FR2521233A1 - Dispositif hydraulique de commande de mouvements de bascule - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF HYDRAULIQUE DE COMMANDE DE MOUVEMENTS DE BASCULE COMPREND UN MOTEUR A PISTON ROTATIF QUI COMPORTE AU MOINS DEUX ENCEINTES 16, 17 A PRESSION DE TRAVAIL, SEPAREES L'UNE DE L'AUTRE PAR UNE AUBE 13 ET UNE PAROI RADIALE 14 DE L'ENVELOPPE 11 DU CYLINDRE. LES ENCEINTES 16, 17 PEUVENT ETRE RELIEES ALTERNATIVEMENT AU COTE HAUTE PRESSION ET AU COTE BASSE PRESSION D'UN GENERATEUR DE PRESSION HYDRAULIQUE. POUR REGLER LES PERTES D'HUILE Q RESULTANT DE FUITES DANS UNE POSITION DE ROTATION DETERMINEE DE L'AUBE 13, L'INSTALLATION COMPORTE UN DISPOSITIF DE REGLAGE ET LA LARGEUR DE L'INTERVALLE RESTANT ENTRE L'AUBE 13 ET LA PAROI DE L'ENVELOPPE DE CYLINDRE 12 OU ENTRE SON ARBRE 21 ET LA SURFACE DE SEPARATION RADIALE 14 DE L'ENVELOPPE DE CYLINDRE 12 EST CHOISIE CONFORMEMENT A LA RELATION : (CF DESSIN DANS BOPI) DANS LAQUELLE D EST L'ECART MAXIMAL ADMISSIBLE ENTRE LA POSITION DE L'AUBE 13 ET UNE POSITION THEORIQUE E LA VISCOSITE DE L'HUILE F LA FREQUENCE DE REGLAGE DU DISPOSITIF DE REGLAGE, D P LA DIFFERENCE DES PRESSIONS DANS LES ENCEINTES 16, 17, G UN FACTEUR GEOMETRIQUE ET A LA SENSIBILITE DU REGLAGE.

Description

La présente invention est relative à un dispositif hydraulique de commande

de mouvements de bascule comprenant

un moteur à piston rotatif qui comporte au moins deux en-

ceintes à pression de travail, séparées l'une de l'autre par une aube, qui peuvent se relier alternativement au côté

haute pression et au côté basse pression du système fournis-

sant la pression hydraulique.

La caractéristique de dispositifs de commande de mou-

vements de bascule de ce type consiste en ce que, pour un rendement ou une force d'entra Inement déterminés, il faut des pièces de dimensions nettement moindres que par exemple dans le cas de moteurs linéaires Un autre avantage consiste

en ce que l'angle de bascule qui, pour des cylindres hydrau-

liques à pistons rotatifs, peut atteindre 320 , est nette-

ment plus grand que, par exemple, dans un dispositif de com-

mande de mouvements de bascule dirigé dans lequel un moteur linéaire intervient comme organe de direction de longueur variable, l'angle de bascule maximal étant alors nettement

inférieur à 180 , et en ce que, dans n'importe quelle posi-

tion ou orientation de l'aube du cylindre hydraulique à pis-

ton rotatif, la force hydraulique, dans la direction de bas-

culement, peut Otre entièrement utilisée.

Cependant, en pratique, l'utilisation de cylindres hy-

drauliques à pistons rotatifs dans le cadre de dispositifs

hydrauliques de commande de mouvements de bascule est limi-

tée par les inconvénients suivants des cylindres hydrauli-

ques à pistons rotatifs.

Par suite des dimensions assez faibles de la longueur I de l'intervalle restant entre l'aube et l'enveloppe du

cylindre, mesurée entre les deux enceintes à pression de tra-

vail du cylindre hydraulique à pistons tournants dans le sens de rotation de l'aube, qui a une influence essentielle, dans tous les sens, sur les pertes d'huiles par fuites, on

observe, en général, dans les cylindres hydrauliques à pis-

tons rotatifs, des pertes par fuites beaucoup plus grandes que, par exemple, dans des moteurs linéaires dans lesquels, en donnant au piston une forme suffisamment allongée, on peut rendre la résistance à l'écoulement, dans l'intervalle restant entre les enceintes à pression de travail, assez grande pour que les pertes par fuite soient réduites à un minimum. Les dispositifs hydrauliques de commande de mouvements de bascule dans lesquels il s'agit de pouvoir arrêter la

partie basculante dans une position déterminée à l'inté-

rieur de la zone de basculement et de l'y maintenir dans cette position sont donc généralement réalisés sous forme

de systèmes dirigés comportant un moteur linéaire hydrau-

lique fonctionnant comme un dispositif de direction de

longueur variable.

