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ETRE
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Lic
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DANS
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Est-a
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Tif
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Cer
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Trou
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Tre
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Seu
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Fre
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Sepa
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Physical
(16/ 17)
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3,44 cm
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52 s
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1 l
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13 s
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12 L
(1)
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13 percent
(1)
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2 J
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40,5 cm
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106 bar
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0,006 cm
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de 0,05 cm
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22 cm
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de 3 cm
(1)
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0,01 cm
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20 mm
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0,05 mm
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minee
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CF
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Polymer
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521233A1
Family ID 29254325
Probable Assignee Hartmann And Laemmle
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF HYDRAULIQUE DE COMMANDE DE MOUVEMENTS DE BASCULE
Abstract
_________________________________________________________________
LE DISPOSITIF HYDRAULIQUE DE COMMANDE DE MOUVEMENTS DE BASCULE
COMPREND UN MOTEUR A PISTON ROTATIF QUI COMPORTE AU MOINS DEUX
ENCEINTES 16, 17 A PRESSION DE TRAVAIL, SEPAREES L'UNE DE L'AUTRE PAR
UNE AUBE 13 ET UNE PAROI RADIALE 14 DE L'ENVELOPPE 11 DU CYLINDRE. LES
ENCEINTES 16, 17 PEUVENT ETRE RELIEES ALTERNATIVEMENT AU COTE HAUTE
PRESSION ET AU COTE BASSE PRESSION D'UN GENERATEUR DE PRESSION
HYDRAULIQUE. POUR REGLER LES PERTES D'HUILE Q RESULTANT DE FUITES DANS
UNE POSITION DE ROTATION DETERMINEE DE L'AUBE 13, L'INSTALLATION
COMPORTE UN DISPOSITIF DE REGLAGE ET LA LARGEUR DE L'INTERVALLE
RESTANT ENTRE L'AUBE 13 ET LA PAROI DE L'ENVELOPPE DE CYLINDRE 12 OU
ENTRE SON ARBRE 21 ET LA SURFACE DE SEPARATION RADIALE 14 DE
L'ENVELOPPE DE CYLINDRE 12 EST CHOISIE CONFORMEMENT A LA RELATION: (CF
DESSIN DANS BOPI) DANS LAQUELLE D EST L'ECART MAXIMAL ADMISSIBLE ENTRE
LA POSITION DE L'AUBE 13 ET UNE POSITION THEORIQUE E LA VISCOSITE DE
L'HUILE F LA FREQUENCE DE REGLAGE DU DISPOSITIF DE REGLAGE, D P LA
DIFFERENCE DES PRESSIONS DANS LES ENCEINTES 16, 17, G UN FACTEUR
GEOMETRIQUE ET A LA SENSIBILITE DU REGLAGE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative a un dispositif hydraulique de
commande de mouvements de bascule comprenant un moteur a piston
rotatif qui comporte au moins deux en- ceintes a pression de travail,
separees l'une de l'autre par une aube, qui peuvent se relier
alternativement au cote haute pression et au cote basse pression du
systeme fournis- sant la pression hydraulique.
La caracteristique de dispositifs de commande de mou- vements de
bascule de ce type consiste en ce que, pour un rendement ou une force
d'entra Inement determines, il faut des pieces de dimensions nettement
moindres que par exemple dans le cas de moteurs lineaires Un autre
avantage consiste en ce que l'angle de bascule qui, pour des cylindres
hydrau- lic a pistons rotatifs, peut atteindre 320, est nette- ment
plus grand que, par exemple, dans un dispositif de com- mande de
mouvements de bascule dirige dans lequel un moteur lineaire intervient
comme organe de direction de longueur variable, l'angle de bascule
maximal etant alors nettement inferieur a 180, et en ce que, dans
n'importe quelle posi- tion ou orientation de l'aube du cylindre
hydraulique a pis- ton rotatif, la force hydraulique, dans la
direction de bas- culement, peut Otre entierement utilisee.
Cependant, en pratique, l'utilisation de cylindres hy- drauliques a
pistons rotatifs dans le cadre de dispositifs hydrauliques de commande
de mouvements de bascule est limi- tee par les inconvenients suivants
des cylindres hydrauli- ques a pistons rotatifs.
