EP0017592A1 - Dispositif d'actionnement hydraulique à cinq positions - Google Patents

Dispositif d'actionnement hydraulique à cinq positions Download PDF

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EP0017592A1
EP0017592A1 EP80400457A EP80400457A EP0017592A1 EP 0017592 A1 EP0017592 A1 EP 0017592A1 EP 80400457 A EP80400457 A EP 80400457A EP 80400457 A EP80400457 A EP 80400457A EP 0017592 A1 EP0017592 A1 EP 0017592A1
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movable
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piston
hydraulic
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Definitions

  • the subject of the present invention is a hydraulic actuation device with five positions and digital input, and more precisely a device of this kind comprising a movable output member occupying at rest a neutral position towards which the elastic centering means urge it and capable of moving against the latter on either side of said neutral position to occupy one or the other of two working positions defined by stop means, the movements of this movable member being caused by opposing hydraulic actuating means each assigned to a direction of movement and themselves selectively controlled by two control members in two positions receiving input orders of a digital nature.
  • the movable outlet member is constituted by the drawer of a four-way hydraulic distributor, which can for example control a double-acting hydraulic cylinder; in this case, the neutral position of the dispenser drawer isolates the two working chambers of the cylinder from a source of pressurized fluid, thus immobilizing its piston, while both of the working positions of the drawer cause placing one or other of the actuator's working chambers in communication with this source of pressurized fluid, thus causing its piston to move in one direction or the other at the same speed or not.
  • the dispenser drawer is likely to occupy only three distinct positions, this depending on the input orders issued in the form of binary control words to the control members themselves constituted, for example , by three-way and two-position solenoid valves. And there is therefore only one speed for each direction of movement of the piston of the hydraulic cylinder.
  • the dispenser drawer can occupy a total of five distinct positions, namely, in addition to its neutral position, two successive working positions on either side thereof, these successive working positions corresponding to increasing values of the gain in flow rate of the pressurized fluid towards the considered working chamber of the jack.
  • Such a result can be achieved, for example, by means of movable stops in turn acting on the valve spool, but re q uiert priori increased complexity of the control elements, since, obviously, the two solenoid valves two positions each can only receive at most four separate binary command words.
  • the present invention aims to create, in a hydraulic control device of the kind mentioned above, two additional working positions of the movable outlet member without having to resort to additional control means, this so as to obtain a total of five distinct equilibrium positions using only four binary control words.
  • This object is achieved, in accordance with the invention, thanks to the fact that each of the hydraulic actuating means consists of two active surfaces acting in the same direction on the movable outlet member and acting one after the other to communicate to said member two successive displacement steps, the pressurization of the first of these surfaces being caused by one of the two control members, and that of the second surface being caused by the other control member but does not being however made possible only when the movable member has already accomplished a first step of displacement in the direction considered.
  • each of the hydraulic actuating means are respectively constituted by the face of a first piston of relatively small section whose stroke is limited by a stop at a first step movement of the movable outlet member and by the face of a second piston of relatively large section mounted in series with the previous one and whose stroke it also limited by a stop makes it possible to cover another step of movement of said member
  • the control members associated with said hydraulic actuation means each consist of a three-way valve and two positions making it possible to connect to a supply line in fluid under pressure or at a return line the face of the first piston of the actuating means assigned to a direction of movement of the movable outlet member and the face of the second piston of the actuating means assigned to the opposite direction of movement, and the connection between said valve and said face of the second piston is controlled by the position itself of the movable outlet member so as to be established only when said member has already accomplished a first step of movement in the direction considered .
  • connection between said valve and said face of the second piston can advantageously be ensured by means of a passage chamber formed in the movable outlet member, the edges which delimit this chamber cooperating with communication orifices. fixed so that it is connected either to the corresponding valve or to the return line.
  • the scope of the invention is also not limited to obtaining two successive equilibrium positions on either side of the neutral position of the movable member Release ; it can also extend in certain particular applications to obtaining an equilibrium position only on one side of the neutral position and three successive equilibrium positions on the other side of the latter; in such a case, the hydraulic cylinder controlled by such a device would be provided with a single speed of movement in one direction and three different speeds in the other direction. Other combinations would still be possible within the framework of the present invention.
  • the hydraulic actuation device comprises a movable outlet member 10 here constituted by a hydraulic distributor drawer, which is provided with five cylindrical bearings 12, 14, 16, 18 and 20.
  • This drawer 10 is slidably received in a fixed body / 22, which is itself pierced with a certain number of orifices intended to cooperate with the edges delimiting the cylindrical surfaces of the drawer 10 for define fluid passages with variable cross-section.