Il est vrai que, pour réduire le plus possible les per-

tes par fuites dans les moteurs hydrauliques à pistons ro-

tatifs, le modèle d'utilité G 81 14 452 0 déposé en Alle-

magne décrit un système consistant à placer les aubes tour-

nant entre les brides de l'arbre de travail du cylindre hydraulique à piston rotatif, qui sont isolées d'une manière étanche de l'enveloppe du cylindre au moyen de joints de

piston de forme annulaire, la largeur efficace b de l'in-

tervalle qui détermine l'importance des pertes par fuites se réduisant alors à l'extension axiale de l'aube, mesurée entre ces brides, et en même temps, en tirant parti de la précision de la fabrication, à réduire à de faibles valeurs la hauteur h de l'intervalle compris entre l'aube tournante et l'enveloppe de cylindre pour maintenir à une valeur aussi

élevée que possible, pour une longueur donnée 1 de l'in-

tervalle, la résistance à l'écoulement dans l'intervalle; il est certain que, par ce procédé, les pertes par fuites sont suffisamment réduites pour que l'aube rotative et, avec elle, la partie du mécanisme accouplée à son arbre, puisse être maintenues avec une précision suffisante dans une position définie à l'intérieur de la zone de basculement

mais le montage d'un joint étanche contre le piston aug-

mente le frottement d'adhérence dans le système de commande du dispositif basculant, ce qui a pour conséquence que, surtout dans les phases d'arrêt du mouvement de bascule, il y a des effets d'entraînement par adhérence (stick-slip) si la vitesse périphérique dans la zone de l'intervalle devient inférieure à la valeur au-dessus de laquelle le frottement de glissement, plus petit que le frottement d'adhérence, détermine la résistance qui s'oppose au mouvement du piston rotatif Il en résulte également que le piston rotatif ne se déplace pas doucement, avec un retard régulier, vers une

position finale déterminée à l'avance, mais qu'il s'en rap-

proche par à-coups et qu'en général il s'arrête dans une position qui ne correspond pas exactement à la position finale voulue On ne peut pas supprimer cet inconvénient en utilisant par exemple un dispositif de réglage qui> après

enregistrement de la valeur définissant la position effec-

tive du piston et comparaison de cette valeur de positions

effectives avec la valeur correspondant à la position vou-

lue, ramènerait le piston à la position qu'il devrait occu-

per car un dispositif de réglage de ce genre, en raison de

l'effet d'entraînement par adhérence (stick-slip) au voisi-

nage de la position voulue provoque une interférence de mouvements décalés du piston rotatif de sorte que celui-ci ne reste pas immobile dans la position qu'il doit occuper

et est agité de secousses de même fréquence que l'installa-

tion de réglage, ce qui n'est pas admissible en pratique.

Les systèmes de commande de dispositifs basculants connus jusqu'à présent ne peuvent donc pas, en principe, donner satisfaction dans les cas o il faut que le système

de commande puisse, en s'opposant à la force de rappel dé-

terminée par une charge, se placer dans une position déter-

minée et s'y maintenir avec une-grande précision.

Il s'y ajoute que les systèmes de commande de disposi-

tifs basculants qui sont munis de joints d'étanchéité, comme par exemple les joints de piston mentionnés ci-dessus, sont également soumis à une forte usure et que, par conséquent, il faut vérifier constamment leur bon état de marche, ce

qui implique des travaux d'entretien importants.

Le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un système de commande de mouvements de bascule du type

initialement décrit qui, tout en évitant en toute certitu-

de les effets d'entraînement par adhérence (stick-slip), per-

mette de régler avec précision l'angle de bascule de l'aube i O rotative et d'un élément de machine accouplé à cette aile, qui ne soit guère sujet à l'usure et ne demande guère

d'entretien et soit en même temps simple et peu encombrant.

