FR2614655A1 - Dispositif de commande pour actionner un verin hydraulique a double effet - Google Patents

Abstract

DANS CE DISPOSITIF DE COMMANDE COMPRENANT UNE POMPE 1 ENTRAINEE PAR UN MOTEUR 2, LA POMPE EST A CYLINDREE VARIABLE ET A CHANGEMENT DE SENS DE DEBIT ET COMPORTE DEUX SORTIES 1A ET 1B, QUI SONT RELIEES DIRECTEMENT AU CYLINDRE 5E DU VERIN 5 RESPECTIVEMENT DE PART ET D'AUTRE DU PISTON 5C DE CELUI-CI; IL COMPREND EN OUTRE UNE CAME 17, UN MOYEN 5 D'ENTRAINEMENT DE LA CAME, ET UN PALPEUR DE CAME 18 RELIE FONCTIONNELLEMENT A UN ORGANE DE REGLAGE DE CYLINDREE 1C DE LA POMPE 1; LA CAME A UN PROFIL COMPORTANT UNE PREMIERE PARTIE 17F, 17A, 17C, QUI DETERMINE UN PREMIER SENS DE DEBIT DE LA POMPE ET LA VITESSE DE DEPLACEMENT DE L'ELEMENT MOBILE 5D DU VERIN DANS UN PREMIER SENS, ET UNE SECONDE PARTIE 17D, 17B, 17E, QUI DETERMINE UN SECOND SENS DE DEBIT DE LA POMPE ET LA VITESSE DE DEPLACEMENT DUDIT ELEMENT MOBILE DANS UN SECOND SENS.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande pour actionner un vérin hydraulique à double effet, comprenant un moteur et une pompe hydraulique reliée mécaniquement au moteur et hydrauliquement au vérin.

Dans de nombreux domaines de la technique, il est souvent nécessaire de faire fonctionner un ou plusieurs vérins hydrauliques de manière répétitive en va-et-vient entre deux positions limites, avec des vitesses aller et retour contr6lées. Cela est notamment le cas dans les treuils hydrauliques linéaires, dans des presses hydrauliques, ou dans un certain nombre de machines-outils dans lesquelles un ou plusieurs outils de mise en forme, d'emboutissage, de poinçonnage, de découpage, etc. sont actionnées de manière répétitive en va-et-vient, toujours sur la même courseet à la même cadence.Jusqu'à présent, pour commander le fonctionnement du vérin hydraulique de manière répétitive en va-et-vient, dans le circuit hydraulique d'alimentation du vérin on utilisait ou bien une valve distributrice hydraulique à tiroir ou à clapet commandée par un asservissement mécanique, hydraulique ou électrique réagissant à des détecteurs de fin de course (butées mécaniques agissant sur une valve-pilote, interrupteurs de fin de course commandant une électro-valve, etc.), ou bien un distributeur hydraulique proportionnel commandé par un asservissement électronique réagissant au signal d'un détecteur analogique de position ou aux signaux de plusieurs détecteurs de position (au moins deux et le plus souvent quatre détecteurs de position) fonctionnant en tout ou rien.Dans tous les cas, l'alimentation du vérin hydraulique est basée sur une détection de la position du piston pour en commander la vitesse, l'arrêt et l'inversion de son sens de déplacement. Les circuits hydrauliques et éventuellement les circuits électriques et/ou électroniques utilisés à cet effet sont complexes.

La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de commande permettaelt de faire fonctionner un vérin hydraulique de manière répétitive en va-et-vient entre deux positions limites avec des vitesses aller et retour contrôlées sans aucun distributeur hydraulique de puissance dans le circuit principal d'alimentation en fluide hydraulique du vérin, sans aucun détecteur de fin de course, et sans aucun automate programmable pour contrôler et commander l'alimentation du vérin en fluide hydraulique.

A cet effet, le dispositif de commande de la présente invention est caractérisé en ce que la pompe est une pompe à cylindrée variable et à changement de sens de débit, ayant deux sorties qui sont reliées directement au cylindre du vérin respectivement de part et d'autre du piston de celui-ci et en ce qu'il comprend en outre une came, un moyen d'entrarnement de la came, et un palpeur de came relié fonctionnellement à un organe de réglage de cylindrée de la pompe à cylindrée variable, ladite came ayant un profil comportant un première partie, qui détermine un premier sens de débit de la pompe et la vitesse de déplacement de l'élément mobile du vérin dans un premier sens, et une seconde partie qui détermine un second sens de débit de la pompe et la vitesse de déplacement dudit élément mobile dans un second sens, opposé au premier sens.

Suivant une forme d'exécution de la présente invention, ledit moyen d'entratnement de la came peut être constitué par le vérin hydraulique lui-même. Suivant une autre forme d'exécution, ledit moyen d'entrainement de la came peut être constitué par le moteur d'entraînement de la pompe hydraulique.

Comme cela apparattra dans la description détaillée qui va suivre, avec le dispositif de commande de la présente invention, il est possible de simplifier considérablement les circuits hydrauliques associés au vérin à double effet et il est également possible de se passer complètement des détecteurs de position ou de fin de course et des circuits électriques et/ou électroniques qui devaient être prévus auparavant pour contrôler et commander le fonctionnement du vérin.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux au cours de la description qui va suivre des diverses formes d'exécution de la présente invention, données en référence aux dessins annexés sur lesquels
- La figure 1 montre, schématiquement, une première forme d'exécution du dispositif de commande de la présente invention.

- La figure 2 montre une variante- d'une partie du dispositif de commande de la figure 1.

