5 vers la gauche et la tige 4 se rétracte. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que la tête 22 (figure 3) touche le flasque 2 et provoque l'inversion de position du tiroir pilote 21 puis du tiroir principal. La tige 4 repart à nouveau en sens inverse et le cycle de va-et-vient se poursuit automatiquement. La fréquence du mouvement de la tige 4 est fonction du débit du fluide et peut atteindre 10 Hz par exemple. La course est variable et peut atteindre 150 mm pour le mode de réalisation des figures 1 à 3. Cette course (qui peut se régler en rapprochant ou éloignant les têtes 22,23 l'une de l'autre) est limitée par l'implantation de l'entrée et de la sortie de fluide, qui impose de délimiter la course à la largeur de la gorge annulaire 12 à la périphérie du piston 5. On peut s'affranchir de cette contrainte en prévoyant une alimentation différente comme illustré par la figure 4. Les orifices latéraux 8 et 13 sont supprimés et remplacés par deux perçages parallèles réalisés dans la tige 4 pour l'arrivée 34 de fluide et le retour 35. Le conduit d'arrivée 34 communique avec le perçage latéral 26, cependant que le conduit de retour 35 communique par un perçage 36 avec la gorge annulaire 12. Le raccordement des conduits 34,35 avec les canalisations souples de fluide se fait en un endroit quelconque Le long de la tige 4. il est à noter que dans les modes de réalisation des figures 1 à 4, Les efforts exercés sur le piston 5 dans les deux sens de déplacement peuvent etre égaux ou inégaux selon le rapport entre la section de la tige et celle du piston 5. Le mode de réalisation de la figure 5 propose un vérin à double effet normal. A cet effet, le tiroir principal 10' comporte deux parties de diamètre réduit, respectivement 37 et 38. L'une -(37) assure ou non, par des passages 39 et 40, la communication entre la chambre 7 et une première gorge annulaire 41 ménagée à la périphérie du piston 5' et communiquant en permanence avec la sortie 13 de fluide, cependant que L'autre partie de diamètre réduit (38) assure ou non, par des passages 42 et 43, la communication entre l'autre chambre 6 et une seconde gorge annulaire 44 ménagée à la périphérie du piston 5' et communiquant en permanence avec l'entrée 8 de fluide. De plus, lorsque la chambre 7 est isolée de la gorge 41 par le tiroir 10', elle se trouve alors en communication avec la gorge 44, cependant que, lorsque la chambre 6 est isolée de la gorge 44, elle se trouve en communication avec la gorge 41. Le vérin comporte un tiroir pilote 21' mobile dans un alésage 20' et définissant une chambre centrale 45 mettant en communication la gorge 44, soit avec une chambre 46 située à une extrémité (côté tige 4) du tiroir 10' en position rétractée de la tige 4 (figure 5), soit avec une chambre située à l'autre extrémité du tiroir 10' et déterminée lorsque ce dernier est dans son autre position extrême. La chambre centrale 45 est flanquée d'une première chambre extrême 47 (côté tige 4) reliée à la gorge 41 et communiquant ou non, selon la position- du tiroir pilote 21', avec la chambre 46, et d'une seconde chambre extrême 48 reliée à la gorge 41 et communiquant ou non, selon la position du tiroir pilote 21', avec La chambre opposée à la chambre 46 à l'autre extrémité dudit tiroir principal 10'. Dans la position du tiroir 21' de la figure 5, La chambre 41 communique avec ladite chambre opposee à la chambre 46 et la chambre 44 communique avec la chambre 46. Dans l'autre position extrême du tiroir 21', 41 communique avec 46 et 44 avec la chambre opposée à 46. Le tiroir 21', comme le tiroir 21, fait saillie de part ou d'autre du piston 5'. Selon la figure 5, la chambre 6 reçoit le fluide sous pression, la chambre 7 communiquant avec L'orifice de sortie 13. Litige 4 est en extension. Lorsque L'extrémité de droite (en saillie par rapport au piston 5') touche le flasque de droite du corps du vérin, le tiroir pilote 21' est déplacé vers la gauche par rapport au piston 5'. A ce moment, le tiroir principal 10' est pousse brusquement par le fluide sous pression venant de 8 en direction de la tige 4, la chambre 46 etant alors reliée à la sortie 13. La gorge 44 communique alors avec la