Ce but est atteint d'une manière simple par la réali-

sation selon l'invention qui prévoit, pour maintenir la dif-

férence de pression qui doit régner entre les enceintes à pression du cylindre hydraulique à piston rotatif séparées

l'une de l'autre par l'aube rotative, pour assurer le main-

tien dans une position angulaire déterminée, d'utiliser un dispositif de réglage convenable, et en tenant compte de la fréquence régulière maximale de ce dispositif de réglage, de donner à la hauteur de l'intervalle, à l'intérieur d'une marge de sécurité fixée par la fréquence du dispositif de

réglage, une valeur aussi grande que possible.

En fait, il y a, entre l'enceinte à haute pression et

l'enceinte à basse pression et entre celle-ci et le réser-

voir, des fuites importantes d'huile qui, rapportées à l'unité de temps, sont de l'ordre de grandeur du volume de la chambre, ce qui n'a d'ailleurs guère d'importance, la pompe à haute pression fonctionnant sans arrêt Dans ces conditions, l'utilisation d'un dispositif d'entraînement à

pistons rotatifs présente au moins les avantages suivants.

Du fait que la largeur h de l'intervalle est plus

grande que dans le dispositif d'entraînement connu, les to-

lérances de fabrication à respecter pour le cylindre hydrau-

lique à piston rotatif sont nettement moins sévères et, de ce fait, les investissements et les frais de fabrication correspondants sont considérablement réduits Les brides d'étanchéité et les joints d'étanchéité des pistons étant supprimés, la construction du cylindre à piston rotatif se trouve considérablement simplifiée Les effets d'entraîne- ment par adhérence (stick-slip) sont supprimés en même

temps que le frottement d'adhérence et, comme pour la résis-

tance due au frottement les effets de frottement sont seuls à intervenir, on peut réaliser un cylindre hydraulique à piston rotatif pratiquement sans pertes par frottement On augmente de ce fait d'une manière considérable la durée de service des appareils Au total, on peut réaliser de cette manière un cylindre hydraulique à piston rotatif qui permet,

lorsqu'il est convenablement associé à un dispositif de ré-

glage, l'utilisation du cylndre hydraulique à piston rota-

tif pour la stabilisation d'une position ou pour l'entrai-

nement d'un dispositif de mise en position.

En principe, on peut utiliser dans le cadre de l'in-

vention tous les dispositifs de réglage qui permettent une stabilisation des positions de rotation dans les conditions voulues. Il est avantageux que la fréquence d'un dispositif de réglage utilisé en association avec un cylindre hydraulique

à piston rotatif soit aussi élevéeque possible.

L'invention met en oeuvre des dispositifs de réglage

utilisables qui ont sur les dispositifs de réglage électro-

hydrauliques la supériorité d'un facteur de fréquence 5 fois supérieur Le mode de réalisation d'un dispositif de réglage de ce type est indiqué d'une manière plus détaillée dans ce

qui suit.

Dans ce contexte, il devient possible de réaliser un dispositif de réglage qui, associé à une structuration et

à un dimensionnement spéciaux du cylindre hydraulique à pis-

ton rotatif, permoet l'obtention pour l'aube du cylindre hydraulique à piston rotatif un écart angulaire assez faible de O 5 au maximum, par rapport à la position qu'il doit occuper et, en adaptant convenablement ses dimensions à des conditions marginales déterminées, de le fabriquer dans des conditions simples.

D'autres particularités et caractéristiques de l'inven-

tion sont mises en évidence dans la description d'un exem-

ple de réalisation particulier faite en se référant au dessin.

La figure 1 est une coupe longitudinale d'un disposi-

tif de commande de mouvements de bascule suivant l'invention.

La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-Il de la

figure 1.

Les figures 3 a à 3 c représentent différents aspects du

dispositif décrit à la figure 1, expliquant son fonction-

nement. Dans le dispositif de commande de mouvements de bascule 10 représenté par les figures 1 et 2, l'unité de commande et d'entraînement est un cylindre hydraulique 11 à piston

rotatif dont l'enveloppe 12 comprend deux enceintes à pres-

sion 16 et 17 délimitées l'une par rapport à l'autre par une aube tournante 13 ayant en coupe la forme d'un secteur et par une paroi de séparation radiale 14 ayant également en coupe la forme d'un secteur enceintes qui, en étant reliées alternativement à la sortie sous pression P de la pompe à haute tension ou du réservoir, non représenté, du système d'alimentation hydraulique, déplacent l'aube tournante dans les directions de mouvement indiquées par les deux flèches 18 et 19 L'aube 13 est montée au moyen d'un arbre 21 sur les plaques terminales massives 22 et 23 de l'enveloppe du cylindre de manière à pouvoir pivoter autour de son axe

longitudinal central 24 L'angle maximal suivant lequel l'au-

be peut tourner entre ses deux positions extrêmes de bas-

cule est de 270 dans l'exemple de réalisation représenté.

