Brevet FR2784424A1 — publié le 20000414

DISPOSITIF DE RECENTRAGE D'UN MECANISME COMPORTANT UNE PARTIE MOBILE La présente invention concerne un dispositif de recentrage d'un mécanisme comportant une partie mobile. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine technique de la commande de déplacement en translation ou en rotation de mécanisme par des actionneurs hydrauliques, par exemple la commande de direction d'un essieu auxiliaire sur un véhicule du type bus articulé ou tramway sur pneumatique, ou encore la commande d'inclinaison du pantographe d'un train équipé d'un système de pendulation de caisse. Pour ce type de mécanismes comportant une partie mobile, il est souvent nécessaire de recentrer, et mme de verrouiller, la partie mobile dans une position déterminée au travers d'une commande ou d'un circuit auxiliaire. Un cas typique d'application est le recentrage et le verrouillage du mécanisme lorsque la commande principale est défaillante. Par exemple, dans le cas d'une panne (panne d'alimentation ou énergie hydraulique, panne de l'électronique de commande, etc...) du système de direction d'un véhicule commandé par actionneur hydraulique, un moyen de recentrage de l'essieu est nécessaire. De mme, en cas de défaillance du mécanisme d'inclinaison d'un pantographe, le recentrage du pantographe est nécessaire. La présente invention a précisément pour objet de répondre à ce besoin en proposant un dispositif de recentrage d'un mécanisme comportant une partie mobile, dispositif qui permettrait de rentrer la partie mobile du mécanisme dans une position prédéterminée dans le cas où 1'actionneur hydraulique de commande dudit mécanisme viendrait à tomber en panne. Ce but est atteint, selon la présente invention, au moyen d'un dispositif de recentrage d'un mécanisme comportant une partie mobile, ladite partie mobile étant entraînée en mouvement par au moins un actionneur hydraulique comprenant un vérin, dit vérin principal, présentant un corps de vérin et une tige mobile en translation dans ledit corps de vérin et reliée à ladite partie mobile, ledit vérin principal étant commandé par un circuit hydraulique, dit circuit principal, remarquable en ce que ledit actionneur hydraulique comprend également au moins un vérin de recentrage présentant un piston mobile et apte à amener la tige mobile du vérin principal dans une position prédéterminée dans le corps de vérin au moyen d'un circuit hydraulique, dit circuit de recentrage, indépendant du circuit principal. Ainsi, un mécanisme dont la partie mobile doit tre déplacée en rotation, par exemple, est entraînée dans son mouvement par un ensemble de deux actionneurs hydrauliques comprenant deux vérins principaux, simple ou double effet, exerçant chacun un effort en sens contraire. Leurs courses sont identique et égales à la course totale de la partie mobile du mécanisme. Les vérins principaux ont pour fonction d'exercer un effort sur le partie mobile du mécanisme, effort proportionnel à la pression qui se trouve dans la chambre correspondante, laquelle est alimentée par un des circuits hydrauliques principaux. L'effort vu par la partie mobile du mécanisme est un couple de rotation, résultant des efforts appliqués par chacun des vérins principaux. Les vérins de recentrage sont alors normalement non alimentés hydrauliquement. Ils restent en position effacée et ne perturbent pas le fonctionnement normal des vérins principaux. En cas de défaillance desdits vérins principaux, les circuits hydrauliques de recentrage sont mis sous pression de manière à entraîner les pistons mobiles des vérins de recentrage en translation le long du corps de vérin. Dans ce mouvement, l'un des pistons mobiles rencontre la tige mobile d'un des vérins principaux et exerce sur elle un effort proportionnel à la pression qui se trouve dans la chambre, de manière à l'amener dans la position prédéterminée de recentrage, définie par mise en butée dudit piston mobile. L'effort est donc exercé dans le sens de recentrage de la partie mobile du mécanisme. Le vérin de recentrage de l'actionneur hydraulique opposé vient également en butée. La partie mobile du mécanisme ne peut quitter sa position prédéterminée centrée tant que la somme des efforts extérieurs et des efforts des vérins principaux est inférieure aux efforts des vérins de recentrage. Elle se trouve donc verrouillée tant que l'on maintient une pression suffisante dans les circuits hydrauliques de recentrage. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, ledit piston mobile est intégré dans le corps de vérin. Cette disposition permet d'obtenir une structure modulaire et compacte pour l'ensemble du système. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut tre réalisée. La figure 1 est une vue de face d'un dispositif de centrage conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de côté d'un actionneur hydraulique du dispositif de centrage de la figure 1. Les figures 3a à 3d sont des vues de côté de variantes de réalisation de 1'actionneur hydraulique de la figure 2. La figure 4 est une vue de côté d'un actionneur hydraulique linéaire à double effet. La figure 5 est un schéma d'un circuit d'alimentation hydraulique d'un dispositif de recentrage conforme à l'invention. Sur la figure 1 est représenté un dispositif de centrage d'un mécanisme comportant une partie mobile 1, par exemple un palonnier. Dans le mode de réalisation montré à la figure 1, ladite pièce mobile 1 est entraînée en rotation autour d'un axe A par un ensemble de deux actionneurs 10a, lOb. Comme on peut le voir sur la figure 2,1'actionneur hydraulique, référencé 10, comprend un vérin principal 11, ici à simple effet, présentant un corps 13 de vérin et une tige mobile 110 en translation dans ledit corps 13 de vérin. Les tiges 110a, 110b des actionneurs 10a, 10b du dispositif de la figure 1 sont reliées à une de leurs extrémités à chaque extrémité de la partie mobile 1, de sorte que, par une action conjuguée des vérins principaux lla, llb, la partie mobile 1 soit entraînée en rotation autour de l'axe A. Pour cela, la chambre 111 du vérin principal 11 de 1'actionneur de la figure 2 est relié à un circuit hydraulique principal, non représenté, apte à mettre sous pression ledit vérin principal 11 et donc à déplacer la tige mobile 110 sur une course Cu allant sensiblement du fond 14 du corps 13 de vérin à une butée 15. Ainsi que le montrent les figures 1 et 2, les actionneurs 10a, 10b comprennent également un vérin 12a, 12b de recentrage à simple effet présentant un piston mobile 120a, 120b, ici intégré dans le corps 13a, 13b du vérin. Chaque vérin 12a, 12b de recentrage comporte une chambre 121a, 121b relié à un circuit hydraulique de recentrage, non représenté sur les figures 1 et 2, indépendant du circuit principal correspondant. Lorsque la chambre 121a, 121b, est mise sous pression, le piston mobile 120a, 120b se déplace dans le corps 13a, 13b de la position de repos référencée 120 sur la figure 2 à un position extrme référencée 120'définie par la butée 15. La course Cs du piston mobile 120 va sensiblement du fond 16 du corps 13 de vérin à la butée 15. Bien entendu, de manière à ce qu'un des vérins de recentrage soit apte à amener la tige mobile de l'actionneur hydraulique correspondant dans une position de recentrage prédéterminée, il est prévu que les courses Csl et Cs2 respectives des pistons mobiles 120a, 120b soient telles que Csl+Cs2 = Cu. Le fonctionnement de l'actionneur hydraulique de la figure 2 est le suivant. Lorsque le circuit hydraulique de recentrage n'est pas alimenté, la chambre 121 n'est pas pressurisée. Dès la mise sous pression du circuit hydraulique principal, le piston mobile du vérin 12 de recentrage recule dans sa position de repos, référencée 120. La tige mobile 110 du vérin principal 11 peut alors parcourir sa course Cu complète sans tre perturbée par la présence du piston mobile 120. Lorsque le circuit de recentrage est alimenté, la pression dans la chambre 121 provoque le déplacement du piston mobile 120 qui vient en appui sur la tige mobile 110, si celle-ci est sortie, et exerce sur elle un effort qui l'amène dans sa position prédéterminée de recentrage définie par la mise en contact avec la butée 15 du piston mobile, alors référencé 120'. Si la tige mobile 110 est rentrée, le piston mobile 120 vient en appui sur la butée 15 sans entraîner la tige 110. Dans les deux cas, lorsque le piston 120 est sur la butée 15, la tige 110 ne peut sortir au-delà de la position prédéterminée de recentrage. L'association de deux actionneurs 10a, 10b liés à la partie mobile 1 d'un mécanisme, comme représenté sur la figure 1, génère dans tous les cas, par complémentarité des effets produits par les actionneurs, un recentrage de ladite partie mobile 1. Ce recentrage est suivi d'un verrouillage de la tige mobile 110 en position de recentrage. Ladite position prédéterminée de recentrage est