WO2023126614A1 - Dispositif hydromecanique pour l'alimentation des chambres d'un verin lineaire recepteur et systeme hydraulique integrant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif hydromecanique pour l'alimentation des chambres d'un verin lineaire recepteur et systeme hydraulique integrant un tel dispositif Download PDF

Info

Publication number
WO2023126614A1
WO2023126614A1 PCT/FR2022/052511 FR2022052511W WO2023126614A1 WO 2023126614 A1 WO2023126614 A1 WO 2023126614A1 FR 2022052511 W FR2022052511 W FR 2022052511W WO 2023126614 A1 WO2023126614 A1 WO 2023126614A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chambers
hydraulic
cylinder
piston
movement
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/052511
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Luc DECOSNE
Laurent DEBOVE
Yannick SIEFFERT
Original Assignee
Universite Grenoble Alpes
Institut Polytechnique De Grenoble
Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite Grenoble Alpes, Institut Polytechnique De Grenoble, Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) filed Critical Universite Grenoble Alpes
Publication of WO2023126614A1 publication Critical patent/WO2023126614A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/005—With rotary or crank input
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B7/00—Systems in which the movement produced is definitely related to the output of a volumetric pump; Telemotors
    • F15B7/06—Details
    • F15B7/08—Input units; Master units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge

Definitions

  • TITLE HYDROMECHANICAL DEVICE FOR SUPPLYING THE CHAMBERS OF A RECEIVING LINEAR ACTUATOR AND HYDRAULIC SYSTEM INTEGRATING SUCH A DEVICE
  • the present invention relates to the supply of an actuator consisting of at least one double-acting hydraulic receiver linear cylinder, a double rod being able in particular to be used.
  • the invention relates to a hydromechanical device generating pressurized liquid and a system comprising such a generating device associated with a receiving cylinder allowing servo-controlled displacement/position/force control of the receiving cylinder.
  • hydraulic assemblies comprising a hydraulic unit generating pressurized liquid comprising in particular a source of pressurized liquid consisting of a pump and complex circuits. commands based on the use of servo valves.
  • the invention aims in particular to propose a new pressure-generating device which makes it possible to carry out such applications.
  • the invention proposes a hydromechanical device for supplying pressurized liquid to each of two opposite active chambers of a double-acting hydraulic receiver linear actuator for servo-controlled control in position and/or in displacement and/or in speed and/or or in force of at least a first movement output rod of the receiving hydraulic linear cylinder, characterized in that the hydromechanical device comprises:
  • At least one first double-acting hydraulic generator linear actuator comprising a first movement input rod which is integral with a first piston which delimits two first opposite passive chambers, each of which is capable of being selectively connected to at least one of the two opposite active chambers receiving hydraulic linear actuator;
  • a drive assembly for the first movement input rod of the first double-acting hydraulic generator linear actuator comprising a mechanical movement transformation assembly, in particular a screw-nut assembly, of which a movement output component is integral in axial translation of the first movement input rod of the first double-acting hydraulic generator linear cylinder and the other movement input component of which is driven in rotation by a drive motor.
  • the hydromechanical device comprises at least one second double-acting hydraulic generator linear actuator comprising a second movement input rod which is integral with a second piston which delimits two second opposite passive chambers each of which is capable of being selectively connected to at least at least one of the two opposing active chambers of the receiving hydraulic linear actuator, and said motion output component is also integral in axial translation with the second motion input rod of the second double-acting generating hydraulic linear actuator so as to axially drive said first input rod and said second input rod simultaneously and in opposite directions;
  • the hydromechanical device comprises at least: a third double-acting hydraulic generator linear cylinder comprising a third movement input rod which is integral with a third piston which delimits two third opposed passive chambers each of which is capable of being selectively connected to at least one of the two opposite active chambers of the receiving hydraulic linear actuator; and a fourth double-acting hydraulic generator linear actuator comprising a fourth movement input rod which is integral with a fourth piston which delimits two opposite fourth passive chambers, each of which is capable of being selectively connected to at least one of the two active chambers opposed to the receiving hydraulic linear cylinder; said motion output component is also integral in axial translation with the third motion input rod of the third double-acting hydraulic generator linear actuator so as to axially drive the first input rod and the third input rod simultaneously and in identical directions; said movement output component is also integral in axial translation with the fourth movement input rod of the fourth double-acting hydraulic generator linear actuator so as to axially drive the second input rod and the fourth input rod simultaneously and in identical directions;
  • the drive motor is an electric motor associated with a mechanical reduction gear with variable transmission ratio and/or a frequency converter
  • At least one double-acting hydraulic linear actuator comprising at least one first movement output rod able to apply stresses to a structure
  • a hydromechanical device for supplying pressurized liquid to each of two opposite active chambers of the double-acting receiver hydraulic linear cylinder for the servo-controlled control in position and/or in displacement and/or in speed and/or in force of the at least one first movement output rod of the hydraulic linear cylinder receiver
  • a set of hydraulic pipes connecting the various associated chambers; and solenoid valves for controlling the flow of liquid through said hydraulic pipes
  • It comprises an additional hydraulic unit comprising a controlled source of pressurized liquid, the outlet of which is capable of being selectively connected to at least one of the two opposite active chambers of the receiving hydraulic linear actuator.
  • FIG.1 - Figure 1 is a schematic representation of a first example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention;
  • FIG.2 - Figure 2 is a representation in perspective of an example of an industrial embodiment of the hydromechanical device of Figure 1;
  • FIG.3 is a schematic representation of a second example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention
  • FIG.4 is a schematic representation of a third example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention
  • FIG.5 is a schematic representation of a fourth example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention
  • FIG.6 is a schematic representation of a fifth example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention
  • FIG.7 is a schematic representation of a sixth example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention
  • FIG.8 is a representation in perspective, partially exploded, of an example of industrial embodiment of the hydromechanical device of Figure 7;
  • FIG.9 is a schematic representation of a seventh example of a hydraulic system according to the invention comprising a hydromechanical device according to the invention. Detailed description of the invention
  • the longitudinal axis L is oriented from the back to the front.
  • identical, similar or analogous elements will be designated by the same reference numerals.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a hydraulic system 100 according to the invention which comprises a first embodiment of a hydromechanical device 102 for supplying two cylinders called “double-acting (DE) single-rod (ST)” generators of flow and pressure for the liquid supply of a receiver cylinder called “double acting (DE) double rods (DT)”.
  • a hydromechanical device 102 for supplying two cylinders called “double-acting (DE) single-rod (ST)” generators of flow and pressure for the liquid supply of a receiver cylinder called “double acting (DE) double rods (DT)”.
  • the hydraulic system 100 and the hydromechanical device have a general symmetry of design and operation according to a median vertical plane PVM of FIG. 1.
  • the hydromechanical device 102 comprises two generator cylinders VG1 and VG2, each of which is here of the double-acting (DE) type.
  • Each generator cylinder VG1, VG2 is of the single rod type (ST) which, within the meaning of the invention, is here a movement input rod which moves an associated piston.
  • the first generator cylinder VG1 comprises a first movement input rod VG1TE1 which is integral with a first piston VG1P1 which, inside the cylinder, internally delimits two opposed passive chambers VG1 CP1 and VG1CP2.
  • the unit volume displaced by the VG1P1 piston in the VG1CP1 chamber is greater than the unit volume that it displaces in the VG1CP2 chamber.
  • the second generator actuator VG2 comprises a second movement input rod VG2TE2 which is integral with a second piston VG2P2 which, inside the actuator, delimits two opposed passive chambers VG2PC1 and VG2PC2. Due to the presence of the rod, the unit volume displaced by the piston VG2P2 in the chamber VG2CP1 is greater than the unit volume that it displaces in the chamber VG2CP2.
  • the chambers of the generator cylinders VG1 and VG2 are said to be “passive” in the sense that the liquid they contain is moved by the associated piston.
  • the axes of movement of the two movement input rods VG1TE1 and VG2TE2 are here substantially parallel, and horizontal considering figure 1.
  • the hydromechanical device 102 For driving the two movement input rods VG1TE1 and VG2TE2, each in relation to the cylinder of the associated generator cylinder, the hydromechanical device 102 comprises a carriage 108 which is guided in sliding mode in relation to a fixed frame 106.
  • the free ends of the two movement input rods VG1TE1 and VG2TE2 are here connected in an articulated manner to the upper part of the carriage 108.
  • the horizontal displacement in one or the other of the two directions S1 or S2 of the carriage 108 relative to the frame 106 causes a corresponding simultaneous displacement and in opposite directions of the two movement input rods VG1TE1 and VG2TE2.
  • the hydromechanical device 102 For driving the carriage 108 in both directions, the hydromechanical device 102 comprises a drive assembly 110 which comprises a mechanical motion transformation assembly which, by way of non-limiting example, is here a mechanism of the screw type 112 - nut 114.
  • the movement output component integral in axial translation with the carriage 108, and therefore with each of the two movement input rods VG1 TE1 and VG2TE2, is here the nut 114 which is crossed by the movement input component which is here screw 112.
  • the screw-nut mechanism 112-114 is for example of the ball screw type.
  • the assembly 110 for driving the screw 112 in rotation in both directions, the assembly 110 here comprises an electric motor M1 which is for example a motor of the "brushless” type equipped with an electronic speed variator which makes it possible to adjust the speed and the torque, for example here by varying the frequency of the supply current of the motor M1.
  • an electric motor M1 which is for example a motor of the "brushless” type equipped with an electronic speed variator which makes it possible to adjust the speed and the torque, for example here by varying the frequency of the supply current of the motor M1.
  • the output shaft of the electric motor M1 is connected in rotation to the screw 112 via a mechanical reduction gear 116 with variable transmission ratio.
  • the M1 motor can rotate at 3400 rpm and the combination of the frequency converter and the mechanical reducer 116 makes it possible to vary the overall transmission ratio from 1 to 100, in association with a ball screw 112 with a pitch of 10 mm
  • the hydraulic system 100 here comprises a single double-acting (DE) receiving cylinder VR1, the two opposite chambers of which are supplied by the hydromechanical device 102 for supplying two generating cylinders VG1 and VG2.
  • DE double-acting
  • the VR1DT receiver cylinder is of the double rod (DT) type which, within the meaning of the invention, are each a movement output rod VR1TS1 and VR1TS2 and which are driven in displacement by the associated piston VR1P1 of the VR1DT receiver cylinder.
  • the receiver cylinder VR1DT comprises a piston VR1P1 which, inside the receiver cylinder VR1, delimits two opposed active chambers VR1CA1 and VR1CA2 having an identical volume.
  • the unit volume displaced by the VR1P1 piston in the VR1CA1 chamber is equal to the unit volume that it displaces in the VR1CA2 chamber.
  • the opposite chambers VR1CA1 and VR1CA2 of the receiver jack VR1 are said to be "active" in the sense that the pressurized liquid which they receive moves the associated piston VR1P1 to control the movements of the two rods VR1TS1 and VR1TS2 of motion output.
  • the maximum value of the output force of the drive assembly 110 corresponds to the maximum value of the force generated by the generator jacks.
  • the ball screw 112 is sized to take account of the forces to be transmitted.
  • the generator cylinders VG1 and VG2 inject or transfer a volume of pressurized liquid into the receiver cylinder VR1.
  • the speed of movement of the pistons VG1P1 and VG2P2 of the generator cylinders VG1 and VG2 is proportional to the speed of rotation of the electric motor M 1 , the reduction ratio of the mechanical reducer 1 1 6 and the pitch of the ball screw 1 12.
  • the system is self-regulating when moving and only supplies the desired useful flow of pressurized liquid thanks to the frequency converter and at least one displacement sensor such as an inductive sensor LVDT associated with the VR1 receiver cylinder.
  • the system makes it possible to multiply the forces between the generating jacks VG 1 and VG2 and the receiving jack VR1, according to the ratios of the effective areas concerned of the pistons VG 1 P1 , VG2P2 and VR1 P1 .
  • the hydraulic system thus behaves like a mechanical reducer, multiplying the value of the effort by decreasing the speed in proportion.
  • the solution consists in sizing the stroke of the generating cylinders VG 1 and VG2 according to the stroke of the receiving cylinder VR1 .
  • this is mainly a set of high-pressure hydraulic pipes, or pipes, for connecting the various chambers, and solenoid valves (EV) for controlling the circulation of the liquid through said pipes. hydraulics.
  • solenoid valve used here is equivalent to the term distributor used in the nomenclature and standardized representations of hydraulic or pneumatic circuits.
  • solenoid valves EV1 1 F, EV22F, EV12F EV21 F which are closed at rest and open when they are commanded, and four solenoid valves EV1 1 O, EV22O, EV12O and EV21 O which are open at rest and closed when they are ordered.
  • Each passive chamber VG iCPj of a generator cylinder VG i has an orifice connected to an associated pipe CVG iCPj .
  • the second passive chamber VG2CP2 of the second generator cylinder VG2 is connected to a pipe CVG2CP2.
  • Compensating for the compressibility (i.e. approximately 1% for 200 bars) of the liquid contained in the chambers of the cylinders subjected to pressure requires bringing the return chambers to atmospheric pressure, transferring their volumes of liquid without pressure to prevent them from depression. It is by selecting the solenoid valves connecting these chambers to the tank that this problem can be overcome by combining the return flow with a compensation flow.
  • each of these pipes CVG1CP1, CVG1CP2, CVG2CP1 and CVG2CP2 is fitted with an adjustable normally closed pressure limiter LP11, LP12, LP21 and LP22 respectively.
  • Each pressure limiter LPij is set to a value 20% higher than the setting value of the pressure sensor PS (which causes the system to stop when this value is reached or exceeded) associated with it.
  • the function of an LPij pressure limiter is an "extreme" safety function and it should not normally intervene in normal operation.
