Brevet FR2889266A1 — publié le 20070202

PROCEDE ET SYSTEME DE SYNCHRONISATION DE DEUX VERINS HYDRAULIQUES IDENTIQUES DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé et un système de synchronisation de deux vérins hydrauliques identiques destinés à déplacer une charge parallèlement à elle même et ayant la particularité de pouvoir s'appliquer à des installations existantes. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les procédés et systèmes connus destinés à déplacer une charge parallèlement à elle même mettent en oeuvre: - une ou deux régulatrices de débit sur chaque vérin, finement réglées pour tenter d'obtenir des vitesses identiques avec pour inconvénient: une précision très aléatoire 10 et variable dans le temps; - un diviseur/recombineur de débit hydrostatique avec pour inconvénient: une précision de +/- 5% et un recalage obligatoire des vérins en fin de course pour effectuer un point zéro; - un diviseur de débit volumétrique avec pour inconvénient: une précision de +/- 5% au 15 mieux; - des vérins en cascade dont la section annulaire du gros vérin est strictement égale à la pleine section du petit vérin avec pour inconvénient: le point zéro est très difficile à faire par remplissage exact de la boucle de fluide mort enfermée entre les deux vérins, en outre les vérins se décalent par compression du fluide dans les tuyaux et les vérins en cas de charges très différentes avec pour inconvénient: système non applicable à des installations existantes; - la mesure électrique de la position des vérins ou de leur différence de position et exploitation de cette information pour gérer l'alimentation hydraulique de chacun des vérins (il existe de nombreuses variantes de la mesure et de son utilisation) avec pour inconvénient: un équipement coûteux, fragile et source de pannes dans les environnements difficiles. RESUME DE L'INVENTION L'invention vise à mettre en oeuvre un procédé et un système qui utilise une solution inédite et originale apte à éliminer les inconvénients susmentionnés et qui a pour effet de synchroniser deux vérins hydrauliques identiques destinés à déplacer une charge parallèlement à elle même et appartenant à un système hydraulique comprenant un distributeur hydraulique d'alimentation et un diviseur/recombineur de débit constitué d'un corps à alésage central et d'un tiroir pourvu d'une butée et d'un ressort de poussée. Elle concerne d'abord un procédé qui se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste: a) à fixer rigidement, au moyen d'un bras, le diviseur/recombineur de débit au premier vérin, dénommé vérin maître; b) à régler la longueur de la butée contre la charge de manière à ajuster finement la position relative des deux vérins et à obtenir un angle, formé par l'axe géométrique du vérin maître et la charge, de valeur bien déterminée, dénommée valeur de réglage optimum; c) à asservir hydrauliquement en position le deuxième vérin, dénommé vérin esclave, au vérin maître au moyen du diviseur/recombineur de débit dont la butée autrement dit le tiroir, se déplace proportionnellement à la variation de l'angle susmentionné de manière à partager le débit entre les deux vérins, ou à recombiner les débits provenant des deux vérins, dans une proportion permettant de ramener, de manière continue, ledit angle à sa valeur de réglage optimum. Elle concerne ensuite le système pour la mise en oeuvre dudit procédé qui se caractérise essentiellement en ce que le diviseur/recombineur comporte, en coopération: a) sur son tiroir, trois alésages et deux bobines; b) sur son corps: - d'un côté, trois logements pourvus de clapets anti- retour destinés à réguler le sens du fluide et reliés hydrauliquement au distributeur d'alimentation; - de l'autre côté, deux paires d'ouvertures reliées hydrauliquement aux vérins. Un tel agencement réalise une véritable servo-commande hydromécanique dans laquelle le vérin esclave est asservi en position au vérin maître quelle que soit la charge sur chaque vérin. PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins: - la figure 1 représente, de manière schématique, l'ensemble du système; - la figure 2 représente, en coupe longitudinale, le diviseur/recombineur de débit, en mettant en évidence le trajet du fluide dans un sens de fonctionnement des vérins; - la figure 3 représente, en coupe longitudinale, le diviseur/recombineur de débit, en mettant en évidence le trajet du fluide dans l'autre sens de fonctionnement des vérins. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le système représenté aux figures comporte essentiellement: - deux vérins hydrauliques identiques (1) et (2) destinés à déplacer une charge (3) parallèlement à elle même; - un diviseur/recombineur de débit (4) constitué d'un corps (5) à alésage central et d'un 10 tiroir (6) pourvu d'une butée réglable en longueur (7) au moyen d'un filetage (12) et d'un ressort de poussée (8) ; - un distributeur hydraulique d'alimentation (9). La procédé de synchronisation des deux vérins consiste: a) à fixer rigidement, au moyen d'un bras (10), le diviseur/recombineur de débit (4) au 15 premier vérin (1), dénommé vérin maître; b) à régler la longueur de la butée (7) contre la charge (3) de manière à ajuster finement la position relative des deux vérins (1) et (2) et à obtenir un angle (A), formé par l'axe géométrique du vérin maître (1) et la charge (3), de valeur bien déterminée, dénommée valeur de réglage optimum; c) à asservir hydrauliquement en position le deuxième vérin (2), dénommé vérin esclave, au vérin maître (1) au moyen du diviseur/recombineur de débit (4) dont la butée (7), autrement dit le tiroir (6), se déplace proportionnellement à la variation de l'angle (A) de manière à partager le débit entre les deux vérins, ou à recombiner les débits provenant des deux vérins, dans une proportion permettant de ramener, de manière continue, l'angle (A) à sa valeur de réglage optimum. Le système pour la mise en oeuvre du procédé, comporte, en coopération: a) sur son tiroir (6), trois alésages (6A) et deux bobines (6B) ; b) sur son corps (5) : - d'un côté, reliés à une entrée/sortie (P) elle même reliée hydrauliquement au distributeur d'alimentation (9), trois logements (5A), pourvus de clapets anti-retour (11), dont le logement central alimente l'alésage central (6A) du tiroir (6) et dont les deux autres sont alimentés par les deux alésages latéraux (6A) dudit tiroir (6) ; - de l'autre côté, reliées séparément à deux entrées/sorties (B) et (C) elles mêmes reliées hydrauliquement aux vérins (1) et (2), d'une part, des ouvertures (B1) et (B2) débouchant respectivement dans un alésage latéral et dans l'alésage central (6A) du tiroir (6) et, d'autre part, des ouvertures (Cl) et (C2) débouchant respectivement dans l'autre alésage latéral et dans l'alésage central (6A) du tiroir (6). Pour une même position du capteur, les fonctions division et recombinaison doivent être inversées suivant que les vérins rentrent ou sortent. La précision intrinsèque de l'appareil est maîtrisée, à la construction, par la position relative des orifices B1, B2, Cl et C2 par rapport aux arêtes des bobines du tiroir. L'incertitude totale égale la course du tiroir entre B1 obturé et C2 ouvert et B2 obturé et Cl ouvert En position moyenne, les sections de passage B2 + Cl ou B1 + C2 doivent être suffisantes pour ne pas occasionner de perte de charge exagérée sur le débit total. En respectant les règles de l'art en matière de construction de valves hydrauliques, on peut atteindre une incertitude totale de l'ordre de 2 à 3 millimètres pour des débits allant jusqu'à 50 litres/minute et des pressions pouvant atteindre 350 bars. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes, en particulier dans les types de vérin, de diviseur/recombineur de débit et de distributeur d'alimentation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Procédé de synchronisation de deux vérins hydrauliques identiques (1) et (2) destinés à déplacer une charge (3) parallèlement à elle même et appartenant à un système hydraulique comprenant: - un diviseur/recombineur de débit (4) constitué d'un corps (5) à alésage central et d'un tiroir (6) pourvue d'une butée (7) et d'un ressort de poussée (8) ; - un distributeur hydraulique d'alimentation (9) ; caractérisé en ce qu'il consiste: a) à fixer rigidement, au moyen d'un bras (10), le diviseur/recombineur de débit (4) au premier vérin (1), dénommé vérin maître; b) à régler la longueur de la butée (7) contre la charge (3) de manière à ajuster finement la position relative des deux vérins (1) et (2) et à obtenir un angle (A), formé par l'axe géométrique du vérin maître (1) et la charge (3), de valeur bien déterminée, dénommée valeur de réglage optimum; c) à asservir hydrauliquement en position le deuxième vérin (2), dénommé vérin esclave, au vérin maître (1) au moyen du diviseur/recombineur de débit (4) dont la butée (7), autrement dit le tiroir (6), se déplace proportionnellement à la variation de l'angle (A) de manière à partager le débit entre les deux vérins, ou à recombiner les débits provenant des deux vérins, dans une proportion permettant de ramener, de manière continue, l'angle (A) à sa valeur de réglage optimum. 2- Système pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diviseur/recombineur (4) comporte, en coopération: a) sur son tiroir (6), trois alésages (6A) et deux bobines (6B) ; b) sur son corps (5) : - d'un côté, reliés à une entrée/sortie (P) elle même reliée hydrauliquement au distributeur d'alimentation (9), trois logements (5A), pourvus de clapets anti-retour (11), dont le logement central alimente l'alésage central (6A) du tiroir (6) et dont les deux autres sont alimentés par les deux alésages latéraux (6A) dudit tiroir (6) ; - de l'autre côté, reliées séparément à deux entrées/sorties (B) et (C) elles mêmes reliées hydrauliquement aux vérins (1) et (2), d'une part, des ouvertures (B1) et (B2) débouchant respectivement dans un alésage latéral et dans l'alésage central (6A) du tiroir (6) et, d'autre part, des ouvertures (Cl) et (C2) débouchant respectivement dans l'autre alésage latéral et dans l'alésage central (6A) du tiroir (6).