Pour que l'aube rotative 13 puisse, sous l'action d'une

charge appliquée à l'arbre de travail 26 du cylindre hydrau-

lique 11 à piston rotatif, se placer dans n'importe quelle position de pivotement définie entre les deux positions extrêmes, dans lesquelles elle prend appui contre l'un ou l'autre des côtés 27 ou 28 de la paroi de séparation 14, et être maintenue, s'il y a lieu, dans cette position de pivotement, l'installation comporte un dispositif désigné par la référence 31, qui permet aussi bien de fixer la va- leur correspondant à la position de pivotement que l'aube 13 doit prendre chaque fois que d'assurer sa stabilisation

en réglant en conséquence les pressions dans les deux en-

ceintes à pression 16 et 17 du cylindre hydraulique à pis-

ton rotatif.

L'une des pièces essentielles pour le fonctionnement de ce dispositif de réglage est un distributeur de réglage aux 4/3, désignée par la référence 32 qui est représentée sur les figures 3 a à 3 c dans les différentes positions

qu'il peut occuper.

Dans une première position de passage, désignée par la référence I, l'une des enceintes 16 du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif est reliée, par le trajet d'écoulement de la soupape 32 représenté par la flèche 33, au côté haute pression de la pompeet l'autre enceinte à pression 17 est

reliée par le trajet d'écoulement de la soupape 32 représen-

té par la flèche 34 au réservoir du système fournissant la pression hydraulique, d'ailleurs non représenté Le piston rotatif 13 du cylindre hydraulique 11 est sollicité dans ce cas dans le sens de rotation indiqué par la flèche 18 Dans la position de fonctionnement de la soupape indiquée sur la figure 3 b par la référence O les deux enceintes à pression 16 et 17 du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif sont isolées de la pompe et du réservoir du système fournissant la pression et l'aube rotative 13 reste, au moins dans la mesure o des pertes par fuite sont exclues ou négligeables

dans la position de pivotement dans laquelle elle est placée.

Dans la deuxième position de passage de la soupape 32, désignée sur la figure 3 c par la référence 11, l'enceinte à pression 17 du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif est reliée par le trajet d'écoulement du distributeur 32 désigné par la flèche 36, à la sortie sous pression de la

pompe et l'autre enceinte à pression 16 du cylindre hydrau-

lique 11 à piston rotatif est reliéepar le trajet d'écou-

lement du distributeur 32 désigné par la flèche 37, au ré-

servoir du système d'alimentation en pression L'aube ro-

tative 13 est sollicitée dans ce cas dans le sens de rota-

tion indiqué par la flèche 19.

Pour que le distributeur 32 puisse fonctionner de cette

manière, l'installation comporte dans son cadre quatre sou-

papes à siège 38, 39, 41, 42, qui sont montées dans une en-

veloppe commune 43 dans l'ordre indiqué par la figure 1.

Les soupapes 38, 39, 41, 42, comportent chacune un corps de soupape 44 en forme de tronc de c 8 ne et un siège de soupape 46 annulaire fixé à l'enveloppe Des ressorts de pression à enroulement 47 poussent ces corps de soupape 46

dans la position de fermeture des soupapes 38, 39, 41, 42.

Les soupapes 38, 39, 41, 42 sont disposées symétrique-

ment par rapport au plan médian transversal 48 de l'enveloppe 43 du distributeur 32 orienté perpendiculairement à l'axe

central 24 du dispositif de commande des mouvements de bas-

cule 10, les corps de soupape 44 des soupapes 38 et 42 ou 39 et 41 situées l'une en Lace de l'autre par rapport à ce

plan médian transversal 48 pouvant se déplacer en étant gui-

dés le long d'un axe 49 ou 50 orienté parallèlement à l'axe longitudinal 24 du dispositif de commande 10 des mouvements

de bascule.

