Brevet FR3083310A1 — publié le 20200103

Ensemble d'essai pour l'évaluation de paramètres de convertisseur d'énergie La présente invention se rapporte à un ensemble d'essai pour l'évaluation de paramètres de convertisseur d'énergie pneumatique ou hydraulique. Un domaine d'application envisagé est notamment, mais non exclusivement, celui de la caractérisation de systèmes de transmission hydrauliques ou pneumatiques dans leurs conditions de mise en oeuvre. Il est connu d'évaluer les caractéristiques d'un convertisseur d'énergie du type vérin pneumatique sur un banc de test. Les vérins pneumatiques Io comportent un cylindre creux présentant deux extrémités opposées sur chacune desquelles vient s'appliquer un flasque pour le refermer. Le vérin pneumatique comprend un piston monté à coulissement à l'intérieur du cylindre creux en délimitant au moins une chambre étanche avec l'un des flasques, tandis que l'autre flasque présente un alésage que vient traverser une tige pour 15 rejoindre le piston. En outre, le cylindre creux présente des orifices radiaux dont l'un permet notamment d'alimenter la chambre étanche en air comprimé et l'autre permet la mesure de la pression. Le banc comporte alors une table présentant deux zones d'ancrage opposées et un actionneur solidaire de l'une des zones d'ancrage. Le vérin pneumatique à tester est ainsi installé entre 20 l'actionneur et l'autre zone d'ancrage, l'actionneur étant relié à la tige, tandis que le flasque opposé est relié à l'autre zone d'ancrage par l'intermédiaire d'un support et d'un capteur de force. De surcroît, le cylindre creux est en appui sur une table mobile axialement, sans frottement. De la sorte, grâce au banc de test, on peut alors évaluer les forces de 25 frottement du piston à l'intérieur du cylindre en fonction de la pression régnant dans la chambre étanche, et également en fonction de la vitesse de course. On peut également évaluer les forces de frottement entre la tige et un joint tige situé au niveau du flasque. Toutefois, grâce au banc de test on évalue les vérins pneumatiques après qu'ils ont été élaborés et produits. 30 Aussi, de tels ensembles d'essai ne permettent pas de fournir les paramètres d'un convertisseur d'énergie, notamment les paramètres dimensionnels, préalablement à leur élaboration et à leur production. 2 Partant, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir un ensemble d'essai qui permette précisément d'évaluer les paramètres du convertisseur d'énergie avant son dimensionnement et son industrialisation. 5 Dans ce but, il est proposé un ensemble d'essai pour l'évaluation de paramètres de convertisseur d'énergie pneumatique ou hydraulique comprenant : un convertisseur d'énergie démontable comportant d'une part deux flasques en regard et un cylindre creux d'un diamètre donné adapté à venir en prise entre lesdits deux flasques, et d'autre part un piston to commandable monté à coulissement à l'intérieur dudit cylindre creux pour former au moins une chambre étanche entre ledit piston et l'un desdits deux flasques ; un actionneur commandable relié audit convertisseur d'énergie pour provoquer la translation dudit piston à l'intérieur dudit cylindre creux ; un capteur d'effort relié audit convertisseur d'énergie et un capteur de pression, 15 pour pouvoir enregistrer les efforts appliqués sur ledit convertisseur d'énergie par ledit actionneur, en fonction de la pression de ladite au moins une chambre étanche. L'ensemble d'essai comprend en outre au moins un autre cylindre creux et un autre piston monté à coulissement à l'intérieur dudit au moins un autre cylindre creux, ledit au moins un autre cylindre creux présentant un 20 diamètre supérieur audit diamètre donné ; et ledit au moins un autre cylindre creux est adapté à être substitué audit un cylindre creux, de manière à pouvoir enregistrer d'autres efforts en fonction de la pression. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'au moins un autre cylindre creux de manière à pouvoir réaliser des essais dans 25 des conditions différentes et de la sorte avoir une meilleure maîtrise des caractéristiques dimensionnelles notamment du convertisseur d'énergie, en fonction des efforts requis et de la pression de la chambre étanche. En outre, on enregistre également les efforts en fonction de la vitesse de course du piston. Les convertisseurs d'énergie ici visés sont essentiellement les vérins 30 pneumatiques ou hydrauliques. De la sorte, le convertisseur d'énergie étant démontable, il est aisé de réaliser des essais avec l'un puis l'autre des cylindres creux. Les essais en question consistent essentiellement à provoquer le mouvement du piston à l'intérieur du cylindre grâce à l'actionneur pour 3 enregistrer simultanément les efforts qui s'exercent sur le piston et la pression qui règne dans la chambre étanche. Avantageusement, l'ensemble d'essai comprend une pluralité de cylindres creux de diamètres différents et d'un piston associé de manière à pouvoir couvrir un spectre plus large de possibilités. 