- La figure 3 montre, à plus grande échelle, la came et le palpeur de came du dispositif de commande de la figure 1.

- Les figures 4, 5 et 6 sont des vues en coupe respectivement suivant les lignes IV-IV, V-V et VI-VI de la figure 3.

- Les figures 7 et 8 montrent un mécanisme démultiplicateur utilisé dans le dispositif de commande de la figure 1, la figure 8 étant une vue en coupe suivant la ligne
VIII-VIII de la figure 7.

- La figure 9 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif de commande de la figure 1.

- La figure 10 montre schématiquement une seconde forme d'exécution du dispositif de commande de la présente invention.

- La figure 11 montre schématiquement une troisième forme d'exécution du dispositif de commande de la présente invention.

- La figure 12 montre, à plus grande échelle, une forme possible du profil de la came du dispositif de commande de la figure 11.

- La figure 13 est un diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif de commande de la figure 11 avec la came de la figure 12.

Le dispositif de commande représenté dans la figure 1 comprend une pompe 1 à cylindrée variable et à changement. de sens. de débit, qui est entraînée par un moteur 2, par exemple un moteur électrique ou un moteur à combustion interne, et dont les deux sorties la et lb sont reliées, respectivement par des conduites 3a et 3b, directement et respectivement aux orifices d'admission 4a et 4b du vérin hydraulique 5 à double effet à commander. A titre d'exemple, la pompe 1 peut être constituée par une pompe A4V de la société RXROTH.

A la pompe 1 est associée une pompe de gavage 6, qui est également entrarnée par le moteur 2. Le c6té refoulement de la pompe de gavage 6 est relié aux deux conduites 3a et 3b respectivement par des clapets anti-retour 7a et 7b et à un réservoir 8 de fluide hydraulique à travers une soupape de sécurité-gavage 9 constituée par exemple par un limiteur de pression taré à une valeur de pression pré-déterminée.

Une valve de soutirage 11 à commande hydraulique est branchée entre les deux conduites- 3a et 3b. La valve de soutirage 11 comporte une première entrée de fluide ila et une première entrée de commande lîb qui sont raccordées à la conduite 3a, une seconde entrée de fluide 11c et une seconde entrée de commande lld, qui sont raccordées à la conduite 3b, et une sortie de fluide 11e qui est reliée au réservoir 8 à travers un limiteur de pression de gavage 12, un dispositif réfrigérant 13, par exemple un échangeur de chaleur, et un filtre 14 en série dans une conduite 15.

Deux soupapes de sécurité 16a et 16b, constituées par des limiteurs de pression tarés à une valeur de pression pré-déterminée, sont branchées entre les deux conduites 3a et 3b.

Le circuit hydraulique décrit ci-dessus fonctionne en circuit fermé, c'est-à-dire que.le fluide hydraulique refoulé de l'une des deux chambres 5a et 5b du vérin 5 par le piston 5c de celui-ci est réinjecté par la pompe 1 dans l'autre chambre dudit vérin, et vice-versa, la pompe de gavage 6 compensant les fuites de fluide hydraulique et/ou les éventuelles différences de volume d'huile dues à des sections efficaces différentes de part et d'autre du piston 5c.

Le dispositif de commande de la figure 1 comprend en outre une came 17 et un palpeur de came 18 relié fonctionnellement à l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1 d'une façon qui sera décrite en détail plus loin. La came 17 est reliée rigidement à l'élément mobile du vérin, par exemple à la tige de piston 5d de celui-ci comme montré dans la figure 1 (si c'était le cylindre 5e du vérin 5 qui était mobile, la came 17 serait alors reliée rigidement au cylindre 5e).

Comme montré dans la figure i, la came 17 peut avoir une forme allongée, avec un profil qui a en gros la forme d'un hexagone ayant deux longs côtés 17a et 17b, qui sont parallèles à l'axe longitudinal du vérin 5, et quatre petits côtés 17c, 17d, 17e, et 17f, qui sont inclinés par rapport audit axe. La liaison entre le palpeur de came 18 et l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1 est telle que, lorsque le palpeur 18 se trouve à l'une ou à l'autre des deux extrémités 17g et 17h de la came 17, la cylindrée, donc le volume d'huile débité par la pompe 1 est nul.Lorsque le palpeur 18 se trouvé d'un côté de la ligne définie par les extrémités 17q et 17h de la came 17, par exemple du côté 17a, la pompe 1 va débiter de l'huile dans un premier sens, par exemple. vers la conduite 3a, et la tige de piston 5d du vérin 5 va alors se déplacer dans le sens de la flèche F1. Inversement, lorsque le palpeur 18 se trouve de l'autre côté de ladite ligne, par exemple du côté 17b de la came 17, la pompe 1 va débiter de l'huile dans le sens opposé, par exemple vers la conduite 3b, et la tige de piston 5d du vérin 5 va alors se déplacer dans le -sens de la flèche F2.En supposant que le moteur 2 entratne la pompe 1 à une vitesse constante et que le palpeur 18 parcourt la came 17 dans le sens indiqué par la flèche courbe G, le débit de la pompe 1 va varier comme montré par la courbe A représentée en trait plein dans la figure 9. Plus précisément, partant de l'extrémité 17h de la came 17, le débit de la pompe 1 va tout d'abord croître de la valeur 0 à la valeur D1 pendant que le palpeur 18 parcourt le côté 17f de la came 17 (phase I), puis il va rester constant et égal à la valeur D1 pendant que le palpeur parcourt le côté 17a (phase II), puis il va décroître de la valeur D1 à la valeur 0 pendant que le palpeur parcourt le côté 17c (phase III).Lorsque le palpeur 18 passe l'autre extrémité 17g de la came 17, le débit de la pompe 1 va changer de sens et croître à nouveau de la valeur 0 à la valeur D2 pendant que le palpeur 18 parcourt le côté 17d (phase IV), puis il va rester constant et égal et à la valeur D2 pendant que le palpeur 18 parcourt le côté 17b (phase V), et enfin, le débit de la pompe va décroître de la valeur D1 à la valeur 0 pendant que le palpeur 18 parcourt le côté 17e (phase VI), après quoi le cycle recommence. Pendant les phases I, II et III, la tige de pisLon 5d du vérin 5 se déplace dans le sens de la flèche
F1, tandis que, pendant les phases IV, V et VI, la tige de piston 5d se déplace dans le sens de la flèche F2.Pendant chacune des deux phases II et V, la tige de piston 5d est déplacée à une vitesse constante dont la valeur est déterminée par la valeur D1 ou D2, respectivement, du débit de la pompe 1.