  • one of these orifices is connected via a pipe 25 to a source of high pressure fluid HP (not shown in the drawing); while four other orifices 26, 28, 30 and 32 are connected via another pipe 27 to a BP fluid return tank (not shown either in the drawing either).
  • Two other orifices 34 and 36 are respectively connected, via outlet pipes U 1 , U 2 , to the two working chambers of a double-acting hydraulic cylinder, which is not in itself part of the invention and is not shown in the drawing.
  • Two other additional orifices 38 and 40 are connected respectively, by means of pipes 42 and 44, to two pressure chambers 46 and 48 ′ as well as to the outputs of two electrovalves EV and EV 2 constituting the control members proper of the device.
  • Each of the two pressure chambers 46 and 48 which are arranged coaxially with respect to the distributor slide 10 inside the body 22, contains a compression spring 50 or 52 which, by means of a bowl 54 or 56 , tends to push back towards the distributor drawer a piston 58 or 60 which slides in leaktight manner in a fixed wall of the body 22, and the end of which is normally held in contact with one of the end faces of the drawer 10.
  • Each solenoid valves EV 1 and EV 2 of the three-way and two-position type, have two inputs respectively connected by bypass pipes to lines 25 and 27.
  • Switches I 1 and 1 2 are respectively provided for actuating these two solenoid valves, this so that, when the switch is open, the associated solenoid valve occupies a position such that it puts its output in communication with the BP return tank, while, when energized, it communicates this same outlet with the source of HP fluid under pressure.
  • the hydraulic actuating means which control the movements of the outlet member to the right or to the left against the elastic centering means constituted by the springs 50 and 52 each consist of two active surfaces acting in the same direction on this output member (drawer 10) and intervening one after the other to communicate two movement steps to it successive, the pressurization of the first of these surfaces being caused by one of the control electrovalves EV 1 or EV 2 and that of the second surface being caused by the other of these electrovalves, but not being made possible only when this output member has already accomplished a first step of displacement in the desired direction.
  • each of these hydraulic actuating means consist respectively of the face of a first piston 58 or 60 of relatively small section, the stroke of which is limited to a first step of displacement of the output member 10, and by the end face of the latter playing the role of a second piston of relatively large section which is mounted in series with the previous one and whose stroke also limited allows to cover a second step of movement .
  • the face of the second piston can itself only be pressurized provided that the movable outlet member 10 has already accomplished a first step of movement in the direction considered. It is obvious that the application of this general principle of the invention can be carried out by other technological means than those described above, which cannot therefore limit the scope of the invention.
  • control solenoid valves with reverse logic function, that is to say solenoid valves whose non-excitation state would result in a communication of their output with the source of pressurized fluid; in such a case, the binary control word corresponding to the neutral position would obviously be "11", those controlling the intermediate equilibrium positions would be “01” and “10” respectively, and the single control word for the positions d 'extreme balance would be "00" succeeding the previous ones.
  • FIG. 4 of the drawings illustrates, simply by way of example, an alternative embodiment in which a single equilibrium position of the movable outlet member is provided on one side of the neutral position and three equilibrium positions of the other side of this same position, the representation of the design corresponding to the neutral position.
  • the ranges 14 'and 18' of the movable slide 10 ' are no longer symmetrically shaped with respect to its central range 16', as was the case in the embodiment of FIGS. 1 to 3.
  • control members here consist of two solenoid valves EV ' 1 and EV with opposite logic functions, the first establishing communication with the source of HP pressurized fluid when it is not energized (switch I ' 1 open), while the second establishes the same communication on the contrary when it is energized (switch I 2 closed).
  • the pressure chamber 46 is connected to the source of HP fluid while chamber 48 is isolated therefrom; it follows that the piston 58 is pressed to the left and pushes the slide 10 'against the force developed by the spring 52; the distributor is however constructed in such a way that, for this position, the central cylindrical bearing surface 16 'of the slide 10' closes on its two sides the orifice for admission of pressurized fluid 24, while the bearing surfaces 14 'and 18' close the return orifices 28 and 30 respectively.
  • the outlet pipes U 1 and U 2 are, as well as the working chambers of the controlled hydraulic cylinder, completely closed, which corresponds to the immobilization of the piston of this cylinder.
  • the closing of the switch I 2 will have the effect of moving the drawer 10 ′ to the left, until its end face comes into abutment left against the wall of the fixed body 22.
  • closing the switch I ' 1 would have the effect of eliminating the imbalance between the hydraulic thrusts acting on the slide 10', so that the latter would move one first step to the right under the action of the centering means constituted by the springs 50 and 52.