Dans la position de fermeture ou d'arrêt du distribu-

teur 32 représentée, qui correspond à la position O de la figure 3 b, les quatre soupapes 38, 39, 41, 42, sont fermées

et les corps de soupape 44 prennent appui, par l'intermé-

diaire de goupilles 51, contre un organe de manoeuvre 52 qui a la forme d'une bride radiale et est monté dans l'enveloppe

43 de manière à pouvoir se déplacer d'un mouvement de va-et-

vient dans le sens de l'axe longitudinal 24 de l'enveloppe.

L'organe de commande 52 est solidement monté dans une en-

veloppe tubulaire 53 qui est guidée de manière à se dépla-

cer dans un mouvement de va-et-vient dans un alésage cen-

tral 54 du bloc d'enveloppe 43 du distributeur 32 dans la direction de l'axe médian 24 Cette enveloppe contient un support de broche 56 de forme tubulaire allongée qui est monté sur paliers de manière à pouvoir tourner et dont le filetage 57 est en prise, par l'intermédiaire de billes tournantes, avec le filetage 59 d'une broche-61 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, constitue la pièce de

liaison axiale de l'arbre 21 de l'aube rotative 13 du cy-

lindre hydraulique 11 à piston rotatif et est reliée solide-

ment à cet arbre 21.

Lorsque la pièce basculante de l'unité d'entraînement n'est pas, comme dans le cas représenté, l'aile rotative 13, mais l'enveloppe 11 du moteur hydraulique, celle-ci est reliée solidement à la broche 61 et l'aube est alors reliée

rigidement & l'enveloppe 43 du distributeur 32.

L'enveloppe 53 qui porte l'organe de manoeuvre 52 s'é-

tend entre les anneaux de palier intérieurs 62 et 63 des

roulements à bille axiaux 64 et 66 dont les anneaux de pa-

lier extérieurs 67 et 68 sont montés, dans le mode de réa-

lisation représenté par la figure 1, sur le support de bro-

che 56 De ce fait, l'enveloppe 54 ou l'organe de commande ou de manoeuvre 52 peut suivre des déplacements du support de broche 56 dans le sens axial qui sont provoqués par une

rotation de ce support ou de la broche sans tourner eux-

mîmes comme le support de broche 56.

Le support de broche est accouplé directement ou indi-

rectement ou, comme le montre la figure, par l'intermédiaire d'un engrenage convenable, avec l'arbre d'entraînement 69

d'un moteur pas à pas 71, dont la commande électrique orien-

tée, fait tourner le support de broche d'angles déterminés

et fixés à l'avance.

Lorsque le support de broche est déplacé d'un angle défini O R dans la direction de la flèche 72 dans le sens

des aiguilles d'une montre, il en résulte d'abord que l'or-

gane de manoeuvre 52 est déplacé dans le sens axial dans la direction de la flèche 73 de sorte que les deux soupapes à siège 38 et 39 qui, comme le montre la figure 1, se trou- vent dans la partie gauche de l'enveloppe du distributeur 32, s'ouvrent pendant que les soupapes 41 et 42 situées dans

la partie droite du distributeur 32 restent fermées Le dis-

tributeur de réglage 32 se trouve alors dans la position de passage I qui est représentée sur la figure 3 a et dans

laquelle l'une des enceintes à pression 16 du cylindre hy-

draulique 11 à piston rotatif est reliée, par le trajet d'écoulement 33, ouvert, à la sortie haute pression de la

pompe et dans laquelle l'autre enceinte à pression 17 du cy-

lindre hydraulique 11 à piston rotatif est reliée au réser-

voir du système fournissant la pression hydraulique L'aile rotative 13 du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre dans

la direction de la flèche 18 (figure 3 a), ce qui a pour ef-

fet qu'en raison de l'action mécanique ou de l'accouplement

assurés par le dispositif à broche 57, 61, l'organe de ma-

noeuvre 52 reprend sa position neutre indiqué par la figure

1 lorsque l'angle de bascule de l'aube rotative 13 corres-

pond à l'angle É R dont le support 56 a tourné sous l'action du moteur pas à pas 71 La détermination par le moteur pas

