FR2576075A1 - Element de positionnement hydraulique - Google Patents
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Abstract
DANS UN DISPOSITIF DE POSITIONNEMENT HYDRAULIQUE, UN PISTON 3 DIVISE LA CAVITE DANS UN CYLINDRE 1 EN DEUX CHAMBRES DE TRAVAIL 7, 8. LE PISTON 3 EST RELIE A UNE TIGE DE PISTON 2 QUI TRAVERSE UNE EXTREMITE DU DISPOSITIF ET UNE TIGE COMPENSATRICE DE VOLUME QUI TRAVERSE L'AUTRE EXTREMITE DU DISPOSITIF. LA TIGE DE PISTON 2 EST MUNIE D'UN PASSAGE QUI PEUT ETRE OUVERT ET FERME PAR UNE SOUPAPE 6 DE MANIERE A PERMETTRE UN REGLAGE ET UN BLOCAGE OPTIONNELS DE LA TIGE DE PISTON 2. LE LIQUIDE HYDRAULIQUE QUI EST CONTENU DANS LES CHAMBRES DE TRAVAIL 7, 8 EST SOUMIS A DES VARIATIONS DE VOLUME EN REPONSE A DES VARIATIONS DE TEMPERATURE. DANS LE BUT DE COMPENSER CES VARIATIONS DE VOLUME, UNE CLOISON 14 A UNE EXTREMITE DU CYLINDRE 1 EST SUPPORTEE PAR UNE BUTEE 11 DU CYLINDRE 1 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN CORPS COMPENSATEUR AXIALEMENT DEFORMABLE 9 PRESENTANT DE PREFERENCE UNE CARACTERISTIQUE FORCE DE DEFORMATION-COURSE DE DEFORMATION QUI EST SENSIBLE A LA TEMPERATURE.
Description
ELEMENT DE POSITIONNEMENT HYDRAULIQUE
Les éléments de positionnement hydrauliques sont totalement remplis de fluide hydraulique pour bloquer le piston de façon définitive dans les deux directions axiales quand le passage au travers du piston est fermé. Par ail- leurs, le fluide hydraulique est soumis à des variations de volume en réponse à des variations de température. Pour éviter une pression excessive à l'intérieur du cylindre quand la température monte d'une part et un remplissage
incomplet du cylindre en fluide hydraulique quand la tempé-
rature baisse d'autre part, on prévoit des moyens de com-
pensation de la température.
On connaît par le brevet britannique n 676 254
un élément de positionnement o est prévu, pour la compen-
sation de la dilatation du fluide provoquée par la tempéra-
ture, une chambre de compensation qui comporte une cloison qui peut être déplacée axialement et qui est soumise à 1'
action d'un dispositif de rappel. Cette chambre de compen-
sation est aménagée dans une tige de piston creuse et est en communication avec une chambre de travail de façon à laisser passer le fluide. Il en résulte que cet élément de positionnement est affecté par un coût de fabrication
relativement élevé.
Le but de la présente invention est de proposer un élément de positionnement hydraulique comportant des moyens de compensation de dilatation du fluide de conception simplifiée. Un autre but est de proposer un élément de
positionnement hydraulique présentant une fiabilité opéra-
tionnelle élevée en ce qui concerne le blocage du piston.
Un autre objet est de compenser fiablement une dilatation
du volume du fluide apparaissant à la suite d'un échauffe-
ment, sans qu'il y ait une montée inacceptable de la pres-
sion dans le dispositif.