5 Conséquemment, on obtient rapidement un grand nombre d'informations permettant d'élaborer et de réaliser un convertisseur d'énergie en fonction de son domaine d'application et des contraintes requises. Par exemple, on prévoit quatre cylindres et leur piston associé, de diamètres croissants. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, chacun desdits deux flasques présente au moins deux épaulements concentriques permettant de recevoir en appui de manière étanche, l'un ou l'autre desdits un cylindre creux ou autre cylindre creux. Ainsi, grâce aux épaulements des flasques, les bords droits des cylindres viennent en appui à plat et par conséquent, permettent d'obtenir aisément une bonne étanchéité. Selon un autre mode de mise en oeuvre, les flasques présentent deux rainures circulaires concentriques, et le fond des rainures forme alors épaulement. De surcroît, on prévoit une largeur de rainure sensiblement égale à l'épaisseur de la paroi des cylindres, au jeu fonctionnel prêt, de manière à accroître l'étanchéité entre les cylindres et les flasques, lorsque les bords des extrémités des cylindres sont engagés dans les rainures. En outre, au moins un desdits deux flasques présente un alésage axial, tandis que ledit convertisseur d'énergie comprend une tige reliant ledit piston et ledit actionneur commandable en traversant ledit alésage axial. Par exemple, le flasque opposé au flasque alésé, vient refermer de manière étanche le cylindre pour former la chambre étanche avec le piston, de manière à pouvoir porter la chambre étanche sous pression et à pouvoir enregistrer les variations de pression de la chambre étanche en fonction des efforts exercés sur la tige au moyen de l'actionneur. Aussi, ledit au moins un desdits deux flasques présente un joint d'étanchéité de tige engagé à l'intérieur dudit alésage axial. De la sorte, grâce au joint d'étanchéité de tige, on obtient une autre chambre étanche, entre le piston et ledit au moins un desdits deux flasques. Cette autre chambre étanche peut également être portée sous pression de manière à pouvoir simuler des 4 vérins à double effet par exemple. Aussi, comme on l'expliquera ci-après, le joint d'étanchéité de tige permet de réaliser des essais avec des tiges de différents diamètres. En effet, et comme on l'expliquera en détail dans la suite de la description, le joint d'étanchéité de tige comprend un support tubulaire 5 présentant trois gorges internes permettant de loger différents joints dont le diamètre interne varie. Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux, au moins un desdits deux flasques présente une paroi cylindrique externe et au moins un chemin de passage s'étendant selon une composante radiale entre io ladite paroi cylindrique externe et ledit alésage axial. De la sorte, le chemin de passage permet d'alimenter en fluide, la chambre étanche sans nécessairement pratiquer d'orifice dans le cylindre. Selon une variante de réalisation de l'invention préférée, ledit capteur de force est installé entre ledit actionneur et ladite tige. De la sorte, on enregistre 15 directement les efforts exercés par l'actionneur sur la tige, à mesure que l'actionneur entraîne la tige en translation. Par ailleurs, l'ensemble d'essai selon l'invention comprend en outre, et selon un mode de mise en oeuvre préféré, un châssis présentant deux zones d'ancrage opposées, ledit actionneur étant relié à l'une desdites zones 20 d'ancrage, tandis que ledit convertisseur d'énergie est relié à l'autre desdites zones d'ancrage. Ainsi, le châssis s'étend longitudinalement entre les deux zones d'ancrage. L'actionneur comprend par exemple un vérin électrique dont la culasse est solidaire de ladite une desdites zones d'ancrage, tandis que la tige du vérin est reliée au piston du convertisseur d'énergie ; ce dernier étant 25 solidaire de l'autre zone d'ancrage. Aussi, au moins un desdits flasques du convertisseur d'énergie est relié avantageusement à ladite autre desdites zones d'ancrage. Selon un autre exemple, la tige du vérin électrique est reliée à l'un des flasques du convertisseur d'énergie, tandis que la tige de ce dernier traverse 30 l'autre flasque et est reliée à l'autre zone d'ancrage. Aussi, ledit châssis comprend un capteur de mouvement dudit actionneur. De la sorte, grâce au