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La présente invention vise un dispositif moteur à fluide sous pression du type destine 3. assurer le déplacement alternatif d'un organe commandé entre deux positions,
L'orsqu'un tel dispositif est ,destiné à être @
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installé, par exemple à l'extérieur, ou plus générale- ment, dans un milieu ambiant susceptible d'exercer sur lui des effets nuisibles, il est intéressant de loger
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l'sns3mble du dispositif dans un espace antiE+enent clos, propre à protéger ses organes contre lesdits of- fets.
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Or, si la prise de mouvera,--nt à partir du dispo- sitif s'effectue au moyen d'un organe tel qu'une lise de piston se déplaçant par translation, los courses de cet organe vers l'intérieur du dispositif finissent né- cessairement par entraîner dos corps étrangers indésira- bles en provenance do l'extérieur, tandis qu'une partie de la tige se trouve exposée à dos risques de corrosion.
Il on serait d'ailleurs do même pour toua élé-
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monts intermédiaires du dispositif, crémaillbrcs, biol.. los, tc..., qui sortiraient à l'extérieur ct qui SOM raicnt animés d'un mouvement do translation alternatif< L'invention a pour objt un dispositif moteur du Sonro on question, logé dans un carter ontibromsnt blin- dé dont na sortent qu'un arbrc animé d'un mouvement do rotation alternatif destiné à assurer la prise de mouvez mont, et les raccords de tuyauterie destinés à amener et à éva.oucr la fluide moteur, tous les organes qui assurent la rotation de l'arbre étant logés à. l'intérieur du blindage,
Dans ces conditions, il est facile d'assurer par
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un simple procac-6toupc- à rotation, de type classique, un,:
excellente étanchéité à la sortie do l'arbre tour- nant; et lc déplacement de celui-ci par rapport au carter ne tend jamais à entraîner vers l'intérieur des impuretés
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atmosphériques, l'humidité, etc...
Il est particulièrement prévu suivant l'inven-. tion, d'utiliser pour actionner l'arbre à rotation al- ternative, deux vérins de courses égales agissant en opposition sur ledit arbre.
Suivant une disposition préférée, on donne aux @ deux vérins des sections égales et on s'arrange en outre pour que les deux vérins en question aient à chaque instant des vitesses égales.
Dans ces conditions, le volume engendré par l'un des vérins en un temps donné est égal au volume absorbé par l'autre vérin pendant le même temps, de sorte que le volume total occupé par les deux vérins à l'intérieur du carter reste constant. Par suite, le volume libre à l'intérieur du certer, égal à la différence entre la ca- pacité de celui-ci et le volume total occupé par les or- ganes mécaniques qu'il contient, reste également cons- tant. En conséquence, la pression régnant dans cet espa- ce libre n'est pas influencée par le fonctionnement des vérins et si l'on choisit cette pression sensiblement égale à la pression régnant à l'extérieur du bloc, les doux pressions de part et d'autre du presse-étoupe de l'arbre seront constamment sensiblement égales.
Cotte disposition coopère avec l'absence do tout mouvement dirigé vers l'intérieur du bloc pour empocher toute p.énétration dans celui-ci d'impuretés de l'atmos- phère ambiante,
Suivant un mode de réalisation préféré, la comman- de de l'arbre à rotation alternative est assurée par deux vérins à simple effet disposés parallèlement et dont les
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.pistons actionnent deux crémaillères également parall- les et en prise avec un pignon calé sur l'arbre et dis- posé entre elles. Cette disposition permet de réduire au minimum l'encombrement.
Suivant une disposition constructive préférée, les orémaillères en question portent directement les pistons auxquels elles servent de tige. Lesdites oré- maillères pénètrent ainsi à l'intérieur des cylindres, ce qui réduit au minimum l'encombrement suivant l'axe des vérine.
Dans une forme d'exécution particulièrement a- vantageuse, les crémaillères sont en outre guidées par des glissières en alliage d'aluminium ou autre métal anti-grippant et l'arbre tournant est également tou- rillonné sur des paliers de même nature,
Dans un mode de construction particulièrement simple et peu coûteux, le dispositif est à cet effet conçu en deux parties, à savoir ;
un carter d'aluminium qui forme lui-même les glissières et paliers nécessai- res, et un bloc d'acier rapporté sur ledit carter et dans lequel sont forés des alésages qui constituent les cylindres des vérins,
Il est encore partioulibremont prévu, suivant l'invention, de disposer à l'intérieur dudit bloc d'a- cier les différents organes obturateurs nécessaires pour assurer l'actionnement sélectif des vérins et, é- ventuellement des effets auxiliaires, tels que los ver- rouillages. desdits vérins dans telle ou telle position.
Cotte disposition permet d'assurer une étanchéi- té et une protection totales des organes obturateurs
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en question sans aucun raccord extérieur et a en outre l'avantage de donner au dispositif blindé suivant l'in- vention, une autonomie totale.
A cet égard, il est particulièrement prévu d'uti- liser comme obturateurs les dispositifs décrits dans'la. demande de brevet N 438.741 du 23 Mars 1957, pour "Dispositif d'auto-verrouillage de vérins hydrauliques".
