Brevet FR2602553A1 — publié le 19880212

L'invention concerne un nouveau type de vérin hydraulique ou pneumatique. Les verins connnus sont rectilignes, c'est-à-dire que leur tige de piston se déplace selon l'axe longitudinal de leur cylindre. Leur course produit donc un mouvement rectiligne qui lorsqu'elle est appliquée à la commande d'un mouvement rotatif nécessite l'interposition de pièces de renvoi telles que des crémaillères ou des chaines et couronnes dentées. Par ailleurs l'extension de la tige du vérin provoque un encombrement parfois incompatible avec certaines applications. Par exemple dans son brevet français 85 05 701, la demanderesse a décrit un dispositif pour la commande de clapets de ventilation de navires manoeuvré par un vérin hydraulique. Dans le mode de réalisation décrit, les dimensions du clapet sont suffisantes pour que le vérin même en extension reste dans le gabarit du clapet. Mais on n'a pas pu adapter le dispositif de commande à des clapets plus petits parce que le vérin en extension aurait dépassé le gabarit. La présente invention permet de remédier à un tel inconvénient et procure un vérin hydraulique ou pneumatique d'encombrement réduit capable de transmettre directement un mouvement circulaire. Selon l'invention le vérin est caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre courbe coopérant avec un piston courbe coaxial au cylindre et ayant le même rayon de courbure, l'extrémité extérieure de la tige du piston étant solidaire d'un levier centré sur l'axe de rotation de la tige. Ainsi, le vérin selon l'invention sera coaxial à l'axe de rotation dont il doit provoquer le mouvement. Cette construction avantageuse du vérin selon l'invention permet une application à la commande directe de mouvement rotatifs dans des -conditions d'encombrement très réduits. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un exemple de réalisation en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en plan d'un vérin à simple effet selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique en plan d'un vérin à double effet selon l'invention. La figure 3 est une coupe schématique en élévation de l'application d'un vérin conforme à l'invention à un dispositif de commande à accumulation d'énergie. La figure 4 est une vue en plan du vérin du dispositif de la figure 3. Etant donné qu'on décrira par la suite un exemple d'application du vérin selon l'invention au dispositif de commande décrit dans le brevet 85-5701, on utilisera pour les pièces communes les mêmes références, les pièces propres à la présente invention étant numérotées à partir de la référence 60. Le vérin à simple effet représenté sur la figure 1 est constitué par un support 50 de forme quelconque et de préférence circulaire, muni en son centre d'un moyeu tourillonnant dans des paliers et portant un arbre 61. Sur le support 60 est fixé un cylindre courbe 62 coaxial à l'arbre 61. L'une des extrémités du cylindre 62 est fermée par un distributeur 63. L'arbre 61 porte un levier 64 s'étendant radialement en direction de la périphérie du support 60, sur ce levier 64 est fixée l'extrémité d'une tige de piston courbe 65 concentrique au cylindre 62 et de même rayon de courbure. Le diamètre intérieur du cylindre 62 est légèrement supérieur à celui de la tige 65. L'étanchéité est assurée par une coupelle montée sur l'extrémité de la tige (référence 66 sur la figure 4). On comprend qu'en adressant par le distributeur 63 un fluide sous pression à l'intérieur du cylindre 62 on provoquera la course de la tige selon un parcours circulaire provoquant la rotation de l'arbre 61. En raison de sa forme courbe, la tige de piston 65 a tendance à se déformer lorsqu'elle est soumise à la pression, sous l'effet d'une force tangentielle appliquée sensiblement dans la zone de la tête de piston. Pour éviter cette déformation et assurer un coulissement satisfaisant du piston dans le cylindre, on a prévu de disposer dans cette zone des moyens facilitant ce coulissement (non représentés sur les figures 1 et 2 > . Ces moyens peuvent être par exemple une bague de P.T.F.E intercalée entre la coupelle et l'extrémité de la tige. Un tel moyen convient pour les vérins de faible puissance. Pour les vérins de puissance importante, à partir de 50 bars environ, on dispose de préférence un galet logé dans un évidement de l'extrémité de la tige comme il sera décrit plus en détail ci-après. La bague en P.T.F.E., comme le galet, ont pour effet de transformer la direction tangentielle de la force appliquée sur la tête de piston en une direction sensiblement parallèle à la courbure de la tige. Le vérin à double effet représenté sur la figure 2 diffère du précédent en ce que le support 60 est muni de deux cylindres 62, 62' opposés de part et d'autre du distributeur 63. Au lieu d'être à simple voie le distributeur 63 est à double voie. En outre deux tiges coopérant 65,65' respectivement avec les cylindres 62,62' sont fixés de part et d'autre du levier 64. Les figures 3 et 4 montrent un exemple d'application d'un vérin circulaire à simple effet à un disposif à accumulation d'énergie pour la commande automatique de clapets de ventilation de navire tels que celui décrit dans le brevet français 85-5701 de la demanderesse. On retrouve donc un accumulateur d'énergie constitué par un moteur à ressort 15 monté sur un arbre 18 logé dans un boitier 14 et en prise avec l'arbre (non représenté), de commande d'un clapet (également non représenté > . Deux leviers antagonistes 24 coopèrent par l'intermédiaire de rouleaux 28 avec des trous diamétralement opposés, pratiqués dans un flasque 