capteur de mouvement, on mesure la position de l'actionneur en fonction du temps, et par conséquent la position du piston. On 5 en déduit ainsi la vitesse de mouvement du piston et son amplitude. On observera que ce mouvement est essentiellement, en translation et alternatif. De plus, l'ensemble d'essai conforme à l'invention comprend deux supports adaptés à recevoir respectivement lesdits deux flasques, lesdits deux 5 supports étant aptes à être maintenus en position fixe l'un par rapport à l'autre pour pouvoir maintenir l'un ou l'autre desdits un cylindre creux ou autre cylindre creux en prise entre lesdits flasques. Par exemple, les deux supports sont installés de manière démontable et réglable sur le châssis pour pouvoir inter-changer les cylindres aisément et rapidement. 10 Aussi, et selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, ledit un cylindre creux et ledit au moins un autre cylindre creux sont réalisés dans un matériau transparent. Ils sont par exemple réalisés en polycarbonate. De la sorte, on observe l'intérieur du cylindre durant le mouvement du piston, et en particulier, on peut mesurer la largeur de contact 15 du joint de piston avec l'intérieur du cylindre ainsi que l'écoulement de la graisse nécessaire au coulissement. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins 20 annexés sur lesquels : - la Figure 1A est une vue schématique illustrant partiellement un ensemble d'essai conforme à l'invention selon un premier mode de mise en oeuvre ; - la Figure 1B est une vue schématique illustrant partiellement un 25 ensemble d'essai conforme à l'invention selon un second mode de mise en oeuvre ; - la Figure 2 est une vue schématique partielle en perspective éclatée de l'invention selon un premier mode de réalisation; - la Figure 3 est une vue schématique en coupe axiale de dessus de 30 l'objet de la Figure 2 assemblé ; - la Figure 4 est une vue schématique en perspective de l'objet des Figures 2 et 3, selon une première variante d'exécution ; 6 - la Figure 5 est une vue schématique partielle en coupe axiale de l'objet de l'invention selon une seconde variante d'exécution ; - la Figure 6 est une vue schématique en perspective de détail de l'objet représenté sur la Figure 5 ; 5 - la Figure 7 illustre un graphe montrant des caractéristiques obtenu grâce à l'objet de l'invention et, - la Figure 8 est une vue en coupe axiale d'un élément représenté sur la Figure 3. La Figure 1A illustre, dans le principe, un ensemble d'essai 10 conforme à l'invention selon un premier mode de mise en oeuvre. Ainsi, il comprend un châssis 12 s'étendant longitudinalement et présentant deux extrémités d'ancrage opposées 14, 16. Dans l'une des extrémités d'ancrage 14 est installé un vérin électrique 18 s'étendant longitudinalement vers l'autre extrémité d'ancrage 16. Le vérin électrique 18 présente une culasse cylindrique 20 et une 15 tige de vérin électrique 22 mobile axialement en translation à l'intérieur de la culasse cylindrique 20. La tige 22 est mobile entre une position rétractée à l'intérieur de la culasse cylindrique 20 et une position dans laquelle elle s'étend en saillie de la culasse cylindrique 20. À l'opposé, dans l'autre extrémité d'ancrage 16, est installé un convertisseur d'énergie pneumatique 25. Il 20 comprend un cylindre creux 24 monté en position fixe par rapport au châssis 12. Le convertisseur 25 comprend également un piston 26 monté à coulissement à l'intérieur du cylindre creux 24, et deux flasques opposés 28, 30 venant refermer le cylindre creux 24. L'un des flasques 28 présente un alésage axial 32 permettant le passage d'une tige 34 qui relie le piston 26 et, à 25 l'extérieur du cylindre creux 24, la tige de vérin électrique 22 par l'intermédiaire d'un capteur d'efforts 36. Ainsi, la tige de vérin électrique 22 s'étend sensiblement coaxialement dans le prolongement de la tige 34. L'autre des flasques 30 vient refermer de manière étanche le cylindre creux 24 de manière à former une chambre étanche 38 susceptible d'être portée en pression. La 30 pression à l'intérieur de la chambre étanche 38 est mesurée par un manomètre 40, ou tout capteur de pression. Aussi, le vérin électrique 18 présente des organes de commande 42 permettant de mouvoir la tige de vérin électrique 22 en translation selon des 7 cycles d'aller et retour d'amplitude déterminée et à une vitesse également déterminée. Le capteur d'efforts 36 permet alors de fournir en temps réel l'effort exercé sur la tige 34, tandis que le piston 26 est entraîné en mouvement en comprimant par exemple la chambre étanche 38. Simultanément, le 5 manomètre 40 fournit les variations de pression enregistrées