Pour atteindre l'un au moins des buts ci-dessus, l'élément de positionnement hydraulique selon l'invention comprend un organe cylindrique comportant un axe et deux
parties d'extrémité, à savoir une première partie d'extré-
mité et une seconde partie d'extrémité, et une cavité à l'intérieur de l'organe cylindrique, axialement entre les
première et seconde parties d'extrémité. Un premier agen-
cement de guidage et d'étanchéité est prévu à la première partie d'extrémité et un second agencement de guidage et d'étanchéité est prévu à la seconde partie d'extrémité. Une tige de piston s'étend à l'intérieur et à l'extérieur de la cavité en passant par le premier agencement de guidage et d'étanchéité. Une unité de piston est prévue à l'intérieur de la cavité et est fixéeà la tige de piston. Cette unité de piston divise la cavité en deux chambres de travail, une première chambre de travail adjacente à la première
partie d'extrémité et une seconde chambre de travail adja-
cente à la seconde partie d'extrémité. Une tige compensa-
trice de volume s'étend à l'intérieur et à l'extérieur de la cavité en passant par le second agencement de guidage
et d'étanchéité et est fixée à la tige de piston de maniè-
re à effectuer un mouvement axial avec elle. Un volume de fluide hydraulique est prévu à l'intérieur des première et seconde chambres de travail. Un passage à fluide traverse l'unité de piston et relie les première et seconde chambres de travail en vue d'un échange de fluide entre elles. Des moyens de soupape sont associés au passage à fluide. Des moyens d'actionnement des moyens de soupape sont associés aux moyens de soupape pour ouvrir et fermer les moyens de passage du fluide. Des moyens de compensation de dilatation du fluide sont prévus et comprennent au moins une unité de cloison mobile axialement, qui fait partie de l'un au moins
des premier et second agencements de guidage et d'étanchéi-
té et qui est rendue étanche à la fois par rapport à l'or-
gane cylindrique et soit à la tige de piston soit à la tige
compensatrice de volume. Cette unité de séparation est sup-
portée en direction axiale par rapport à l'organe cylindri-
que par un corps compensateur déforma61e axialement grâce à des moyens de butée. Ainsi, on obtient une simplification substantielle de l'élément de positionnement hydraulique car aucune chambre de compensation additionnelle n'est nécessaire. En conséquence, l'élément de positionnement
consiste en peu d'éléments composants, il est facile à fa-
briquer et il est fiable en fonctionnement.
Pour éviter que la force exercée par le corps compensateur sur la cloison provoque une montée importante
de la pression dans les chambres de travail, le corps com-
pensateur selon l'invention présente une caractéristique
force de déformation -course de déformation qui est sensi-
ble à la température. On obtient ce résultat spécialement par le fait que, selon une caractéristique de l'invention, le corps compensateur comprend un corps en élastomère. Dans ce cas, la force de rappel qui dépend de la température est obtenue par amollissement du corps en élastomère quand il
est soumis à la chaleur, un corps en élastomère étant relati-
vement rigide à la température ambiante et bien déformable à la température de 800 C environ. En conséquence, on obtient une pression du fluide hydraulique qui est sensiblement
constante sur la totalité de la plage des températures opé-
rationnelles. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps compensateur comprend un ressort dont la force est de préférence réglable. Ainsi, la force de blocage agissant en direction de la cloison mobile peut être ajustée avec précision. D'une manière simple, le réglage de la force est obtenue selon l'invention en disposant dans le cylindre une
bague filetée pour fixer axialement le corps compensateur.
D'autres caractéristiques de l'invention ressor-
tiront de la description détaillée qui suit, expliquant
l'invention, ses avantages de fonctionnement et ses buts
spécifiques atteints quand on l'utilise, description qui
est faiteen référence au dessin annexé et illustrant divers
modes de réalisation préférés de l'invention.
Dans ce dessin:
Figure 1 représente un premier mode de réalisa-
tion d'un élément de positionnement représenté en coupe longitudinale, et Figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un
257607X
autre mode de réalisation d'un élément de positionnement.
L'élément de positionnement montré à la figure 1 comprend un cylindre 1 contre la paroi interne duquel
coulisse un piston 3 relié à une tige de piston 2. Un élé-
ment d'extension égal en diamètre à la tige de piston 2 traverse une extrémité du cylindre constituée sous forme d'une cloison axialement mobile 14 et est rendu étanche
vis-à-vis de l'extérieur'par un joint disposé dans la cloi-
son axialement mobile 14. A l'extrémité de sortie de la tige de piston 2 est prévu un guide 5 pour la tige de piston, et un joint pour la tige de piston qui est pressé par une - bague contre le guide 5 de la tige de piston. La bague, le
joint de la tige de piston et le guide de la tige de pis-
ton 5 sont serrés entre des déformations 18 s'étendant vers l'intérieur dans le cylindre 1 et l'extrémité du cylindre
qui est rabattue vers l'intérieur. L'espace interne du cy-
lindre 1 est entièrement rempli de fluide et est divisé par le piston 3 en les chambres 7 et 8. Un dispositif de soupape 6 pouvant être actionné à volonté détermine la liaison entre les chambres 7 et 8 par l'intermédiaire de passages correspondants aménagés dans le piston, lorsqu'on ouvre la soupape, de manière qu'un mouvement relatif soit
rendu possible entre l'unité consistant en la tige de pis-
ton 2 et le piston 3 et le cylindre 1 lorsque la soupape est ouverte. Quand la soupape 6 est fermée, la liaison
entre les chambres 7 et 8 est fermée et le blocage hydrau-
lique est réalisé. Les déformations 12 disposées dans le cylindre 1 constituent des butées pour le mouvement axial de la cloison axialement mobile 14. Par ailleurs, un corps
compensateur 9 agit par sa face de butée 10 sur cette cloi-
son mobile 14. Le corps compensateur 9 est fixé axialement dans le cylindre 1 au moyen d'un disque d'arrêt 11 et de
déformations 13 situées dans le cylindre 1.