Les valeurs de débit D1 et D2, donc les valeurs de la vitesse de la tige de piston 5d à l'aller et au retour dépendent des distances des deux côtés 17a et 17b de la came 17 par rapport à l'axe longitudinal de celle-ci, c ' est-à-dire par rapport à la ligne joignant ses extrémités 17g et 17h. Dans i'exemple montré sur les figures 1 et 9, la came 17 est symétrique par rapport à son axe longitudinal. En conséquence, les valeurs de débit D1 et D2, sont égales en valeur absolue et ont des signes opposés.

Dans ces conditions, et compte tenu du fait que les deux chambres annulaires 5a et 5b ont des sections identiques, la tige de piston 5d sera déplacée à la même vitesse dans le sens de la flèche F1 et dans le sens de la flèche F2.

Bien entendu, si on désire que la tige de piston 5d se déplace à une vitesse plus grande dans un sens que dans l'autre, par exemple à une vitesse plus grande dans le sens de la flèche F2, D2 devra alors avoir une valeur absolue plus grande que D1 et le profil de la came 17 devra alors être dissymétrique. Plus précisément, si la valeur absolue de D2 doit être plus grande que celle de D1, le côté 17b de la came 17 devra être plus éloigné de l'axe longitudinal de la came que le côté 17a de celle-ci.

On notera que si les chambres annulaires 5a et Sb du vérin 5 ont des sections différentes, par exemple si la chambre 5b a une section plus petite que celle de la chambre Sa, comme montré par exemple dans la figure 11, et si le profil de la came 17 est symétrique par rapport à son axe longitudinal, la vitesse de la tige de piston 5d sera plus grande dans le sens de la flèche F2 que dans le sens de la flèche F1. Dans le cas où les deux chambres 5a et 5b ont des sections différentes, si on désire que la tige de piston Sd ait la même vitesse dans ses deux sens de déplacement, il faudra alors utiliser une came ayant un profil dissymétrique.Par exemple, si la chambre Sb.a une section plus petite que celle de la chambre Sa, il faudra que D2 ait une valeur absolue plus petite. que celle de D1 et, par conséquent, que le côté 17b de la came 17 soit-plus proche de l'axe longitudinal de celle-ci que le côté 17a.

Dans la figure 9, les phases I et IV sont des phases d'accélération de la tige de piston Sd, tandis que les phases
III et VI sont des phases de décélération. On notera que les deux extrémités 17q et 17h de la came. 17 déterminent respectivement les deux positions limites de la tige de piston Sd et que, la distance axiale entre les extrémités 17get 17h détermine la longueur de la course de la tige de piston 5d.

D'après ce qui précède, il est donc clair qu'en donnant à la came 17 une longueur et un profil appropriés, il est possible de déterminer avec précision les deux positions limites de la tige de piston Sd, la longueur de sa course et sa vitesse dans les deux sens de déplacement. En outre, en reliant
La came 17 à la tige de piston Sd par une tige 19 de longueur réglable, il est possible de régler de manière simple les deux positions limites de la tige de piston Sd, si on le désire.On notera que tous ces résultats peuvent être obtenus par des moyens mécaniques simples, sans aucun détecteur de position ou de fin de course, sans aucun circuit électrique et/ou électronique de commande et avec un circuit hydraulique beaucoup plus simple que celui qu'il fallait utiliser auparavant pour aboutir aux mêmes résultats.

Les figures 3 à 5 montrent une forme d'exécution concrète de la came 17 de la figure 1. Dans les figures 3 à 5, la came 17 est constituée par une réglette 21, qui est montée coulissante dans un châssis 22 dans une direction parallèle à la direction de mouvement de la tige de piston-5d du vérin 5.

La réglette 21 est guidée dans son mouvement par quatre galets rotatifs 23 en forme de diabolo, qui sont portés par le châssis 22. La réglette 21 est elle-même constituée par deux rails latéraux 24 et 25, qui s'étendent parallèlement l'un à l'autre et qui ont un profil extérieur en forme de V complémentaire de celui des galets 23,et par deux plaques planes et parallèles 26 et 27, respectivement supérieure et inférieure, dont les côtés longitudinaux sont fixés aux rails 24 et 25. La plaque supérieure 26 comporte elle-même deux parties 26a et 26b situées dans un même plan. La partie extérieure 26a est fixée
e aux rails 24 et 25 et entoure complètement la partie intérieure 26b qui est fixée à la plaque inférieure 27 par l'intermédiaire d'entretoises 28.Les deux parties 26a et 26b de la plaque supérieure 26 définissent entre elles une fente ou rainure 29 en forme de boucle allongée et fermée. La boucle formée par la fente 29 a en gros un profil hexagonal semblable à celui de la came 17 de la figure 1. Pour cette raison et par souci d'homogénéité, les différentes parties du contour de la fente ont été désignées dans la figure 3 par les mêmes numéros de référence 17a à 17h que dans la figure 1.