  • Each active chamber VR1CA1, VR1CA2 of the receiver cylinder VR1 comprises an orifice which is connected to an associated pipe CVR1CA1, CVR1CA2 respectively.
  • Each pipe CVR1CA1, CVR is directly connected to a couple of solenoid valves EV11F-EV11O, EV21F, EV21O respectively.
  • the system 100 comprises various measurement components such as pressure gauges MA and pressure sensors or pressure switches PS.
  • each active chamber VR1CA1, VR1CA2 of the receiving cylinder does not communicate directly either with the reservoir R1, or with any passive chamber due to the closed state of the four solenoid valves EV11F, EV22F, EV12F EV21F to which they are connected.
  • all the chambers of the two generator cylinders VGI and VG2 are connected to the reservoir R1 via the four solenoid valves or solenoid distributors EV11 O, EV22O, EV12O, EV21O whose initial state authorizes the reinitialization of the starting positions cycle of the two generating cylinders VG1 and VG2 with respect to the receiving cylinder VR1.
  • This function makes it possible to compensate for the internal leaks of the system in order to avoid accumulating them, the movement of a desynchronization delta activating this function when passing through the initial state.
  • the device 100 represented in FIG. 1 is in a so-called initial state in which the electric motor M1 is stopped and each of the three actuators VG1, VG2 and VR1 is also stopped, for example each with its piston VG1P1, VG2P2 and VR1P1 in a central axial position at mid-length within the associated cylinder and with its two opposing chambers balanced at atmospheric pressure.
  • each solenoid valve is in its initial rest position (State 0) which it is likely to leave to occupy its other actuated position (State 1).
  • the displacement of the nut 114 to the right causes the corresponding displacement of the carriage 108 and therefore of the input rod VG1TE1 and of the piston VG1 P1.
  • the pressurized liquid then prevailing in the passive chamber VG1CP1 causes the pressure to increase in the active chamber VR1CA1.
  • the other active chamber VR1 CA2 is in communication with the chamber VG2CP 1 by switching the solenoid valve EV21 F to transfer the same volume of oil, and the solenoid valve EV21 O makes it possible to compensate for the compressibility by authorizing a variation in volume through the reservoir R1.
  • the pressurized liquid then prevailing in the passive chamber VG2CP2 causes the pressure to increase in the active chamber VR1 CA1.
  • the other active chamber VG2CA2 is in communication with the pair of solenoid valves EV12O and EV12F connecting the return flow to chambers VG2CP2 and tank R1.
  • the pressurized liquid then prevailing in the passive chamber VG 1 CP1 is then injected into the active chamber VR1 CA1 and the pressurized liquid then prevailing in the passive chamber VG2CP2 is simultaneously injected into the active chamber VR1 CA1 .
  • the other active chamber VR1 CA2 is in communication with EV12F, EV12O, EV21 F, EV21 O connecting the return flow to chambers VG2CP 1 and VG 1 CP2 and reservoir R1.
  • Each of the three possible returned volumes corresponds to a value maximum pressure and a different displacement of one or both generator cylinders.
  • the EV1 1 O, EV22O, EV12O and EV21 O solenoid valves also allow the return circuits coming from the active chambers of the VR1 receiver cylinder to be brought to atmospheric pressure and the positions of each piston to be reset, in particular in the event of leaks.
  • a measurement of the displacements between the generator cylinder(s) and the receiving cylinder(s) is carried out by means of LVDT displacement sensors in order to assess any drift between starting positions. Depending on a predetermined maximum deviation setpoint value, a need for reinitialization is identified.
  • the principle then consists of immobilizing the generator cylinder(s) in position and then compensating for the drift observed by moving the generator cylinder(s) to their reference position, thereby eliminating the discrepancy observed.
  • the possible controls are: Force/Displacement/Speed/Position.
  • the supply according to three flow rates and three pressures of the active chamber VR1 CA2 is then obtained by combining the control of solenoid valves EV21 O , EV21 F, EV12O and EV12F.
  • FIG. 2 shows an example of embodiment of a hydromechanical device 102 of the type which has just been described with reference to the schematic representation which is given in FIG. figure 1 .
  • the frame 106 is thus essentially composed of three fixed vertical and transverse yokes 1061 which are interconnected by a pair of horizontal guide bars 1062.
  • the central carriage 108 is guided in longitudinal sliding in both directions S1 and S2 on the two bars 1062 and it centrally houses the nut (not visible in Figure 2).
  • each generator cylinder VG 1, VG2 which is connected in an articulated manner to the sliding mobile carriage 108 via an articulation yoke 1081, 1082.
  • the carriage 108 when the carriage 108 is driven in the direction indicated by the arrow S1, it drives the cylinder CYVG 1 and the rod VG 1 TS 1 “returns” inside the cylinder CYVG 1 .
  • the hydromechanical device 102 is identical and comprises in particular two double-acting generator cylinders VG 1 and VG2 (D E), and an identical set of workout 1 1 0.
  • An additional hydraulic unit 204 makes it possible to carry out rapid movement phases in both directions, as well as the reinitialization of the various positions and initial states of the entire system 100.
  • the hydraulic unit 204 comprises a reservoir R2 into which a pump P driven by an electric motor M2 sucks.
  • the outlet of the pump P is connected to an inlet port of an EV3F control solenoid valve.
  • the EV3F solenoid valve is of the 4-way / 3-position type which is a normally closed switch and which is able to be controlled towards one or the other of two opposite active positions.
  • the control and the piloting of the hydraulic unit 204 can be carried out by varying in a controlled manner the value of the outlet pressure of the pump P and/or by controlling the solenoid valve EV3F between its central "closed” rest position and the one or the other of its two opposing "open” active positions in each of which it allows the supply of pressurized liquid to one of the two active chambers VR1 CA1 (or VR1 CA2), and simultaneously the commissioning communication of the other VR1 CA2 (or VR1 CA1 ) of the two active chambers from reservoir R2.
  • each CVR1 CA1 and CVR1 CA2 pipe is fitted with an adjustable normally closed pressure relief valve LP31, LP32 respectively.
  • Each pressure limiter LPij is set to a value 20% higher than the setting value of the pressure sensor PS (which causes the system to stop when this value is reached or exceeded) associated with it.
  • the liquid supply to each of the two active chambers VR1 CA1 , VR1 CA2 can be carried out by means of a "mixed" supply system comprising the hydromechanical device 102 with cylinder and the hydraulic unit 204 with pump P .
  • the table above illustrates the position of each of the four control solenoid valves and the EV3F solenoid valve according to the active chamber of the VR1 slave cylinder that is supplied and the pressure source used.
  • This diagram allows a contained sizing of the volume injection system by providing only the double-effect flow (pressure) necessary for the servo-control phases (in compression or in tension)
  • the hydraulic unit 204 ensures the rapid approach and retreat phases and the resetting of the system positions.
  • the hydromechanical device 102 is of globally similar design, but it comprises only one double-acting generator cylinder VG 1 (D E ) which is capable of injecting liquid in a controlled manner only in the first active chamber VR1 CA1 of the receiver cylinder VR1.
  • the hydromechanical device 102 comprises a drive assembly 110 for driving the input rod VG 1 TE1 identical to the device 102 described above.
  • the system 100 comprises a hydraulic unit 204 identical to that provided in the second “simplified standard” embodiment example.
  • this example allows a reduced dimensioning of the volume injection system in the receiving cylinder by providing only the single-acting flow and pressure necessary for the servo-control phase.
  • the table above illustrates the position of each of the four control solenoid valves and of the EV3F solenoid valve according to the active chamber of the VR1 slave cylinder which is supplied and the pressurized liquid injection source which is used.
  • This diagram allows a contained sizing of the volume injection system by providing only the double-effect flow (pressure) necessary for the servo-control phases (in compression or in tension)
  • the hydraulic unit 204 ensures the rapid approach and retreat phases and the resetting of the system positions.
  • FIG. 5 is a schematic representation of a hydraulic system 100 according to the invention which comprises another embodiment of a hydromechanical device 102 for supplying four generator cylinders , of which :
  • each generator cylinder VG3, VG4 is of the single rod type (ST) which, within the meaning of the invention, is here a movement input rod which moves an associated piston.
  • the third generator cylinder VG3 comprises a third movement input rod VG3TE3 which is integral with a first piston VG3P3 which, inside the cylinder, internally delimits a third passive chamber VG3CP 1 .
  • the effective area of the third piston VG3P3 is greater than that of the piston VG 1 P 1 and the unit volume displaced by the piston VG3P3 in the chamber VG3CP 1 is thus greater than the unit volume displaced by the piston VG 1 P 1 in the chamber VG1 CP1.
  • the fourth generator cylinder VG4 includes a fourth movement input rod VG4TE4 which is integral with a fourth piston VG4P4 which, inside the cylinder, internally delimits a fourth passive chamber VG4CP1.
  • the effective area of the VG4P4 piston is greater than that of the VG2P2 piston and the unit volume displaced by the VG4P4 piston in the VG4CP1 chamber is thus greater than the unit volume displaced by the VG2P2 piston in the VG2CP1 chamber.
  • the axes of movement of the two movement input rods VG3TE3 and VG4TE4 are here substantially parallel, horizontal considering figure 1 .
  • the free ends of the two movement input rods VG3TE3 and VG4TE4 are here connected in an articulated manner to the lower part of the carriage 108 of the hydromechanical device 102.
  • the horizontal displacement, in one or the other of the two directions S 1 or S2, of the carriage 108 causes a corresponding simultaneous displacement and in opposite directions either of the two movement input rods VG 1 TE1 and VG3TE3 , or two motion input rods VG2TE2 and VG4TE4.
  • the hydraulic system 100 and the hydromechanical device here again have a general symmetry of design and operation along a median vertical plane PVM of the figure.
  • solenoid valves with electromagnetic control are provided here, each of which is of the 2-way/2-position type, each of which is in the form of a switch installed in a pipe.
  • two additional solenoid valves EV31 F are provided, and EV41 F which are closed at rest and open when actuated, and two additional solenoid valves EV31 O and EV41 O which are open at rest and closed when actuated.
  • Each passive chamber VG3CP1, VG4CP 1 of a generator cylinder VG3, VG4 comprises an orifice connected to an associated pipe CVG3CP1, CVG4CP1 respectively.
  • each of these CVG3CP1, CVG4CP 1 pipes is fitted with an adjustable normally closed pressure relief valve LP31, LP41 respectively.
  • Each pressure limiter LPij is set to a value 20% higher than the setting value of the pressure sensor PS (which causes the system to stop when this value is reached or exceeded) associated with it.
  • each active chamber VR1 CA1 , VR1 CA2 of the receiving cylinder does not communicate directly either with the reservoir R1 or with any passive chamber due to the closed state at rest of the six solenoid valves EV1 1 F, EV22F, EV12F, EV21 F, EV31 F and EV41 F to which they are connected.
  • This embodiment allows for example the supply according to four flow and pressure values of the active chamber VR1 CA2 which is then obtained by combining the control of the solenoid valves EV21 O, EV21 F, EV12O and EV12F.
  • the table above is a non-limiting example which illustrates the position of each of the twelve solenoid valves according to the active chamber of the receiver cylinder VR1 which is supplied, and according to the supply flow.
  • this fourth embodiment makes it possible to supply the flow rate and pressure values necessary for the servo-control phases (in compression or in traction) and those of approaches and rapid reverses (Using the third and fourth generator cylinders), as well as resetting the positions of the system. It replaces a mixed volume injection system combining a conventional hydraulic unit as described above. This system makes it possible to carry out all the fast or slow bidirectional servo-controls.
  • the hydromechanical device 102 comprises in particular two double-acting generator cylinders VG 1 and VG2 and two additional single-acting generator cylinders VG3 and VG4, and a drive assembly 110 similar to that described with reference to Figure 5.
  • the hydromechanical supply device 102 comprises four generator jacks, including:
  • each generator cylinder VGi is of the single rod type (ST) which, within the meaning of the invention, is here a movement input rod which moves an associated piston.
  • each generator cylinder VG 1 , VG2, VG3, VG4 comprises a movement input rod VG 1 TE 1 , VG2TE2, VG3TE3, VG4TE4 which is integral with a piston VG 1 P1 , VG2P2, VG3P3, VG 1 P4 which , inside the actuator, internally delimits a passive chamber VG 1 CP1 , VG2CP1 , VG3CP 1 , VG4CP1 .
  • the effective area of the VG3P3 piston is greater than that of the VG 1 P 1 piston and the unit volume displaced by the VG3P3 piston in the VG3CP1 chamber is thus greater than the unit volume displaced by the VG 1 P1 piston in the VG 1 CP1 chamber.
  • the effective area of the VG4P4 piston is greater than that of the VG2P2 piston, and the unit volume displaced by the VG4P4 piston in the VG4CP1 chamber is thus greater than the unit volume displaced by the piston VG2P2 in the chamber VG2CP1.
  • the axes of movement of the two movement input rods VG3TE3 and VG4TE4 are here substantially parallel, horizontal considering figure 1 .
  • the free extremities of the two movement input rods VG3TE3 and VG4TE4 are here connected in an articulated manner to the lower part of the carriage 108 of the hydromechanical device 102.
  • the horizontal movement in one or the other of the two directions S 1 or S2 of the carriage 108 causes a corresponding simultaneous movement and in opposite directions either of the two movement input rods VG 1 TE1 and VG3TE3, or of the two motion input rods VG2TE2 and VG4TE4.
  • the hydraulic system 100 and the hydromechanical device 102 here again have a general symmetry of design and operation with respect to a median vertical plane PVM of the figure.
  • This design makes it possible to provide each of the active chambers VR1 CA1 or VR1 CA2 of the receiver cylinder VR1 with a minimum flow rate coming from the passive chamber VG 1 CP1 of the first generator cylinder VG 1 or from the passive chamber VG2CP 1 of the second generator cylinder VG2, or else a value of maximum flow coming from the passive chamber VG3CP 1 of the third generator jack VG3 or from the passive chamber VG4CP 1 of the fourth generator jack VG4.
