FR2674294A1

FR2674294A1 - HYDRAULIC CYLINDER WITH MOVABLE ROD POSITIONING.

Info

Publication number: FR2674294A1
Application number: FR9103747A
Authority: FR
Inventors: Auverghe Jean-Paul; Clavel Pierre
Original assignee: MONTAGES ET
Current assignee: MONTAGES ET
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-09-25
Anticipated expiration: 2011-03-22
Also published as: DE69202375T2; EP0505297B1; EP0505297A1; ES2072120T3; DE69202375D1; FR2674294B1

Abstract

Le tambour (10) qui est relié par un lien souple au piston du vérin pour assurer l'entraînement d'un ressort spirale de tension et d'un codeur absolu, est prévu sous forme creuse de façon à définir un logement interne apte à recevoir soit le ressort, soit le codeur, soit ces deux éléments disposés concentriquement l'un à l'autre.The drum (10) which is connected by a flexible link to the piston of the cylinder to ensure the drive of a tension spiral spring and of an absolute encoder, is provided in hollow form so as to define an internal housing suitable for receiving either the spring, or the encoder, or these two elements arranged concentrically to one another.

Description

La présente invention a trait aux vérins hydrauliques à double effet quiThe present invention relates to double-acting hydraulic cylinders which

sont équipés d'un système d'asservissement propre à imposer à leur tige mobile une succession de déplacements conforme à une consigne are equipped with a servo system capable of imposing on their movable rod a succession of movements in accordance with a set point

programmable d'extensions et de contractions. programmable extensions and contractions.

Un tel vérin hydraulique à positionnement de tige asservi a été notamment décrit dans le document FR-A-2 619 870 (SDEM) du 27 Août 1987, auquel on pourra avantageusement se référer pour comprendre l'état Such a hydraulic cylinder with slaved rod positioning has been described in particular in document FR-A-2 619 870 (SDEM) of August 27, 1987, which may advantageously be referred to in order to understand the state

actuel de la technique en la matière. current technology in the matter.

L'agencement général de ce type de vérin a été schématiquement rap- The general layout of this type of cylinder has been schematically

pelé en fig 1 du dessin annexé aux présentes Sur cette figure, la ré- peeled in fig 1 of the drawing appended hereto In this figure, the re-

férence 1 désigne l'extrémité du cylindre fixe à l'intérieur duquel cou- reference 1 designates the end of the fixed cylinder inside which

lisse axialement le piston, la face arrière de ce dernier étant rendue axially smooths the piston, the rear face of the latter being made

solidaire d'un lien souple 2 à travers une attache à double articula- secured to a flexible link 2 through a double articulated attachment

tion L'extrémité opposée de ce lien 2 s'enroule dans une gorge hélico- tion The opposite end of this link 2 is wound in a helical groove

dale pratiquée dans la paroi d'un tambour d'entraînement 3 Celui-ci est calé sur un arbre transversal 4 qui, de part et d'autre dudit tambour, porte un codeur absolu 5 relié à un boîtier électronique de gestion, et un ressort spirale 6 pour le maintien constant sous tension du lien 2, lequel ressort est logé dans un boîtier 7 fixé latéralement au carter 8 dale practiced in the wall of a drive drum 3 This is wedged on a transverse shaft 4 which, on either side of said drum, carries an absolute encoder 5 connected to an electronic management unit, and a spring spiral 6 for keeping the link 2 constant under tension, which spring is housed in a housing 7 fixed laterally to the casing 8

qui supporte l'arbre 4.which supports the tree 4.

