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MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI DE IA DEMODE D'UN BREVET D'INVENTION Perfeotionnements aux systèmes de commande par fluide sous pression.
Cette invention concerne les systèmes de commande par fluide Sous pression et plus particulièrement ceux au type hydraulique comportant un cylindre mettre qui sera appelé ici l'élément actionneur relié par une ou plusieurs canalisations à un cylindre asservi formant l'élément aotionné, de telle sorte que tout mouvement imprimé à la partie au système où se trouve le cylindre
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maître soit transmis à sa partie où se trouva la cylindre asservi et soit utilisé ainsi pour effectuer tme opération à distance au'cylindre maître.
On sait que, 'dans les systèmes à liquide fermés hermé- tiquement, on se heurte à des difficultés par suite de la dilatation du liquide sous pression sous l'effet d'une élévation de la température et aussi par suite de la réduction de volume de ce liquide dans le système en raison de la contraction occasionnée par une chute de température et/ou par une fuite due à l'usure des pièces tra- vaillantes. Cette augmentation ou cette diminution du volume effectif dans le système se traduit par un défaut de synchronisme entre l'élément actionneur et l'élément actionné.
Le but de la présente invention est de fournir une méthode et un système perfectionné permettant de surmonter cette difficulté tout en donnant lieu à une construction d'appareils de commande hydraulique perfectionnée et capable de vastes applications.
L'invention fournit donc une méthode pour compenser les changements de température survenant dans un système de commande hydraulique comportant un élément actionné destiné à suivre les mouvements imprimés à un élément actionneur grâce à un liquide sous pression enfermé dans des canalisations les raccordant, cette méthode consistant à utiliser un dispositif de soupapes ou obturateurs qui mette ces canalisations automatiquement en communication avec un réservoir à basse pression toutes les fois que l'élément actionneur est au repos, quelle que soit la position dudit élément aotionneur,
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Dans un système de commande hydraulique comportant un élément aotionneur ou moteur relié par une canalisation à l'élément actionné de telle façon que le mouvement de cet élément actionneur se transmette à l'élément actionné, il est prévu, selon une autre caractéristique de l'inven- tion, un dispositif capable d'intervenir quelle que soit la position du système aotionneur en vue de mettre automatiquement en communication la oanalisation avec un réservoir sauf quand le mouvement est en train d'être transmis ou sur le point d'être transmis.
Le système peut rationnellement comprendre un cylindre maître avec piston à double effet, un piston asservi à double effet dans un oylindre asservi, des canalisations reliant les parties respectives du cylindre asservi à celles du cylindre maître, enfin un dispositif grâce auquel les canalisations sont reliées automatiquement à un réservoir de liquide toutes les fois que le système est au repos quelle que soit la position des pistons quant à leur amplitude de mouvement.
Comme autre caractéristique, l'invention crée un système de commande hydraulique comprenant un élément actionné qui est relié par une ou plusieurs canalisations à un élément aotionneur pourvu d'un levier, d'une poignée ou d'un organe de commande équivalent, de telle sotte que les mouvements de cet organe de commande soient transmis hydrauliquement à l'élément actionné par l'internédiaire de la ou des canalisations,
avec cette partioularité que le mouvement initial de l'organe de commande dans l'un ou l'autre sens et en un endroit quelconque de son parcours utile isole la ou les canalisations d'un réservoir de liquide avec lequel elle ou elles communiquent
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librement toutes les fois que le système est au repos et ces quelle que soit la position de l'organe de commande.
De préférence, l'élément actionneur c'est-à-dire le piston traître est relié à l'organe de commande tel qu'une poignée ou un levier au moyen d'un dispositif à mouvement perdu, le déplacement de cet organe de commande qui fait inter- ou jeu intentionnel cenir ce mouvement perdu étant étudié pour mettre en travail le système en isolant du réservoir de liquide au moins celle des canalisationsqui est nécessaire pour transmettre la pression de liquide en vue de déplacer de façon correspondante l'élément actionné c'est-à-dire le piston asservi.
