Brevet FR2725250A1 — publié le 19960405

DISPOSITIF COMPRENANT AU MOINS TROIS ELENENTS MOBILES EN COULIGSEMENT ET ACTIONNES PAR DES VERINS L'invention concerne les dispositifs comprenant au moins trois éléments mobiles en coulissement, notamment les bras télescopiques. On connaît des dispositifs de ce genre dans de nombreux domaines technique. On connaît en particulier de nombreux types de bras télescopiques. De tels bras sont par exemple montés sur des véhicules utilitaires de travaux pour la manutention de charges en hauteur. Généralement, le bras comprend trois ou quatre éléments actionnés par des vérins hydrauliques situés à l'extérieur du bras ou dans celui-ci. Chaque vérin relie deux éléments consécutifs dans la succession. Les vérins sont alimentés en fluide depuis la base du bras par des conduits transportant l'huile sous pression nécessaire à leur actionnement. Ces conduits sont logés dans des flexibles afin de faciliter leur disposition suivant les mouvements relatifs des éléments pour tenter de préserver les conduits des torsions et des chocs et permettre leur déplacement avec les éléments. L'alimentation de chaque vérin étant reliée à la base du bras, la longueur du flexible augmente à mesure que le vérin en question est solidaire d'éléments plus éloignés de cette base dans la succession. Comme on souhaite donner la portée la plus grande au bras étendu, certains des flexibles doivent être très longs. Qu'ils soient disposés dans le bras ou à l'extérieur, le nombre et la longueur des flexibles sont source de difficultés lors de la rétractation du bras. En effet, en position repliée du bras, les flexibles doivent être logés dans un espace relativement compact sans s'emmêler. Ces difficultés sont accrues à mesure qu'on réalise des bras plus longs et présentant plus d'éléments coulissants. C'est pourquoi la présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un dispositif pouvant être déplié et rétracté à volonté sans que les flexibles ne constituent la moindre gène tout en demeurant convenablement disposés dans toutes les positions du bras. L'invention vise donc un dispositif comprenant au moins trois éléments d'axes parallèles, ces éléments étant mobiles à coulissement les uns par rapport aux autres parallèlement auxdits axes, ce dispositif comprenant au moins deux vérins permettant chacun de déplacer un élément par rapport à un élément consécutif, et des moyens d'alimentation des vérins en fluide d'actionnement à partir d'une source d'alimentation. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'au moins la majeure partie des moyens d'alimentation d'au moins un premier vérin fait partie des moyens d'alimentation d'un deuxième vérin. Les termes de "premier" et de "deuxième" vérins sont utilisés seulement pour des raisons de clarté. Ils ne désignent pas un vérin suivant sa position dans la succession des vérins. Les premier et deuxième vérins ont donc au moins une partie de leurs moyens d'alimentation en commun. Autrement dit, ces deux vérins, plutôt que d'être alimentés strictement en parallèle depuis une extrémité du dispositif, sont alimentés au moins partiellement en série. On économise donc la portion de flexible correspondant à la partie commune des moyens d'alimentation, ce qui réduit l'encombrement total des flexibles d'un volume correspondant. Cela facilite d'autant plus la disposition et l'ordonnancement des flexibles au cours des mouvements des éléments. Bien entendu, plus les moyens d'alimentation sont ainsi mis en commun pour les vérins, plus l'économie de flexibles ainsi réalisée est importante et plus la disposition des flexibles est simplifiée. Lorsque le dispositif comprend trois, quatre vérins ou plus, la longueur de certains flexibles est ainsi réduite de façon importante et il ne se pose plus de problème d'agencement des flexibles. En particulier, l'agencement des flexibles n'est plus un frein à la réalisation de bras ayant une grande portée. De plus, l'invention permet de réaliser des bras ayant de nombreux éléments courts comme des bras comprenant un petit nombre d'éléments longs. Selon une version de l'invention, ledit deuxième