L'expérience a démontré qu'un tel agencement permettait bien l'obtention d'un système d'asservissement robuste, parfaitement fiable et d'une précision très élevée Il convient néanmoins d'observer que l'ensemble du système, avec le boîtier du ressort et le codeur absolu Experience has shown that such an arrangement makes it possible to obtain a robust, perfectly reliable and very high precision control system. It should nevertheless be observed that the entire system, with the housing of the spring and absolute encoder

disposés en saillie de part et d'autre du tambour central d'entraîne- arranged on either side of the central driving drum

ment, présente un encombrement important qui est de nature à gêner en ment, has a large size which is likely to hinder

certains cas son implantation en bout du cylindre 1 du vérin hydrauli- in some cases its location at the end of cylinder 1 of the hydraulic cylinder

que Par ailleurs, il arrive qu'un tel vérin asservi soit monté dans une that In addition, it happens that such a slave cylinder is mounted in a

ambiance polluée ou surchauffée, ou encore soumise à des champs magnéti- polluted or overheated environment, or subject to magnetic fields

ques importants, ladite ambiance risquant de perturber le fonctionnement de l'un ou l'autre des éléments entraînés (ressort et codeur) qui sont ques important, said atmosphere may disrupt the operation of one or other of the driven elements (spring and encoder) which are

associés au tambour d'entraînement. associated with the drive drum.

C'est à ces inconvénients qu'entend remédier la présente invention, laquelle consiste essentiellement à réaliser le tambour d'entraînement It is these drawbacks that the present invention intends to remedy, which essentially consists in making the drive drum

sous la forme d'une paroi cylindrique creuse pourvue d'un flasque trans- in the form of a hollow cylindrical wall provided with a transparent flange

versal unique qui est décalé en direction de l'une des extrémités de ladite paroi, de manière à définir dans ledit tambour un espace libre apte à former logement pour l'un au moins des deux éléments entraînés single versal which is offset in the direction of one of the ends of said wall, so as to define in said drum a free space capable of forming housing for at least one of the two driven elements

qui lui sont associés.associated with it.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemp Le, permettra de mieux com- The attached drawing, given by way of example, will allow better understanding

prendre L'invention, Les caractéristiques qu'e L Le présente et les avan- take the invention, the characteristics that e L presents and the advantages

tages qu'elle est susceptible de procurer: Comme indiqué au début des présentes, fig 1 est une coupe axiale rappelant l'agencement général d'un vérin à tige asservie réa Lisé stages that it is likely to provide: As indicated at the beginning of the present, fig 1 is an axial section recalling the general arrangement of a jack with a controlled slave rod

conformément à La technique antérieure. according to the prior art.

Fig 2 est une vue en perspective montrant Le tambour d'en- Fig 2 is a perspective view showing the inner drum

traînement d'un vérin étab Li conformément à La présente invention. dragging of an etab cylinder Li in accordance with the present invention.

Fig 3, 4 et 5 sont des coupes axiales illustrant trois modes Fig 3, 4 and 5 are axial sections illustrating three modes

de mise en oeuvre différents de l'invention. different implementation of the invention.

En fig 2, on a montré en 10 L'ensemble du tambour destiné à l'en- In fig 2, we have shown at 10 The entire drum intended for the

roulement du Lien souple 2 fixé à la face arrière du piston du vérin Ce tambour 10 comprend une paroi cylindrique creuse 10 a dont la surface extérieure est creusée d'une gorge 10 b à profil héLicodal, tandis que sa surface intérieure se raccorde à un flasque transversal 10 c percé axialement en 10 d Il est essentiel d'observer que ce flasque 10 c est décalé par rapport au plan médian de la paroi cylindrique 10 a, de façon bearing of the flexible link 2 fixed to the rear face of the piston of the jack This drum 10 comprises a hollow cylindrical wall 10 a whose outer surface is hollowed out with a groove 10 b with helical profile, while its inner surface is connected to a flange transverse 10 c drilled axially at 10 d It is essential to observe that this flange 10 c is offset from the median plane of the cylindrical wall 10 a, so

à se trouver en fait disposé au niveau de l'un des bords de celle-ci. to be in fact disposed at one of the edges thereof.