Abstract

Dispositif d'actionnement hydraulique à entrée numérique comprenant un organe mobile de sortie rappelé vers une position neutre et susceptible de se déplacer vers l'une ou l'autre de deux positions de travail sous l'action de moyens hydrauliques antagonistes, eux-mêmes contrôlés par des organes de commande de type binaire; Pour créer deux positions de travail supplémentaires de l'organe mobile de sortie (10), l'invention prévoit que chacun des moyens d'actionnement se compose de deux surfaces actives (s1, S'1 ; s2, s'2) agissant successivement sur l'organe de sortie (10), et que la mise sous pression de la première surface soit provoquée par l'un des organes de commande (EV1, EV2) tandis que celle de l'autre surface l'est par l'autre organe de commande à condition que l'organe de sortie ait déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens voulu; Application notamment à la commande de verins hydrauliques à double effet et à deux vitesses de déplacement dans chaque sens.

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif d'actionnement hydraulique à cinq positions et à entrée numérique, et plus précisément un dispositif de ce genre comprenant un organe mobile de sortie occupant au repos une position neutre vers laquelle le sollicitent des moyens élastiques de centrage et susceptible de se déplacer à l'encontre de ces derniers de part et d'autre de ladite position neutre pour venir occuper l'une ou l'autre de deux positions de travail définies par des moyens de butée, les déplacements de cet organe mobile étant provoqués par des moyens hydrauliques d'actionnement antagonistes affectés chacun à un sens de déplacement et eux-mêmes sélectivement contrôlés par deux organes de commande à deux positions recevant des ordres d'entrée de caractère numérique.
  • Dans une application caractéristique d'un tel dispositif d'actionnement, l'organe mobile de sortie est constitué par le tiroir d'un distributeur hydraulique à quatre voies, lequel peut par exemple commander un vérin hydraulique à double effet ; en ce cas, la position neutre du tiroir du ·distributeur isole d'une source de fluide sous pression les deux chambres de travail du vérin, immobilisant ainsi son piston, tandis que l'une comme l'autre des positions de travail du tiroir provoque la mise en communication avec cette source de fluide sous pression de l'une ou de l'autre des chambres de travail du vérin, entraînant ainsi le déplacement de son piston dans un sens ou dans l'autre à une vitesse identique ou non.
  • Dans.une telle application, le tiroir du distributeur n'est susceptible d'occuper que trois positions distinctes, ceci en fonction des ordres d'entrée délivrés sous la forme de mots de commande binaires aux organes de commande eux-mêmes constitués, par exemple, par des électrovalves à trois voies et à deux positions. Et l'on ne dispose de ce fait que d'une seule vitesse pour chaque sens de déplacement du piston du vérin hydraulique.
  • Or il est souhaitable, dans de nombreuses applications de la pratique, de pouvoir disposer de deux vitesses distinctes pour chaque sens de déplacement du piston du vérin. Ceci suppose toutefois que le tiroir du distributeur puisse occuper en tout cinq positions distinctes, à savoir, en plus de sa position neutre, deux positions de travail successives de part et d'autre de celle-ci, ces positions de travail successives correspondant à des valeurs croissantes du gain en débit d'écoulement du fluide sous pression vers la chambre de travail considérée du vérin. Un tel résultat peut être obtenu, par exemple, au moyen de butées mobiles intervenant à tour de rôle sur le tiroir du distributeur, mais requiert à priori une complexité accrue des organes de commande, puisque, de toute évidence, les deux électrovalves à deux positions chacune ne peuvent recevoir au plus que quatre mots binaires de commande distincts.
  • La présente invention se donne pour but de créer, dans un dispositif de commande hydraulique du genre rappelé ci-dessus, deux positions de travail supplémentaires de l'organe mobile de sortie sans avoir à recourir à des moyens de commande additionnels, ceci de manière à obtenir au total cinq positions d'équilibre distinctes au moyen de seulement quatre mots de commande binaires. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que chacun des moyens hydrauliques d'actionnement se compose de deux surfaces actives agissant dans le même sens sur l'organe mobile de sortie et intervenant l'une après l'autre pour communiquer audit organe deux pas de déplacement successifs, la mise sous pression de la première de ces surfaces étant provoquée par l'un des deux organes de commande, et celle de la seconde surface l'étant par l'autre organe de commande mais n'étant toutefois rendue possible que lorsque l'organe mobile a déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens considéré. Il en résulte, ainsi qu'il apparaîtra plus clairement dans la suite de la description, que l'actionnement de l'un ou de l'autre des deux organes de commande à partir de la position de repos a pour effet de déplacer l'organe de sortie dans un sens ou dans l'autre par rapport à sa position neutre, l'amenant ainsi à occuper la première des deux positions d'équilibre successives définies dans le sens de déplacement considéré ; et que l'actionnement subséquent du second organe de commande a pour effet, quel que soit le sens du déplacement initial, d'amener l'organe de sortie à la seconde desdites positions d'équilibre. On obtient de la sorte cinq positions d'équilibre distinctes au total à partir de seulement quatre mots de commande différents, ceci sous réserve que les organes de commande soient actionnés successivement et non pas simultanément.