vérin est alimenté en fluide par l'intermédiaire dudit premier vérin. Le deuxième vérin utilise donc intégralement les moyens d'alimentation du premier vérin, l'alimentation du deuxième vérin traversant le premier vérin. Par conséquent, le flexible alimentant le deuxième vérin est beaucoup moins long que s'il reliait ce vérin à la même source d'alimentation que le premier vérin, l'extrémité du dispositif par exemple, ou que s'il se raccordait au premier vérin en amont de celui-ci (par rapport à la source d'alimentation). Le contrôle de la position des flexibles est donc encore plus aisé. Selon une autre version de l'invention, les premier et deuxième vérins comportant chacun un premier et un deuxième organes, à savoir respectivement une tige et un corps, mobiles l'un par rapport à l'autre, les moyens d'alimentation dudit deuxième vérin sont reliés à un seul desdits organes de celui-ci. On réduit ainsi le nombre de flexibles nécessaires à l'alimentation des vérins. Selon une autre version, ledit premier vérin est alimenté par l'un de ses organes et alimente par l'autre de ses organes ledit deuxième vérin. Selon une version de l'invention, lesdits premier et deuxième vérins étant consécutifs, les organes de ces vérins reliés entre eux par des moyens d'alimentation sont solidaires d'un même élément du dispositif. De la sorte, alors que la mobilité du ou des flexibles était déjà très sensiblement réduite par les dispositifs précités selon l'invention, ce ou ces flexibles sont cette fois parfaitement immobiles par rapport aux organes précités des vérins quels que soient les mouvements du bras en déploiement ou en rétraction. En effet, le flexible est relié à deux organes de deux vérins respectifs, ces organes étant solidaires du même élément du dispositif. Quels que soient les mouvements de cet élément par rapport aux autres éléments, la forme de ce flexible n'est plus modifiée. Son agencement en soi et par rapport aux autres flexibles ne pose donc plus aucune difficulté. Selon une autre version de l'invention, les premier et deuxième vérins sont disposés de sorte que leur premier organe est plus proche d'une même extrémité du dispositif que ne l'est leur deuxième organe. On réalise ainsi une économie d'encombrement dans la disposition des vérins en eux-mêmes. Selon une autre version de l'invention, les premier et deuxième vérins étant des vérins double effet, les moyens d'alimentation de chacun de ces vérins comprenant deux conduits respectivement pour la sortie et la rentrée de la tige, les conduits d'alimentation pour la sortie et la rentrée de la tige sont respectivement reliés en série. Selon une autre version de l'invention, à l'exception d'un vérin constituant une extrémité de la succession des vérins, tous les vérins sont des premiers vérins. Dans ce cas, ce qui a été énoncé pour le vérin repéré comme le premier vérin est valable pour les autres vérins. Certains vérins peuvent alors jouer le rôle du premier vérin pour un vérin donné et le rôle du deuxième vérin pour un autre vérin. On réalise avec cette version la meilleure économie d'encombrement pour les flexibles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un mode possible de réalisation. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non-limitatif: - la figure 1 est une vue en élévation en coupe du dispositif replié; - la figure 2 est une vue en élévation en coupe de la majeure partie du dispositif déplié; - la figure 3 est un schéma de l'alimentation de deux vérins; et - la figure 4 est une vue en élévation d'un véhicule comprenant un dispositif selon l'invention. Le mode de réalisation du dispositif selon l'invention est ici un bras télescopique 1. En référence à la figure 4, le bras 1 est monté sur un véhicule 30 de travaux ou de manutention, ce véhicule étant par exemple d'un type connu en soi. Le bras 1 permet la manutention de charges ou d'outils. Le bras 1 comprend au moins trois éléments d'axes parallèles qui sont ici au nombre de quatre et référencés 2a, 2b, 2c, 2d. Ces éléments sont tubulaires avec une section droite sensiblement carrée et sont mobiles à coulissement les uns par rapport