Dans le mode de mise en oeuvre de L'invention qui a été illustré en fig 3, ce tambour 10 est fixé, à l'intérieur d'un carter 11, sur un arbre 12 introduit à travers son ouverture axiale 10 d Afin d'assurer un centrage rigoureux de ce tambour 10 en dépit de son montage en porte- à-faux sur l'arbre 12 lui-même monté en porte-à-faux sur le fond 11 a du carter 11, la paroi cylindrique 10 a coopère avec deux roulements 13 maintenus à l'intérieur du carter précité; on a par ailleurs prévu un roulement de renfort 14 interposé entre un épaulement du couvercle 11 b du carter 11 et l'extrémité d'une douille 15 clavetée sur l'arbre 12. Dans la paroi de la douille 15 est usiné un alésage longitudinal apte à recevoir une goupille 16 formant point d'amarrage pour l'une des extrémités d'un ressort spirale 17, l'extrémité opposée de celui-ci étant rendue solidaire d'une goupille 18 retenue dans un logement ménagé In the embodiment of the invention which has been illustrated in FIG. 3, this drum 10 is fixed, inside a casing 11, on a shaft 12 introduced through its axial opening 10 d In order to ensure rigorous centering of this drum 10 despite its cantilever mounting on the shaft 12 itself mounted in cantilever on the bottom 11a of the casing 11, the cylindrical wall 10a cooperates with two bearings 13 held inside the aforementioned casing; a reinforcement bearing 14 has also been provided interposed between a shoulder of the cover 11b of the casing 11 and the end of a socket 15 keyed onto the shaft 12. In the wall of the socket 15, a suitable longitudinal bore is machined to receive a pin 16 forming a mooring point for one of the ends of a spiral spring 17, the opposite end of the latter being made integral with a pin 18 retained in a housing provided

dans une cloison annulaire 1 ic du couvercle 11 b. in an annular partition 1 ic of the cover 11 b.

L'arbre 12 traverse le fond 11 a du carter 11 moyennant un joint 19 et, au-delà de ce fond, est réuni par un raccord flexible anti-vibration à l'arbre d'un codeur absolu 21 monté dans un prolongement du fond précité. Le fonctionnement d'un tel vérin est identique à celui décrit dans The shaft 12 crosses the bottom 11 a of the casing 11 by means of a seal 19 and, beyond this bottom, is joined by a flexible anti-vibration connection to the shaft of an absolute encoder 21 mounted in an extension of the bottom cited above. The operation of such a cylinder is identical to that described in

le Brevet Français mentionné au début des présentes On conçoit cepen- the French Patent mentioned at the beginning of this document.

dant que La disposition du ressort 17 à L'intérieur du Logement défini par l'espace interne du tambour 10 réduit l'encombrement général et met while the arrangement of the spring 17 inside the housing defined by the internal space of the drum 10 reduces the overall bulk and puts

Ledit ressort à L'abri d'une ambiance polluée. Said comes out in the shelter of a polluted atmosphere.

Fig 4 i L Lustre une variante de mise en oeuvre de L'invention dans laquelle c'est Le codeur 21 qui est Logé à l'intérieur du tambour 10, Fig 4 i L Luster an alternative embodiment of the invention in which it is the encoder 21 which is housed inside the drum 10,

alors que le ressort 17 trouve place dans un boîtier 22 rapporté Latéra- while the spring 17 finds its place in a housing 22 attached laterally

lement contre Le fond 11 a du carter 11 Le montage de ce ressort 17 est réalisé de La même manière qu'en fig 3, en ce sens que L'une de ses LEMENT against the bottom 11 has the housing 11 The mounting of this spring 17 is carried out in the same manner as in Fig 3, in that one of its

extrémités est attachée à une goupille 16 solidaire d'une douille 15 ca- ends is attached to a pin 16 secured to a socket 15 ca

Lée sur l'arbre 12, tandis que la goupille 18 sur Laquelle s'amarre Lée on the tree 12, while the pin 18 on which mooring

L'extrémité opposée est retenue dans la périphérie du boîtier 22. The opposite end is retained in the periphery of the housing 22.

L'arbre 12 est supporté par un palier 11 d et un roulement 14, tous deux montés dans le fond 11 a du carter 11 Le tambour 10 qui renferme Le codeur 21, Lié par un raccord flexible 20 audit arbre 12, est supporté par deux roulements 13 interposés entre sa face intérieure et la paroi The shaft 12 is supported by a bearing 11 d and a bearing 14, both mounted in the bottom 11 a of the casing 11 The drum 10 which encloses The encoder 21, Linked by a flexible connection 20 to said shaft 12, is supported by two bearings 13 interposed between its inner face and the wall

d'une cloche fixe ou enveloppe 23 fixée au couvercle 11 b du carter 11. a fixed bell or envelope 23 fixed to the cover 11b of the casing 11.