à pas, de l'angle de bascule du support de broche 56 entrai-

ne la détermination de l'angle dont le dispositif basculant doit tourner Si maintenant, par exemple sous l'action

d'une charge agissant sur l'arbre d'entraînement 26 du cy-

lindre hydraulique 11 à piston rotatif, après que l'aube rotative 13 ait atteint la position de rotation qu'elle doit occuper en liaison avec la position neutre (figure 3 b) du distributeur de réglage 32, l'aube rotative 13 continue à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, l'organe de manoeuvre 52 se déplace, à cause de l'accouplement mécanique 1 l réalisé par le système à broche 56, 61, en même temps que l'aube 13, dans la direction de la flèche 74, de sorte que

les soupapes à siège 41 et 42 prennent leur position d'ou-

verture et que le distributeur de réglage 32 prend une po-

sition de fonctionnement, indiquée par la figure 3 c, dans laquelle l'aube rotative 13 est sollicitée dans le sens de rotation inverse, indiqué par la flèche 19 Le retour en arrière par rotation qui en résulte pour l'aube rotative 13 s'arrête dès que l'organe de manoeuvre 52 du distributeur 32 a repris sa position neutre indiquée par la figure 1 ou

la figure 3 b.

Le distributeur de réglage 32 agit donc comme un organe

de réglage par analogie à un fonctionnement mécano-hydrauli-

que qui, quelle que soit la nature des grandeurs perturba-

trices qui peuvent provoquer un écart de la position de ro-

tation de l'aube rotative 13 au niveau de la position qu'el-

le doit occuper, permet une régularisation efficace de ces grandeurs perturbatrices la fréquence de réglage fr de cet organe de réglage par analogie étant très avantageusement élevée, du fait que le système à broche 56, 61 relie, par une transmission mécanique directe, la position de l'aile rotative 13 à la position de l'organe de manoeuvre 52, et

atteint 500 S dans des cas normaux et est encore plus éle-

vée dans des cas favorables.

Pour que l'on puisse obtenir, dans un dispositif de com-

mande de mouvements de bascule comme, par exemple, le dis-

positif 10 que représente la figure 1, les caractéristiques

favorables suivant l'invention, c'est-à-dire une grande pré-

cision dans le maintien dans une position de bascule déter-

minée de l'aube rotative 13 et une atténuation considérable de l'usure et du frottement pour le cylindre hydraulique 11

à piston rotatif dont la construction est en même temps sim-

plifiée, les largeurs des intervalles entre la partie ro-

tative et la partie fixe, ici entre l'aube rotative 13 et son arbre 21 et l'enveloppe, sont choisies de telle manière que d'une part les frais engagés pour obtenir la précision et réaliser la fabrication soient réduits et que, d'autre part, cependant, on puisse régler, au moyen d'un dispositif de réglage 31 une grandeur perturbatrice qui se présente sous forme de pertes par fuites ?L, dans des limites d'er- reur admissibles O Si l'on part de l'hypothèse réaliste que cette perte d'huile par fuites QL dépend essentiellement de la quantité d'huile hydraulique qui circule lors du fonctionnement du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif entre la chambre à haute pression et la chambre à basse pression, on peut admettre, avec une bonne approximation, dans le cas d'un cylindre hydraulique 11 à piston rotatif comme celui que

représentent les figures 2 a et 2 b, la relation suivante.

Ad r b Lh 3 b h 23 2 (R r) h 3 3 t 1

Q 1 1 1 2 1)

YL 12 L 11 12 (l 1 + 13)/2 expression dans laquelle:

b 1 est la largeur, mesurée dans la direction de l'axe longi-

tudinal 24, de l'intervalle courbe 76 et 77 compris entre l'aube rotative 13 et l'enveloppe de cylindre 12 ou entre l'arbre 21 de l'aube rotative et la paroi de séparation 14 de l'enveloppe;

h 1 et h 2 les largeurs intérieures, mesurées dans la direc-

tion de la périphérie, des intervalles 76 et 77, 11 et 12 P les largeurs mesurées dans le sens de la longueur des intervalles 76 et 77,% R, le rayon intérieur de l'enveloppe de cylindre 12, r, le rayon de l'arbre 21 ou (R r) la largeur, mesurée dans la direction radiale, des intervalles 78 et 79 dans le