  • Dans une forme préférentielle de réalisation de l'invention, les deux surfaces actives de chacun des moyens hydrauliques d'actionnement sont respectivement constituées par la face d'un premier piston de relativement faible section dont la course est limitée par une butée à un premier pas de déplacement de l'organe mobile de sortie et par la face d'un second piston de relativement forte section monté en série avec le précédent et dont la course elle aussi limitée par une butée permet de couvrir un autre pas de déplacement dudit organe, les organes de commande associés auxdits moyens hydrauliques d'actionnement sont constitués chacun par une valve à trois voies et deux positions permettant de relier à une ligne d'alimentation en fluide sous pression ou à une ligne de retour la face du premier piston du moyen d'actionnement affecté à un sens de déplacement de l'organe mobile de sortie et la face du second piston du moyen d'actionnement affecté au sens de déplacement opposé, et la liaison entre ladite valve et ladite face du second piston est contrôlée par la position elle-même de l'organe mobile de sortie de façon à n'être établie que lorsque ledit organe a déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens considéré. En pareil cas, la liaison entre ladite valve et ladite face du second piston peut être avantageusement assurée par l'intermédiaire d'une chambre de passage ménagée dans l'organe mobile de sortie, les arêtes qui délimitent cette chambre coopérant avec des orifices de communication fixes de façon telle qu'elle soit reliée ou à la valve correspondante ou à la ligne de retour.
  • Il est d'ailleurs possible, en choisissant convenablement les fonctions logiques des valves de commande, de modifier la nature des mots de commande binaires régissant les diverses positions d'équilibre de l'organe mobile de sortie.
  • Comme le montrera d'autre part la description suivante, la portée de l'invention n'est pas non plus limitée à l'obtention de deux positions d'équilibire successives de part et d'autre de la position neutre de l'organe mobile de sortie ; elle peut, également, s'étendre dans certaines applications particulières à l'obtention d'une position d'équilibre seulement d'un côté de la position neutre et de trois positions d'équilibre successives de l'autre côté de cette dernière ; en pareil cas, le vérin hydraulique commandé par un tel dispositif serait doté d'une seule vitesse de déplacement dans un sens et de trois vitesses différentes dans l'autre sens. D'autres combinaisons seraient encore possibles dans le cadre de la présente invention.
  • Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de quelques formes de réalisation préférentielles, données à simple titre d'exemples illustratifs, et avec référence aux dessins ci-annexés, en lesquels :
    • - les figures 1 à 3 illustrent, respectivement en position neutre et dans deux de ses positions de travail successives, une première forme de réalisation du dispositif d'actionnement hydraulique selon l'invention, appliqué au cas d'un électrodistributeur à cinq positions ; et
    • - la figure 4 représente, de façon tout aussi schématique, une seconde forme de réalisation d'un tel électrodistributeur, celui-ci étant montré dans sa position neutre.