Le châssis 22 est constitué par deux plaques planes et parallèles 31 et 32, respectivement supérieure et inférieure, qui sont maintenues espacées l'une de l'autre par des entretoises 33. Le palpeur 18 est constitué par un doigt qui est fixé à une autre réglette 34 montée coulissante dans le châssis 22, entre les deux plaques 31 et 32 de celui-ci, dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la réglette 21. La réglette 34 est guidée dans son mouvement par quatre galets 35 montés à rotation entre les plaques 31 et 32 du châssis 22. Le doigt ou palpeur 18 passe à travers une fente 30 de la plaque inférieure 32 du châssis 22 et est engagé dans le fente 29 de la réglette 21.A la réglette 34 est également fixé un organe d'accouplement 36, qui fait saillie vers le haut à travers une fente 37 de la plaque supérieure 31 du châssis 22 et qui est relié à l'organe de réglage de cylindrée îc de la pompe 1 comme on le verra en détail plus loin.

Etant donné que la position de l'organe de réglage de cynlindrée 1c de la pompe 1 correspondant à un débit nul n'est pas en réalité une position ponctuelle, mais a une certaine étendue, les extrémités 17q et 17h de la came 17 sont tronquées comme montré dans la figure 3, et un mécanisme 38 est prévu près de la partie 17c de la fente 29 pour obliger le doigt ou palpeur 18 à franchir l'extrémité 172 de la came 17 et à s'engager dans la partie 17d de la fente 29, de manière à être ainsi certain que le débit de la pompe 1 va changer de sens lorsque le doigt ou palpeur 18 parcourant la partie 17c de la fente 29 arrive près de l'extrémité 17q. De même, un mécanisme (non montré) semblable au mécanisme 38 est prévu près de la partie 17e de la fente 29 pour obliger le doigt ou palpeur 18 à franchir l'extrémité 17h et à s'engager dans la partie 17f de la fente 29, afin de changer à nouveau le sens de débit de la pompe 1. Comme montré dans les figures 3 et 6, le mécanisme 38 comprend une fourchette 39, qui est montée pivotante en 41 entre les deux plaques 26 et 27 de la réglette 21 et qui est sollicitée élastiquement par un ressort 42 au contact d'une butée 43, de telle façon que l'encoche entre les deux branches de la fourchette 39 soit sensiblement alignée avec la partie 17a de la fente 29 et la prolonge lorsque la fourchette 39 e,t au repos en appui contre la butée 43.Comme montré dans la figure 6, un piston 44 est monté coulissant à l'intérieur de la fourchette 39 et est sollicité élastiquement par un ressort 45 de manière à faire saillie entre les deux branches de la fourchette 39. Avec un tel mécanisme 38, lorsque le doigt ou palpeur 18 arrive à l'extrémité gauche de la partie 17a de la fente 29 (vue dans la figure 3), il s'engage entre les deux branches de la fourchette 39 et, pendant qu'il parcourt la partie 17c de la fente 29, il fait pivoter la fourchette 39 dans le sens horaire (vue-dans la figure 3) autour de l'axe 41 à l'encontre de la force de rappel du ressort 42.

Simultanément, le doigt ou palpeur 18 repousse le piston 44 en comprimant le ressort 45. Dès que le doigt ou palpeur 18 arrive à l'extrémité 17g de la came 17, le ressort 45 se détend et oblige le doigt ou palpeur 18 à franchir l'extrémité 17g et à s'engager dans la partie 17d de la fente 29, provoquant ainsi le changement de sens du débit de la pompe 1. Le doigt ou palpeur 18 commence alors à décrire la partie 17d de la fente 29 et, dès qu'il se dégage des deux branches de la fourchette 39, celle-ci est ramenée dans sa position de repos, en contact avec la butée 43, par le ressort 42.

L'autre mécanisme qui est prévu à côté de la partie 17e de la fente 29 est identique au mécanisme 38 et fonctionne de la même manière, étant précisé que, dans ce cas, lorsque la fourchette de cet autre mécanisme est au repos, l'encoche entre ses deux branches est sensiblement alignée avec l'extrémité droite (vue dans la figure 3) de la partie 17b de la fente 29.

Dans ce qui précède, on a supposé que le doigt ou palpeur 18 décrit la boucle formée par la fente 29 dans le sens anti-horaire (vue dans la figure 3 ou flèche courbe G de la figure 1). Toutefois, comme on le verra plus loin, des dispositions sont prévues pour que le doigt ou palpeur 18 puisse décrire la boucle formée par la fente 29 aussi bien dans le sens horaire qùe dans le sens anti-horaire. Dans ces conditions, deux autres mécanismes sont prévus, l'un désigné en 46 dans la figure 3, à côté de la partie 17d de la fente 29, l'autre (non montré), à côté de la partie 17f de la fente 29.