Il est prévu, en outre, un cylindre maître à doubla effet dont les deux espaces de travail sont reliés par des canalisations indépendantes avec les espaces de travail correspondants d'un cylindreasservi à double effet, un réservoir de liquide commun associé avec le cylindre maître étant pourvu d'une paire de soupapes qui sont étudiées pour être fermées sélectivement par l'organe de commande servant à actionner le piston maître, selon le sens même dans lequel'est déplacé cet organe de commande.
Un embrayage à glissement ou un.autre dispositif à fret. tement est, de préférence, intercalé entre l'organe de commande et un organe d'attaque de chaque soupape, de façon que cet organe de commande soit rendu capable d'ac- complir l'intégralité de son mouvement tout en maintenant les soupapes en position ferméede travail.
Une réalisation constructive du système perfectionné conformément à l'invention est représentée dans les dessins annexés :
Les figures 1 et 1a sont un plan partiellement coupé
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montrant la construction interne d'un ensemble comprenant un cylindre maître et un cylindre asservi.
La figure 2 est une vue en plan coupé à plus grande échelle montrant la construction d'une des soupapes à com- mande automatique, cette soupape étant en position ouverte normale,
La figure 3 est une vue ,en ooupe verticale prise au niveau de la ligne 4-4 de la fig. la montrant l'intérieur du cylindre maître.
La figure 4 est une vue en coupe verticale pratiquée à la hauteur de la ligne $ 3 de la fig. la,
La figure 5 est une vue en plan fragmentaire mettant en évidence le fonctionnement de l'organe de commande et du mécanisme d'aotionnement des soupapes.
Si l'on considère tout d'abord la disposition générale telle qu'elle est représentée dans les figures 1 et 1a, on voit que l'ensemble du cylindre maître comprend une enveloppe 10 sensiblement rectangulaire pourvue d'un cou- vercle 11 et munie sur ses cotés opposés de deux cylindres maîtres 12 et 13 alignés l'un par rapport à l'autre. Dans ces cylindres 12 et 18 est monté pour pouvoir coulisser un piston commun 14 à double effet qui est entaillé diamé- tralement dans sa partie centrale comme représenté en 15 (voir la fig. la) pour coopérer avec un bras 16 servant à actionner ce piston 14. A cet effet, le bras 16 est fourchu et enclave entre ses fourchons 17 et 18 un galet 19 convenablement monté sur des roulements à billes.
Le diamètre externe de ce galet 19 est calculé pour qu'il y ait un espace vide considérable entre sa périphé- rie et les parois terminales 20 et 21 de l'entaille 15,
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pour une raison qui sera exposée ci-après.
Le bras 16 est monté fixe sur un axe 22 grâce à une clavette 28 ; l'extrémité supérieure de cet axe 22 fait saillie à travers une bride 24 solidaire du couvercle 11 et est munie d'un levier de commande 25 fixé à cet axe 22 par une dentelure, une cannelure ou n'importe quel autre moyen convenable,
Sur l'axe 22 est également montée une traverse 26 pourvue d'une paire de bras radiaux 27 et 28 et maintenue par friction sur cet axe 22 au moyen d'une rondelle élastique 29 et d'une paire de rondelles de friction 30 de façon que, normalement, la traverse 26 tende à tourner avec l'axe 22 tant qu'elle ne rencontre pas une résistance excessive.
Les extrémités externes des bras radiaux 27 et 28 sont échancrées (comme le montre la figure 1) pour coopérer avec des saillies prévues sur une paire de leviers culbuteurs 31 et 32 qui sont maintenues en contact avec les bras 27 et 28 au moyen de ressorts à boudin 33. En outre, les leviers 31 et 32 sont pourvus chacun d'une butée 84 destinée à limiter leur mouvement vers l'extérieur de façon que quand le levier de commande 25 est déplacé (par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre comme le représente la figure 5) le premier mouvement angulaire oblige les bras 27 et 28 à déplacer respectivement les .leviers 31 et 32 jusqu'à ce qu'un mouvement plus prononcé soit empêché par les butées 84.