  • the orifice of each of these two chambers is connected to an inlet of a solenoid valve EV31 F , EV41 F, each of which is of the 3-way/2-position type and which, in its rest position, closes the communication between the associated passive chamber and the receiver jack VR1.
  • the table above is a non-limiting example which illustrates the position of each of the six solenoid valves according to the active chamber of the receiver cylinder VR1 which is supplied, and according to the value of the flow rate and the pressure of the supply liquid injected into the VR1 receiver jack.
  • the improved standard diagram with simplified distribution shown in Figure 6 allows the supply of each of the two active chambers of the receiver cylinder VR1 according to two different flow and pressure values including a minimum flow ( 1st flow) and a maximum flow (2nd debit) .
  • the hydromechanical device 102 comprises four identical single-acting generator cylinders among which:
  • a generator jack VG 11 whose output is connected to the first active chamber VR1 CP1 of the first receiver jack VR1;
  • a generator cylinder VG 12 whose output is connected to the second active chamber VR1 CP2 of the first receiver cylinder VR1;
  • the two generator cylinders VG11 and VG22 are aligned and their movement input rods VG11TE1 and VG22TE1 are "coupled” by being linked in axial translation by means of a first carriage 1081.
  • the two generator cylinders VG12 and VG21 are aligned and their movement input rods VG12TE1 and VG21TE1 are "coupled by being linked in axial translation by means of a second carriage 1082.
  • the two carriages 1081 and 1082 have parallel linear movements.
  • the linear movement of the carriage 1082 in either direction S1 or S2 causes the simultaneous movement of the two pistons VG12P1 and VG21 P1.
  • each carriage here comprises a rack 1141, 1142 which cooperates with a common drive pinion 112.
  • an assembly 110 may include an electric motor M1 equipped with an electronic speed variator and whose output shaft is linked in rotation to the screw 112 via a mechanical reducer 116 with variable transmission ratio.
  • Synchronization of the drive is obtained by injecting identical flow rates of liquid, varying by a maximum of 1% for 200 bars (compressibility rate of the hydraulic mineral oil in the chambers of the coupled generator cylinders).
  • the passive chamber VG11CP1 is connected to the chamber VR1CA1 and the injection of pressurized liquid is controlled by means of a pair of solenoid valves EV111O and EV111F.
  • the passive chamber VG21 CP 1 is connected to the chamber VR2CA1 and the injection of pressurized liquid is controlled by means of a pair of solenoid valves EV21 1 O and EV21 1 F.
  • the passive chamber VG 12CP 1 is connected to the chamber VR1 CA2 and the injection of pressurized liquid is controlled by means of the pair of solenoid valves EV1 1 1 O and EV1 1 1 F
  • the passive chamber VG22CP 1 is connected to the chamber VR2CA2 and the injection of liquid under pressure is controlled by means of a pair of solenoid valves EV21 1 O and EV21 1 F.
  • Pressure sensors PS are associated with each of the active chambers of the two receiving cylinders VR1, VR2.
  • an additional hydraulic unit 304 is provided in the system 100, the general design of which is similar to that of the hydraulic unit 204 described above.
  • the hydraulic unit 304 may comprise an independent tank or else, as shown, be connected to the tank R1 in which a pump P driven by an electric motor M3 sucks.
  • the outlet of the pump P is connected to an inlet port of an EVCF solenoid control valve.
  • the EVCF solenoid valve is a 4-way / 3-position type which is a normally closed switch and is capable of being controlled to either of two opposite active positions.
  • the control and the piloting of the hydraulic unit 304 can be carried out by varying in a controlled manner the value of the outlet pressure of the pump P and/or by controlling the solenoid valve EVCF between its central "closed” rest position and the one or the other of its two opposing "open” active positions in each of which it allows the pressurized liquid supply to one and/or the other of the four active chambers VR1 CA1, VR1 CA2, VR2CA1, VR2CA2 receiver cylinders VR1, VR2.
  • the output of the P pump is connected to a 3-way pressure reducer LPR1 (combination of a limiter and a pressure reducer allowing maintain a constant pressure regardless of the direction of movement of the receiving cylinder) whose output can be connected in a controlled manner to one or the other of the two active chambers VR1 CA1 or VR1 CA2 by means of two controlled solenoid valves EVC1 1 and EVC12.
  • the output of the P pump is connected to a 3-way pressure reducer LPR2 (Combination of a limiter and a pressure reducer to maintain a constant pressure regardless of the direction of movement of the receiving cylinder) whose output can be connected in a controlled manner to one or the other of the two active chambers VR2CA1 or VR2CA2 by means of two solenoid valves com ordered EVC21 and EVC22.
  • LPR2 Combination of a limiter and a pressure reducer to maintain a constant pressure regardless of the direction of movement of the receiving cylinder
  • This additional hydraulic unit device 304 / control solenoid valve EVCF / the two 3-way pressure reducers LPR1 LPR2 / the four controlled solenoid valves EVC1 1 , EVC12, EVC21 and ECV22 has the function, if necessary, of applying a counter-pressure in the chambers VR2CA1 or VR1 CA1 with a value corresponding to the imbalance of the pressure values read by the PS sensors between the chambers VR2CA and VR1 CA2 (This imbalance corresponding to the imbalance of the loads on the cylinders VR1 and VR2 causing a pressure variation)
  • the value of the pressure difference compared between the chambers VR2CA and VR1 CA2 is applied via the 3-way pressure reducer LPR1 or LP R2 and the controlled solenoid valve EVC1 1 or EVC21 to one or the other of the VR2CA1 or VR1 CA1 chambers by generating a force (Pressure / Section relationship) making it possible to balance the system and thus counter the phenomenon of compressibility; this correction operating in both directions of movement of the two jacks VR1 and VR2 (raising of the rods and lowering of the rods).
  • the frame 106 is thus essentially composed of a housing for guiding and driving the racks 1141 and 1142 and a reduction gear which carries the motor M1 on its upper face.
  • the racks are slidably guided in the housing 106 and each, at its free end, carries a piston which is slidably received in an associated cylinder body.
  • Seventh simplified embodiment of the invention with a single receiving jack and a single generating jack, each with two opposed chambers.
  • FIG. 9 Another embodiment of a simplified hydraulic system 100 comprising in particular a hydromechanical device 102, according to the invention, for supplying a single receiving cylinder VR1 by means of a single generating cylinder VG1 .
  • the VR1 receiver hydraulic linear cylinder is a double-acting cylinder comprising two opposed active chambers VR1CA1, VR1CA2 separated by a piston VR1 P.
  • the hydromechanical device 102 comprises a single hydraulic linear jack generator VG1 with two opposed passive chambers VG1CP1 and VG1CP2 separated by a piston VG1P.
  • the generator cylinder VG1 comprises a first movement input rod VG1TE1 and a second movement input rod VG1TE2 each of which is integral in translation with the piston VG1P.
  • Each of the two opposed passive chambers VG1CP1, VG1CP is connected to an associated chamber VR1CA1, VR1CA2 of the two opposed active chambers of the receiving hydraulic linear actuator VR1, respectively by means of a pipe CVG1 CP1 -CVR1 CA1, CVG1 CP2-CVR1 CA2 respectively.
  • the hydromechanical device also comprises an assembly 102 for simultaneously driving the first movement input rod VG1TE1 and the second movement input rod VG1TE2 of the double-acting hydraulic generator linear actuator VG1 comprising a mechanical movement transformation assembly , in particular a screw-nut assembly 112, 114 (not shown in detail in this figure) including a component movement output is integral in axial translation with the two movement input rods of the hydraulic linear cylinder generator VG1 and whose other movement input component 112 is driven in rotation by a drive motor M1.
  • a mechanical movement transformation assembly in particular a screw-nut assembly 112, 114 (not shown in detail in this figure) including a component movement output is integral in axial translation with the two movement input rods of the hydraulic linear cylinder generator VG1 and whose other movement input component 112 is driven in rotation by a drive motor M1.
  • Each of the two opposed passive chambers VG1CP1, VG1CP2 is connected to an associated active chamber VR1CA1, VR1CA2 of the receiver hydraulic linear cylinder VR1, with interposition of an associated controlled non-return valve CL1, CL2 whose function is to hold the receiver cylinder VR1 in position.
  • each valve CL1, CL2 depends on the pressure prevailing in the other of the two opposite passive chambers VG1CP2, VG1CP1. Thanks to the presence of these two valves, the compressibility of the liquid contained in the other of the two opposite passive chambers VG1CP2, VG1CP1 is automatically taken into account.
  • each of the two opposite passive chambers VG1CP1, VG1CP2 is connected to the atmospheric pressure prevailing here in a reservoir R1 with the interposition of a calibrated controlled non-return valve CPT1, CPT2.
  • each of the two opposite passive chambers VG1CP1, VG1CP2 is connected to reservoir R1 with interposition by means of a solenoid valve or a controlled solenoid valve EV11F, EV12F whose state makes it possible to perform a reset of the cycle start position of the generator cylinder VG1 in relation to the receiver cylinder (VR1).
  • first pressure limiter (not represented) interposed in the pipe CVG1CP1 and a second pressure limiter (not represented) interposed in the pipe CVG1CP2.
  • the motor M1 which is for example a motor of the "brushless” type equipped with an electronic speed variator which makes it possible to adjust the speed and the torque
  • the screw 112 a gearbox, for example mechanical.
  • This variant makes it possible to multiply the possible combinations of gear reduction and overdrive in order to have movements of the receiver cylinder from very slow to very fast.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

La présente invention propose un dispositif hydromécanique (102) pour l'alimentation de chacune de deux chambres actives opposées (VR1CA1, VR1CA2) d'un vérin récepteur (VR1) à double effet pour la commande asservie d'au moins une première tige (VR1TS1, VR1TS2) de sortie, caractérisée en ce qu'il comporte un premier vérin générateur (VG1) à double effet comportant une première tige (VG1TE1) d'entrée de mouvement qui est solidaire d'un premier piston (VG1P1) qui délimite deux premières chambres passives (VG1CP1, VG1CP2) opposées dont chacune est reliée sélectivement à au moins une desdites deux chambres actives opposées du vérin récepteur (VR1); et un ensemble (110) d'entraînement de la première tige (VG1TE1) du premier vérin générateur (VG1) comportant un ensemble un ensemble vis-écrou (112, 114) de transformation de mouvement dont un composant (114) de sortie de mouvement est solidaire de la première tige (VG1TE1) du premier vérin générateur (VG1) et dont l'autre composant (112) d'entrée de mouvement est entraîné en rotation par un moteur (M1) d'entraînement.

Description

DESCRIPTION
TITRE : DISPOSITIF HYDROMECANIQUE POUR L’ALIMENTATION DES CHAM BRES D’UN VERIN LINEAIRE RECEPTEUR ET SYSTEME HYDRAULIQUE INTEGRANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne l’alimentation d’un actionneur constitué d’au moins un vérin linéaire hydraulique récepteur à double effet, une double tige pouvant notamment être utilisée.
L’invention concerne un dispositif hydromécanique générateur de liquide sous pression et un système comportant un tel dispositif générateur associé à un vérin récepteur permettant une commande asservie en déplacement / position / effort du vérin récepteur.
Arrière-plan technique
Pour la commande asservie d’un actionneur constitué d’un vérin hydraulique, il est connu de faire appel à des ensembles hydrauliques comportant un groupe hydraulique générateur de liquide sous pression comportant notamment une source de liquide sous pression constituée par une pompe et des circuits complexes de commande basés sur l'utilisation de servovalves.
La complexité de tels ensembles et de leur commande ou pilotage est notamment liée aux valeurs caractéristiques des efforts de sortie que l’on souhaite pouvoir exercer au moyen de l’actionneur.
Pour certaines applications, telles que par exemple l’utilisation d’un vérin hydraulique linéaire pour appliquer à une structure des efforts importants avec des vitesses de déplacement maîtrisées de l’ordre de quelques microns par seconde, l’invention vise notamment à proposer un nouveau dispositif générateur de pression qui permet de réaliser de telles applications.
Résumé de l’invention
L’invention propose un dispositif hydromécanique pour l’alimentation en liquide sous pression de chacune de deux chambres actives opposées d’un vérin linéaire hydraulique récepteur à double effet pour la commande asservie en position et/ou en déplacement et/ou en vitesse et/ou en effort d’au moins une première tige de sortie de mouvement du vérin linéaire hydraulique récepteur, caractérisée en ce que le dispositif hydromécanique comporte :
- au moins un premier vérin linéaire hydraulique générateur à double effet comportant une première tige d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un premier piston qui délimite deux premières chambres passives opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées vérin linéaire hydraulique récepteur ; et
- un ensemble d’entraînement de la première tige d’entrée de mouvement du premier vérin linéaire hydraulique générateur à double effet comportant un ensemble mécanique de transformation de mouvement, notamment un ensemble vis-écrou, dont un composant de sortie de mouvement est solidaire en translation axiale de la première tige d’entrée de mouvement du premier vérin linéaire hydraulique générateur à double effet et dont l’autre composant d’entrée de mouvement est entraîné en rotation par un moteur d’entraînement. Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
- le dispositif hydromécanique comporte au moins un deuxième vérin linéaire hydraulique générateur à double effet comportant une deuxième tige d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un deuxième piston qui délimite deux deuxièmes chambres passives opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur, et ledit composant de sortie de mouvement est aussi solidaire en translation axiale de la deuxième tige d’entrée de mouvement du deuxième vérin linéaire hydraulique générateur à double effet de manière à entraîner axialement ladite première tige d’entrée et ladite deuxième tige d’entrée simultanément et dans des sens opposés ;
- le dispositif hydromécanique comporte au moins : un troisième vérin linéaire hydraulique générateur à double effet comportant une troisième tige d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un troisième piston qui délimite deux troisièmes chambres passives opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur ; et un quatrième vérin linéaire hydraulique générateur à double effet comportant une quatrième tige d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un quatrième piston qui délimite deux quatrièmes chambres passives opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur ; ledit composant de sortie de mouvement est aussi solidaire en translation axiale de la troisième tige d’entrée de mouvement du troisième vérin linéaire hydraulique générateur à double effet de manière à entraîner axialement la première tige d’entrée et la troisième tige d’entrée simultanément et dans des sens identiques ; ledit composant de sortie de mouvement est aussi solidaire en translation axiale de la quatrième tige d’entrée de mouvement du quatrième vérin linéaire hydraulique générateur à double effet de manière à entraîner axialement la deuxième tige d’entrée et la quatrième tige d’entrée simultanément et dans des sens identiques ;
- le moteur d’entraînement est un moteur électrique associé à un réducteur mécanique à rapport de transmission variable et/ou à un variateur de fréquence ;
- il comporte : au moins un vérin linéaire hydraulique récepteur à double effet comportant au moins une première tige de sortie de mouvement apte à appliquer des sollicitations à une structure ; un dispositif hydromécanique pour l’alimentation en liquide sous pression de chacune de deux chambres actives opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur à double effet pour la commande asservie en position et/ou en déplacement et/ou en vitesse et/ou en effort de la au moins une première tige de sortie de mouvement du vérin linéaire hydraulique récepteur ; et un jeu de canalisations hydrauliques de raccordement des différentes chambres associées ; et d’électrovannes de commande de la circulation du liquide à travers lesdites canalisations hydrauliques ;
- il comporte un groupe hydraulique complémentaire comportant une source commandée de liquide sous pression dont la sortie est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur.