Ces deux autres mécanismes sont identiques au mécanisme 38 et, pour cette raison, les éléments constitutifs du mécanisme 46 sont désignés dans la figure 3 par les mêmes numéros de référence que ceux du mécanisme 38. Au repos, l'encoche entre les deux branches de la fourchette 39 du mécanisme 46 est sensiblement alignée avec l'extrémité gauche de la partie 17b de la fente 29, tandis que l'encoche de la fourchette de l'autre mécanisme est sensiblement alignée avec l'extrémité droite de la partie 17a de la fente 29.En outre, dans ce cas, la fourchette 39 du mécanisme 46 et la fourchette du mécanisme correspondant située à côté de la partie 17f de la fente 29 doivent être capables de s'effacer pour laisser passer le doigt ou palpeur 18 de la partie 1 7d à la partie 17b et de la partie 17f à la partie 17a de la fente 29 lorsqu'il décrit la boucle formée par-ladite fente dans le sens anti-horaire. De même, la fourchette 39 du mécanisme 38 et la fourchette du mécanisme correspondant située à côté de la partie 17e de la fente 29 doivent être capables de s'effacer pour laisser passer le doigt ou palpeur 18 de la partie 17c à la partie 17a et de la partie 17e à la partie 17b de la fente 29 lorsque le doigt ou palpeur 18 décrit la boucle formée par ladite fente dans le sens horaire. A cet effet, un ressort de compression 47 est associé à chacune des butées 43.Ainsi, lorsque, par exemple, le doigt ou palpeur 18 décrit la partie 17c de la fente 29 en direction de la partie 17a, la fourchette 39 et la butée 43 du mécanisme 38 sont repoussées latéralement vers l'extérieur par le doigt ou palpeur 18, à l'encontre de la force de rappel du ressort 47, mais avec l'aide du ressort 42, permettant ainsi au doigt ou palpeur 18 de passer vers la partie 17a de la fente 29. Bien entendu, les forces des ressorts 42 et 47 et/ou les bras de levier des forces qu'ils exercent sur la fourchette 39 correspondante doivent être déterminés de telle façon que, en l'absence d'action du doigt ou palpeur 18 sur la fourchette 39, celle-ci adopte une position d'équilibre correspondant à la position de repos définie plus haut.

Dans le cas le plus simple et dans le cas où la pompe 1 peut être disposée à proximité immédiate de la came 17 et du vérin 5, l'organe d'accouplement 36 (figures 3 et 4) de la réglette 34 peut êtré attaché directement à l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1. Toutefois, dans tous les cas où la pompe 1 ne peut pas être disposée à proximité immédiate de la came 17 de la figure 1, une liaison appropriée devra être prévue, par exemple un câble de transmission de force 48 (figure 1) dont l'une des extrémités est attachée à l'organe d'accouplement 36 de la réglette 34 (figures 3 et 4) et dont l'autre extrémité est reliée à l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1. Cependant, dans la pratique, une force substantielle peut parfois être nécessaire pour déplacer l'organe de réglage de cylindrée de la pompe 1.Dans ce cas, ladite autre extrémité du câble 48 est reliée à l'organe de réglage de cylindrée 1c par l'intermédiaire d'un dispositif d'asservissement hydraulique 49 et éventuellement aussi par l'intermédiaire d'un mécanisme démultiplicateur 51 en série avec le dispositif d'asservissement hydraulique 49.

Comme montré dans la figure 1, le dispositif d'asservissement hydraulique 49 comporte essentiellement un servo-distributeur 52, un vérin hydraulique de commande 53, à double effet et à tige traversante, et une pompe hydraulique auxiliaire 54, qui peut être reliée à l'une ou à l'autre des deux chambres du vérin de commande 53 à travers le servo-distributeur 52 et à travers un distributeur de "marche/arrêtn 55, selon le sens de déplacement du tiroir 52a du servo-distributeur 52. Ledit tiroir 52a est relié au câble 48 par le mécanisme démultiplicateur 51 comme on le verra plus loin, tandis que le corps 52b du servo-distributeur 52 est attaché à l'une des extrémités de la tige de piston du vérin de commande 53, l'autre extrémité de la tige de piston étant attachée à l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1.

La pompe auxiliaire 54 est aussi entraînée par le moteur 2 et elle est reliée au servo-distributeur 52 et au distributeur 55 par une conduite 56. Un clapet anti-retour 57 est inséré dans la conduite 56. Un accumulateur de pression 58 peut être branché sur la conduite 56 comme montré dans la figure 1. Un limiteur de pression 59 est branché sur la conduite 56 pour évacuer l'huile vers le réservoir 8 quand le servo-distributeur 52 est en position neutre.

Dans la figure 1, le distributeur 55 est représenté dans la position "marche" et le servo-distributeur 52 est représenté dans la position neutre, dans laquelle aucune des deux chambres du vérin de commande 53 n'est alimentée en fluide sous pression à partir de la pompe auxiliaire 54. Le servo-distributeur 52 et le vérin de commande 53 se comportent comme un dispositif de copiage. En effet, la tige de piston du vérin de commande 53 reproduit exactement, en quantité et en sens, le mouvement du tiroir 52a du servo-distributeur 52.

Toutefois, en donnant au piston du vérin de commande 53 une section appropriée, la tige de piston du vérin 53 agit sur l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1 avec une force nettement plus importante que celle qui est nécessaire pour déplacer le tiroir 52a du servo-distributeur 52.

Comme montré dans la figure. 1, le mécanisme démultiplicateur 51 comprend essentiellement un élément 61 en forme de coin, qui est attaché au câble 48 et qui est mobile dans une direction perpendicualire à la direction de mouvement du tiroir 52a du servo-distributeur 52, et un palpeur 62, qui est attaché audit tiroir et qui est pressé élastiquement en contact avec l'élément 61 en forme de coin par un ressort 63.