chambre 7 par l'intermédiaire des passages 48 et 40, cependant que la chambre 6 communique avec la gorge 41 par les passages 43,49 et 39. La tige 4 se rétracte. Lorsque le tiroir 21', qui fait alors saillie sur la gauche du piston 5', touchera le flasque de gauche du corps du vérin, le mouvement de la tige s'inversera à nouveau et ainsi de suite. Ce vérin est dit à double effet normal car la pression de fluide est envoyée alternativement et en totalité sur les deux faces extrêmes du piston 5'. Pour des couses longues de la tige 4 on peut assurer l'alimentation et le retour du fluide de commande par la tige par des passages appropriés réalisés dans la tige 4 et dans le piston 5' et se substituant aux gorges 41,44 et aux passages 39,42. Par ailleurs, il est bien entendu que la morphologie du tiroir 10' peut être modifiée tout en obtenant les mêmes effets. La figure 6 représente une autre variante, sans tiroir pilote, du vérin selon l'invention. Le piston 5" comporte un tiroir principal 10 analogue à celui du mode de réalisation de La figure 1. Les deux chambres aux extrémités du tiroir 10 sont reliées par des passages appropriés 50 et 51 à un premier jeu de deux gorges annulaires 52 et 53 ménagées dans le corps du cylindre. L'une de ces gorges (53) reçoit , en position rétractée (figure 6) de la tige 4, du fluide sous pression de l'entrée 8 via la chambre 7, un perçage 54 et un passage 55. L'autre gorge (52) est en communication avec la sortie 13 via un passage 56 débouchant dans une large gorge annulaire 57 ménagée dans le piston 5" au droit de l'orifice 13. Dans L'autre position extreme du piston 5" (tige en extension) un second jeu de gorges annulaires 58, 59 analogues aux gorges 52,53 assure L'envoi (par la gorge 58) du fluide sous pression sur la gauche du tiroir 10 via Le perçage 54 et un passage 60 et la communication de la chambre à droite du tiroir 10 avec la sortie 13 via un passage 61 similaire au passage 56. En position extrême à gauche du tiroir 10, celui-ci fait communiquer la chambre 7 avec la chambre 6 via le perçage 54, des passages 63, 64 et les deux chambres annulaires 11 et 14. Dans l'autre position extrême du tiroir 10 La chambre 6 communique avec la sortie 13 via le passage 64, les chambres annulaires 14 et 33, un passage 65 et La gorge 57. Dans la position représentée sur la figure 6, la tige 4 est en extension jusqu'à ce que les couples de passages 50,56 et 51,62 arrivent à hauteur des gorges 58 et 59 respectivement. Le tiroir 10 est alors poussé dans son autre position extreme ce qui isole la chambre 6. Le piston 5" repart aussitôt en sens inverse. Il n'y a plus aucun contact pour provoquer l'inversion en fin de course, celle-ci étant provoquée par les gorges 52,53,58,59 et les passages associés. Enfin, L'invention n'est évidemment pas limite aux modes de réalisation représentés et décrits ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne la morphologie du tiroir principal et du tiroir pilote ou de tout autre moyen se substituant à ce dernier pour la commande d'inversion du sens de déplacement du piston du vérin. REVENDICATIONS 1. Vérin hydraulique alternatif comprenant un corps tubulaire (1) muni à ses extrémités de flasques (2,3) dont un est percé pour le passage de la tige (4) du vérin, un piston (5) solidaire de la tige et mobile à l'intérieur du corps et des orifices d'entrée (8) et de sortie (13) de fluide sous pression dans ledit corps, caractérisé en ce que ledit piston (5) comporte interieurement un alésage (9) dans lequel un tiroir principal (10) est susceptible de se déplacer sous l'action du fluide sous pression entre deux positions extrêmes et des moyens pour appliquer ledit fluide sur l'une des face extrêmes du tiroir (10) durant tout ou partie de la course dans un sens de la tige (4) et pour appliquer le fluide sur l'autre face extreme à la fin de la susdite course pour déplacer la tige dans l'autre sens durant tout ou partie de la course retour et inverser à nouveau l'application du fluide sous pression sur le tiroir principal (10) en sorte d'avoir un mouvement alternatif de la tige du vérin à fréquence constante variable en fonction du débit dudit fluide. 