  • Considérant en premier lieu la figure 1 des dessins, on voit que le dispositif d'actionnement hydraulique selon l'invention comprend un organe mobile de sortie 10 ici constitué par un tiroir de distributeur hydraulique, lequel est pourvu de cinq portées cylindriques 12, 14, 16, 18 et 20. Ce ti- roir 10 est reçu en coulissement dans un corps fixe/22, lequel est lui-même percé d'un certain nombres d'orifices destinés à coopérer avec les arêtes délimitant les portées cylindriques du tiroir 10 pour définir des passages de fluideà section variable. Plus précisément, l'un de ces orifices, désigné par la référence 24,est raccordé par l'intermédiaire d'une conduite 25 à une source de fluide à haute pression HP (non représentée sur le dessin) ; tandis que quatre autres orifices 26, 28, 30 et 32 sont raccordés par l'intermédiaire d'une autre conduite 27 à un réservoir de retour de fluide BP (non représenté lui non plus sur le dessin). Deux autres orifices 34 et 36 sont respectivement reliés, par l'intermédiaire de canalisations de sortie U1, U2, aux deux chambres de travail d'un vérin hydraulique à double effet, qui ne fait pas en lui-même partie de l'invention et n'est pas représenté sur le dessin. Deux autre orifices supplémentaires 38 et 40 sont reliés respectivement, par l'intermédiaire de canalisations 42 et 44, à deux chambres de pression 46 et 48 'ainsi qu'aux sorties de deux électrovalves EV et EV 2 constituant les organes de commande proprement dits du dispositif. Chacune des deux chambres de pression 46 et 48, qui sont disposées coaxialement par rapport au tiroir 10 du distributeur à l'intérieur du corps 22, contient un ressort de compression 50 ou 52 qui, par l'intermédiaire d'une cuvette 54 ou 56, tend à repousser vers le tiroir du distributeur un piston 58 ou 60 qui coulisse de façon étanche dans une paroi fixe du corps 22, et dont l'extrémité est normalement maintenue au contact d'une des faces d'extrémité du tiroir 10. Chacune des électrovalves EV1 et EV2, du type à trois voies et à deux positions, comporte deux entrées respectivement reliées par des tubulures de dérivation aux conduites 25 et 27. Des interrupteurs I1 et 12 sont respectivement prévus pour l'actionnement de ces deux électrovalves, ceci de manière à ce que, lorsque l'interrupteur est ouvert, l'électrovalve associée occupe une position telle qu'elle met en communication sa sortie avec le réservoir de retour BP, tandis que, lorsqu'elle est excitée, elle met en communication cette même sortie avec la source de fluide sous pression HP.
  • Dans la position neutre qui est représentée à la figure 1 des dessins, les deux interrupteurs I1 et 12 sont ouverts, ce que l'on exprimera conventionnellement par la présence d'un mot de commande binaire "00". Il s'ensuit que la basse pression règne dans les deux chambres 46 et 48, ainsi d'ailleurs que de part et d'autre des portées cylindriques 12 et 20 du tiroir 10, dont les faces opposées communiquent par l'intermédiaire d'un perçage longitudinal 13 ou 21. La résultante des poussées hydrauliques qui s'exercent en sens opposé sur le tiroir 10 est nulle, et celui-ci se trouve dès lors centré dans sa position neutre par les moyens élastiques de rappel que constituent les ressorts 50 et 52 agissant, par l'intermédiaire des cuvettes 54 et 56, sur les pistons 58.et 60 eux-mêmes au contact des faces terminales dudit tiroir. Les arêtes opposées de la portée cylindrique 16 obturent en conséquence d'un côté aussi bien que de l'autre l'orifice 24 relié à la source de fluide sous pression HP, et l'on en déduit que le fluide ne pouvant s'échapper d'aucune des chambres de vérin, celui-ci est verrouillé hydrauliquement et que par conséquent le piston du vérin reste immobile, aux fuites près, quelle que soit la charge extérieure appliquée.
  • Considérant à présent la figure 2 des dessins, on voit que l'interrupteur I1 est fermé tandis que l'interrupteur 12 reste ouvert, ce qui se traduit conventionnellement par un mot de commande binaire tel que "10". Il en résulte que, tandis que la chambre de pression 48 reste reliée au réservoir de retour BP, la chambre de pression 46 est à présent mise en communication, par l'intermédiaire de l'électrovalve EV1, avec la source de fluide sous pression HP. Ceci a pour effet de repousser vers la gauche le piston 58 jusqu'à venue en butée de sa tête élargie avec la paroi du corps fixe 22, et par conséquent d'imprimer un premier pas de déplacement vers la gauche au tiroir 10 à l'encontre de la force développée par le ressort 52. On notera par ailleurs que la mise sous pression de l'orifice 38, par l'intermédiaire de la canalisation 42, reste sans effet, puisque cet orifice est initialement obturé par la portée cylindrique 14. Par ailleurs, les faces terminales du tiroir 10 restent toutes les deux exposées à la basse pression, la canalisation 44 et l'orifice 40 se substituant à l'orifice 32 à présent recouvert par la portée cylindrique 20. Dans cette position du tiroir, on voit que l'orifice 24 est partiellement ouvert sur son côté droit, ce qui a pour effet de mettre en communication l'orifice 34 et la canalisation de sortie U1 avec la source de fluide sous pression, tout en limitant le débit d'écoulement du fluide à travers cette canalisation U1 ; par ailleurs, l'orifice 36 et la canalisation U2 sont à présent mis en communication avec l'orifice 28 et le réservoir de retour BP. Il en résulte l'apparition d'une pression différentielle de part et d'autre du piston du vérin contrôlé, lequel se déplace ainsi dans le sens correspondant une certaine valeur de vitesse de translation.