symétrique lorsque les courses Csl et Cs2 des deux pistons mobiles 120a, 120b sont égales à Cu/2. Si l'on souhaite que le rappel de la partie mobile 1 s'effectue dans une position différente de la position symétrique, il faut alors par construction choisir des courses de vérins de recentrages différentes, Csl w Cs2, la somme des deux courses restant égale à Cu. La figure 2 montre une forme de réalisation d'un actionneur hydraulique 10 à vérin 11 de recentrage intégré. Il est toutefois possible d'envisager d'autres formes de réalisation, telles que celles représentées sur les figures 3a à 3d, les mmes références numériques se rapportant aux mmes éléments fonctionnels que sur la figure 2. De mme, les actionneurs hydrauliques montrés sur les figures 1 à 3d mettent en oeuvre des vérins principaux à simple effet. Cependant, conformément à la figure 4, un dispositif de recentrage peut tre intégré à un vérin principal 11 linéaire à double effet, comportant deux chambres 111 et 111'. Dans ce cas, le dispositif de recentrage comprend deux vérins 12,12'de recentrage qui, lorsqu'ils seront activés, exerceront un effort de rappel sur la tige mobile en deux parties 110,110'du vérin principal 11 jusqu'à atteindre une position prédéterminée de recentrage. a+b représente la course utile Cu de la tige mobile 110,110'. Les courses Cs et Cs'des deux vérins 12,12' de recentrage sont telles que Cs + Cs'= Cu avec comme cas particulier Cs = Cs'pour une position de recentrage centrée. La figure 5 donne les schémas d'alimentation hydraulique d'un dispositif de recentrage conforme à l'invention. Lorsque les vérins 12a, 12b de recentrage sont passifs, le distributeur 200 est alimenté électriquement de manière à relier les chambres 121a, 121b au circuit de retour et à relier l'accumulateur 400 au circuit de pression. Dans le mme temps, le by-pass 300 est également alimenté électriquement afin d'isoler les chambres llla, lllb l'une de l'autre. Le distributeur 100 est alors alimenté afin de commander les vérins principaux lla, llb et donc, les mouvements de la partie mobile 1 du mécanisme. En cas de défaillance du circuit hydraulique principal, les vérins 12a, 12b de recentrage sont activés en arrtant la source hydraulique dont la pression tombe à zéro. Le by-pass 300 est désactivé électriquement afin de relier les chambres llla, lllb. Le distributeur 200 est également désactivé électriquement, ce qui a pour effet de relier l'accumulateur 400 aux chambres 121a, 121b et de les mettre sous pression. REVENDICATIONS 1-Dispositif de recentrage d'un mécanisme comportant une partie mobile (1), ladite partie mobile étant entraînée en mouvement par au moins un actionneur hydraulique (10a, lOb) comprenant un vérin (lla, llb), dit vérin principal, présentant un corps (13a, 13b) de vérin et une tige mobile (lOOa, lOOb) en translation dans ledit corps de vérin et reliée à ladite partie mobile (1), ledit vérin principal (lla, llb) étant commandé par un circuit hydraulique, dit circuit principal, caractérisé en ce que ledit actionneur hydraulique (10a, lOb) comprend également au moins un vérin (12a, 12b) de recentrage présentant un piston mobile (120a, 120b) apte à amener la tige mobile (llOa, 110b) du vérin principal (lla, llb) dans une position prédéterminée dans le corps (13a, 13b) de vérin au moyen d'un circuit hydraulique, dit circuit de recentrage, indépendant du circuit principal. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit piston mobile (120a, 120b) est intégré dans le corps (13a, 13b) de vérin. 3-Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la dite position prédéterminée de la tige mobile (llOa, 110b) du vérin principal (lla, llb) est définie par mise en butée (15) du piston mobile (120a, 120b) du vérin (12a, 12b) de recentrage. 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, ledit dispositif comportant deux actionneurs hydrauliques (10a, llb) et les tiges mobiles (llOa, 110b) des vérins principaux (lla, llb) desdits actionneurs ayant, chacune une course égale à Cu, les pistons mobiles (120a, 120b) des vérins (12a, 12b) de recentrage ont respectivement une course égale à Csl et Cs2, avec Csl + Cs2 = Cu. 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que Csl = Cs2. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit vérin principal (lla, llb) est un vérin à simple effet. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit vérin (lla, llb) principal est un vérin à double effet.