En supposant que l'angle du coin soit plus petit que 450, par exemple 5042', si le câble 48 agit avec une force donnée sur l'élément 61, celui-ci agira avec une force dix fois plus grande sur le palpeur 62 et par conséquent sur le tiroir 52a du servo-distributeur. On voit donc immédiatement que le mécanisme démultiplicateur 51 permet de réduire substantiellement la force que doit exercer le câble 48 pour déplacer le tiroir du servo-distributeur. En outre, dans l'exemple d'un angle de coin de 5042', un déplacement d'amplitude donnée de l'élément 61 produira un déplacement dix fois plus petit du palpeur 62, donc de la tige de piston du vérin 53 et de l'organe de réglage de cylindrée 1c de la pompe 1. En conséquence, les erreurs de position dues aux tolérances de fabrication de la came 17 et aux éventuels jeux mécaniques sont divisées par dix.La position de l'organe de réglage de cylindrée peut donc être réglée avec une grande précision.

Les figures 7 et 8 montrent une forme d'exécution concrète du mécanisme démultiplicateur Si. L'élément 61 en forme de coin est porté par une réglette 64 ayant une section transversale hexagonale, qui est montée coulissante dans un châssis fixe 65 et qui est guidée dans celui-ci par quatre galets 66 en forme de diabolo. L'une des extrémités du câble 48 est attachée à la réglette 64. Comme cela est plus particulièrement visible dans la figure 8, l'élément 61 en forme de coin est solidaire de l'une des extrémités d'un arbre 67, qui est monté à rotation dans la réglette 64 et dont l'autre extrémité porte un'levier de manoeuvre 68. L'arbre 67 s'étend parallèlement à la direction de mouvement du tiroir 52a du servo-distributeur de la figure 1.Une bille 69 est sollicitée par un ressort 71 et peut être partiellement engagée dans l'une ou ou l'autre de deux empreintes 72 et 73, coniques ou sphériques, qui sont formées dans des positions décalées de 1800 l'une par rapport à l'autre, dans la face de l'élément 61 qui est opposée à sa face inclinée en contact avec le palpeur 62. Ainsi, en faisant tourner l'élément 61 autour de l'axe de l'arbre 67 au moyen du levier de manoeuvre 68, l'élément 61 peut être placé soit dans une première position, représentée en trait plein dans la figure~8, soit dans une seconde position, représentée en traits mixtes dans la même figure et décalée de 1800 par rapport à la première position.Dans la première position, lorsque le câble 48 déplacera la réglette 64 et l'élément 61 en va-et-vient, le débit de la pompe 1 va varier, au cours d'un cycle, conformément à la courbe A de la figure 9 et le palpeur 18 va décrire le profil de la came 17 par exemple dans le sens anti-horaire. Inversement, dans la seconde position de l'élément 61, le débit de la pompe 1 va varier, au cours d'un cycle, conformément à la courbe B du diagramme de la figure 9 et le palpeur 18 va décrire le profil de la came 17 dans le sens horaire
La figure 2 montre schématiquement une autre forme d'exécution du mécanisme démultiplicateur 51, permettant d'obtenir les mêmes résultats que le mécanisme démultiplicateur 51 des figures 1, 7 et 8.Le 'mécanisme démultiplicateur représenté dans la figure 2 comporte essentiellement un levier 74, qui est ponté pivotant en son milieu, autour d'un axe 75.

Le câble 48 est attaché à l'une des deux extrémités du levier 74, tandis que le palpeur 62 est en contact avec le levier 74 (ou est attaché à celui-ci) en un point situé entre l'axe 75 et l'une des extrémités dudit levier. Lorsque le câble 48 est attaché à l'extrémité inférieure du levier 74 et fait osciller celui-ci autour de l'axe 75, le débit de la pompe 1 va varier, au cours d'un cycle, conformément à la courbe A du diagramme de la figure 9 Inversement, lorsque le câble 48 est attaché à l'extrémité supérieure du levier 74, le débit de la pompe 1 va varier, au cours d'un cycle, conformément à la courbe B d- diagramme de la figure 9.

Dans la figure 10, les éléments du dispositif de commande qui sont identiques ou qui jouent le même rôle que ceux du dispositif de commande de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront donc pas décrits à nouveau en détail. Le dispositif de commande de la figure 10 diffère de celui de la figure 1 en ce que la came 17 est fixée à un arbre 76 relié à l'élément mobile du vérin5, par exemple à sa tige de piston 5d, par un mécanisme de transmission 77 convertissant le mouvement de translation dudit élément mobile en un mouvement de rotation de l'arbre 76 et de la came 17.Par exemple, le mécanisme de transmission 77 peut être constitué par une crémaillère 78 qui est attachée à la tige de piston 5d du vérin 5 et qui est en prise avec un pignon 79 fixé à l'arbre 76. A titre de variante, le pignon 79 et la crémaillère 78 peuvent être remplacés respectivement par un pignon à chai ne et par une chaîne dont l'une des extrémités est attachée à la tige de piston 5d et dont l'autre extrémité est attachée à un point fixe par l'intermédiaire d'un ressort de tension.

Dans la figure 10, le palpeur de came 18 est attaché à l'une des extrémités du câble 48, dont l'autre extrémité est attachée directement au tiroir 52a du servo-distributeur 52.