aux autres parallèlement auxdits axes. Les éléments 2a-d étant sensiblement concentriques, on considère ici que leurs axes respectifs demeurent confondus avec l'axe 3 du bras. Le bras 1 comprend au moins deux vérins, ici trois vérins 4a, 4b, 4c. Ces vérins permettent chacun de déplacer un élément 2a-d par rapport à un élément 2a-d consécutif. Les trois vérins 4a-c se trouvent à l'intérieur du bras et sont disposés les uns à côté des autres. Chaque vérin 4a-c comporte un premier et un deuxième organes, à savoir respectivement une tige 5a, 5b, 5c et un corps 6a, 6b, 6c, mobiles l'un par rapport à 1' autre. Le bras 1 comprend aussi des moyens d'alimentation des vérins 4a, 4b, 4c en fluide d'actionnement à partir d'une source d'alimentation. Le fluide d'actionnement est ici de l'huile sous pression et la source d'alimentation non représentée est par exemple d'un type connu en soi. Les moyens d'alimentation comprennent des conduits de transport de l'huile, logés dans des flexibles 7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c. La nature de ces conduits est par exemple connue en soi. Leur agencement est décrit plus loin. Selon l'invention, au moins la majeure partie des moyens d'alimentation d'au moins un premier vérin fait partie des moyens d'alimentation d'un deuxième vérin. Dans le présent exemple, cette caractéristique s'applique notamment en considérant que les premier et deuxième vérins sont les vérins 5b et 5a, consécutifs dans la succession des vérins. On va donc décrire ces deux vérins en premier lieu pour illustrer cette caractéristique. Néanmoins, comme cela est dit par la suite, le présent mode de réalisation est tel que les vérins 5c et 5b jouent également les rôles respectifs de premier et deuxième vérins. Dans le présent exemple, les tiges respectives 5a, 5b des vérins 4a, 4b sont solidaires respectivement des éléments 2a, 2b. De plus, les corps respectifs 6a, 6b des vérins 4a, 4b sont solidaires respectivement des éléments 2b, 2c. Les liaisons des corps et des tiges avec les éléments sont des liaisons en rotation autour d'axes 30 tous parallèles réalisées par exemple de façon connue en soi. Le vérin 4a est alimenté par sa tige 5a par les flexibles 7a et 8a depuis la source d'alimentation précitée. Le vérin 4b est alimenté par sa tige 5b par les flexibles 7b et 8b depuis le corps 6a du vérin 4a. Le vérin 4b bénéficie donc des flexibles 7a, 8a du vérin 4a pour son alimentation. Le détail de l'alimentation du vérin 4b à travers le vérin 4a est expliqué plus loin. Au moins la majeure partie des moyens d'alimentation 7a, 8a du vérin 4a fait partie des moyens d'alimentation du vérin 4b. Ici, c'est la totalité des moyens d'alimentation du vérin 5a, à savoir les flexibles 7a et 8a qui fait partie des moyens d'alimentation du vérin 5b, c'est-à-dire que le vérin 5b est alimenté en fluide par l'intermédiaire du vérin 5a. Les moyens d'alimentation respectifs des vérins 4a et 4b sont reliés à un seul des organes de ceux-ci, à savoir respectivement les tiges 5a, 5b. Le vérin 4a est alimenté par l'un de ses organes, sa tige 5a, et alimente par l'autre de ses organes, son corps 6a, le vérin 4b. Les organes des vérins 4a, 4b reliés entre eux par des moyens d'alimentation, à savoir le corps 6a et la tige 5b, sont solidaires d'un même élément 2b du bras. De plus, les vérins 4a, 4b sont disposés de sorte que leurs tiges 5a, 5b sont plus proches d'une même extrémité du bras 1, ici la base 10 du bras, que ne le sont leurs corps 6a, 6b. On décrit maintenant le mode de connexion des moyens d'alimentation avec les vérins 4a, 4b. Les vérins 4a, 4b sont des vérins double effet alimentés par leur tiges 5a, 5b. De tels vérins sont par exemple connus. Chaque vérin reçoit deux circuits d'alimentation, un premier circuit pour l'alimentation en huile du côté du fond du vérin afin de provoquer la sortie de la tige et un deuxième circuit pour l'alimentation en huile du côté de la tige pour provoquer la rentrée de la tige. Chaque conduit étant logé dans un flexible isolé, on repère par la suite conduits et flexibles par les mêmes références. En référence à la figure 3 représentant