Pendant ce cours mouvement, le galet 19 est venu en contact avec la paroi terminale 21 de l'entaille 15 de sorte qu'un mouvement angulaire plus prononcé du levier 25 sert à actionner le piston maître 14. Les ressorts 33 sont étudiés de telle sorte
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qu'en conjonction avec les échancrures pratiquées dans les bras 27 et 28, lorsque le levier 25 cesse de subir une impulsion externe, il revienne sur lui-même légèrement et la traverse 26 prenne sa position neutre (comme le montre la figure 1) tandis que le bras 16 se déplace également d'une quantité correspondante, de telle sorte que le galet 19 se trouve cent ré dans l'entaille 15.
Ge mécanisme est prévu en premier lieu pour assurer le fonctionnement d'une soupape de dérivation formant "by-pass" montée sur chacun des cylindres maîtres 12 et 18 et enfermée dans des boîtiers dont l'un est figuré en 86.
La construction de chacune de ces soupapes de dérivation est mise en évidence dans la figure 8 qui montre qu'une bille 87 est normalement poussée contre un siège 88 par un piston 89 sur lequel agit un ressort 40 tandis que le boîtier 86 est creusé d'un conduit longitudinal 41 et d'un orifice 42 débouchant vers le bas et communiquant avec l'espace de travail dy cylindre maître correspondant. La bille 37 de la soupape est commandée mécaniquement au moyen d'un poussoir 48 implanté avec possibilité de réglage dans l'extrémité du levier culbuteur 82.
Un dispositif analogue est prévu pour le cylindre maître 12 de sorte que, quand le levier de commande n'est pas soumis à un effort c'est-à-dire quand la position de la commande ne subit pas de variations, les deux soupapes 87 sont maintenues à l'écart de. leurs sièges 88, ce qui assure une communi- cation libre entre les espaces de travail des cylindres maîtres 12 et 13 et l'intérieur du réservoir 10. Toutefois, quand le levier 25 est déplacé, les leviers culbuteurs 81 et 82 permettent automatiquement aux soupapes 37 de
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s'appliquer d'elles-mêmes contre leurs sièges, ce qui déolanche le fonctionnement des cylindres maîtres 12 et 13.
Le piston commun 14 est légèrement renflé 4 ses extré- mités comme figuré en 44 de façon à coulisser doucement à l'intérieur des cylindres maîtres ; chacune desdites extré- mités est pourvue d'une garniture de piston 45 constituée par exemple par une cuvette en caoutchouc qui est maintenue contre l'extrémité du piston au moyen d'un ressort 46 faiblement bandé ou de toute autre manière convenable-.
Le débit de chacun des cylindres maîtres 12 et 18 s'opère par des raccordements banjo 47 pourvus respectivement de tubulures 48 et 49 reliées, généralement en un endroit éloigné, avec les extrémités respectives du cylindre asservi désigné dans son ensemble par 50. le cylindre asservi 50 qui est représenté dans la figure 1 des dessins comprend un corps 51 sensiblement tubulaire que traverse oo-axialement une tige 52 formant l'élément actionné et pourvue d'un piston 53 garni de cuvettes en caoutchouc 54 et 55, ce piston étant maintenu fermement sur la tige 52 par une goupille 56.
Normalement quand le levier de commande 25 est déplacé (par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre) les deux soupapes 37 commencent par se fermer puis le liquide sous pression est éjecté hors du cylindre maître 18 et chemine par le tuyau 49 jusqu'à l'espace de travail de droite 57 du cylindre asservi 50, ce qui déplace la tige 52 vers la gauche. Geai réduit bien entendu la capacité de l'espace de travail de gauche 58, de sorte que le liquide qui y est contenu est ramené au cylindre, maître 12. Il est important toutefois qu'il existe un verrouillage de la tige 52 de telle sorte que
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les efforts autres que les efforts de commande qui lui sont appliqués ne soient pas capables de modifier la.position de cette tige 52.