dans la chambre étanche 38. De surcroît, la position de la tige de vérin électrique 22 est repérée grâce au capteur de position 44 installé sur le châssis 12 à l'aplomb de la tige 22. On se reportera sur la Figure 1B pour décrire un autre ensemble d'essai 10 10' selon un second mode de mise en oeuvre. Aussi, les éléments présentant une fonction analogue à ceux de l'objet du mode de mise en oeuvre représenté sur la Figure 1A présenteront une référence identique affectée d'un signe prime : c REVENDICATIONS1. Ensemble d'essai pour l'évaluation de paramètres de convertisseur d'énergie pneumatique ou hydraulique comprenant : - un convertisseur d'énergie démontable (25) comportant d'une part deux flasques en regard (28, 30 ; 62, 64) et un cylindre creux (24 ; 52) d'un diamètre donné adapté à venir en prise entre lesdits deux flasques, et d'autre part un piston commandable (26 ; 67) monté à coulissement à l'intérieur dudit cylindre creux (24 ; 52) pour former au moins une chambre étanche entre ledit piston te (26 ; 67) et l'un desdits deux flasques (28, 30 ; 62, 64) ; - un actionneur commandable (18) relié audit convertisseur d'énergie (25) pour provoquer la translation dudit piston (26 ; 67) à l'intérieur dudit cylindre creux (24 ; 52) ; - un capteur d'effort (36) relié audit convertisseur d'énergie (25) et un 15 capteur de pression (40), pour pouvoir enregistrer les efforts appliqués sur ledit convertisseur d'énergie (25) par ledit actionneur (18), en fonction de la pression de ladite au moins une chambre étanche ; caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un autre cylindre creux et un autre piston monté à coulissement à l'intérieur dudit au moins un 20 autre cylindre creux, ledit au moins un autre cylindre creux présentant un diamètre supérieur audit diamètre donné ; et en ce que ledit au moins un autre cylindre creux est adapté à être substitué audit un cylindre creux, de manière à pouvoir enregistrer d'autres efforts en fonction de la pression. 25 2. Ensemble d'essai selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits deux flasques (62, 65) présente au moins deux épaulements concentriques (84, 95) permettant de recevoir en appui de manière étanche, l'un ou l'autre desdits un cylindre creux ou autre cylindre creux. 3. Ensemble d'essai selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce 30 qu'au moins un desdits deux flasques (28, 30 ; 62, 64) présente un alésage axial (66), tandis que ledit convertisseur d'énergie comprend une tige (68, 70) reliant ledit piston (67) et ledit actionneur commandable en traversant ledit alésage axial (66). 14 4. Ensemble d'essai selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit au moins un desdits deux flasques (28, 30 ; 62, 64) présente un joint d'étanchéité de tige (90) engagé à l'intérieur dudit alésage axial (66). 5. Ensemble d'essai selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce 5 qu'au moins un desdits deux flasques (62", 64") présente une paroi cylindrique externe (108) et au moins un chemin de passage (110, 112) s'étendant selon une composante radiale entre ladite paroi cylindrique externe (108) et ledit alésage axial (66). 6. Ensemble d'essai selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit capteur de force (36) est installé entre ledit actionneur (18) et ladite tige (34). 7. Ensemble d'essai selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que qu'il comprend en outre un châssis (12) présentant deux zones d'ancrage opposées (14, 16), ledit actionneur (18) étant relié à l'une 15 desdites zones d'ancrage (14), tandis que ledit convertisseur d'énergie (25) est relié à l'autre desdites zones d'ancrage (16). 8. Ensemble d'essai selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un desdits flasques (28, 30) du convertisseur d'énergie est relié à ladite autre desdites zones d'ancrage (16). 20 9. Ensemble d'essai selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit châssis (12) comprend un capteur de mouvement (44) dudit actionneur (18). 10. Ensemble d'essai selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que qu'il comprend deux supports (72, 74)) adaptés à 25 recevoir respectivement lesdits deux flasques (62, 64), lesdits deux supports (72, 74) étant aptes à être maintenus en position fixe l'un par rapport à l'autre pour pouvoir maintenir l'un ou l'autre desdits un cylindre creux ou autre cylindre creux (52) en prise entre lesdits flasques (62, 64). 11. Ensemble d'essai selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 30 caractérisé en ce que ledit un cylindre creux et ledit au moins un autre cylindre creux (52) sont réalisés dans un matériau transparent.