Le corps compensateur 9 est constitué par un corps en élastomère dont la force de rappel qui agit en fonction de la température exerce sur la cloison 14 une force de
rappel qui est presque uniforme sur la distance de déplace-
ment de la cloison axialement mobile 14. Ce résultat est
obtenu essentiellement du fait que le corps compensa-
teur 9, qui est constitué en urematière plastique synthéti-
que ou en caoutchouc, est relativement rigide à la tempé-
rature ambiante et s'amollit quand la température augmente. Dans le mode de réalisation selon la figure 1, l'augmentation de volume du fluide des chambres 7 et 8 qui apparait quand la température augmente est compensée par le déplacement axial de la cloison 14 à l'encontre de la force de rappel du corps compensateur 9. Du fait de l'action de la force de rappel du corps compensateur 9 qui dépend de la température lorsqu'une compression est appliquée à ce
corps, il n'y a aucune augmentation appréciable de la pres-
sion, ou même aucune, qui soit due à une dilatation du flui-
de provoquée par la température et par le déplacement
axial de la cloison 14 qui en découle. De façon correspon-
dante, la pression ne monte pas, ou du moins ne monte pas de façon appréciable, dans les chambres 7 et 8, ce qui fait que le comportement à la friction de la tige de piston 2 et de l'élément d'extension adapté par son diamètre à la
tige de piston ne change pas, et il en résulte qu'un dépla-
cement facile est garanti dans toutes les conditions de fonctionnement quand la soupape 6 est ouverte. Quand la
soupape 6 est fermée, l'élément de positionnement est blo-
qué de façon absolument rigide dans la direction de la trac-
tion de la tige de piston 2. Dans la direction de la com-
pression de la tige de piston 2, le blocage n'est pas abso-
lument rigide du fait de la possibilité de déplacement axial de la cloison 14 à l'encontre du corps compensateur
flexible 9. Un léger déplacement à lieu si la charge appli-
quée à la cloison 14, provenant de la force de compression de la tige de piston 2, est supérieure à la force de rappel respective du corps compensateur 9 lorsqu'il est hors charge. Le mode de réalisation selon la figure 2 diffère
de celui de la figure 1 essentiellement du fait que l'élé-
ment d'extension, dont le diamètre est adapté à celui de la tige de piston 2, traverse de façon étanche une extrémité en forme de piston.4, et cette extrémité en forme de piston 4 est rendue pratiquement immobile axialement entre les
déformations 12 et 13 situées dans le cylindre 1.
Par ailleurs, le guide de la tige de piston forme
une cloison axialement mobile 15 dont le mouvement en direc-
tion de la chambre 8 remplie de fluide est limité par les déformations 18 de la paroi dudit cylindre 1. Par ailleurs, le corps compensateur 9 repose par sa face 10 contre la
cloison axialement mobile, alors que sur la moitié de droi-
te de la figure est prévue une bague d'arrêt 16 pour la fi-
xation axiale du corps compensateur 9 qui repose sur l'ex-
trémité rabattue vers l'intérieur du cylindre 1. Sur la moitié de gauche de la figure 2 est prévue dans ce but une
bague filetée 17 qui vient en prise avec un filetage inter-
ne correspondant du cylindre 1 et rend ainsi possible un réglage précis de la force de rappel initiale du corps
compensateur 9.
La compensation de la dilatation provoquée par la température du fluide situé dans les chambres 7 et 8 est obtenue par un déplacement axial de la cloison mobile 15
à l'encontre de la force de rappel du corps compensateur 9.
Dans ce cas, quand la soupape située dans le piston 3 est fermée, l'élément de positionnement est bloqué de façon absolument rigide en direction de la pression exercée par
la tige de piston 2. Dans la direction de la traction exer-
cée par la tige de piston 2 apparaît un blocage élastique limité qui est limité par la possibilité de déplacement axial de la cloison mobile 15 à l'encontre de la force du
corps compensateur 9.