Toutefois, si on le désire, un mécanisme démultiplicateur semblable au mécanisme 51 de la figure 1 ou de la figure 2 peut être interposé entre le câble 48 et le tiroir 52a comme décrit précédemment.

Le dispositif de commande de la figure 10 fonctionne d'une manière semblable à celui de la figure 1, excepté que, dans ce cas, la came 17 est animée d'un mouvement d'oscillation autour de l'axe de l'arbre 76 au lieu d'être animée d'un mouvement alternatif de translation.

Dans la figure 11, les éléments du dispositif de commande qui sont identiques ou qui jouent le même rôle que ceux de la figure 1, sont désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront donc pas décrits à nouveau en détail. Le dispositif de commande de la figure 11 diffère de celui de la figure 1, essentiellement en ce que la came 17 n'est plus entraînée par le vérin 5, mais par le moteur 2 d'entraînement de la pompe 1 par l'intermédiaire d'une transmission appropriée. Plus précisément, la came 17 est fixée à un arbre 81 qui est relié à l'arbre de sortie d'une boite de vitesse 82 dont l'arbre d'entrée est relié à l'arbre de sortie du moteur 2 par un embrayage ou autre dispositif d'accouplement débrayable 83. Le rapport de démultiplication de la boite de vitesse 82 est tel que la came 17 tourne à une vitesse plus petite que celle de la pompe 1 et proportionnelle à celle-ci. En outre, la boite de vitesse 82 a de préférence une position "marche avant et une position "marche arrière" de telle façon que la came 17 puisse être entraînée en rotation dans le sens horaire ou dans le sens anti-horaire, selon la position sélectionnée de la boîte de vitesse 82.

Dans la figure 11, le palpeur 18 est relié directement au tiroir 52a du servo-distributeur 52. Toutefois, il.est bien évident que, si on le désire, le palpeur 18 peut être relié au tiroir 52a par l'intermédiaire d'un mécanisme démultiplicateur semblable à celui montré sur les figures 1, 7 et 8 ou à celui montré sur la figure 2.

La figure 12 montre un profil possible pour la came 17 du dispositif de commande de la figure 11. Dans la figure 12, le cercle de rayon Ro correspond à un débit nul de la pompe 1, le cercle de rayon R1 correspond à un débit D1 de la pompe dans un premier sens et le cercle de rayon R2 correspond à un débit 2 de la pompe dans un sens opposé au premier sens. En choisissant convenablement les valeurs des rayons R1 et R2, on peut donc obtenir des valeurs désirées de débit D1 et D2 et, par suite, pour une section donnée des chambres annulaires 5a et 5b du vérin 5, des valeurs désirées de la vitesse de la tige de piston 5d. Dans la figure 12, le cercle de rayon R1 et le cercle de rayon R2 sont équidistants du cercle de rayon Ro et, par suite, les débits D1 et D2 sont égaux en valeur absolue.Il va de soi que si on désire que les débits D1 et D2 aient des valeurs absolues différentes, les deux cercles sus-mentionnés ne seront plus équidistants du cercle de rayon Ro
Dans la figure 13, la courbe C montre comment le débit de la pompe 1 varie pendant que la came 17 de la figure 12 effectue un tour complet dans le sens anti-horaire, et la courbe D montre comment le débit de la pompe varie pendant que la came effectue un tour complet dans le sens horaire. Dans le cas de la courbe C, les phases I à III correspondent à un déplacement de la tige de piston Sd dans le sens de la flèche F1 de la figure 11, tandis que les phases IV à VI correspondent un déplacement de la tige de piston 5d dans le sens de la flèche F2.Les phases I et IV sont des phases d'accélération, les phases II et V sont des phases à vitesse constante et les phases III et VI sont des phases de décélération.

On notera que, dans la figure 13, l'aire de la surface hachurée S1 représente le volume d'huile envoyé par la pompe i dans la chambre 5a du vérin 5, tandis que l'aire de la surface hachurée S2 représente le volume d'huile envoyé par la pompe dans la chambre 5b. Connaissant les sections des chambres annulaires 5a et 5b, il est donc possible de déterminer la longueur de la course de la tige de piston 5b dans ses deux sens de déplacement.Autrement dit, pour une vitesse de rotation donnée du moteur 2 et de la pompe 1, connaissant les débits D1 et D2 de la pompe, qui sont déterminés par le choix des rayons R1 et R2 et qui peuvent être par exemple égaux au débit maximal de la pompe pour sa vitesse nominale de rotation, connaissant en outre les sections des deux chambres 5a et 5b du vérin 5, et étant donné que la vitesse de rotation de la came 17 est proportionnelle à celle de la pompe, il suffit de donner aux parties du profil de la-came 17 correspondant aux phases I à III et aux parties de ladite came correspondant aux phases IV à VI des amplitudes angulaires respectives appropriées pour que.

les volumes d'huile injectés respectivement dans les deux chambres 5a et 5b (aires des surfaces S1 et S,) donnent la course désirée pour la tige de piston 5d.

Là encore, en donnant à la came 17 de la figure 12 un profil approprié, il est donc possible d'obtenir une course désirée et des vitesses aller et retour désirées pour l'élément mobile du vérin 5.