C'est pourquoi un dispositif de blocage est prévu à chaque extrémité du cylindre asservi 50. Seul le dispositif de blocage de gauche est représenté en coupe dans la figure 1 mais il est évident que le dispositif de blocage de droite est exactement semblable comme construction bien qu'il soit évidemment étudié pour travailler en sens opposé. L'espace de travail 58 est limité par une rondelle auxiliaire 59 en forme de coupelle ou un piston qui porte contre un manchon 60 pourvu d'une série de perforations circonférentielles en vue de guider un nombre de billes 61 correspondant.
Ces billes sont normalement poussées par un ressort 65 au contact de la surface inteme tronoonique d'une bague de calage 62 qui est main tenue en place par un écrou 63 et qui sert à supporter une rondelle d'arrêt 64 portant contre un ressaut circonférentiel du manchon 60.
On se rend compte que toute tendance pour déplacer la tige 52 vers la droite est contrecarrée par le coimement des billes du dispositif de blocage de gauche et qu'une tendance similaire se manifestant vers la gauche est empêchée de déplacer la tige 52 grâce aux billes de blocage qui se trouvent dans l'extrémité de droite du cylindre asservi 50. Toutefois, quand la tige 52 doit être déplacée hydrauliquement par le levier de commande 25, le fluide sous pression qui entre par exemple dans l'espace de travail de gauche 58 presse tout d'abord légèrement la rondelle auxiliaire 59, ce qui déplace le manchon 60 et dégage les billes 61 à travers la bague 62. La pression hydraulique en excès agit ensuite sur le piston 58 en déplaçant la tige 52
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vers la droite.
Lorsque le mouvement requis s'est effectué, le ressort 65 verrouille une fois de plus les billes 61 contre la paroi interne de la bague 62.
Pour que la position du piston maître 14 puisse être occasionnellement réglée ou ajustée par rapport à la position de la tige 52, un bouton poussoir 66 est prévu dans le couvercle 11 du réservoir 10 (comme le montre la figure 4) ; ce bouton est pourvu à l'extrémité inférieure de sa tige d'un pointeau 67 destiné à pénétrer dans un trou 68 du bras radial 28. le bouton poussoir 66 est normalement protégé par un chapeau 69 mais, quand ce dernier est enlevé et qu'on appuie sur ce bouton, la traverse 26 peut être maintenue fixe en maintenant ouvertes les deux soupapes 37 tandis que la position du levier de commande 25 est convenablement réglée.
On conçoit que l'invention peut être réalisée pratiquement de diverses façons autres que celle qui est représentée. Dans certains cas, il peut être désirable d'utiliser un cylindre maître à simple effet et un cylindre asservi reliés l'un à l'autre par une canalisation unique et étudiée pour fonctionner par pression et aspiration, cette canalisation étant automatiquement ouverte par rapport à un réservoir de liquide tant que les organes de commande sont libres de contrainte extérieure. Au surplus, quand un système à double effet, tel que celui qui est représenté, est utilisé, les pièces peuvent être construites de diverses façons et des modifications évidentes peuvent être apportées sans s'écarter de l'invention.
C'est ainsi par exemple que le ou les pistons de l'un ou l'autre des éléments actionneur et actionné peuvent être fixes, les cylindres étant construit
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pour se déplacer. De même, on peut utiliser n'importe quel organe de commande convenable pour actionner l'ensemble du cylindre maître ou son équivalent.
Enfin, dansle cas de systèmes à double effet, le dispositif à soupapes de dérivation peut être construit de telle sorte qu'une seule soupape se ferme, cette soupape correspondant bien entendu à l'espace de travail du cylindre maître qui doit éjecter du liquide sous pression,
On conçoit que n'importe quelle construction de dispositif à mouvement perdu peut être incorporée dans le mé- canisme pour déplacer les pistons de l'ensemble du cylindre maître et que, dans oertains cas, ce mouvement perdu peut se produire incidemment.
Ainsi, par exemple, si un levier en forme de renvoi de sonnette ou une autre transmission est placé entre l'organe de commande et les pistons du cylindre maître ou leur équivalent, les rapports des bras de levier étant convenablement choisis, ce sont les étroites tolérances de fabrication usuelles qui, par elles-mêmes, assureront dans la mesure requise le retard d'intervention,
REVENDICATIONS
1.