Brève descriptions des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig .1 ] - la figure 1 est une représentation schématique d’un premier exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention ;
[Fig .2] - la figure 2 est une représentation en perspective d’un exemple de réalisation industrielle du dispositif hydromécanique de la figure 1 ;
[Fig .3] - la figure 3 est une représentation schématique d’un deuxième exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention ;
[Fig .4] - la figure 4 est une représentation schématique d’un troisième exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention ;
[Fig .5] - la figure 5 est une représentation schématique d’un quatrième exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention ;
[Fig .6] - la figure 6 est une représentation schématique d’un cinquième exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention ;
[Fig .7] - la figure 7 est une représentation schématique d’un sixième exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention ;
[Fig .8] - la figure 8 est une représentation en perspective, partiellement éclatée, d’un exemple de réalisation industrielle du dispositif hydromécanique de la figure 7 ;
[Fig .9] - la figure 9 est une représentation schématique d’un septième exemple d’un système hydraulique selon l’invention comportant un dispositif hydromécanique selon l’invention. Description détaillée de l'invention
Pour la description de l'invention et la compréhension des revendications, on adoptera à titre non limitatif et sans référence limitative à la gravité terrestre les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué aux figures dont les axes longitudinal L et transversal T s’étendent dans un plan horizontal.
Par convention, l’axe longitudinal L est orienté de l’arrière vers l’avant. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
Premier exemple « standard » de réalisation de l’invention
La figure 1 est une représentation schématique d’un système hydraulique 100 selon l’invention qui comporte un premier exemple de réalisation d’un dispositif hydromécanique 102 d’alimentation à deux vérins dits « double effet (DE) simple tige (ST) » générateurs de débit et pression pour l’alimentation en liquide d’un vérin récepteur dit « double effet (DE) double tiges (DT) ».
Le système hydraulique 100 et le dispositif hydromécanique présentent une symétrie générale de conception et de fonctionnement selon un plan vertical médian PVM de la figure 1.
Le dispositif hydromécanique 102 comporte deux vérins générateurs VG1 et VG2 dont chacun est ici du type à double effet (DE).
Chaque vérin générateur VG1, VG2 est du type à simple tige (ST) qui, au sens de l’invention, est ici une tige d’entrée de mouvement qui entraîne en déplacement un piston associé.
Ainsi, le premier vérin générateur VG1 comporte une première tige d’entrée de mouvement VG1TE1 qui est solidaire d’un premier piston VG1P1 qui, à l’intérieur du vérin, délimite intérieurement deux chambres passives opposées VG1 CP1 et VG1CP2.
Du fait de la présence de la tige, le volume unitaire déplacé par le piston VG1P1 dans la chambre VG1CP1 est supérieur au volume unitaire qu’il déplace dans la chambre VG1CP2.
De même, le deuxième vérin générateur VG2 comporte une deuxième tige d’entrée de mouvement VG2TE2 qui est solidaire d’un deuxième piston VG2P2 qui, à l’intérieur du vérin, délimite deux chambres passives opposées VG2PC1 et VG2PC2. Du fait de la présence de la tige, le volume unitaire déplacé par le piston VG2P2 dans la chambre VG2CP1 est supérieur au volume unitaire qu’il déplace dans la chambre VG2CP2.
Au sens de l’invention, les chambres des vérins générateurs VG1 et VG2 sont dites « passives » au sens selon lequel le liquide qu’elles contiennent est déplacé par le piston associé.
Les axes de déplacement des deux tiges d’entrée de mouvement VG1TE1et VG2TE2 sont ici sensiblement parallèles, et horizontaux en considérant la figure 1.
Pour l’entraînement des deux tiges d’entrée de mouvement VG1TE1et VG2TE2, chacune par rapport au cylindre du vérin générateur associé, le dispositif hydromécanique 102 comporte un chariot 108 qui est guidé en coulissement par rapport à un bâti fixe 106.
Les extrémités libres des deux tiges d’entrée de mouvement VG1TE1et VG2TE2 sont ici reliées de manière articulée à la partie supérieure du chariot 108.
Ainsi, le déplacement horizontal dans l’un ou l’autre des deux sens S1 ou S2 du chariot 108 par rapport au bâti 106 provoque un déplacement simultané correspondant et dans des sens opposés des deux tiges d’entrée de mouvement VG1TE1et VG2TE2.
Pour l’entraînement dans les deux sens du chariot 108, le dispositif hydromécanique 102 comporte un ensemble 110 d’entraînement qui comporte un ensemble mécanique de transformation de mouvement qui, à titre d’exemple non limitatif, est ici un mécanisme du type vis 112 - écrou 114.
Le composant de sortie de mouvement solidaire en translation axiale du chariot 108, et donc de chacune des deux tiges d’entrée de mouvement VG1 TE1 et VG2TE2, est ici l’écrou 114 qui est traversé par le composant d’entrée de mouvement qui est ici la vis 112.
Le mécanisme vis-écrou 112-114 est par exemple du type à vis à billes.
Pour l’entraînement en rotation de la vis 112 dans les deux sens, l’ensemble 110 comporte ici un moteur électrique M1 qui est par exemple un moteur du type « brushless » équipé d’un variateur électronique de vitesse qui permet d’en régler la vitesse et le couple, par exemple ici en faisant varier la fréquence du courant d’alimentation du moteur M1.
L’arbre de sortie du moteur électrique M1 est lié en rotation à la vis 112 par l’intermédiaire d’un réducteur mécanique 116 à rapport de transmission variable.
A titre d’exemple le moteur M1 peut tourner à 3400 tours/min et la combinaison du variateur de fréquence et du réducteur mécanique 116 permet de faire varier de 1 à 100 le rapport global de transmission, en association avec une vis à billes 112 d’un pas de 10 mm
Les déplacements en translation de l’écrou 114, et donc du chariot 108, mettent en mouvement les deux tiges d’entrée de mouvement VG1TE1et VG2TE2 des deux vérins générateurs hydrauliques à double effet montés en opposition VG1 et VG2 en transformant l’énergie mécanique fournie par l’ensemble d’entraînement 110 en une énergie hydraulique.
Dans cet exemple, le système hydraulique 100 comporte ici un vérin récepteur unique VR1 à double effet (DE) dont les deux chambres opposées sont alimentées par le dispositif hydromécanique 102 d’alimentation à deux vérins générateurs VG1 et VG2.
Le vérin récepteur VR1DT est du type à double tige (DT) qui, au sens de l’invention, sont chacune une tige VR1TS1 et VR1TS2 de sortie de mouvement et qui sont entraînées en déplacement par le piston associé VR1P1 du vérin récepteur VR1DT.
Ainsi, le vérin récepteur VR1DT comporte un piston VR1P1 qui, à l’intérieur du vérin récepteur VR1, délimite deux chambres actives opposées VR1CA1 et VR1CA2 ayant un volume identique.
Du fait de la présence des deux tiges opposées identiques, le volume unitaire déplacé par le piston VR1P1 dans la chambre VR1CA1 est égal au volume unitaire qu’il déplace dans la chambre VR1CA2.
Au sens de l’invention, les chambres opposées VR1CA1 et VR1CA2 du vérin récepteur VR1 sont dites « actives » au sens selon lequel le liquide sous pression qu’elles reçoivent déplace le piston associé VR1P1 pour commander les déplacements des deux tiges VR1TS1 et VR1TS2 de sortie de mouvement.
En fonction des applications, il est possible d’utiliser l’une ou l’autre des deux tiges VR1TS1 et VR1TS2 de sortie de mouvement en vue d’appliquer des sollicitations mécaniques (de traction et/ou de compression) à des éléments de structure non représentés.
La valeur maximale de l’effort de sortie de l’ensemble 110 d’entraînement correspond à la valeur maximale de l’effort généré par les vérins générateurs.
La vis à bille 112 est dimensionnée pour tenir compte des efforts à transmettre.
En mouvement, les vérins générateurs VG1 et VG2 injectent ou transfèrent un volume de liquide sous pression dans le vérin récepteur VR1.
La vitesse de déplacement des pistons VG1P1 et VG2P2 des vérins générateurs VG1 et VG2 est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur électrique M 1 , du rapport de réduction du réducteur mécanique 1 1 6 et du pas de la vis à billes 1 12.
Le système s’autorégule en déplacement et ne fournit que le débit utile souhaité de liquide sous pression grâce au variateu r de fréquence et à au moins un capteur de déplacement tel qu’un capteur i nductif LVDT associé au vérin récepteur VR1 .
Le système permet de démultiplier les efforts entre les vérins générateurs VG 1 et VG2 et le vérin récepteur VR1 , en fonction des rapports des aires efficaces concernées des pistons VG 1 P1 , VG2P2 et VR1 P1 .
Le système hydraulique se comporte ainsi com me un réducteur mécanique dém ultipliant la valeur de l’effort en dim inuant la vitesse en proportion . Pour compenser la différence des volumes déplacés entre les vérins générateurs et le vérin récepteur, la solution consiste à dimensionner la course des vérins générateurs VG 1 et VG2 en fonction de la course du vérin récepteur VR1 .
On décrira maintenant l’ensemble des autres composants du système pour le raccordement hydraulique des différentes chambres des trois vérins VG 1 , VG2 et VR1 , ainsi que pour la commande et le pilotage du système.
Outre un réservoir hydraulique R1 , il s’agit ici principalement d’un jeu de canalisations, ou conduites, hydrauliques à haute pression de raccordement des différentes chambres, et d’électrovannes (EV) de commande de la circulation du liquide à travers lesdites canalisations hydrauliques.
Le terme électrovanne utilisé ici est équivalent au terme distributeur utilisé dans la nomenclature et les représentations standardisées des circuits hydrauliques ou pneumatiques.
Il est ici prévu huit électrovannes à commande électromagnétique dont chacune est du type à 2 voies / 2 positions dont chacune se présente sous la forme d’un interrupteur implanté dans une canalisation .
Parmi elles, quatre électrovannes EV1 1 F, EV22F, EV12F EV21 F qui sont fermées au repos et ouvertes lorsqu’elles sont com mandées, et quatre électrovannes EV1 1 O, EV22O, EV12O et EV21 O qui sont ouvertes au repos et fermées lorsqu’elles sont commandées.
Chaque chambre passive VG iCPj d’un vérin générateur VG i comporte un orifice relié à une canalisation associée CVG iCPj .
Ainsi , par exemple, la deuxième chambre passive VG2CP2 du deuxième vérin générateur VG2 est relié à une canalisation CVG2CP2.
La compensation de la compressibilité (soit environ 1 % pour 200 bars) du liquide contenu dans les chambres des vérins soumises à la pression nécessite une mise à la pression atmosphérique des chambres retour transférant sans pression leurs volumes de liquide pour éviter leur m ise en dépression. C’est en sélectionnant les électrovannes reliant ces chambres au réservoir que l’on peut s’affranchir de ce problème en cumulant le débit de retour avec un débit de compensation.
Pour sécuriser la pression maximum admissible dans les circuits, chacune de ces canalisations CVG1CP1, CVG1CP2, CVG2CP1 et CVG2CP2 est munie d’un limiteur de pression normalement fermé réglable LP11, LP12, LP21 et LP22 respectivement.
Chaque limiteur de pression LPij est réglé à une valeur supérieure de 20% à la valeur de réglage du capteur de pression PS (qui provoque l’arrêt du système lorsque cette valeur est atteinte ou dépassée) qui lui est associé. La fonction d’un limiteur de pression LPij est une fonction de sécurité « extrême » et il ne doit en principe pas intervenir en fonctionnement normal. Chaque chambre active VR1CA1, VR1CA2 du vérin récepteur VR1 comporte un orifice qui est relié à une canalisation associée CVR1CA1, CVR1CA2 respectivement.
Chaque canalisation CVR1CA1, CVR est reliée directement à un couple d’électrovannes EV11F-EV11O, EV21F, EV21O respectivement.
Enfin, le système 100 comporte différents composants de mesure tels que des manomètres MA et des capteurs de pression ou pressostats PS. Dans l’état initial de repos du système et des électrovannes illustré à la figure 1, on peut constater que chaque chambre active VR1CA1, VR1CA2 du vérin récepteur ne communique directement ni avec le réservoir R1, ni avec aucune chambre passive du fait de l’état fermé des quatre électrovannes EV11F, EV22F, EV12F EV21F auxquelles elles sont reliées.