sens radial entre les parois frontales 81 et 82 de l'enve-

loppe de cylindre et l'aube rotative 13 % h 3 la largeur intérieure, mesurée dans la direction axiale, deaintervalles 78 et 79 définis dans le sens radial, que l'on admet pour les deux intervalles; 131 la longueur d'arc de la circonférence périphérique de l'atbre, mesurée entre les bords de base 83 et 84 orientés dans la direction axiale, c'est-à-dire ( 11 + 12)/2 la valeur moyenne de la longueur, mesurée dans le sens de rotation,

des intervalles radiaux 78 et 79 Si l'on part de l'hypo-

thèse réaliste que les largeurs hi, h 2 et h 3 des intervalles ont chacune la même valeur h et que les longueurs 11, 12 mesurées dans le sens de rotation, des intervalles 76 et 77 compris entre l'aube rotative 13 et l'enveloppe de cylindre 12 ou entre l'arbre d'aube 21 et la paroi de séparation 14 peuvent avoir la même valeur L, la relation ( 1) se simplifie et prend la forme: t p h 3 -2 b 2 (R r) t QL= + t( 2) 1 _ h 12 YI L (L + 13)/2 J En faisant en plus l'hypothèse réaliste que l'angle de basculement maximal de l'aube rotative 13 est de 2700, on en

déduit que l'anglede secteur q que forment l'une avec l'au-

tre les surfaces de délimitation 86 et 87 de l'aube rotative 13 situées dans des plans radiaux du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif est de 300 et que l'angle de secteur t que forment l'une avec l'autre les surfaces de délimitation 27 et 28 de la paroi de séparation 14 situées dans des plans radiaux du cylindre hydraulique 11 à piston rotatif est

de 600.

Dans l'exemple décrit, la sensibilité d'angle de rota-

tion a est donnéepar la relation a= 270 degré cm ( 3) expression dans laquelle V désigne le volume global des deux àp 7 z

deux enceintes à pression 16 et 17.

Pour un écoulement d'huile de fuites donné par les relations ( 1) ou ( 2), l'écart angulaire AA, rapporté à l'unité de temps, par rapport à la position normale voulue, est donc donné par la relation suivante Aj =Q a degré sec 1 ( 4)

-Dans le cas de l'association, prévue suivant l'inven-

tion, du cylindre hydraulique ll à piston rotatif et du dis-

positif de réglage 31, cet écart est réglé avec la fréquence de réglage fr de ce dispositif de réglage 31, de sorte que, dans le fonctionnement régulier l'erreur de position est donnée par la relation L a ( 5) fr fr

* En tenant compte de la relation ( 2) valable pour l'exem-

ple décrit, on obtient alors O = D *h G a ( 6) 12 t L f:e expression dans laquelle G représente le facteur géométrique,

inclus entre crochets dans la relation 2, qui exprime l'in-

fluence de la longueur et de la largeur des intervalles 76 à 79 sur les pertes d'huile par fuites, QL* Dans le cadre du dispositif de commande de mouvements

de bascule 10 il est prévu que, pour une précision de posi-

tionnement déterminée, la largeur d'intervalle soit choisie d'après fa relation h-3 = & 12 * fr ( 7) p^p G a Pour un cylindre hydraulique il à piston rotatif ayant les caractéristiques suivantes: Volume global des enceintes à pression 16 et 17 40,5 cm Diamètre intérieur de l'enveloppe decylindre 12 3,44 cm Diamètre de l'arbre de l'aube 3,44 cm on obtient, pour le facteur géométrique G de la relation

( 2), la valeur 4,7 En admettant que la fréquence de régla-

ge f du dispositif de réglage 31 soit de 500 S, que la viscosité /Ide l'huile hydraulique soit de 0,22 106 bar S et que l'erreur de positionnement O 'ne doive pas dépasser 0,5 , la relation ( 7) donne h = 0,006 cm Un cylindre hydraulique 11 à piston rotatif ayant des

largeurs d'intervalle de cet ordre de grandeur est non seu-

lement facile à fabriquer, mais également pratiquement exempt de pertes dues au frottement, car l'aube rotative 13 est lubrifiée de tous côtés par l'huile qui fuit dans les

intervalles 76 à 79.

Si l'on choisit, en conservant les dimensions indiquées ci-dessus pour le cylindre hydraulique à piston rotatif, une largeur d'intervalle de 0,05 cm, c'est-à-dire un peu plus petite que la largeur maximale admissible h qui se déduit

de la relation ( 7), les pertes d'huile par fuites sont d'en-

* 3 -l viron 22 cm S, ce qui correspond à peu près à la moitié

du volume global du cylindre hydraulique Il à piston rotatif.