Il va de soi que les formes d'exécution de la présente invention qui ont été décrites ci-dessus, ont été données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande pour actionner un vérin hydraulique à double effet, comprenant un moteur (2) et une pompe hydraulique (1) reliée mécaniquement au moteur et hydrauliquement au vérin (5), caractérisé en ce que la pompe (1) est une pompe à cylindrée variable et-à changement de sens de débit, ayant deux sorties (la et lb), qui sont reliées directement au cylindre (Se) du vérin (5) respectivement de part et d'autre du piston (5c) de celui-ci > et en ce qu'il comprend en outre une came (17X, un moyen (5;;2) d'entraînement de la came, et un palpeur de came (18) relié fonctionnellement à un organe de réglage de cylindrée (1c) de la pompe à cylindrée variable , ladite came ayant un profil comportant une première partie (17f,17a,17c), qui détermine un premier sens de débit de la pompe et'la vitesse de déplacement de l'élément mobile (5d) du vérin (5) dans un premier sens, et une seconde partie (17d, 17b, 17eX, qui détermine un second sens de débit de la pompe et la vitese de déplacement dudit élément mobile dans un second sens, opposé au premier sens.

2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'entraînement de la came (17) est constitué par le vérin hydraulique (5), lui-même.

3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came (17) est reliée rigidement à l'élément mobile (5d) du vérin (5).

Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came (17) a une forme allongée, avec un profil qui a en gros la forme d'un hexagone ayant deux longs côtés (17a et 17b) qui sont parallèles à l'axe longitudinal du vérin (5), la longueur de la came (17) étant choisie en fonction de la longueur désirée de la course de l'élément mobile (5d) du vérin.

5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came (17). est constituée par une première réglette (21), qui est montée coulissante dans un châssis fixe (22) dans une première direction parallèle à la direction de mouvement de l'élément mobile (Sd) du vérin (5) et qui comporte une fente ou rainure (29) en forme de boucle allongée et fermée, en ce que le palpeur de came (18) est constitué par un doigt, qui est engagé dans ladite fente ou rainure et fixé à une seconde réglette (34) montée coulissante dans ledit châssis (22) dans une direction perpendiculaire à la première direction, et en ce que ladite seconde réglette (34) est attachée à l'une des extrémités d'un câble de transmission de force (48), dont l'autre extrémité est reliée audit organe de réglage de cylindrée (1c) de la pompe (1).

6. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came (17) est fixée à un arbre (76) relié à l'élément mobile (5d) du vérin (5) par un mécanisme de transmission (77) convertissant le mouvement de translation dudit élément mobile en un mouvement de rotation de l'arbre et de la came, et en ce que le palpeur de came (18) est attaché à l'une des extrémités d'un câble de transmission de force (48) dont l'autre extrémité est reliée audit organe de réglage de cylindrée (1c) de la pompe (1).

7. Dispositif de commande selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du câble de transmission de force (48) est reliée à l'organe de réglage de cylindrée (lc) de la pompe. (1) par l'intermédiaire d'un dispositif d'asservissement hydraulique (49) comportant un servo-distributeur (52), un vérin hydraulique de commande (53) à double effet et à tige traversante, et une pompe hydraulique auxiliaire (54) pouvant être reliée sélectivement à l'une ou à l'autre des deux chambres du vérin de commande (53) à travers le servo-distributeur (52) et un distributeur de "marche/arrêt" (55), le tiroir (52a) du servo-distributeur étant relié à ladite autre extrémité du câble de transmission de force (48) et le corps (52b) du servo-distributeur étant attaché à l'une des extrémités de la tige du vérin de commande (53), dont l'autre extrémité est attachée à l'organe de réglage de cylindrée (1) de la pompe (1).

8. Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite autre extrémité du câble de transmission de force (48) est reliée au tiroir (52a) du servo-distributeur (52) par un mécanisme démultiplicateur (51).

9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme démultiplicateur (51) comprend une troisième réglette (64), qui est montée coulissante dans un autre châssis fixe (65) dans une direction perpendiculaire à la direction de mouvement dudit tiroir (52a) et qui est attachée à ladite autre extrémité du câble de transmission de force (48), un élément en forme de coin (61), qui est porté par ladite troisième réglette (64), et un second palpeur (62) qui est attaché audit tiroir '52a) et qui est pressé élastiquement en contact avec l'organe en forme de coin (61).

10. Dispositif de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit élément en forme de coin (61L est monté à rotation sur la troisième réglette (64) autour d'un axe (67) parallèle à la direction de mouvement du tiroir (52a) du servo-distributeur (52), et en ce que des moyens d'indexation (69, 71, 72, 73) sont prévus pour fixer l'élément en forme de coin (61) dans l'une ou l'autre de deux positions décalées de 1800 11 une par rapport à l'autre.

il. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (17) est solidaire d'un arbre (81) relié par une transmission au moteur (2) d'entraînement de la pompe (1).

12. Dispositif de commande selon la revendication 11, caractérisé en ce que le palpeur de came (18) est relié à l'organe de réglage de cylindrée (tic) de la pompe (1) par l'intermédiaire d'un dispositif d'asservissement hydraulique (49) comportant un servo-distributeur (52), un vérin hydraulique de commande (53) à double effet et à tige traversante, et une pompe hydraulique auxiliaire (54) pouvant être reliée sélectivement à l'une ou à l'autre des deux chambres du vérin de commande (53) à travers le servo-distributeur (52) et un distributeur de "marche/arrêt" (55), le tiroir (52a) du servo-distributeur étant attaché au palpeur de came (18) et le corps (52b) du servo-distributeur étant attaché à l'une des extrémités de la tige du vérin de commande (53), dont l'autre extrémité est attachée à l'organe de réglage de cylindrée de la pompe (1).

13. Dispositif de commande selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que ladite transmission comporte un dispositif d'accouplement débrayable (83) et une boîte de vitesse (82) avec marche avant et marche arrière.