On peut aussi noter que toute les chambres des deux vérins générateurs VGI et VG2 sont reliées au réservoir R1 par l’intermédiaire des quatre électrovannes ou électro-distributeursEV11 O, EV22O, EV12O, EV21O dont l’état initial autorise la réinitialisation des positions de départ de cycle des deux vérins générateurs VG1 et VG2 par rapport au vérin récepteur VR1. Cette fonction permet de compenser les fuites internes du système afin d’éviter de les cumuler, le déplacement d’un delta de désynchronisation activant cette fonction lors du passage par l’état initial.
Fonctionnement du premier exemple « standard » de réalisation de l’invention
Le dispositif 100 représenté à la figure 1 est dans un état dit initial dans lequel le moteur électrique M1 est à l’arrêt et chacun des trois vérins VG1, VG2 et VR1 est aussi à l’arrêt, par exemple chacun avec son pistonVG1P1, VG2P2 et VR1P1 dans une position axiale centrale à mi-longueur à l’intérieur du cylindre associé et avec ses deux chambres opposées équilibrées à la pression atmosphérique. De même, chaque électrovanne est dans sa position initiale de repos (Etat 0) qu’elle est susceptible de quitter pour occuper son autre position actionnée (Etat 1).
En vue par exemple de faire sortir la tige VR1TS1, vers la gauche en considérant la figure 1, pour appliquer une sollicitation à une structure au moyen de cette tige de sortie, il faut alimenter la chambre active VR1CA1 du vérin récepteur VR1 en y injectant du liquide à une pression proportionnelle à la charge à déplacer avec une valeur de débit contrôlée.
Pour l’alimenter à partir du dispositif hydromécanique 102 à vérins générateurs en utilisant le premier vérin générateur VG1, il faut entrainer la tige d’entrée VG1TE1 de ce vérin VG1 vers la droite pour la faire « rentrer » à l’intérieur du cylindre du vérin générateur VG1 afin de déplacer le piston VG1P1 dans le même sens.
Pour l’alimenter à partir du dispositif hydromécanique 102 à vérins générateurs en utilisant le deuxième vérin générateur VG2, il faut aussi entraîner la tige d’entrée VG1TE1 du vérin générateur VG1 vers la droite afin de déplacer le piston VG1P1 dans le même sens.
Pour l’alimenter à partir du dispositif hydromécanique 102 à vérins générateurs en utilisant simultanément le premier vérin générateur VG1 et le deuxième vérin générateur, il faut aussi entrainer la tige d’entrée VG1TE1 de ce vérin VG1 vers la droite afin de déplacer le piston VG1P1 dans le même sens.
Pour ce faire, il faut entrainer l’écrou 114 au moyen de la vis 112 en entraînant cette dernière dans le sens correspondant au moyen du moteur électrique M1.
Le déplacement de l’écrou 114 vers la droite provoque le déplacement correspondant du chariot 108 et donc de la tige d’entrée VG1TE1 et du piston VG1 P1.
Selon un premier volume d’huile restitué, pour mettre la chambre passive VG1CP1 en communication avec la première chambre active VR1CA1 du vérin récepteur VR1, il faut :
- commander l’électrovanne EV11O pour qu’elle quitte sa position de repos « ouverte » et atteigne sa position active ou actionnée « fermée » ;
- et commander l’électrovanne EV11F pour qu’elle quitte sa position de repos « fermée » et atteigne sa position active « ouverte ».
Grâce à cette commande combinée du couple d’électrovannes EV11O et EV11F, le liquide sous pression régnant alors dans la chambre passive VG1CP1 provoque l’augmentation de la pression dans la chambre active VR1CA1. L’autre chambre active VR1 CA2 est en communication avec la chambre VG2CP 1 en comm utant l’électrovanne EV21 F pour transférer le même volume d’huile, et l’électrovanne EV21 O permet de compenser la compressibilité en autorisant une variation de volu me par l’intermédiaire du réservoir R1 .
Selon un deuxième volume d’huile restitué, pour mettre la chambre passive VG2CP2 en comm unication avec la première chambre active VR1 CA1 du vérin récepteur VR1 , il faut :
- com mander l’électrovanne EV22O pour qu’elle quitte sa position de repos « ouverte » et atteigne sa position active « fermée » ;
- et commander l’électrovanne EV22F pour qu’elle qu itte sa position de repos « fermée » et atteigne sa position active « ouverte » .
Grâce à cette com mande combinée du couple d’électrovannes EV22O et EV22F, le liquide sous pression régnant alors dans la chambre passive VG2CP2 provoque l’augmentation de la pression dans la chambre active VR1 CA1 .
L’autre chambre active VG2CA2 est en com munication avec le couple d’électrovannes EV12O et EV12F reliant le débit de retour vers la chambres VG2CP2 et le réservoir R1 .
Selon un troisième volume d’huile restitué, pour mettre la chambre passive VG 1 CP 1 et la chambre passive VG2CP2 sim ultanément en com munication avec la première chambre active VR1 CA1 du vérin récepteur VR1 , il faut :
- com mander l’électrovanne EV1 1 O pour qu’elle quitte sa position de repos « ouverte » et atteigne sa position active « fermée » ;
- com mander l’électrovanne EV1 1 F pour qu’elle quitte sa position de repos « fermée » et atteigne sa position active « ouverte » ;
- com mander l’électrovanne EV22O pour qu’elle quitte sa position de repos « ouverte » et atteigne sa position active « fermée » ;
- et commander l’électrovanne EV22F pour qu’elle qu itte sa position de repos « fermée » et atteigne sa position active « ouverte » .
Grâce à cette com mande combinée des quatre électrovannes, le liquide sous pression régnant alors dans la chambre passive VG 1 CP1 est alors injecté dans la chambre active VR1 CA1 et le liquide sous pression régnant alors dans la chambre passive VG2CP2 est injecté sim ultanément dans la chambre active VR1 CA1 .
L’autre chambre active VR1 CA2 est en communication avec EV12F, EV12O , EV21 F, EV21 O reliant le débit de retour vers les chambres VG2CP 1 et VG 1 CP2 et le réservoir R1 .
Chacun des trois volumes restitués (débits) possibles correspond une valeur de pression maximale et un déplacement différent d’un ou des deux vérins générateurs.
Ainsi , en com mandant notam ment les quatre électrovannes EV1 1 O, EV1 1 F, EV12O et EV12F, il est possible - au moyen du dispositif hydromécanique 1 02 - de fournir au vérin récepteur VR1 le débit et la pression en simple effet nécessaires à la phase d’asservissement, en compression ou en traction , de la sollicitation appliquée à une structure (non représentée) par la prem ière tige VR1 TS1 .
Les électrovannes EV1 1 O, EV22O, EV12O et EV21 O permettent aussi la mise à la pression atmosphérique des circuits de retour provenant des chambres actives du vérin récepteur VR1 et la réinitialisation des positions de chaque piston , notam ment en cas de fuites.
Pour cela, une mesure des déplacements entre le(s) vérin(s) générateur(s) et le(s) vérin(s) récepteur(s) est réalisée au moyen de capteurs de déplacement LVDT afin d’évaluer une éventuelle dérive entre les positions de départ. En fonction d’une valeur de consigne prédéterminée maximale d’écart, on identifie un besoin de réinitialisation . Le principe consiste alors à immobiliser en position le(s) vérin(s) générateur(s) en position puis à compenser la dérive observée en déplaçant le(s) vérin(s) générateur(s) jusqu’à leur position de référence, en supprimant ainsi le décalage constaté.
Avec cet exemple de réalisation , les asservissements possibles sont : Effort / Déplacement / Vitesse / Position.
En fonction des dimensionnements des différents composants, il est possible d’obtenir des déplacements contrôlés du piston VR1 PC1 de quelques microns, quelles que soient les variations de la valeur de l’effort à appliquer. Par symétrie, en vue par exemple de faire sortir la tige VR1 TS2, vers la droite en considérant la figure 1 , pour appliquer u ne sollicitation à une structure au moyen de cette tige de sortie, il faut alimenter la chambre active VR1 CA2 du vérin récepteur VR1 .
L’alimentation selon trois débits et trois pressions de la chambre active VR1 CA2 est alors obtenue en combinant la com mande des électrovannes EV21 O , EV21 F, EV12O et EV12F.
[Tableaux 1]
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
Le Tableau ci-dessus illustre la position de chacune des huit électrovannes en fonction de la chambre active du vérin récepteur VR1 qui est alimentée, et en fonction du débit et de la pression d’alimentation de cette chambre. Exemple de réalisation industrielle de l’ensemble hydromécanique 102 On a représenté à la figure 2 un exemple de réalisation d’un dispositif hydromécanique 1 02 du type de celui qui vient d’être décrit en référence à la représentation schématique qui en est donnée à la figure 1 .
L’ensemble des composants fixes constituant le bâti 1 06 sont tous désignés par la même référence générale 106.
Le bâti 1 06 est ainsi composé essentiellement par trois chapes verticales et transversales fixes 1 061 qui sont reliées entre elles par une paire de barres horizontales de guidage 1 062.
Le chariot central 1 08 est guidé en coulissement longitudinal dans les deux sens S 1 et S2 sur les deux barres 1 062 et il loge centralement l’écrou (Non visible à la figure 2) .
Dans cette réalisation , c’est le cylindre CYVG 1 , CYVG2 de chaque vérin générateur VG 1 , VG2 qui est relié de manière articulé au chariot mobile coulissant 1 08 par l’intermédiaire d’une chape d’articulation 1 081 , 1082. Ainsi , par exemple, quand le chariot 1 08 est entraîné dans le sens indiqué par la flèche S1 , il entraîne le cylindre CYVG 1 et la tige VG 1 TS 1 « rentre » à l’intérieur du cylindre CYVG 1 .
Inversement, quand le chariot 1 08 est entraîné dans le sens indiqué par la flèche S2, il entraîne le cylindre CYVG2 et la tige VG 1 TS2 « rentre » à l’intérieur du cylindre CYVG2.
Deuxième exemple « standard simplifié » de réalisation de l’invention
Par comparaison avec le prem ier exemple standard , dans l’exemple standard simplifié représenté à la figure 3, le dispositif hydromécanique 1 02 est identique et comporte notamment deux vérins générateurs VG 1 et VG2 à double effet (D E) , et un ensemble identique d’entraînement 1 1 0.
Par contre, l’ensemble des autres composants du système pour le raccordement hydraulique des différentes chambres des trois vérins VG 1 , VG2 et VR1 , ainsi que pour la commande du système est simplifié en ce qu’il ne comporte que quatre électrovannes de commande à 2 voies / 2 positions. Cette conception ne permet de fournir à chacune des chambres actives VR1 CA1 ou VR1 CA2 du vérin récepteur VR1 qu’une seule valeur de débit « maximal » provenant de la prem ière chambre passive VG 1 CP1 du prem ier vérin générateur VG 1 ou de la prem ière chambre passive VG2CP1 du deuxième vérin générateur VG2.
Un groupe hydraulique supplémentaire 204, de conception classique, permet de réaliser des phases de déplacements rapides dans les deux sens, ainsi que la réinitialisation des différentes positions et états initiaux de l’ensemble du système 100.
Le groupe hydraulique 204 comporte un réservoir R2 dans lequel aspire une pompe P entrainée par un moteur électrique M2. La sortie de la pompe P est reliée à un orifice d’entrée d’une électrovanne de com mande EV3F. L’électrovanne EV3F est du type à 4 voies / 3 positions qui est un com mutateur normalement fermé et qui est apte à être commandé vers l’une ou l’autre de deux positions actives opposées.
La com mande et le pilotage du groupe hydraulique 204 peuvent être réalisés en faisant varier de manière pilotée la valeur de la pression de sortie de la pompe P et/ou en commandant l’électrovanne EV3F entre sa position centrale de repos « fermée » et l’une ou l’autre de ses deux positions actives « ouvertes » opposées dans chacune desquelles elle permet l’alimentation en liquide sous pression de l’une des deux chambres actives VR1 CA1 (ou VR1 CA2) , et simultanément la m ise en com munication de l’autre VR1 CA2 (ou VR1 CA1 ) des deux chambres actives à partir du réservoir R2.
Pendant ces phases d’utilisation du groupe hydraulique 204, les électrovannes EV1 1 F et E21 F sont au repos en position fermée. Chaque canalisation CVR1 CA1 et CVR1 CA2 est munie d’u n limiteur de pression normalement fermé réglable LP31 , LP32 respectivement.
Chaque limiteur de pression LPij est réglé à une valeur supérieure de 20% à la valeur de réglage du capteur de pression PS (qui provoque l’arrêt du système lorsque cette valeur est atteinte ou dépassée) qui lui est associé. Ainsi , l’alimentation en liquide de chacune des deux chambres actives VR1 CA1 , VR1 CA2 peut être réalisée au moyen d’un système « mixte » d’alimentation comportant le dispositif hydromécanique 1 02 à vérin et le groupe hydraulique 204 à pompe P .
[Tableaux 2]
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000016_0001
Le Tableau ci-dessus illustre la position de chacune des quatre électrovannes de commande et de l’électrovanne EV3F en fonction de la chambre active du vérin récepteur VR1 qui est alimentée et de la source de pression utilisée.
Ce schéma permet un dimensionnement contenu du système d’injection de volume en ne fournissant que le débit (pression) en double effet nécessaire aux phases d’asservissements (en compression ou en traction)
Le groupe hydraulique 204 assure les phases d’approches et de reculs rapides et la réinitialisation des positions du système.
Cet exemple standard simplifié permet de réaliser tous les asservissements bidirectionnels.