Par suite des dimensions assez faibles de la longueur I de
l'intervalle restant entre l'aube et l'enveloppe du cylindre, mesuree
entre les deux enceintes a pression de tra- vail du cylindre
hydraulique a pistons tournants dans le sens de rotation de l'aube,
qui a une influence essentielle, dans tous les sens, sur les pertes
d'huiles par fuites, on observe, en general, dans les cylindres
hydrauliques a pis- tons rotatifs, des pertes par fuites beaucoup plus
grandes que, par exemple, dans des moteurs lineaires dans lesquels, en
donnant au piston une forme suffisamment allongee, on peut rendre la
resistance a l'ecoulement, dans l'intervalle restant entre les
enceintes a pression de travail, assez grande pour que les pertes par
fuite soient reduites a un minimum. Les dispositifs hydrauliques de
commande de mouvements de bascule dans lesquels il s'agit de pouvoir
arreter la partie basculante dans une position determinee a l'inte-
rieur de la zone de basculement et de l'y maintenir dans cette
position sont donc generalement realises sous forme de systemes
diriges comportant un moteur lineaire hydrau- lic fonctionnant comme
un dispositif de direction de longueur variable.
Il est vrai que, pour reduire le plus possible les per- tes par fuites
dans les moteurs hydrauliques a pistons ro- tatifs, le modele
d'utilite G 81 14 452 0 depose en Alle- magne decrit un systeme
consistant a placer les aubes tour- nant entre les brides de l'arbre
de travail du cylindre hydraulique a piston rotatif, qui sont isolees
d'une maniere etanche de l'enveloppe du cylindre au moyen de joints de
piston de forme annulaire, la largeur efficace b de l'in- tervalle qui
determine l'importance des pertes par fuites se reduisant alors a
l'extension axiale de l'aube, mesuree entre ces brides, et en meme
temps, en tirant parti de la precision de la fabrication, a reduire a
de faibles valeurs la hauteur h de l'intervalle compris entre l'aube
tournante et l'enveloppe de cylindre pour maintenir a une valeur aussi
elevee que possible, pour une longueur donnee 1 de l'in- tervalle, la
resistance a l'ecoulement dans l'intervalle; il est certain que, par
ce procede, les pertes par fuites sont suffisamment reduites pour que
l'aube rotative et, avec elle, la partie du mecanisme accouplee a son
arbre, puisse etre maintenues avec une precision suffisante dans une
position definie a l'interieur de la zone de basculement mais le
montage d'un joint etanche contre le piston aug- mente le frottement
d'adherence dans le systeme de commande du dispositif basculant, ce
qui a pour consequence que, surtout dans les phases d'arret du
mouvement de bascule, il y a des effets d'entrainement par adherence
(stick-slip) si la vitesse peripherique dans la zone de l'intervalle
devient inferieure a la valeur au-dessus de laquelle le frottement de
glissement, plus petit que le frottement d'adherence, determine la
resistance qui s'oppose au mouvement du piston rotatif Il en resulte
egalement que le piston rotatif ne se deplace pas doucement, avec un
retard regulier, vers une position finale determinee a l'avance, mais
qu'il s'en rap- proche par a-coups et qu'en general il s'arrete dans
une position qui ne correspond pas exactement a la position finale
voulue On ne peut pas supprimer cet inconvenient en utilisant par
exemple un dispositif de reglage qui and #x003E; apres enregistrement
de la valeur definissant la position effec- tive du piston et
comparaison de cette valeur de positions effectives avec la valeur
correspondant a la position vou- lue, ramenerait le piston a la
position qu'il devrait occu- per car un dispositif de reglage de ce
genre, en raison de l'effet d'entrainement par adherence (stick-slip)
au voisi- nage de la position voulue provoque une interference de
mouvements decales du piston rotatif de sorte que celui-ci ne reste
pas immobile dans la position qu'il doit occuper et est agite de
secousses de meme frequence que l'installa- tion de reglage, ce qui
n'est pas admissible en pratique.
Les systemes de commande de dispositifs basculants connus jusqu'a
present ne peuvent donc pas, en principe, donner satisfaction dans les
cas o il faut que le systeme de commande puisse, en s'opposant a la
force de rappel de- terminee par une charge, se placer dans une
position deter- minee et s'y maintenir avec une-grande precision.
Il s'y ajoute que les systemes de commande de disposi- tifs basculants
qui sont munis de joints d'etancheite, comme par exemple les joints de
piston mentionnes ci-dessus, sont egalement soumis a une forte usure
et que, par consequent, il faut verifier constamment leur bon etat de
marche, ce qui implique des travaux d'entretien importants.