schématiquement les vérins 4a, 4b en position repliée, le circuit d'alimentation des vérins 4a, 4b côté fond est le suivant. Le conduit 7a relie la source d'alimentation à la tête 12a de la tige 5a du vérin 4a. Le conduit 7a s'étend jusqu'à une extrémité 14a d'un conduit intérieur central axial 13a de la tige s'étendant sur toute la longueur de la tige 5a. A son autre extrémité 15a, le conduit 13a communique avec le fond du corps 6a et avec le conduit 7b qui relie le corps 6a à la tête 12b de la tige 5b du vérin 4b. De façon identique, cette tête 5b est mise en communication avec le conduit 7c menant à la tête 12c du vérin 4c non représenté sur la figure 3. Les conduits d'alimentation 7a, 7b pour la sortie des tiges 5a, 5b sont reliés en série. Le flexible du conduit 7b est disposé le long du corps 6a. Par ailleurs, le circuit d'alimentation des vérins 4a, 4b côté tige est le suivant. Le conduit 8a relie la source d'alimentation à la tête 12a de la tige 5a du vérin 4a. Le conduit 8a s'étend jusqu'à une extrémité 16a d'un conduit intérieur axial 17a de la tige. Ce conduit 17a est cylindrique et coaxial au conduit intérieur axial 13a et s'étend sur la majeure partie de la longueur de la tige 5a, mais sans atteindre la fond du corps du vérin. A son autre extrémité 18a, le conduit 17a communique avec l'espace 20a s'étendant dans le corps 6a entre sa paroi intérieure et la tige 5a. Cet espace 20a communique avec le conduit 8b qui relie le corps 6a à la tête 12b de la tige 5b du vérin 4b. De façon identique, cette tête 5b est mise en communication avec le conduit 8c menant à la tête 12c du vérin 4c non représenté sur la figure 3. Les conduits d'alimentation 8a, 8b pour la rentrée des tiges 5a, 5b sont eux aussi reliés en série. Ce qui vient d'être exposé pour les vérins 4a, 4b est également valable respectivement pour les vérins 4b, 4c qui jouent alors les rôles respectifs de premier et de deuxième vérins, à ceci près que le vérin 4c n'alimente aucun vérin puisqu'il achève la succession des vérins. En ce sens, à l'exception du vérin 4c constituant une extrémité de la succession des vérins opposée à la base 10, tous les vérins sont des premiers vérins. Par conséquent, à l'exception du vérin 4a, tous les vérins sont des deuxièmes vérins. Tous les vérins sont donc alimentés en série côté fond et côté tige respectivement. Bien entendu, les extrémités respectives des circuits d'alimentation des vérins côté fond et côté tige sont obturées au niveau du vérin 4c. Ces deux circuits d'alimentation sont alimentés indépendamment par la source d'alimentation au moyens de vannes ou de moyens analogues adaptés et connus. Chaque vérin 4a-c du bras est orienté avec sa tige 5a-c plus proche de la base 10 du bras que son corps 6a-c. Le bras qui vient d'être décrit est utilisé de la façon suivante. Pour étendre le bras replié, on commande l'alimentation en huile sous pression du circuit d'alimentation des vérins 4a-c côté fond. Les vérins sont déployés alors sensiblement les uns après les autres jusqu'à l'extension du bras sur la longueur désirée. Ce déploiement a lieu par ordre de charge croissante, c'est-àdire que les vérins soumis à la charge la plus faible sont déployés en premier. En pratique, cet ordre est difficile à prévoir. Pour rétracter le bras, on alimente le circuit correspondant au côté tige des vérins. Ceux-ci sont repliés alors par ordre de charge croissante. Mises à part les particularités de l'invention, la gestion des alimentations des deux circuits obéit par ailleurs sensiblement aux mêmes principes que dans les bras classiques. Ces mouvements sont effectués sans avoir à se soucier de la disposition des flexibles 7a-c et 8a-c. En effet, ces flexibles ne sont jamais mis en mouvement par rapport aux organes de vérins qu'ils relient. Chaque flexible 7a, 7b, 7c reste immobile respectivement par rapport à l'élément 4a, 4b, 4c. Il en est de même pour les flexibles 8a-c. Dans un autre mode de réalisation, on peut choisir les vérins 4a-c de sorte qu'au moins deux des vérins sont de sections différentes. Dans ce cas, le déploiement des vérins se fait par ordre de section décroissante