  • Si l'on désire faire maintenant se déplacer le piston du vérin dans le même sens mais avec une valeur supérieure de vitesse de translation, il suffit, conformément à la figure 3, de fermer à son tour l'interrupteur de commande I2 (mot de commande binaire "11"). Cette manoeuvre a pour effet de mettre en communication avec la source de fluide sous pression HP la chambre de pression 48, ainsi que, par l'intermédiaire de la canalisation 44 et de l'orifice 40, la face terminale de droite du tiroir 10. La surface active s'1 de cette face terminale du tiroir 10 étant supérieure, par hypothèse, à la surface active s2 du piston 60 sur laquelle s'exerce également la haute pression, il en résulte un déséquilibre entre les poussées hydrauliques exercées sur le tiroir 10, poussées dont la résultante a pour effet d'imprimer à ce tiroir 10 un second pas de déplacement vers la gauche, ceci jusqu'à venue en butée de sa face terminale de gauche contre la paroi correspondante du corps 22. Dans cette nouvelle position de travail atteinte par le tiroir 10, on voit que l'orifice 24 est à présent grand ouvert sur son côté droit, ce qui signifie que la canalisation de sortie U1 est alimentée en fluide sous pression avec une valeur de gain en débit supérieure à celle du cas précédent; il en résulte bien que le piston du vérin se déplace avec une valeur supérieure de vitesse de translation.
  • En reprenant le raisonnement précédent dans l'hypothèse où l'on aurait fermé en premier l'interrupteur I2 en laissant l'interrupteur I1 ouvert (mot de commande binaire "01"), on verrait facilement que cette manoeuvre aurait pour effet d'imprimer au tiroir 10 un premier pas de déplacement vers la droite, suivi d'un second pas de déplacement dans ce même sens lors de la fermeture subséquente de l'interrupteur I1 (mot de commande binaire "11"). On dispose bien ainsi, au moyen de seulement deux organes de commande (EV1, EV2) de type binaire susceptibles de recevoir en tout quatre mots distincts de commande binaires, de cinq positions d'équilibre distinctes pour le tiroir 10 du distributeur hydraulique, à savoir une position neutre et deux positions de travail successives de chaque côté de cette position neutre, ces diverses positions correspondant respectivement à l'immobilisation du piston du vérin hydraulique contrôlé et à son déplacement, avec deux valeurs différentes de vitesse de translation dans chacun des deux sens.
  • Il ressort de la description précédente que les moyens hydrauliques d'actionnement qui commandent les déplacements de l'organe de sortie vers la droite ou vers la gauche à l'encontre des moyens élastiques de centrage constitués par les ressorts 50 et 52 se composent chacun de deux surfaces actives agissant dans le même sens sur cet organe de sortie (tiroir 10) et intervenant l'une après l'autre pour lui communiquer deux pas de déplacement successifs, la mise sous pression de la première de ces surfaces étant provoquée par l'une des électrovalves de commande EV1 ou EV2 et celle de la seconde surface l'étant par l'autre de ces électrovalves, mais n'étant toutefois rendue possible que lorsque cet organe de sortie a déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens voulu. Dans l'exemple de réalisation représenté, les surfaces actives de chacun de ces moyens hydrauliques d'actionnement sont constituées respectivement par la face d'un premier piston 58 ou 60 de relativement faible section dont la course est limitée à un premier pas de déplacement de l'organe de sortie 10, et par la face terminale de ce dernier jouant le rôle d'un second piston de relativement forte section qui est monté en série avec le précédent et dont la course elle aussi limitée permet de couvrir un second pas de déplacement. Et il importe de souligner que la face du second piston ne peut elle-même être mise sous pression que pour autant que l'organe mobile de sortie 10 a déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens considéré. Il est bien évident que la mise en application de ce principe général de l'invention peut être effectuée grâce à d'autres moyens technologiques que ceux décrits ci-dessus, lesquels ne sauraient en conséquence limiter la portée de l'invention. De même, il serait évidemment possible d'utiliser des électrovalves de commande à fonction logique inversée, c'est-à-dire des électrovalves dont l'état de non-excitation se traduirait par une mise en communication de leur sortie avec la source de fluide sous pression ; en pareil cas, le mot de commande binaire correspondant à la position neutre serait bien évidemment "11", ceux commandant les positions d'équilibre intermédiaires'seraient respectivement "01" et "10", et le mot de commande unique pour les positions d'équilibre extrêmes serait "00" succédant aux précédents.