Le codeur 21 est ici efficacement protégé de l'ambiance extérieure The encoder 21 is here effectively protected from the outside environment

par suite de son logement dans Le tambour 10. as a result of its accommodation in the drum 10.

Enfin, dans La forme de réalisation suivant fig 5, le tambour 10, supporté en rotation par deux roulements extérieurs 13, renferme à la fois le codeur 21 et le ressort 17, disposés concentriquement l'un par rapport à l'autre L'arbre commun au tambour 10, au ressort 17 et au Finally, in the embodiment according to fig 5, the drum 10, supported in rotation by two external bearings 13, contains both the encoder 21 and the spring 17, arranged concentrically with respect to each other The shaft common to drum 10, spring 17 and

codeur 21 est constitué par une pièce cylindrique creuse 12 ' qui, sup- encoder 21 consists of a hollow cylindrical piece 12 'which,

portée en rotation par le fond 11 a et le couvercle 11 b du carter 11 à l'aide d'un roulement 14, définit avec la paroi 10 a du tambour un espace carried in rotation by the bottom 11 a and the cover 11 b of the casing 11 by means of a bearing 14, defines with the wall 10 a of the drum a space

annulaire extérieur renfermant le ressort 17 C'est dans l'espace inté- outer ring enclosing the spring 17 It is in the interior space

rieur de cette pièce 12 ' qu'est engagé le codeur 21 dont l'arbre est laughing at this part 12 'that is engaged the encoder 21 whose shaft is

réuni à ladite pièce par un raccord flexible 20. joined to said part by a flexible connector 20.

On obtient de la sorte un montage ramassé qui présente un encombre- We thus obtain a picked assembly which presents a clutter -

ment très réduit et qui met à l'abri de l'ambiance extérieure aussi bien le ressort 17 que le codeur 21, et ce sans nuire en aucune façon à la very reduced and which protects from the outside atmosphere both the spring 17 and the encoder 21, and this without in any way harming the

robustesse de l'ensemble et à la précision du système d'asservissement. robustness of the assembly and precision of the servo system.

IL doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a It should also be understood that the foregoing description has

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- given as an example and does not limit the area

ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails ne of the invention which we would not leave by replacing the details

d'exécution décrits par tous autres équivalents. of execution described by all other equivalents.

Claims

R E V E N D I C A T I ONS

1 Hydraulic actuator with positioning of movable, controlled rod, of the type comprising a shaft (12) which is oriented transversely to the axis

cylinder (1) and which carries three elements, namely a drum

drag (10) connected by a flexible link (2) to the piston of the jack, a spiral spring (17) for keeping the said link under constant tension, and

an absolute encoder (21) associated with an electronic management unit,

characterized in that the drum (10) is constituted by a cylindrical wall

hollow plate (10 a) provided with a single transverse flange (10 c) which is offset in the direction of one of the ends of said wall,

so as to define in said drum a free space capable of forming a housing

ment for at least one of the two driven elements (17, 21) which

are associated.

2 cylinder according to claim 1, characterized in that one of the ends of the spring (17), housed in the drum (10), is moored to an annular partition (11 c) of the fixed casing (11) which carries the shaft (12), while the opposite end is made integral with a socket (15)

keyed to said tree.

3 cylinder according to claim 1, characterized in that the shaft of the absolute encoder (21), housed in the drum (10), is connected to the shaft (12) by a flexible connector (20), the body of said encoder being wrapped

inside a fixed bell (23) integral with the casing (11).

4 actuator according to claim 1, characterized in that the shaft (12 ') is provided in the form of a tubular part in order to define an outer annular space between the faces facing said part and the drum (10), this space forming a housing for the spring (17), and

an interior space forming a housing for the encoder (21).