autrement dit, les vérins à section étroite se déploient en dernier. On peut ainsi choisir les sections des vérins afin d'obtenir un ordre privilégié de déploiement des éléments 4a-c. Par exemple, si l'on souhaite déployer l'élément 2c, puis l'élément 2b, et enfin l'élément 2d, on donnera la section la plus large au vérin 4b et la section la plus étroite au vérin 4c, le vérin 4a ayant une section intermédiaire. REVENDICATIONS 1. Dispositif comprenant au moins trois éléments (2a, 2b, 2c, 2d) d'axes (3) parallèles, ces éléments étant mobiles à coulissement les uns par rapport aux autres parallèlement auxdits axes (3), ce dispositif comprenant au moins deux vérins (4a, 4b, 4c) permettant chacun de déplacer un élément (2b, 2c, 2d) par rapport à un élément (2a, 2b, 2c) consécutif, et des moyens d'alimentation (7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) des vérins (4a, 4b, 4c) en fluide d'actionnement à partir d'une source d'alimentation, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'au moins la majeure partie des moyens d'alimentation (7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) d'au moins un premier vérin (4a, 4b) fait partie des moyens d'alimentation d'un deuxième vérin (4b, 4c). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième vérin (4b, 4c) est alimenté en fluide par l'intermédiaire dudit premier vérin (4a, 4b). 3. Dispositif selon la revendication 2, les premier et deuxième vérins (4a, 4b, 4c) comportant chacun un premier (5a, 5b, 5c) et un deuxième (6a, 6b, 6c) organes, à savoir respectivement une tige et un corps, mobiles l'un par rapport à l'autre, le dispositif étant caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) dudit deuxième vérin (4b, 4c) sont reliés à un seul desdits organes de celui-ci. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier vérin (4a, 4b) est alimenté par l'un (5a, 5b) de ses organes et alimente par l'autre (6a, 6b) de ses organes ledit deuxième vérin (4b, 4c) 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième vérins (4a, 4b, 4c) étant consécutifs, les organes (5b, 5c, 6a, 6b) de ces vérins reliés entre eux par des moyens d'alimentation (7b, 7c, 8b, 8c) sont solidaires d'un même élément (2a, 2b, 2c) du dispositif. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les premier et deuxième vérins (4a, 4b, 4c) sont disposés de sorte que leur premier organe (5a, 5b, 5c) est plus proche d'une même extrémité (10) du dispositif que ne l'est leur deuxième organe (6a, 6b, 6c). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, les premier et deuxième vérins (4a, 4b, 4c) étant des vérins double effet, les moyens d'alimentation de chacun de ces vérins (4a, 4b, 4c) comprenant deux conduits (7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) respectivement pour la sortie et la rentrée de la tige (5a, 5b, 5c), caractérisé en ce que les conduits d'alimentation (7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c) pour la sortie et la rentrée de la tige sont respectivement reliés en série. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, à l'exception d'un vérin (4c) constituant une extrémité de la succession des vérins, tous les vérins (4a, 4b) sont des premiers vérins. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits éléments (2a, 2b, 2c, 2d) sont tubulaires et coulissent les uns dans les autres. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins deux des vérins (4a, 4b, 4c) se trouvent à l'intérieur du dispositif. 11. Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce que tous les vérins se trouvent à l'intérieur du dispositif. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le dispositif est un bras télescopique. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque vérin (4a, 4b, 4c) est orienté avec sa tige (5a, 5b, 5c) plus proche de la base (10) du bras que son corps (6a, 6b, 6c). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'au moins deux des vérins sont de sections différentes. 15. Véhicule de travaux ou de manutention caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une des revendications précédentes sous la forme d'un bras télescopique.