Troisième exemple « standard simplifié non symétrique » de réalisation de l’ invention
Par comparaison avec le deuxième exemple standard simplifié, dans cet exemple standard simplifié non symétrique représenté à la figure 4, le dispositif hydromécanique 1 02 est de conception globalement analogue, mais il ne comporte qu’un seul vérin générateur VG 1 à double effet (D E) qui n’est apte à injecter du liquide de manière asservie que dans la prem ière chambre active VR1 CA1 du vérin récepteur VR1 .
Le dispositif hydromécanique 1 02 comporte un ensemble d’entraînement 1 10 pour l’entraînement de la tige d’entrée VG 1 TE1 identique au dispositif 1 02 décrit précédem ment.
Le système 100 comporte un groupe hydraulique 204 identique à celui prévu dans le deuxième exemple « standard simplifié » de réalisation .
Globalement, cet exemple permet un dimensionnement réduit du système d’injection de volume dans le vérin récepteur en ne fournissant que le débit et la pression en simple effet nécessaire à la phase d’asservissement.
[Tableaux 3]
Figure imgf000017_0001
Le Tableau ci-dessus illustre la position de chacune des quatre électrovannes de commande et de l’électrovanne EV3F en fonction de la chambre active du vérin récepteur VR1 qui est alimentée et de la source d’injection de liquide sous pression qui est utilisée.
Ce schéma permet un dimensionnement contenu du système d’injection de volume en ne fournissant que le débit (pression) en double effet nécessaire aux phases d’asservissements (en compression ou en traction)
Le groupe hydraulique 204 assure les phases d’approches et de reculs rapides et la réinitialisation des positions du système.
Cet exemple standard simplifié non symétrique permet de réaliser tous les asservissements bidirectionnels.
Selon une conception symétrique non représentée, il serait possible de prévoir le dispositif hydromécanique 1 02 avec un seul deuxième vérin générateur VG2 pour alimenter de manière asservie la deuxième chambre active VR1 CA2 du vérin récepteur VR.
Quatrième exemple « standard enrichi symétrique » de réalisation de l’invention
Par comparaison avec le prem ier exemple standard de réalisation , la figure 5 est une représentation schématique d’un système hydraulique 1 00 selon l’invention qui comporte un autre exemple de réalisation d’un dispositif hydromécanique 1 02 d’alimentation à quatre vérins générateurs, dont :
- une paire de vérins générateurs VG 1 et VG2, chacun à deux chambres passives, identiques à ceux du premier exemple de réalisation et qui sont entraînés et raccordés également de manière identiq ue à celle de ce premier exemple ;
- et une seconde paire de vérins générateurs supplémentaires VG3 et VG4. Au sens de l’invention, chaque vérin générateur VG3 , VG4 est du type à simple tige (ST) qui , au sens de l’invention, est ici une tige d’entrée de mouvement qui entraîne en déplacement un piston associé.
Ainsi , le troisième vérin générateur VG3 comporte une troisième tige d’entrée de mouvement VG3TE3 qui est solidaire d’un prem ier piston VG3P3 qui , à l’intérieur du vérin , délimite intérieurement une troisième chambre passive VG3CP 1 .
L’aire efficace du troisième piston VG3P3 est supérieure à celle du piston VG 1 P 1 et le volume unitaire déplacé par le piston VG3P3 dans la chambre VG3CP 1 est ainsi supérieur au volume unitaire déplacé par le piston VG 1 P 1 dans la chambre VG1 CP1 .
De même, le quatrième vérin générateur VG4 comporte une quatrième tige d’entrée de mouvement VG4TE4 qui est solidaire d’un quatrième piston VG4P4 qui , à l’intérieur du vérin , délim ite intérieurement une quatrième chambre passive VG4CP1 .
L’aire efficace du piston VG4P4 est supérieure à celle du piston VG2P2 et le volume unitaire déplacé par le piston VG4P4 dans la chambre VG4CP1 est ainsi supérieur au volume unitaire déplacé par le piston VG2P2 dans la chambre VG2CP1 .
Les axes de déplacement des deux tiges d’entrée de mouvement VG3TE3 et VG4TE4 sont ici sensiblement parallèles, horizontaux en considérant la figure 1 .
Pour l’entraînement des deux tiges d’entrée de mouvement VG3TE3 et VG4TE4 chacune par rapport au cylindre du vérin générateur associé, les extrém ités libres des deux tiges d’entrée de mouvement VG3TE3 et VG4TE4 sont ici reliées de manière articulée à la partie inférieure du chariot 1 08 du dispositif hydromécanique 1 02.
Ainsi , le déplacement horizontal , dans l’un ou l’autre des deux sens S 1 ou S2, du chariot 1 08 provoque un déplacement simultané correspondant et dans des sens opposés soit des deux tiges d’entrée de mouvement VG 1 TE1 et VG3TE3, soit des deux tiges d’entrée de mouvement VG2TE2 et VG4TE4.
Le système hydraulique 1 00 et le dispositif hydromécanique présentent ici encore une symétrie générale de conception et de fonctionnement selon un plan vertical médian PVM de la figure.
Il est ici prévu douze électrovannes à commande électromagnétique dont chacune est du type à 2 voies / 2 positions dont chacune se présente sous la forme d’un interrupteur implanté dans une canalisation . Parmi elles, en plus des huit électrovannes décrites en relation avec le prem ier exemple standard de réalisation pour la com mande de l’alimentation à partir des chambres passives des deux vérins générateurs VG3 et VG4, il est prévu deux électrovannes supplémentaires EV31 F, et EV41 F qui sont fermées au repos et ouvertes lorsqu’elles sont actionnées, et deux électrovannes supplémentaires EV31 O et EV41 O qui sont ouvertes au repos et fermées lorsqu’elles sont actionnées.
Chaque chambre passive VG3CP1 , VG4CP 1 d’un vérin générateur VG3, VG4 comporte un orifice relié à une canalisation associée CVG3CP1 , CVG4CP1 respectivement.
Pour compenser la compressibilité du liquide entre les différents vérins, chacune de ces canalisations CVG3CP1 , CVG4CP 1 est m unie d’un lim iteur de pression normalement fermé réglable LP31 , LP41 respectivement. Chaque limiteur de pression LPij est réglé à une valeur supérieure de 20% à la valeur de réglage du capteur de pression PS (qui provoque l’arrêt du système lorsque cette valeur est atteinte ou dépassée) qui lui est associé. Dans l’état initial de repos du système et des électrovannes illustré à la figure 5, on peut constater que chaque chambre active VR1 CA1 , VR1 CA2 du vérin récepteur ne communique directement ni avec le réservoir R1 , ni avec aucune chambre passive du fait de l’état fermé au repos des six électrovannes EV1 1 F, EV22F, EV12F, EV21 F, EV31 F et EV41 F auxquelles elles sont reliées.
Cet exemple de réalisation permet par exemple l’alimentation selon quatre valeurs de débit et de pression de la chambre active VR1 CA2 qui est alors obtenue en combinant la commande des électrovannes EV21 O, EV21 F, EV12O et EV12F.
[Tableaux 4]
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
Le tableau ci-dessus est un exemple non limitatif qui illustre la position de chacune des douze électrovannes en fonction de la chambre active du vérin récepteur VR1 qui est alimentée, et en fonction du débit d’alimentation .
Avec un dispositif hydromécanique 102 d’injection de liquide sous pression à quatre vérins générateurs, ce quatrième exemple de réalisation permet de fournir les valeurs de débit et de pressions nécessaires aux phases d’asservissement (en compression ou en traction) et celles d’approches et de reculs rapides (En utilisant les troisième et quatrième vérins générateurs) , ainsi que la réinitialisation des positions du système. I l remplace un système mixte d’injection de volume associant un groupe hydraulique classique tel que décrit précédem ment. Ce système permet de réaliser tous les asservissements bidirectionnels rapides ou lents.
Cinquième exemple « standard amélioré avec distribution simplifiée » de réalisation de l’ invention
Dans cet exemple standard amélioré avec distribution simplifiée, le dispositif hydromécanique 1 02 comporte notamment deux vérins générateurs VG 1 et VG2 à double effet et deux vérins générateurs supplémentaires VG3 et VG4 à simple effet, et un ensemble d’entraînement 1 1 0 analogue à celui décrit en référence à la figure 5.
Le dispositif hydromécanique 1 02 d’alimentation comporte quatre vérins générateurs, dont :
- une paire de vérins générateurs VG 1 et VG2 ;
- et une seconde paire de vérins générateurs supplémentaires VG3 et VG4. Au sens de l’invention, chaque vérin générateur VGi est du type à simple tige (ST) qui , au sens de l’invention , est ici une tige d’entrée de mouvement qui entraîne en déplacement un piston associé.
Ainsi , chaque vérin générateur VG 1 , VG2, VG3, VG4 comporte une tige d’entrée de mouvement VG 1 TE 1 , VG2TE2, VG3TE3, VG4TE4 qui est solidaire d’un piston VG 1 P1 , VG2P2, VG3P3, VG 1 P4 qui , à l’intérieur du vérin , délim ite intérieurement une chambre passive VG 1 CP1 , VG2CP1 , VG3CP 1 , VG4CP1 .
L’aire efficace du piston VG3P3 est supérieure à celle du piston VG 1 P 1 et le volume unitaire déplacé par le piston VG3P3 dans la chambre VG3CP1 est ainsi supérieur au volume unitaire déplacé par le piston VG 1 P1 dans la chambre VG 1 CP1 .
L’aire efficace du piston VG4P4 est supérieure à celle du piston VG2P2 et le volume unitaire déplacé par le piston VG4P4 dans la chambre VG4CP1 est ainsi supérieur au volume unitaire déplacé par le piston VG2P2 dans la chambre VG2CP1 .
Les axes de déplacement des deux tiges d’entrée de mouvement VG3TE3 et VG4TE4 sont ici sensiblement parallèles, horizontaux en considérant la figure 1 .
Com me pour l’exemple représenté à la figure 5, pour l’entraînement des deux tiges d’entrée de mouvement VG3TE3et VG4TE4 (chacune par rapport au cylindre du vérin générateur associé) , les extrém ités libres des deux tiges d’entrée de mouvement VG3TE3et VG4TE4 sont ici reliées de manière articulée à la partie inférieure du chariot 1 08 du dispositif hydromécanique 1 02.
Ainsi , le déplacement horizontal dans l’un ou l’autre des deux sens S 1 ou S2 du chariot 1 08 provoque un déplacement simultané correspondant et dans des sens opposés soit des deux tiges d’entrée de mouvement VG 1 TE1 et VG3TE3, soit des deux tiges d’entrée de mouvement VG2TE2 et VG4TE4. Le système hydraulique 1 00 et le dispositif hydromécanique 1 02 présentent ici encore une symétrie générale de conception et de fonctionnement par rapport à un plan vertical médian PVM de la figure.
L’ensemble des autres composants du système pour le raccordement hydraulique des différentes chambres des cinq vérins VG 1 , VG2, VG3, VG4 et VR1 , ainsi que pour la com mande du système est simplifié en ce qu’il ne comporte ici que six électrovannes de com mande à 2 voies / 2 positions. Cette conception permet de fournir à chacune des chambres actives VR1 CA1 ou VR1 CA2 du vérin récepteur VR1 une valeur de débit minimal provenant de la chambre passive VG 1 CP1 du prem ier vérin générateur VG 1 ou de la chambre passive VG2CP 1 du deuxième vérin générateur VG2, ou bien une valeur de débit maximal provenant de la chambre passive VG3CP 1 du troisième vérin générateur VG3 ou de la chambre passive VG4CP 1 du quatrième vérin générateur VG4.
Notamment pour com mander le raccordement de la chambre passive VG3CP 1 du troisième vérin générateur VG3 ou de la chambre passive VG4CP 1 du quatrième vérin générateur VG4, l’orifice de chacune de ces deux chambres est relié à une entrée d’une électrovanne EV31 F, EV41 F dont chacune est du type à 3 voies / 2 positions et qui , dans sa position de repos, ferme la com munication entre la chambre passive associée et le vérin récepteur VR1 .
[Tableaux 5]
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000022_0001
Le tableau ci-dessus est un exemple non limitatif qui illustre la position de chacune des six électrovannes en fonction de la chambre active du vérin récepteur VR1 qui est alimentée, et en fonction de la valeur du débit et de la pression du liquide d’alimentation injecté dans le vérin récepteur VR1 .
Le schéma standard amélioré avec distribution simplifiée représenté à la figure 6 permet l’alimentation de chacune des deux chambres actives du vérin récepteur VR1 selon deux valeurs différentes de débit et de pression dont un débit minimal (1 er débit) et un débit maximal (2éme débit) .
Les phases d’approches et de reculs rapides sont assurées au moyen du débit maximal.
Cet exemple standard simplifié permet de réaliser tous les asservissements bidirectionnels.
Sixième exemple « spécifique avec division de débit et deux vérins récepteurs avec charge désaxée » de réalisation de l’ invention Dans cet exemple selon la figure 7, il s’agit de pouvoir commander notamment simultanément « en parallèle » , chacun de deux vérins récepteurs VR1 , VR2 ; chacun étant un vérin à double effet (D E) double tige (DT) à deux chambres actives identiques opposées VR 1 CA1 -VR2CA1 , VR2CA1 -VR2CA2, et à double tige de sortie VR1 TS1 -VR1 TS2, VR2TS1 , VR2TS2 respectivement.