16 entrainé à rotation par l'arbre 18 du moteur à ressort, ainsi qu'avec des évidements diamétralement opposés dans le boîtier 14. Les leviers 24 sont articulés sur un vilebrequin 22 coaxial à l'arbre 18. Ils sont en prolongement mutuel en position de verrouillage.Un électroaimant 36, dont le doigt 37 bis coopère avec le vilebrequin 32, bloque l'ensemble en rotation. A l'opposé des leviers 24 par rapport au moteur à ressort 15 un carter 50, formant support pour le vérin cylindrique à simple effet selon l'invention, est fixé au boitier 14 par des boulons 67. Dans ce carter 60 un moyeu, coaxial à l'arbre 18, est tourillonné dans des paliers 69 et reçoit à l'opposé de l'arbre 18 un arbre de commande non représenté. Sur le moyeu 68 est fixé le bras 64 solidaire de la tige 65. Le cylindre 62 est fixé dans le carter par des entretoises 70. Comme on le voit sur la figure 4, l'extrèmitè de la tige 65 opposée au levier 64 est munie d'une coupelle d'étanchéité 66. Prés de la même extrémité, un évidement 71 loge un galet sphérique 72 dont la fonction à été précédemment décrite. Lorsque par le distributeur 63 on adresse du fluide sous pression dans le cylindre 62, la tige 65 sort du cylindre entrainant en rotation l'arbre 18 ainsi que l'arbre de commande (non représenté), qui se trouve dans le prolongement de l'arbre 18. Cette rotation, en commandant la manoeuvre de l'appareil commandé, arme le ressort du moteur à ressort 15 et met les rouleaux 28 en butée dans les évidements du boitier 14 sousl'action fdes leviers antagonistes 24 pilotés par le vilebrequin 22. L'ensemble est bloqué par le doigt 37 bis de l'électroaimant 36. Lorsque le doigt est rétracté, les leviers pivotent et dégagent les rouleaux 28, le ressort du moteur 15 peut se détendre entrainant le retrait de la tige 65 dans le cylindre 62. Ce vérin remplace donc avantageusement l'ensemble vérin rectiligne-couronne dentée du disposif décrit dans le brevet 85-5701. Le vérin circulaire selon l'invention peut recevoir de nombreuses applications. il peut notamment être utilisé pour la commande des vannes quart de tour et, d'une manière générale, comme organe de commande de tout mouvement circulaire de course inférieure à 150-. REVENDICATIONS 1. Vérin à simple effet, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support (6) muni d'un moyeu (68) tourillonnant dans des paliers, portant un arbre de commande (51), d'un cylindre courbe (62) fixé sur ledit support (60) coaxialement audit arbre (61); et fermé à une extrémité par un distributeur (63) pour un fluide de pression; d'une tige de piston courbe (65) coopérant avec ledit cylindre (62), de même rayon de courbure et également coaxial à l'arbre (51), ladite tige étant fixée par une de ses extrémités à un levier (64) fixé sur ledit arbre (62) et muni à son autre extrémité d'une coupelle d'étanchéité (66). 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (65) est munie, dans la zone de son extrémité formant tête de piston, de moyens facilitant le coulissement dans le cylindre (52). 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens facilitant le coulissement sont constitués par une bague de P. T. F. E. intercalée entre la coupelle d'étanchéité (66) et l'extrémité de la tige (55). 4. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens facilitant le coulissement sont constitués par un galet sphérique (72) logé dans un évidement (71). 5. Vérin à double effet caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support (6) muni d'un moyeu (68) tourillonnant dans des paliers, portant un arbre de commande (61); de deux cylindres courbes (62, 62') fixés sur ledit support (5) coaxialement audit arbre (61) et de part et d'autre d'un distributeur à double voie (63) pour un fluide de pression, chacun des cylindres (62, 62') coopérant avec une tige de piston (65, 65') de même rayon de courbure et également coaxiale à l'arbre (61), lesdites tiges (65, 65') étant fixées de part et d'autre d'un levier (64) fixé sur l'arbre (61) et étant munies de coupelles d'étanchéité (66). 6. Vérin à double effet selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens facilitant le coulissement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4. 7. Dispositif à accumulation d'énergie pour la commande automatique d'ensembles mécaniques, tels que des clapets de ventilation ou des vannes quart de tour, caractérisé en ce qu'il comporte - un organe de manoeuvre par vérin hydraulique principal selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ledit vérin assurant également l'armement de l'accumulateur d'énergie et l'amortissement du mouvement lorsqu'il est mené par l'accumulateur; - un accumulateur d'énergie constitué par un moteur à ressort spiral (15), le vérin principal et le moteur à ressort étant montés en série sur un moyeu en prise avec l'arbre de commande du mécanisme à manoeuvrer; ; - des moyens de verrouillage mécaniques par leviers antagonistes (24) coopérant, directement ou par l'intermédiaire de rouleaux (28) avec des trous diamétralement opposés pratiqués dans un flasque (16) entraînés en rotation par l'arbre (18) du moteur à ressort (15), ainsi- qu'avec des évidements correspondants pratiqués dans le boîtier (14) du dispositif, lesdits leviers antagonistes (24) étant articulés sur un vilebrequin (22) disposé coaxialement audit arbre (18), lesdits leviers se trouvant en prolongement mutuel en position de verrouillage; - des moyens de sécurité électrique du verrouillage constitués par un électro-aimant (36) dont le doigt (37bis) coopère avec le vilebrequin (22) pour bloquer l'ensemble en rotation.