On a vu ci-dessus que, dans un mode de réalisa- tion préféré de l'invention, la pression à l'intérieur du carter est sensiblement constante. Bien entendu, il n'en est ainsi qu'à température constante. Par contre, en présence de variations importantes de la température, par exemple extérieure, et en particulier si le carter contient de la graisse, les dilatations pourraient amener des augmentations de pression prohibitives.
Pour remédier à cet inconvénient, on a prévu dans le dispositif blindé suivant l'invention, une . soupape de décharge permettant un écoulement de fluide 1' uniquement de l'intérieur vers l'extérieur..
Il est à noter que cette soupape qui ne nécessite pas une grande précision quant à sa pression d'action- nement, peut être réalisée par des moyens extrêmement simples et, partant, peu coûteux.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins .
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La Fig. 1 est un- coupe longitudinale d'un dispo- sitif de commande blindé de vérin double, suivant l'in- vention, la Fig. 2 est un^. coupe transversale du même dis- positif, faite suivant la ligne 2-2 de la Fig. 4, la fig. 3 est une vu? analogue à la Fig. 1 et montre schématiquement, l'ensemble dos circuits hydrau- liques du dispositif, la Fig. 4 est une coupe fait: suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2, la Fig. 5 est une coup,*, faite suivant la ligne 6-5 de la Fig. 4, la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 5, et la Fig. 7 cst une coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6.
Le dispositif de commande blindé représente sur les dessina, comporte essentiellement un bloc d'acier 1 ( Figs. 1 et 2 ) sur lequel est rapporté un carter d'a- luminium 2. Dans le bloc 1 sont ménagés doux alésages parallèles 3 et 4 qui constituent les cylindres de deux vérins à simple effet dont les pistons 6 et5 sont portés par dos crémaillères respectives 7 et 8. Los crémaillères 7 ct 8 sont disposées de part et d'autre d'un pignon 9 avec lequel cllessont en prise cn doux points diamétra- lement opposés. Lc pignon 9 est calé en rotation sur un arbre 11 tourillonné sur des paliers 1& et 13 constitués par des éléments du carter 2.
Par ailleurs, l'arbre Il traverse l'enveloppe du ourler 2 dons un presse-étoupe 14 de type classique quelconque. La partie extérieure 15
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de l'arbre 11 constitue la prise de mouvement du dispo- sitif, Les cylindres 3 et 4 communiquent avec l'exté- rieur par deslumières, respectivement 16 et 17 qui com- muniquent avec dcs raccords 18 et 19 sur lesquels peu- vent venir se fixer des tuyauteries d'alimentation et de purge, non représentées.
Les crémaillères 7 et 8 sont guidées par des glissières 21, 22, constituées par des parties du carter, en aluminium 2,
Le système d'alimentation ct de purge des vérins 3 et 4 doit être agencé de manière à assurer simultané- ment l'envoi, dans l'un des vérins, do la quantité de fluide nécessaire pour assurer l'une des courses angu- lairesde l'arbre 11, etl'évacuation, à partir de l'au- tra vérin, do la même quantitéde fluide.
Un dispositif de commutation approprié assure ensuite l'inversion dé rôle des dcux vérins, la second vérin recevant, à son tour, la quantité de fluide nécessaire pour assurer ,la course angulaire inverse de l'arbre 11 tandis que le premier vérin est, à son tour, purgé d'une quantité do fluide égale.
Du fait de la liaison cinématique directe entre les équipages mobiles des vérins assurée par lc pignon ' commun 9, du fait de l'égalité des courses des vérins, et du fait de la constance des sections des cylindres, la somme des capacités variables des compartiments ac- tifs desdits cylindres est'constante, et il en est de même de l'espace libre à l'intérieur du carter, lequel espace est égal à la différence entre lc volume du corps creux comprenant les espaces intérieurs du carter et du bloc, d'une part, et la somme des volumes des deux
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pistons-crémaillères du pignon,
de la partie intérieure de l'arbre 11 et de la oapacité totale constante des deux vérins d'autre part.
Dans ces conditions, à une même température, et si les pistons 5 et 6 ne donnent lieu à aucune fuite, la pression dans ledit espace libre est constante.
Cependant, étant donné que des fuites peuvent, à la longue, provoquer un remplissage au moins partiel dudit espace libre par le fluide 110 leur et, étant donné que des différences de température risqueraient alors de .provoquer uno augmentation de pression prohibitive dans ledit espace libre, on complète de préférence le dispositif par une soupape permettant au fluide sous pression, éventuellement contenu dans l'espace libre, de s'échapper à l'extérieur. Sur la Fig. li ladite sou- papa' est constituée par un clapet 23 par exemple en ma- tière plastique, porté par une lame de ressort 24 et qui obture normalement une lumière 25 traversant l'on- veloppe du carter 2.