A la place du corps compensateur 9 constitué par un corps en élastomère on peut également utiliser un ressort
de compression hélicoïdal ou un paquet de ressorts consis-
tant en des ressorts en cuvette. Il est évident que lorsqu' il y a chauffage, la pression régnant dans les chambres 7 et 8 de l'élément de positionnement augmente un peu, du fait que lors du déplacement axial de la cloison mobile 15 les ressorts présentent une force de rappel supérieure en fonction de leur calibrage. Avec de tels ressorts mécaniques,
on peut ajuster avec beaucoup de précision la force de blo-
cage de la traction au moyen de la bague filetée 17. Il en va de même pour la force de blocage de la pression dans le
cas du mode de réalisation selon la figure 1.
Bien que des modes de réalisation spécifiques de l'invention aient été montrés et décrits en détail pour illustrer l'application des principes de l'invention,
on comprendra que cette invention puisse être mise en oeu-
vre de toute autre manière sans s'écarter de ces principes.
Claims (5)
1- Elément de positionnement hydraulique compre-
nant un élément cylindrique (1) comportant un axe et deux
parties d'extrémité, à savoir une première partie d'extré-
mité et une seconde partie d'extrémité et une cavité (8, 7) dans l'organe cylindrique (1) disposée axialement entre les première et seconde parties d'extrémité; un premier agencement de guidage et d'étanchéité dans la première partie d'extrémité et un second agencement
de guidage et d'étanchéité dans la seconde partie d'extré-
mité; une tige de piston (2) s'étendant vers l'intérieur et vers l'extérieur de la cavité (8, 7) en traversant le premier agencement de guidage et d'étanchéité; une unité de piston (3) dans la cavité (8, 7) fixé à la tige de piston (2) et divisant la cavité (8, 7) en deux chambres de travail, une première chambre de travail
(8) adjacente à la première partie d'extrémité et une secon-
de chambre de travail (7) adjacente à la seconde partie d'extrémité; une tige-compensatrice de volume s'étendant vers l'intérieur et vers l'extérieur de la cavité (8, 7) en
passant par le second agencement de guidage et d'étanchéi-
té et fixée à la tige de piston (2) en vue d'effectuer un
mouvement axial commun avec elle; -
un volume de fluide hydraulique à l'intérieur de la première et de la seconde chambres de travail (8, 7); un passage à fluide traversant l'unité de piston (3) et reliant la première et la seconde chambres de travail (8, 7) en vue de réaliser un échange de fluide entre elles des moyens de soupape (6) associés au passage à fluide; des moyens d'actionnement des moyens de soupape associés aux moyens de soupape (6) pour ouvrir et fermer les moyens de passage de fluide; et des moyens compensateursde dilatation de fluide,
caractérisé en ce que les moyens compensateurs de dilata-
tion de-fluide comprennent au moins une unité de cloison axialement mobile (14, 15) faisant partie de l'un au moins
du premier et du second agencement de guidage et d'étanchéi-
té et rendue étanche par rapport à la fois à l'organe cy-
lindrique (1) et respectivement à la tige de piston (2) ou à la tige compensatrice de volume, l'unité de cloison (14, ) étant supportée en direction axiale par une unité de compensation axialement déformable (9) par des moyens de butée (13, 16, 17) fixes par rapport à l'organe cylindrique
(1).
2- Elément de positionnement hydraulique selon
la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité compen-
satrice (9) présente une caractéristique force de déforma-
tion -course de déformation qui est sensible à la tempéra-
ture.
3- Elément de positionnement hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité
compensatrice (9) comprend un organe de compensation réali-
sé en une matière élastique.
4- Elément de positionnement hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité
compensatrice (9) comprend un organe à ressort.
- Elément de positionnement hydraulique selon
l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que les moyens de butée (17) sont réglables axiale-
ment. 6- Elément de positionnement hydraulique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de
butée (17) comprennent un élément de vis réglable axiale-
ment, en engagement par vissage dans l'organe cylindrique (1). 7- Elément de positionnement hydraulique selon
l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisé en
ce que l'unité de séparation (15) fait partie du premier
agencement de guidage et d'étanchéité.
8- Elément de positionnement hydraulique selon
l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en
ce que l'unité de séparation (14) fait partie du second
agencement de guidage et-d'étanchéité.
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