Le but de l'invention est de permettre la realisation d'un systeme de
commande de mouvements de bascule du type initialement decrit qui,
tout en evitant en toute certitu- de les effets d'entrainement par
adherence (stick-slip), per- mette de regler avec precision l'angle de
bascule de l'aube i O rotative et d'un element de machine accouple a
cette aile, qui ne soit guere sujet a l'usure et ne demande guere
d'entretien et soit en meme temps simple et peu encombrant.
Ce but est atteint d'une maniere simple par la reali- sation selon
l'invention qui prevoit, pour maintenir la dif- ference de pression
qui doit regner entre les enceintes a pression du cylindre hydraulique
a piston rotatif separees l'une de l'autre par l'aube rotative, pour
assurer le main- tien dans une position angulaire determinee,
d'utiliser un dispositif de reglage convenable, et en tenant compte de
la frequence reguliere maximale de ce dispositif de reglage, de donner
a la hauteur de l'intervalle, a l'interieur d'une marge de securite
fixee par la frequence du dispositif de reglage, une valeur aussi
grande que possible.
En fait, il y a, entre l'enceinte a haute pression et l'enceinte a
basse pression et entre celle-ci et le reser- voir, des fuites
importantes d'huile qui, rapportees a l'unite de temps, sont de
l'ordre de grandeur du volume de la chambre, ce qui n'a d'ailleurs
guere d'importance, la pompe a haute pression fonctionnant sans arret
Dans ces conditions, l'utilisation d'un dispositif d'entrainement a
pistons rotatifs presente au moins les avantages suivants.
Du fait que la largeur h de l'intervalle est plus grande que dans le
dispositif d'entrainement connu, les to- lerances de fabrication a
respecter pour le cylindre hydrau- lic a piston rotatif sont nettement
moins severes et, de ce fait, les investissements et les frais de
fabrication correspondants sont considerablement reduits Les brides
d'etancheite et les joints d'etancheite des pistons etant supprimes,
la construction du cylindre a piston rotatif se trouve
considerablement simplifiee Les effets d'entraine- ment par adherence
(stick-slip) sont supprimes en meme temps que le frottement
d'adherence et, comme pour la resis- tance due au frottement les
effets de frottement sont seuls a intervenir, on peut realiser un
cylindre hydraulique a piston rotatif pratiquement sans pertes par
frottement On augmente de ce fait d'une maniere considerable la duree
de service des appareils Au total, on peut realiser de cette maniere
un cylindre hydraulique a piston rotatif qui permet, lorsqu'il est
convenablement associe a un dispositif de re- glage, l'utilisation du
cylndre hydraulique a piston rota- tif pour la stabilisation d'une
position ou pour l'entrai- nement d'un dispositif de mise en position.
En principe, on peut utiliser dans le cadre de l'in- vention tous les
dispositifs de reglage qui permettent une stabilisation des positions
de rotation dans les conditions voulues. Il est avantageux que la
frequence d'un dispositif de reglage utilise en association avec un
cylindre hydraulique a piston rotatif soit aussi eleveeque possible.
L'invention met en oeuvre des dispositifs de reglage utilisables qui
ont sur les dispositifs de reglage electro- hydrauliques la
superiorite d'un facteur de frequence 5 fois superieur Le mode de
realisation d'un dispositif de reglage de ce type est indique d'une
maniere plus detaillee dans ce qui suit.
Dans ce contexte, il devient possible de realiser un dispositif de
reglage qui, associe a une structuration et a un dimensionnement
speciaux du cylindre hydraulique a pis- ton rotatif, permoet
l'obtention pour l'aube du cylindre hydraulique a piston rotatif un
ecart angulaire assez faible de O 5 au maximum, par rapport a la
position qu'il doit occuper et, en adaptant convenablement ses
dimensions a des conditions marginales determinees, de le fabriquer
dans des conditions simples.
D'autres particularites et caracteristiques de l'inven- tion sont
mises en evidence dans la description d'un exem- ple de realisation
particulier faite en se referant au dessin.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un disposi- tif de commande
de mouvements de bascule suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-Il de la figure 1.
Les figures 3 a a 3 c representent differents aspects du dispositif
decrit a la figure 1, expliquant son fonction- nement. Dans le
dispositif de commande de mouvements de bascule 10 represente par les
figures 1 et 2, l'unite de commande et d'entrainement est un cylindre
hydraulique 11 a piston rotatif dont l'enveloppe 12 comprend deux
enceintes a pres- sion 16 et 17 delimitees l'une par rapport a l'autre
par une aube tournante 13 ayant en coupe la forme d'un secteur et par
une paroi de separation radiale 14 ayant egalement en coupe la forme
d'un secteur enceintes qui, en etant reliees alternativement a la
sortie sous pression P de la pompe a haute tension ou du reservoir,
non represente, du systeme d'alimentation hydraulique, deplacent
l'aube tournante dans les directions de mouvement indiquees par les
deux fleches 18 et 19 L'aube 13 est montee au moyen d'un arbre 21 sur
les plaques terminales massives 22 et 23 de l'enveloppe du cylindre de
maniere a pouvoir pivoter autour de son axe longitudinal central 24
L'angle maximal suivant lequel l'au- be peut tourner entre ses deux
positions extremes de bas- cule est de 270 dans l'exemple de
realisation represente.