Afin par exemple de pouvoir alimenter sim ultanément et de manière synchronisée, les deux prem ières chambres actives VR1 CP1 et VR2CP1 (Pour faire « monter » les deux premières tiges de sortie VR1 TS1 et VR2TS1 en considérant la figure 7) , ou inversement les deux secondes chambres actives VR1 CP2 et VR2CP2 (Pour faire « descendre » les deux secondes tiges de sortie VR1 TS2 et VR2TS2 en considérant la figure 7) , le dispositif hydromécanique 1 02 comporte quatre vérins générateurs identiques à simple effet parm i lesquels :
- un vérin générateur VG 1 1 dont la sortie est reliée à la première chambre active VR1 CP1 du premier vérin récepteur VR1 ;
- un vérin générateur VG 12 dont la sortie est reliée à la seconde chambre active VR1 CP2 du premier vérin récepteur VR1 ;
- un vérin générateur VG21 dont la sortie est reliée à la première chambre active VR2CP1 du second vérin récepteur VR2 ;
- et un vérin générateur VG22 dont la sortie est reliée à la seconde chambre active VR2CP2 du second vérin récepteur VR2.
Les deux vérins générateurs VG11 et VG22 sont alignés et leurs tiges d’entrée de mouvement VG11TE1 et VG22TE1 sont « couplées » en étant liées en translation axiale au moyen d’un premier chariot 1081.
Ainsi, le déplacement linéaire du chariot 1081 dans l’un ou l’autre sens S1 ou S2 provoque le déplacement simultané des deux pistons VR11P1 et VR22P1.
Les deux vérins générateurs VG12 et VG21 sont alignés et leurs tiges d’entrée de mouvement VG12TE1 et VG21TE1 sont « couplées en étant liées en translation axiale au moyen d’un second chariot 1082.
Les deux chariots 1081 et 1082 sont à déplacements linéaires parallèles. Ainsi, le déplacement linéaire du chariot 1082 dans l’un ou l’autre sens S1 ou S2 provoque le déplacement simultané des deux pistons VG12P1 et VG21 P1.
Selon une autre formulation, on peut considérer que l’association des deux vérins générateurs couplés VG11-VG22 (ou VG12-VG21) constituent un vérin générateur à deux chambres passives opposées VG11 CP1 -VG22CP1 (ou VG12CP1 -VG21 CP1 ).
Pour l’entraînement simultané et dans des sens opposés des deux chariots 1081 et 1082,
A titre d’exemple non limitatif, chaque chariot comporte ici une crémaillère 1141, 1142 qui coopère avec un pignon commun d’entraînement 112.
Comme dans les exemples précédents, pour l’entraînement en rotation du pignon 112, un ensemble 110 (Non représenté à la figure 7) peut comporter un moteur électrique M1 équipé d’un variateur électronique de vitesse et dont l’arbre de sortie est lié en rotation à la vis 112 par l’intermédiaire d’un réducteur mécanique 116 à rapport de transmission variable.
On dispose ainsi de deux couples de chambres passives fonctionnant en opposition pour permettre un fonctionnement simultané des deux vérins récepteurs VR1 et VR2.
La synchronisation de l’entraînement est obtenue par l’injection de débits identiques de liquide, variant au maximum de 1% pour 200 bars (Taux de compressibilité de l’huile minérale hydraulique dans les chambres des vérins générateurs couplés).
La chambre passive VG11CP1 est reliée à la chambre VR1CA1 et l’injection de liquide sous pression est commandée au moyen d’un couple d’électrovannes EV111O et EV111F. La chambre passive VG21 CP 1 est reliée à la chambre VR2CA1 et l’injection de liquide sous pression est commandée au moyen d’un couple d’électrovannes EV21 1 O et EV21 1 F.
La chambre passive VG 12CP 1 est reliée à la chambre VR1 CA2 et l’injection de liquide sous pression est commandée au moyen du couple d’électrovannes EV1 1 1 O et EV1 1 1 F
La chambre passive VG22CP 1 est reliée à la chambre VR2CA2 et l’injection de liquide sous pression est commandée au moyen d’un couple d’électrovannes EV21 1 O et EV21 1 F.
Des capteurs de pression PS sont associés à chacune des chambres actives des deux vérins récepteurs VR1 , VR2.
Pour compenser les variations et écarts dus à la compressibilité du liquide sous pression, il est prévu un groupe hydraulique complémentaire 304 dans le système 1 00 dont la conception générale est analogue à celle du groupe hydraulique 204 décrit précédemment.
Le groupe hydraulique 304 peut comporter un réservoir indépendant ou bien , com me représenté, être relié au réservoir R1 dans lequel aspire une pompe P entrainée par un moteur électrique M3. La sortie de la pompe P est reliée à un orifice d’entrée d’une électrovanne de com mande EVCF.
L’électrovanne EVCF est du type à 4 voies / 3 positions qui est un com mutateur normalement fermé et qui est apte à être commandé vers l’une ou l’autre de deux positions actives opposées.
La com mande et le pilotage du groupe hydraulique 304 peuvent être réalisés en faisant varier de manière pilotée la valeur de la pression de sortie de la pompe P et/ou en commandant l’électrovanne EVCF entre sa position centrale de repos « fermée » et l’une ou l’autre de ses deux positions actives « ouvertes » opposées dans chacune desquelles elle permet l’alimentation en liquide sous pression de l’une et/ou l’autre des quatre chambres actives VR1 CA1 , VR1 CA2, VR2CA1 , VR2CA2 des vérins récepteurs VR1 , VR2.
Pour la compensation dans les chambres actives du vérin récepteur VR1 , à travers l’électrovanne EVCF, la sortie de la pompe P est reliée à un réducteur de pression à 3 voies LPR1 (association d’un limiteur et d’un réducteur de pression permettant de maintenir une pression constante quel que soit le sens de déplacement du vérin récepteur) dont la sortie peut être reliée de manière commandée à l’une ou l’autre des deux chambres actives VR1 CA1 ou VR1 CA2 au moyen de deux électrovannes com mandées EVC1 1 et EVC12.
Pour la compensation dans les chambres actives du vérin récepteur VR2, à travers l’électrovanne EVCF, la sortie de la pompe P est reliée à un réducteur de pression à 3 voies LPR2 (Association d’un limiteur et d’un réducteur de pression permettant de maintenir une pression constante quel que soit le sens de déplacement du vérin récepteur) dont la sortie peut être reliée de manière commandée à l’une ou l’autre des deux chambres actives VR2CA1 ou VR2CA2 au moyen de deux électrovannes com mandées EVC21 et EVC22.
[Tableaux 6]
Figure imgf000025_0001
Ce dispositif groupe hydraulique complémentaire 304 / électrovanne de com mande EVCF/ les deux réducteurs de pression à 3 voies LPR1 LPR2 / les quatre électrovannes com mandées EVC1 1 , EVC12, EVC21 et ECV22 a pour fonction si nécessaire d’appliquer une contre-pression dans les chambres VR2CA1 ou VR1 CA1 d’une valeur correspondant au déséquilibre des valeurs des pressions lues par les capteurs PS entre les chambres VR2CAet VR1 CA2 (Ce déséquilibre correspondant au déséquilibre des charges sur les vérins VR1 et VR2 provoquant une variation de pression)
La valeur de l’écart de pression comparé entre les chambres VR2CA et VR1 CA2 est appliquée par l’intermédiaire du réducteur de pression à 3 voies LPR1 ou LP R2 et de l’électrovanne com mandées EVC1 1 ou EVC21 à l’une ou l’autre des chambres VR2CA1 ou VR1 CA1 en générant une force (relation Pression / Section) permettant d’équilibrer le système et contrer ainsi le phénomène de compressibilité ; cette correction fonctionnant dans les deux sens de déplacements des deux vérins VR1 et VR2 (montée des tiges et descente des tiges) .
Exemple de réalisation industrielle de l’ensemble hydromécanique 102
On a représenté à la figure 8 un exemple de réalisation d’un dispositif hydromécanique 1 02 du type de celui qui vient d’être décrit en référence à la représentation schématique qui en est donnée à la figure 7. L’ensemble des composants fixes constituant le bâti 106 sont tous désignés par la même référence générale 106.
Le bâti 106 est ainsi composé essentiellement par un boîtier de guidage et d’entraînement des crémaillères 1141 et 1142 et d’un réducteur qui porte le moteur M1 sur sa face supérieure.
Les crémaillères sont guidées en coulissement dans le boîtier 106 et chacune, à son extrémité libre, porte un piston qui est reçu en coulissement étanche dans un corps de cylindre associé.
Septième exemple simplifié de réalisation de l’invention avec un seul vérin récepteur et un seul vérin générateur, chacun à deux chambres opposées.
On a représenté à la figure 9 un autre exemple de réalisation d’un système hydraulique 100 simplifié comportant notamment un dispositif hydromécanique 102, selon l’invention, d’alimentation d’un unique vérin récepteur VR1 au moyen d’un unique vérin générateur VG1, Le vérin linéaire hydraulique récepteur VR1 est un vérin à double effet comportant deux chambres actives opposées VR1CA1, VR1CA2 séparées par un piston VR1 P.
En fonction de l’alimentation des deux chambres actives opposées, on réalise la commande asservie en position et/ou en déplacement et/ou en vitesse et/ou en effort d’une première tige de sortie VR1TS1 ou d’une deuxième tige VR1TS2 de sortie de mouvement du vérin linéaire hydraulique récepteur VR1 dont chacune est liée en translation au piston VR1P.
Le dispositif hydromécanique 102 comporte un unique vérin linéaire hydraulique générateur VG1 à deux chambres passives opposées VG1CP1 et VG1CP2 séparées par un piston VG1P.
Le vérin générateur VG1 comporte une première tige VG1TE1 d’entrée de mouvement et une deuxième tige VG1TE2 d’entrée de mouvement dont chacune est solidaire en translation du piston VG1P.
Chacune des deux chambres passives opposées VG1CP1, VG1CP est reliée à une chambre associée VR1CA1, VR1CA2 des deux chambres actives opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur VR1, respectivement au moyen d’une canalisation CVG1 CP1 -CVR1 CA1 , CVG1 CP2-CVR1 CA2 respectivement.
Le dispositif hydromécanique comporte encore un ensemble 102 d’entraînement simultané de la première tige d’entrée de mouvement VG1TE1 et de la deuxième tige d’entrée de mouvement VG1TE2 du vérin linéaire hydraulique générateur VG1 à double effet comportant un ensemble mécanique de transformation de mouvement, notamment un ensemble vis- écrou 112, 114 (non représenté en détail sur cette figure) dont un composant de sortie de mouvement est solidaire en translation axiale des deux tiges d’entrée de mouvement du vérin linéaire hydraulique générateur VG1 et dont l’autre composant 112 d’entrée de mouvement est entraîné en rotation par un moteur M1 d’entraînement.
Chacune des deux chambres passives opposées VG1CP1, VG1CP2 est reliée à une chambre active associée VR1CA1, VR1CA2 du vérin linéaire hydraulique récepteur VR1, avec interposition d’un clapet de non-retour piloté associé CL1, CL2 dont la fonction est de maintenir le vérin récepteur VR1 en position.
L’ouverture de chaque clapet CL1, CL2 dépend de la pression régnant dans l’autre des deux chambres passives opposées VG1CP2, VG1CP1. Grâce à la présence de ces deux clapets, on prend en compte automatiquement la compressibilité du liquide contenu dans l’autre des deux chambres passives opposées VG1CP2, VG1CP1.
En amont des clapets de non-retour pilotés CP1, CP2, chacune des deux chambres passives opposées VG1CP1, VG1CP2 est reliée à la pression atmosphérique régnant ici dans un réservoir R1 avec interposition d’un clapet de non-retour piloté taré CPT1, CPT2.
Grâce à la présence des deux clapets de non-retour pilotés tarés CPT1, CPT2, on prend en compte automatiquement la compressibilité du liquide contenu dans l’autre des deux chambres passives opposées VG1CP2, VG1CP1
De même, chacune des deux chambres passives opposées VG1CP1, VG1CP2 est reliée au réservoir R1 avec interposition par l’intermédiaire d’une électrovanne ou un électrodistributeur commandé EV11F, EV12F dont l’état permet de réaliser une réinitialisation de la position de départ de cycle du vérin générateur VG1 par rapport au vérin récepteur (VR1).
Pour la protection hydraulique du circuit, on peut par exemple prévoir un premier limiteur de pression (non représenté) interposé dans la canalisation CVG1CP1 et un deuxième limiteur de pression (non représenté) interposé dans la canalisation CVG1CP2.
Variante
Selon une variante non représentée, quel que soit l’exemple concerné, pour l’entraînement en rotation de la vis 112, il est possible d’interposer entre le moteur M1 (qui est par exemple un moteur du type « brushless » équipé d’un variateur électronique de vitesse qui permet d’en régler la vitesse et le couple) et la vis 112 une boîte de vitesses, par exemple mécanique.
Cette variante permet de multiplier les combinaisons possibles de démultiplication et de surmultiplication afin de disposer de déplacements du vérin récepteur de très lents à très rapides.

Claims

26 REVENDICATIONS
1 . Dispositif hydromécanique (102) pour l’alimentation en liquide sous pression de chacune de deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) d’un vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) à double effet pour la commande asservie en position et/ou en déplacement et/ou en vitesse et/ou en effort d’au moins une première tige (VR1 TS1 , VR1 TS2) de sortie de mouvement du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ), dans lequel le dispositif hydromécanique (102) comporte :
- un premier vérin linéaire hydraulique générateur (VG1 ) à double effet comportant une première tige (VG1TE1 ) d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un premier piston (VG1 P1 ) qui délimite deux premières chambres passives (VG1 CP1 , VG1 CP2) opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) ;
- un ensemble (1 10) d’entraînement de la première tige (VG1TE1 ) d’entrée de mouvement du premier vérin linéaire hydraulique générateur (VG1 ) à double effet comportant un ensemble mécanique de transformation de mouvement, notamment un ensemble vis-écrou (1 12, 1 14), dont un composant (1 14) de sortie de mouvement est solidaire en translation axiale de la première tige (VG1TE1 ) d’entrée de mouvement du premier vérin linéaire hydraulique générateur (VG1 ) à double effet et dont l’autre composant (1 12) d’entrée de mouvement est entraîné en rotation par un moteur (M1 ) d’entraînement ;
- et au moins un deuxième vérin linéaire hydraulique générateur (VG2) à double effet comportant une deuxième tige (VG2TE2) d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un deuxième piston (VG2P2) qui délimite deux deuxièmes chambres passives (VG2CP1 , VG2CP2) opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées
(VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ), caractérisé en ce que ledit composant (1 14) de sortie de mouvement est aussi solidaire en translation axiale de la deuxième tige (VG2TE2) d’entrée de mouvement du deuxième vérin linéaire hydraulique générateur (VG2) à double effet de manière à entraîner axialement ladite première tige d’entrée (VG1TE1 ) et ladite deuxième tige d’entrée (VG2TE2) simultanément et dans des sens opposés.