Si la pression à l'intérieur du carter 2 devient supérieure à la force du ressort 24 le clapet 23 sa soulbvo ot laisse le fluide sous pres- sion s'échapper. Par contre, même si la pression à l'in- térieur du carter 2 devient inférieure à la pression atmosphérique, la clapot 23 s'oppose à toute pénétra- tion d'impuretés à l'intérieur du carter.
Sur la Fig. 3 on a représenté un exemple do sys- tème obturateur logé dans la masse du bloc 1. Ce système correspond'au dispositif décrit dans la demande de bre- vot déjà citée. Lc vérin 3 est alimenté par une conduite.
27 contrôlée par un clapet anti-retour 28 poussé par un
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ressort 28 a, La purge est assurée par des conduites 29 et 53, reliées à la. nourrice ( non représentée. ), sous lc contrôle d'un clapct 31 soumis à l'action d'un ressort 30.
D'une maière analogue, le cylindre 4 de l'autre vérin est alimenté par une conduite 32, contrôlée par un clapet anti-retour 33, poussé par un ressort 33 a et sa purge est assurée par une conduite 34 et la conduite 53 reliée à la nourrice, sous le contrôle d'un clapet 35 sou- mis à l'action d'un ressort 37
La conduite 27 est contrôlée par un distributeur 36 dont le tiroir 38 est soumis à l'action de la pression régnant dans la conduite d'admission 39. Le tiroir 38 porte, en outre, une tige poussoir 41 susceptible de lever le clapet 35 de son siège, avant que ledit tiroir 38 ne se soit suffisamment déplacé pour dégager 1''orifice 42 de la conduite 27.
D'une manière analogue, la conduite 32 alimentant l'autre vérin 4 est contrôlée par.un distributeur 44 dont le tiroir 45 porte une tige-poussoir 46 susceptible de lever de son siège le clapet 31 et d'ouvrir l'orifice 47 de la conduite 32, dans les mêmes conditions que décrit ci-dessus, en ce qui concerne le distributeur 36,
De plus, les deux compartiments actifs des cylin- dres 3 et 4 sont -nunis de soupapes de décharge 48 et 49, respectivement, tarées par des ressorts 51 et 52, à una pression supérieure à la pression maxima de service envi- sagée, mais suffisamment limitée pour éliminer tout risque de détérioration du système par surpression.
Ces soupapes de décharge débouchent dans la conduitc 53 de retour à la. nourrice,
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Le fonctionnement est très simple : en l'absence de toute pression dans le système, les quatre clapets 28, 33, 31 et 35 reposent sur leurs sièges. et le liquide en- fermé dans les cylindres 3 et 4 maintient verrouillé l'ensemble du système.
Si, dans ces conditions, on désire déplacer la structure mobile, par exemple dans le sens de la flèche f, de la Fig. 3, il suffit d'envoyer du liquide dans la con- duite d'admission 39 : ce liquide déplace tout d'abord le tiroir 38, qui ouvre le clapet 35 et établit une communi- cation entre les conduites 39 et 27; le liquide soulève le clapet 28 et vient agir sur le piston ô du vérin 3, ce qui, par l'intermédiaire de la liaison cinéma.tique 9, provoque le déplacement du piston 5 qui, le clapet 35 é- tant ouvert, peut évacuer vers la nourrice, par les con- duites 34 et 52, le liquide que oontenait le vérin 4.
Lorsque le déplacement est achevé le liquide qui l'a assuré est enfermé dans le vérin 3 par la fermeture du clapot 28, et ainsi de suite,
Si l'on se réfère maintenant aux Figs. 4 à 7, on voitun exemple de réalisation pratique du bloc etde ses divers organes obturateurs. On retrouve, en particulier, le clapet anti-retour d'admission 33 du vérin 4 sur la Fig. 6, les tiroirs 38 et 45 de commande des admissions et des purges, sur la Fig. 5, et les soupapes de décharge 48 et 49, sur la Fis. 4.
Sur toutes les figures, pour dé- signer les différents organes, on a utilisé les mornes chiffres de. référence que sur le schéma des circuits hy- drauliques représenté sur la Fig. 3 et qu'on a. décrit plus haut,
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On re:narqucra que, pour des raisons dc construc- tion et de montage, chaque soupape de.décharge) par exem- plc la soupape 49 estconstituée pa.r une bille logée dans une pièce 61 qui comporte le sièga de soupape, et qui est elle-même vissée dans une pièce 62 maintenue en place dans un alésage 63 du bloc 1, par un bouchon fileté 64.
On rc- marquera également quc l'extrémité intérieure de chacun,, dos pistons 5-6 présente un canal transversal 65, en liai- son avec des canaux longitudinaux 66 qui débouchant sur la face extrême intérieure du piston.
Pour bien faire ressortir à quel point la disposi- tion suivant l'invention, dont on vient de décrire un mode de réalisation, conduit à un encombrement réduit, on va en donner un exemple numérique.
Pour un motcur capable de 'fournir un couple de 50m. Kg ct travaillant sous une pression de 400 kg/cm2, on a pu utiliser un bloc d'acier carré de 100 mm de côté et de 125 mm de longueur, asocié à un carter en aluminium de 120 mm de longueur.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, sui- vant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.