Plus le cylindre hydraulique à piston rotatif est grand plus on peut prendre une largeur d'intervalle h grande, dans

les conditions annexes indiquées ci-dessus pour les lon-

gueurs et les largeurs des intervalles, la largeur devant être à peu près la même pour tous les intervalles, pour que les surfaces de l'aube rotative 13 soumises à la pression soient aussi grandes que possible pour une largeur globale donnée des intervalles En appliquant la relation ( 7) au cas o toutes les largeurs d'intervalles sont de 3 cm, on peut obtenir déjà une précision de positionnement de 0,50 pour

des largeurs d'intervalle d'environ 0,01 cm lorsque la fré-

quence de réglage du dispositif de réglage 31 est de 500 S Le dispositif de commande de mouvements de bascule qui fait l'objet de l'invention convient tout à fait dans tous les cas dans lesquels on recherche une grande résistance à

l'usure, une réduction aussi grande que possible des tra-

vaux d'entretien et une grande précision de positionnement.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Dispositif hydraulique de commande de mouvements

de bascule comprenant un moteur à piston rotatif qui com-

porte au moins deux enceintes à pression de travail, sépa-

rées l'une de l'autre par une aile et une paroi radiale de

l'enveloppe du cylindre, qui peuvent se relier alternative-

ment au côté haute pression et au côté basse pression du système fournissant la pression hydraulique, caractérisé en

ce que, pour régler les pertes d'huile QL résultant de fui-

tes dans une position de rotation déterminée d'une aube

rotative ( 13) l'installation comporte un dispositif de ré-

glage ( 31) et en ce que la largeur h de l'intervalle ( 76 à 79) restant entre l'aube ( 13) et la paroi de l'enveloppe de

cylindre ( 12) ou entre son arbre ( 21) et la surface de sé-

paration radiale ( 14) de l'enveloppe de cylindre ( 12) est choisie conformément à la relation * i L Ep G a

expression dans laquelle ê P est, en degrés, l'écart maxi-

mal admissible entre la position de rotation de l'aube ( 13) et une position qu'elle doit prendre théoriquement, r 1 la vis cosité de l'huile hydraulique, fr la fréquence de réglage

du dispositif de réglage ( 31), 4 p la différence des pres-

sions qui doivent exister dans les enceintes à pression ( 16, 17) du cylindre hydraulique ( 11) à piston rotatif pour que l'aube rotative ( 13) reste dans une position de rotation définie, G un facteur géométrique exprimant les longueurs et les largeurs des intervalles et a la sensibilité de la distance de réglage déterminée par le rapport entre l'angle de bascule maximal et le volume global des enceintes à

pression ( 16 et 17).

2 Dispositif de commande de mouvements de bascule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositi de réglage ( 31) est un organe de réglage par analogie ( 32)

du type mécano-hydraulique.

3 Dispositif de commande de mouvements de bascule

selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce

que le dispositif de réglage par analogie mécano-hydrauli- que est un distributeur de réglage ( 32) à 4/3 connu en

lui-même et comportant un dispositif à broche ( 56, 61) indi-

quant la valeur théorique prescrite et la valeur effective

atteinte, la valeur théorique prescrite de l'angle de bas-

cule de l'aube rotative ( 13) pouvant être donnée par la rotation du support de broche ( 56) commandé par exemple au

moyen d'un moteur pas à,pas ( 71).

4 Dispositif de commande de mouvements de bascule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fréquence de réglage du dispositif de réglage ( 31) est au moins égale à 500 a 1, en ce que l'aube ( 13) et la paroi de séparation ( 14) de l'enveloppe ( 12) ont en coupe une forme de secteur présentant un angle de 30 ou de 600, que le diamètre de l'arbre de l'aube ( 21), est égal à la moitié du diamètre

intérieur de l'enveloppe de cylindre ( 12), en ce que l'ex-

tensicn de l'aube ( 13) dans le sens radial et axial est de 18 à 20 mm et en ce que les largeurs des intervalles ( 76, 77, 78, 79) orientés dans le sens axial et radial situés entre l'enveloppe ( 12) et l'aube ( 13) sont égales et sont

d'environ 0,05 mm.