  • Il convient enfin de remarquer que la portée de l'invention n'est pas limitée à la réalisation de dispositifs d'actionnement hydrauliques à cinq positions réparties symétriquement par rapport à une position neutre. La figure 4 des dessins illustre, à simple titre d'exemple, une variante de réalisation dans laquelle sont prévues une unique position d'équilibre de l'organe mobile de sortie d'un côté de la position neutre et trois positions d'équilibre de l'autre côté de cette même position, la représentation du dessin correspondant à la position neutre. En ce cas, on voit que les portées 14' et 18' du tiroir mobile 10' ne sont plus conformées symétriquement par rapport à sa portée centrale 16', ainsi que cela était le cas dans la forme de réalisation des figures 1 à 3. D'autre part, les organes de commande sont ici constitués par deux électrovalves EV'1 et EV dotées de fonctions logiques opposées, la première établissant la communication avec la source de fluide sous pression HP lorsqu'elle n'est pas excitée (interrupteur I'1 ouvert), tandis que la seconde établit au contraire cette même communication lorsqu'elle est excitée (interrupteur I2 fermé). Lorsque les deux interrupteurs I'1 et I'2 sont par conséquent ouverts (ce qui correspond ccnventionnellement à la délivrance d'un mot de commande binaire "00"), la chambre de pression 46 est reliée à la source de fluide HP tandis que la chambre 48 en est isolée ; il s'ensuit que le piston 58 est enfoncé vers la gauche et repousse le tiroir 10' à l'encontre de la force développée par le ressort 52 ; le distributeur est cependant construit de telle sorte que, pour cette position, la portée cylindrique centrale 16' du tiroir 10' obture sur ses deux côtés l'orifice d'admission de fluide sous pression 24, tandis que les portées 14' et 18' obturent respectivement les orifices de retour 28 et 30. Dans ces conditions, les canalisations de sortie U1 et U2 sont, ainsi que les chambres de travail du vérin hydraulique contrôlé, complètement fermées, ce qui correspond à l'immobilisation du piston de ce vérin. Partant de cette position, il est possible de voir, en reprenant le raisonnement appliqué précédemment, que la fermeture de l'interrupteur I2 aura pour effet de déplacer le tiroir 10' vers la gauche, jusqu'à venue en butée de sa face terminale gauche contre la paroi du corps fixe 22. Par contre, la fermeture de l'interrupteur I'1 aurait pour effet de supprimer le déséquilibre entre les poussées hydrauliques agissant sur le tiroir 10', en sorte que celui-ci se déplacerait d'un premier pas vers la droite sous 'l'action des moyens de centrage constitués par les ressorts 50 et 52. La fermeture subséquente de l'interrupteur 12 provoquerait un nouveau pas de déplacement du tiroir 10' vers la droite, et l'ouverture subséquente de l'interrupteur I'1 amènerait enfin le tiroir 10' à sa position extrême définie par la venue en butée de sa face terminale droite sur la paroi correspondante du corps fixe. Ces trois positions d'équilibre successives d'un même côté de la position neutre de la figure 4 correspondent à des degrés d'ouverture progressifs de l'orifice 24 vers la gauche, et par conséquent à des valeurs croissantes du gain en débit de fluide sous pression admis dans la canalisation de sortie U2. En conséquence, le vérin hydraulique contrôlé par un tel dispositif d'actionnement sera doté d'une seule valeur de vitesse de translation dans un sens et de trois valeurs progressives de cette même vitesse dans le sens opposé.
  • Il va naturellement de soi que d'autres combinaisons seraient encore possibles, et l'on comprendra pour cette raison que les formes de réalisation ci-dessus décrites ne constituent que des exemples purement illustratifs des possibilités d'application de l'invention.

Claims (7)

1. Dispositif d'actionnement hydraulique à entrée numérique, du type comprenant un organe mobile de sortie occupant au repos une position neutre vers laquelle le sollicitent des moyens élastiques de centrage et susceptible de se déplacer à l'encontre de ces derniers de part et d'autre de ladite position neutre pour venir occuper l'une ou l'autre de deux positions de travail définies par des moyens de butée, les déplacements de cet organe mobile étant provoqués par des moyens hydrauliques d'actionnement antagonistes affectés chacun à un sens de déplacement et eux-mêmes sélectivement contrôlés par deux organes de commande à deux positions recevant des ordres d'entrée de caractère numérique, caractérisé par le fait que, pour créer sans recours à des moyens de commande additionnels deux positions de travail supplémentaires de l'organe mobile de sortie elles aussi définies par des moyens de butée et obtenir ainsi cinq positions d'équilibre distinctes au moyen de seulement quatre mots de commande binaires, chacun des moyens hydrauliques d'actionnement se compose de deux surfaces actives (s1, s'1 ; s2, s'2) agissant dans le même sens sur l'organe mobile de sortie (10) et intervenant l'une après l'autre pour communiquer audit organe deux pas de déplacement successifs, la mise sous pression de la première (s1 ; s2) de ces surfaces étant provoquée par l'un (EV1 ; EV2) des deux organes de commande, et celle de la seconde surface (s'1; s'2) l'étant par l'autre organe de commande (EV2 j EV,) mais n'étant toutefois rendue possible que lorsque l'organe mobile a déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens considéré.