2. Vérin hydraulique alternatif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour appliquer le fluide sous pression aux extrémités du tiroir principal (10) sont constitués par un tiroir pilote (21) traversant de part en part le piston (5) parallèlement à son axe, susceptible de pénétrer d'une certaine longueur, réglable, dans l'une et l'autre des deux chambres (6,7) situées de part et d'autre du piston et mobile entre deux positions extrêmes pour chacune desquelles le tiroir pilote (21) envoie le fluide sous pression sur l'extrémité du tiroir principal (10) provoquant le deplacement du piston vers celle des deux chambres susdites (6,7) dans laquelle le tiroir pilote a pénétré jusqu'à ce que le contact de ce dernier avec le flasque antagoniste déplace le tiroir pilote dans son autre position extrême et inverse le sens de déplacement du piston. 3. Vérin hydraulique alternatif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la face du piston (5) côté tige (4) détermine avec le flasque correspondant (3) une chambre (7) communiquant en permanence avec l'orifice (8) d'entrée du fluide sous pression et en ce que le tiroir principal (10) comprend une partie centrale (15) de diamètre reduit faisant communiquer une chambre (6) délimitée entre le piston (5) et le flasque (2) opposé à la tige (4) soit avec une chambre annulaire (12) communiquant avec l'orifice (13) de sortie de fluide sous pression, soit avec ladite chambre (7), cependant que les deux extrémités de L'alésage (9) dans Lequel se déplace le tiroir principal (10) sont mises en communication alternativement, l'une, avec l'orifice (8) d'entrée de fluide et, l'autre, avec l'orifice (13) de sortie de fluide par l'intermédiaire du tiroir pilote (21). 4. Vérin hydraulique alternatif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite chambre annulaire (12) communique avec un perçage (35) réalisé dans la tige (4) du vérin et constituant le conduit de sortie du fluide sous pression afin d'augmenter la course de ladite tige. 5. Vérin hydraulique alternatif suivant La revendication 4, caractérisé en ce que L'arrivée du fluide sous pression se fait par un perçage (34) dans la tige (4) du vérin et communiquant avec les alesages (9,20) dans lesquels se déplacent les tiroirs principal (10) et pilote (21). 6. Vérin hydraulique alternatif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le tiroir principal (10') comporte deux parties de diamètre réduits (37,38) susceptibles de faire communiquer alternativement chacune des deux chambres (6,7) délimitées de part et d'autre du piston (5') avec l'un des deux orifices d'entrée et de sortie de fluide sous pression (8,13) par L'intermédiaire du tiroir pilote (21'), cependant que les deux extrémités de L'alésage (9') dans laquelle se déplace le tiroir principal (10') sont mises en communication alternativement, l'une, avec l'orifice (13) de sortie de fluide et, l'autre, avec l'orifice (8) d'entrée de fluide par l'intermédiaire dudit tiroir pilote (21'). 7. Vérin hydraulique alternatif suivant la revendication 6, caracterisé en ce que l'entrée et la sortie de fluide sous pression s'effectue par l'intermédiaire de perçages réalisés dans la tige (4) du vérin. 8. Vérin hydraulique alternatif suivant la revendica tion 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour appliquer le fluide sous pression aux extrémités du tiroir principal (10) sont constitués par deux couples de gorges (52,53 et 58,59) ménagées dans la face interne du corps du vérin et des perçages (50,51,55,56,60,62) réalisés dans leLpiston (5") et faisant communiquer, d'une part, une chambre annulaire (57) en communication avec l'orifice de sortie de fluide (13) et, d'autre part, une chambre (7) délimitée par le piston, côté tige (4) , et en communication avec l'orifice d'entrée de fluide (8), avec les extrémités de la chambre dans laquelle se déplace le tiroir principal (10), ce dernier comprenant une partie centrale (15) de diamètre retréci susceptible de mettre en communication la chambre (6) délimitée par l'autre face du piston (5"), soit avec la première chambre (7), soit avec ladite chambre annulaire (57), par l'intermédiaire de passages appropriés (54,63,64,65).