2. Dispositif hydromécanique (102) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que :
- le dispositif hydromécanique (102) comporte au moins :
-- un troisième vérin linéaire hydraulique générateur (VG3) à double effet comportant une troisième tige (VG3TE3) d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un troisième piston (VG3P3) qui délimite deux troisièmes chambres passives (VG3CP1 , VG3CP2) opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) ;
-- et un quatrième vérin linéaire hydraulique générateur (VG4) à double effet comportant une quatrième tige (VG4TE4) d’entrée de mouvement qui est solidaire d’un quatrième piston (VG4P4) qui délimite deux quatrièmes chambres passives (VG4CP1 , VG3CP2) opposées dont chacune est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) ;
- ledit composant (114) de sortie de mouvement est aussi solidaire en translation axiale de la troisième tige (VG3TE3) d’entrée de mouvement du troisième vérin linéaire hydraulique générateur (VG3) à double effet de manière à entraîner axialement la première tige d’entrée (VG1TE1) et la troisième tige d’entrée (VG3TE3) simultanément et dans des sens identiques ;
- ledit composant (114) de sortie de mouvement est aussi solidaire en translation axiale de la quatrième tige (VG4TE4) d’entrée de mouvement du quatrième vérin linéaire hydraulique générateur (VG4) à double effet de manière à entraîner axialement la deuxième tige d’entrée (VG2TE2) et la quatrième tige d’entrée (VG4TE4) simultanément et dans des sens identiques. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que :
- le premier vérin générateur (VG1 ) comporte une première tige d’entrée de mouvement (VG1TE1 ) qui est solidaire d’un premier piston (VG1 P1 ) qui, à l’intérieur de ce vérin, délimite intérieurement deux chambres passives opposées (VG1 CP1 et VG1 CP2) ;
- et le deuxième vérin générateur (VG2) comporte une deuxième tige d’entrée de mouvement (VG2TE2) qui est solidaire d’un deuxième piston (VG2P2) qui, à l’intérieur de ce vérin, délimite deux chambres passives opposées (VG2PC1 et VG2PC2). Dispositif hydromécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que :
- l’aire efficace du troisième piston (VG3P3) est supérieure à celle du premier piston (VG1 P1 ) et le volume unitaire déplacé par le troisième piston (VG3P3) du troisième vérin linéaire hydraulique générateur
(VG3) dans la troisième chambre passive (VG3CP1 ) est supérieur au volume unitaire déplacé par le premier piston (VG1 P1 ) du premier vérin linéaire hydraulique générateur (VG31 dans la première chambre passive (VG1CP1) ;
- l’aire efficace du quatrième piston (VG4P4) est supérieure à celle du deuxième piston (VG2P2) et le volume unitaire déplacé par le quatrième piston (VG4P4) du quatrième vérin linéaire hydraulique générateur
(VG4) dans la quatrième chambre passive (VG4CP1 ) est supérieur au volume unitaire déplacé par le deuxième piston (VG2P2) du deuxième vérin linéaire hydraulique générateur (VG2) dans la deuxième chambre passive (VG2CP1).
5. Dispositif hydromécanique (102) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moteur d’entraînement (M1 ) est un moteur électrique associé à un réducteur mécanique (1 16) à rapport de transmission variable et/ou à un variateur de fréquence.
6. Système hydraulique (100), caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins un vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) à double effet comportant au moins une première tige de sortie de mouvement (VR1TS1 ) apte à appliquer des sollicitations à une structure ;
- un dispositif hydromécanique (102) hydromécanique selon l’une quelconque des revendications précédentes pour l’alimentation en liquide sous pression de chacune de deux chambres actives (VR1 CA1 , VR1 CA2) opposées du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) à double effet pour la commande asservie en position et/ou en déplacement et/ou en vitesse et/ou en effort de la au moins une première tige (VR1 TS1 , VR1 TS2) de sortie de mouvement du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) ;
- et un jeu :
- - de canalisations hydrauliques de raccordement des différentes chambres associées (VG1 CP1 , VG1 CP2, VR1 CA1 , VR1 CA2) ;
- - et d’électrovannes de commande de la circulation du liquide à travers lesdites canalisations hydrauliques.
7. Système hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte :
- un groupe hydraulique (204) complémentaire comportant une source (P) commandée de liquide sous pression dont la sortie est apte à être reliée sélectivement à au moins une des deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ).
8. Dispositif hydromécanique (102) pour l’alimentation en liquide sous pression de chacune de deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) d’un vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) à double effet pour la commande asservie en position et/ou en déplacement et/ou en vitesse et/ou en effort d’au moins une première tige (VR1 TS1 , VR1 TS2) de sortie de mouvement du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ), caractérisé en ce que le dispositif hydromécanique (102) comporte :
- un vérin linéaire hydraulique générateur (VG1 ) à deux chambres passives opposées (VG1 CP1 , VG1 CP2) comportant une première tige (VG1TE1 ) d’entrée de mouvement et une deuxième tige (VG1 TE2) d’entrée de mouvement dont chacune est solidaire d’un piston (VG1 P) qui délimite les deux chambres passives (VG1 CP1 , VG1 CP2) opposées dont chacune est reliée à une chambre associée des deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ) ; et 29
- un ensemble (1 10) d’entraînement simultané des deux tiges (VG1TE1 ) d’entrée de mouvement du vérin linéaire hydraulique générateur (VG1 ) à double effet comportant un ensemble mécanique de transformation de mouvement, notamment un ensemble vis-écrou (1 12, 1 14), dont un composant de sortie de mouvement est solidaire en translation axiale des deux tiges d’entrée de mouvement du vérin linéaire hydraulique générateur (VG1 ) à deux chambres opposées et dont l’autre composant (1 12) d’entrée de mouvement est entraîné en rotation par un moteur (M1 ) d’entraînement.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des deux chambres passives (VG1 CP1 , VG1 CP2) opposées est reliée à une chambre associée des deux chambres actives opposées (VR1 CA1 , VR1 CA2) du vérin linéaire hydraulique récepteur (VR1 ), avec interposition d’un clapet de non-retour simple associé (CL1 , CL2) dont l’ouverture dépend de la pression régnant dans l’autre des deux chambres passives (VG1 CP2, VG1 CP1 ) opposées de manière à prendre en compte la compressibilité du liquide contenu dans ladite autre des deux chambres passives (VG1 CP2, VG1 CP1 ) opposées.
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des deux chambres passives (VG1 CP1 , VG1 CP2) opposées est reliée à la pression atmosphérique (R1 ) avec interposition d’un clapet de non-retour taré (CPT 1 , CPT2).
1 1 . Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des deux chambres passives (VG1 CP1 , VG1 CP2) opposées est reliée à la pression atmosphérique par l’intermédiaire d’une électrovanne ou un électrodistributeur commandé (EV1 1 F, EV12F) dont l’état permet de réaliser une réinitialisation de la position de départ de cycle du vérin générateur (VG1 ) par rapport au vérin récepteur (VR1 ).
12. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit ensemble (1 10) d’entraînement agit sur ledit piston (VG1 P) qui délimite les deux chambres passives (VG1 CP1 , VG1 CP2) opposées pour entraîner simultanément la première tige (VG1TE1 ) d’entrée de mouvement et la deuxième tige (VG1 TE2) d’entrée de mouvement.
PCT/FR2022/052511 2021-12-29 2022-12-27 Dispositif hydromecanique pour l'alimentation des chambres d'un verin lineaire recepteur et systeme hydraulique integrant un tel dispositif WO2023126614A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2114618A FR3131352A1 (fr) 2021-12-29 2021-12-29 Dispositif hydromecanique pour l’alimentation des chambres d’un verin lineaire recepteur et systeme hydraulique integrant un tel dispositif
FRFR2114618 2021-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023126614A1 true WO2023126614A1 (fr) 2023-07-06

Family

ID=80736044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2022/052511 WO2023126614A1 (fr) 2021-12-29 2022-12-27 Dispositif hydromecanique pour l'alimentation des chambres d'un verin lineaire recepteur et systeme hydraulique integrant un tel dispositif

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3131352A1 (fr)
WO (1) WO2023126614A1 (fr)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655371A (en) * 1995-08-08 1997-08-12 Chuang; Shiu-Cheng Motion control mechanism of oil pressure cylinder without oil pressure pump
WO2001054960A1 (fr) * 2000-01-27 2001-08-02 Dana Corporation Systeme precis de positionnement d'actionneur electro-hydraulique
JP2002295624A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Takeshi Ichiyanagi ねじ駆動式油圧プレス装置
DE10220406A1 (de) * 2001-07-02 2003-01-16 Bosch Rexroth Ag Antriebsvorrichtung für ein bewegliches Teil, insbesondere Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine, und Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebsvorrichtung
WO2011026944A1 (fr) * 2009-09-04 2011-03-10 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Entraînement hydraulique à moteur électrique et procédé pour fournir une pression et/ou un volume hydrauliques définis
US20170122454A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-04 Pentair Flow Services Ag Electro-Hydraulic Actuator
DE102020102378A1 (de) * 2019-02-01 2020-08-06 Engel Austria Gmbh Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine
DE102020121456A1 (de) * 2019-08-19 2021-02-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reinigungsvorrichtung für einen Sensor mit einer Kolbenpumpenanordnung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655371A (en) * 1995-08-08 1997-08-12 Chuang; Shiu-Cheng Motion control mechanism of oil pressure cylinder without oil pressure pump
WO2001054960A1 (fr) * 2000-01-27 2001-08-02 Dana Corporation Systeme precis de positionnement d'actionneur electro-hydraulique
JP2002295624A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Takeshi Ichiyanagi ねじ駆動式油圧プレス装置
DE10220406A1 (de) * 2001-07-02 2003-01-16 Bosch Rexroth Ag Antriebsvorrichtung für ein bewegliches Teil, insbesondere Formschließvorrichtung für eine Spritzgießmaschine, und Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebsvorrichtung
WO2011026944A1 (fr) * 2009-09-04 2011-03-10 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Entraînement hydraulique à moteur électrique et procédé pour fournir une pression et/ou un volume hydrauliques définis
US20170122454A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-04 Pentair Flow Services Ag Electro-Hydraulic Actuator
DE102020102378A1 (de) * 2019-02-01 2020-08-06 Engel Austria Gmbh Antriebsvorrichtung für eine Formgebungsmaschine
DE102020121456A1 (de) * 2019-08-19 2021-02-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reinigungsvorrichtung für einen Sensor mit einer Kolbenpumpenanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
FR3131352A1 (fr) 2023-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0477079B1 (fr) Actionneur hydraulique à mode hydrostatique de fonctionnement de préférence en secours, et système de commande de vol le comportant
CA2293166C (fr) Procede et systeme de commande d'une gouverne d'un aeronef a actionnement par verins hydrauliques multiples et a puissance modulable
FR2738796A1 (fr) Procede et dispositif de commande de la gouverne de direction d'un aeronef
FR2750173A1 (fr) Injecteur de carburant pilote hydrauliquement par une vanne de commande directe a aiguille
WO1989009144A1 (fr) Groupe motopropulseur, notamment pour vehicule automobile et vehicule comportant un tel groupe
FR2666158A1 (fr) Multiplexeur fluidique redondant.
FR3064963B1 (fr) Circuit de freinage hydraulique ameliore
CA2086482A1 (fr) Amortisseur de train d'atterrissage d'aeronef
EP2980417B1 (fr) Servovalve à ensemble mobile double
WO2023126614A1 (fr) Dispositif hydromecanique pour l'alimentation des chambres d'un verin lineaire recepteur et systeme hydraulique integrant un tel dispositif
EP2376769B1 (fr) Circuit de transmission hydraulique
FR2760718A1 (fr) Procede et dispositif de commande d'une gouverne d'inclinaison ou de profondeur d'un aeronef
EP1331404A1 (fr) Ensemble d'actionnement à vérins hydrauliques synchronisés
CA2796260A1 (fr) Actionneur electromecanique a regulation hydraulique, et atterrisseur equipe d'un tel actionneur pour sa manoeuvre
FR2486464A1 (fr) Procede de propulsion d'un vehicule a roue(s) et vehicule mettant en oeuvre ledit procede
EP3931444B1 (fr) Actionneur hydraulique a compensation de surpression
EP0176381B1 (fr) Distributeur hydraulique haute pression, à générateur de pression de pilotage
EP0582497B1 (fr) Ensemble de commande d'une pluralité de récepteurs hydrauliques
EP0664500B1 (fr) Servovalve de régulation de pression
FR2541391A1 (fr) Dispositif de distribution hydraulique proportionnelle et application a un distributeur hydraulique, a un limiteur de pression, a un regulateur de debit et a une machine hydraulique
FR2980265A1 (fr) Systeme pour le pilotage d'un engin volant a l'aide de paires de tuyeres laterales
FR2524075A1 (fr) Dispositif de commande d'un ensemble d'entrainement a moteur a plusieurs pistons
EP3942199B1 (fr) Ensemble hydromécanique d'amplification de puissance
FR2532007A1 (fr) Dispositif de commande pour un ensemble moteur d'entrainement
FR2475134A1 (fr) Installation d'injection de carburant a commande electronique pour moteurs a combustion interne

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22850599

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1