2. Dispositif d'actionnement hydraulique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux surfaces actives de chacun des moyens hydrauliques d'actionnement sont respectivement constituées par la face d'un premier piston (58 ; 60) de relativement faible section dont la course est limitée par une butée à un premier pas de déplacement de l'organe mobile de sortie (10) et par la face d'un second piston (20 ; 12) de relativement forte section monté en série avec le précédent et dont la course elle aussi limitée par une butée permet de couvrir un autre pas de déplacement dudit organe, que les organes de commande associés audits moyens hydrauliques d'actionnement sont constitués chacun par une valve (EV1 ; EV2) à trois voies et deux pcsi- tions permettant de relier à une ligne d'alimentation en fluide sous pression ou à une ligne de retour la face du premier piston (58 ; 60) du moyen d'actionnement affecté à un sens de déplacement de l'organe mobile de sortie et la face du second piston (12 ; 20) du moyen d'actionnement affecté au sens de déplacement. opposé, et que la liaison entre ladite valve et ladite face du second piston est contrôlée par la position elle-même de l'organe mobile de sortie de façon à n'être établie que lorsque ledit organe a déjà accompli un premier pas de déplacement dans le sens considéré.
3. Dispositif d'actionnement hydraulique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la liaison entre ladite valve et ladite face du second piston est assurée par l'intermédiaire d'une chambre de passage ménagée dans l'organe mobile de sortie, les arêtes qui délimitent cette chambre coopérant avec des orifices de communication fixes (38, 26 ; 40, 32) de façon telle qu'elle soit reliée ou à la valve correspondante ou à la ligne de retour.
4. Dispositif d'actionnement hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, pour obtenir deux positions d'équilibre distinctes de l'organe mobile de sortie de chaque côté de la position neutre, les organes de commande sont constitués par deux électrovalves dotées de fonctions logiques identiques consistant à établir une communication avec la ligne de retour lorsqu'elles sont non-excitées (ou lorsqu'elles sont excitées), la position neutre de l'organe mobile de sortie étant commandée en ce cas par le mot binaire "00" (ou par le mot binaire "11"), les positions d'équilibre intermédiaires respectivement par les mots "01" et "10" (ou par les mots binaires "10" ou "01"), et les posititions d'équilibre extrêmes par le mot "11" (ou par le mot "00") succédant aux précédents.
5. Dispositif d'actionnement hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, pour obtenir une unique 'position d'équilibre de l'organe mobile de sortie d'un côté de la position neutre et trois positions d'équilibre distinctes de l'autre côté de cette position neutre, les organes de commande sont constitués par deux électrovalves dotées de fonctions logiques opposées consistant à établir une communication avec la ligne de retour lorsqu'elles sont respectivement excitée et non-excitée, la position neutre de l'organe mobile de sortie étant commandée en ce cas par le mot binaire "00", son unique position d'équilibre d'un côté de la position neutre l'étant par le mot "01", et ses trois positions d'équilibre successives . de l'autre côté de la position neutre l'étant respectivement par la succession des mots "10", "11" et "01".
6. Dispositif d'actionnement hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'organe mobile de sortie est constitué par un tiroir de distribution (10) à quatre voies, par exemple du type "centre fermé", permettant soit d'isoler simultanément deux orifices d'utilisation (U1, U2) lorsqu'il occupe sa position neutre, soit de relier l'un de ces orifices à une ligne d'alimentation en fluide sous pression et l'autre orifice à une ligne de retour dans toutes ses autres positions d'équilibre, les positions d'équilibre successives de ce tiroir d'un même côté de la position neutre correspondant alors à des valeurs croissantes du débit d'écoulement du fluide à travers lesdits orifices d'utilisation.
7. Dispositif d'actionnement hydraulique selon la revendication 6, caractérisé parle fait qu'il est utilisé à la commande d'un organe récepteur hydraulique double effet, les positions d'équilibre successives du tiroir d'un même côté de la position neutre correspondant alors à des vitesses croissantes dudit organe récepteur pour le sens de déplacement concerné.
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