Méthode pour compenser les changements de température se produisant dans un système de commande hydrauliqueoomportant un élément actionné destiné à suivre les mouvements imprimés à un élément actionneur au moyen d'un liquide sous pression renfermé dans des canalisations de raccordement, consistant à utiliser un dispositif de soupapes qui met ces canalisations automatiquement en communication avec un réservoir à basse pression chaque fois que l'élément actionneur est au repos quelle que soit la position occupée par cet élément actionneur,
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2.
Système de commande hydraulique comportant un élément actionneur relié par une canalisation simple ou multiple à un élément actionné pour que le mouvement du premier soit transmis au second, caractérisé par un dispositif capable d'intervenir pour toutés les positions du système actionneur en vue de relier automatiquement la canalisation à un réservoir sauf quand le mouvement est en train d'être transmis ou sur le point d'être transmis.
3. Système de commande hydraulique comprenant un cylindre maître avec piston à double effet, un piston asservi à double effet logé dans un cylindre asservi, des canalisations reliant les parties respectives du cylindre asservi à celles du cylindre maître, et un dispositif grâce auquel les canalisations sont automatiquement reliées à un réservoir de liquide chaque fois que le système est au repos quelle que soit la position des pistons quant à leur amplitude de mouvement.
4. Système de commande hydraulique .comprenant un élément actionné relié par une ou plusieurs canalisations à un élément actionneur pourvu d'un levier, d'une poignée ou d'un organe de commande équivalent, de façon que les mouvements de cet organe de commande soient transmis hydrauliquement par la ou les canalisations à l'élément actionné, le mouvement initial de l'organe de commande dansl'un ou l'autre senset en un endroit quelconque de son trajet de travail ayant pour effet d'isoler la ou les canalisations d'un réservoir de liquide avec lequel elle ou elles communiquent librement chaque fois que le système est au repos, quelle que soit la position de l'organe de commande,
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5.
Système de commande hydraulique comprenant un cylindre maître, une ou plusieurs canalisations reliées à la fois à ce cylindre maître et à un cylindre asservi de telle sorte que la position relative de ce dernier puisse être changée à volonté par un fonctionnement convenable du cylindre maître, le mode de commande consistant à immobiliser le piston dans le cylindre asservi à un endroit quelconque de leur amplitude de mouvement relatif grâce à un dispositif de blocage qui est libéré automatiquement par voie hydraulique grâce à l'actionnement du cylindre maître ou d'un dispositif de commande associé à lui.
6. Système de commande hydraulique selon la revendication 5, caractérisé par un mode de blocage immobilisant dans leurs positions relatives le cylindre asservi et son piston et consistant à appliquer normalement une on plusieurs cales par l'intermédiaire d'une pression élastique et à libérer automatiquement ces cales quand la pression d'un liquide est appliquée au cylindre asservi en vue de changer lesdites positions relatives.
7. Système de commande selon la revendication 3, dont l'élément aotionneur constitué par le piston maître est relié à l'organe de commando tel qu'un levier ou une poignée au moyen d'un dispositif à mouvement perdu, le déplaoement de cet organe de commande qui fait intervenir ce mouvement perdu ou jeu intentionnel étant étudié pour mettre le système en travail en isolant du réservoir de liquide au moins celle des canalisations qui sert à transmettre la pression de liquide en vue de déplacer de façon correspondante l'élément actionné c'est-à-dire le piston asservi.
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EMI14.1
à. système de commande nyaraulique selon la reren.
dication 3, comportant des moyens pour immobiliser automatiquement le piston asservi par rapport à son cylindre en n'importe quel endroit de l'amplitude normale de leur mouvement relatif chaque fois que le cylindre maître se met au repos, la partie initiale de n'importe quel mouvement imprimé ensuite à l'organe de commande associé avec le cylindre maître servant à libérer hydrauliquement le dispositif de blocage.
9. Système de commande hydraulique selon la revendication 3, dont le cylindre asservi comporte un dispositif de blocage comprenant des cales ou ooins conjugués qui sont normalement maintenus en prise par un ou plusieurs ressorts de façon à . empêcher le mouvement du piston asservi constituant l'élément actionné dans un sens mais qui sont dégagés pour permettre ce mouvement par l'application d'une pression de fluide dans l'espace de travail correspondant du cylindre asservi.
10. Système de commande hydraulique selon la revendication 3, dont le cylindre asservi est muni d'un piston libérateur grâce auquel le dispositif de blocage est libéré par une pression de liquide s'exerçant à l'intérieur.
11..Système de commande hydraulique selon la revendication 3, dont le-dispositif de blocage monté sur le oylindre asservi comprend, à chaque extrémité du piston asservi, une rangée circonférentielle de billes ou organes équivalents normalement coincés dans un espace annulaire convergeant axialement entre la tige du piston et une bague qui l'entoure au moyen d'un ressort, la construction étant étudiée de telle sorte que le liquide sous pression
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refoulé dans 1'espace de -travail correspondant du cylindre asservi agisse sur le piston libérateur pour dégager positivement le dispositif de blocage.
12. Système de commande hydraulique selon la revendication 3, comprenant un cylindre maître à double effet dont lesdeux espaces de travail sont reliéspar deux canalisationsindépendantes avec les espaces de travail cor- respondants d'un cylindre asservi à double effet, un réservoir de liquide commun étant associé avec le cylindre maître et étant muni d'une paire de soupapes étudiées pour être fermées sélectivement par un organe de commande servant à actionner le piston maître selon le sens dans lequel est déplacé cet organe de commande.
13. Système de commande hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'attaque de chaque soupape porte par friction contre l'organe qui commande l'élément aotionneur constitué par le piston maître, et une butée coopère directement ou indirectement avec cet organe d'attaque de la soupape de telle façon que le mouvement initial de l'organe commandant le piston maître à partir d'une position quelconque aituée dansson amplitude normale de mouvement aotionne la soupape appropriée, après quoi un mouvement plus prononcé de l'organe de -commande seulement est permis par l'engagement à friction.
14. Système de commande hydraulique comprenant,.en combinaison, un réservoir, deux cylindres maîtres à simple effet avec pistons actionnés par un organe de commande, une soupape desservant chaque cylindre communiquant avec l'espaoe de travail et relié normalement avec le réservoir, et un organe d'attaque de chaque soupape fonctionnant en conjonction avec l'organe de commande, de façon que l'une ou
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-l'autre dessoupapes se rame automatiquement lorsqu'un mouvement est imprimé à l'organe de commande.
15. Système de commande hydraulique selon la revendication 14, dont les soupapes tendent normalement à se fermer sous 1'influence de ressorts mais sont maintenues ouvertes lorsque l'organe de commande ne subit pas d'effort ou est au repos.
16. Système de commande hydraulique selon la revendication 14, dont les deux soupapes sont automatiquement fermées lors d'un mouvement de l'organe de commande dans l'un ou l'autre sens.
17. Système de commande hydraulique selon la revendica- tion 3, dans lequel, grâce à un dispositif extérieur, les soupapes peuvent être maintenues ouvertes tandis que l'organe de commande est déplacé en vue de réajuster la relation existant entre le piston maître ou son équivalent et le piston asservi ou son équivalent.
18. Système de commande hydraulique comprenant un cylindre maître à double effet, un cylindre asservi avec piston à double effet pourvu d'un dispositif de blocage libéré hydrauliquement, ce'cylindre asservi étant relié au cylindre maître par une paire de canalisations de façon à former deux espaces indépendants pour le liquide, un réservoir commun, un organe de commande propre à actionner le piston maître, enfin une paire de soupapes qui s'ouvrent automatiquement pour relier les espaces de travail respectifs du cylindre maître avec le réservoir dès que l'organe de commande est libre de prendre une position non contrainte.
19. Le système de commande hydraulique perfectionné, en substance comme représenté dans les dessins annexés et décrit en regardde ces dessins.