Pour que l'aube rotative 13 puisse, sous l'action d'une charge
appliquee a l'arbre de travail 26 du cylindre hydrau- lic 11 a piston
rotatif, se placer dans n'importe quelle position de pivotement
definie entre les deux positions extremes, dans lesquelles elle prend
appui contre l'un ou l'autre des cotes 27 ou 28 de la paroi de
separation 14, et etre maintenue, s'il y a lieu, dans cette position
de pivotement, l'installation comporte un dispositif designe par la
reference 31, qui permet aussi bien de fixer la va- leur correspondant
a la position de pivotement que l'aube 13 doit prendre chaque fois que
d'assurer sa stabilisation en reglant en consequence les pressions
dans les deux en- ceintes a pression 16 et 17 du cylindre hydraulique
a pis- ton rotatif.
L'une des pieces essentielles pour le fonctionnement de ce dispositif
de reglage est un distributeur de reglage aux 4/3, designee par la
reference 32 qui est representee sur les figures 3 a a 3 c dans les
differentes positions qu'il peut occuper.
Dans une premiere position de passage, designee par la reference I,
l'une des enceintes 16 du cylindre hydraulique 11 a piston rotatif est
reliee, par le trajet d'ecoulement de la soupape 32 represente par la
fleche 33, au cote haute pression de la pompeet l'autre enceinte a
pression 17 est reliee par le trajet d'ecoulement de la soupape 32
represen- te par la fleche 34 au reservoir du systeme fournissant la
pression hydraulique, d'ailleurs non represente Le piston rotatif 13
du cylindre hydraulique 11 est sollicite dans ce cas dans le sens de
rotation indique par la fleche 18 Dans la position de fonctionnement
de la soupape indiquee sur la figure 3 b par la reference O les deux
enceintes a pression 16 et 17 du cylindre hydraulique 11 a piston
rotatif sont isolees de la pompe et du reservoir du systeme
fournissant la pression et l'aube rotative 13 reste, au moins dans la
mesure o des pertes par fuite sont exclues ou negligeables dans la
position de pivotement dans laquelle elle est placee.
Dans la deuxieme position de passage de la soupape 32, designee sur la
figure 3 c par la reference 11, l'enceinte a pression 17 du cylindre
hydraulique 11 a piston rotatif est reliee par le trajet d'ecoulement
du distributeur 32 designe par la fleche 36, a la sortie sous pression
de la pompe et l'autre enceinte a pression 16 du cylindre hydrau- lic
11 a piston rotatif est relieepar le trajet d'ecou- lement du
distributeur 32 designe par la fleche 37, au re- servoir du systeme
d'alimentation en pression L'aube ro- tative 13 est sollicitee dans ce
cas dans le sens de rota- tion indique par la fleche 19.
Pour que le distributeur 32 puisse fonctionner de cette maniere,
l'installation comporte dans son cadre quatre sou- papes a siege 38,
39, 41, 42, qui sont montees dans une en- veloppe commune 43 dans
l'ordre indique par la figure 1.
Les soupapes 38, 39, 41, 42, comportent chacune un corps de soupape 44
en forme de tronc de c 8 ne et un siege de soupape 46 annulaire fixe a
l'enveloppe Des ressorts de pression a enroulement 47 poussent ces
corps de soupape 46 dans la position de fermeture des soupapes 38, 39,
41, 42.
Les soupapes 38, 39, 41, 42 sont disposees symetrique- ment par
rapport au plan median transversal 48 de l'enveloppe 43 du
distributeur 32 oriente perpendiculairement a l'axe central 24 du
dispositif de commande des mouvements de bas- cule 10, les corps de
soupape 44 des soupapes 38 et 42 ou 39 et 41 situees l'une en Lace de
l'autre par rapport a ce plan median transversal 48 pouvant se
deplacer en etant gui- des le long d'un axe 49 ou 50 oriente
parallelement a l'axe longitudinal 24 du dispositif de commande 10 des
mouvements de bascule.
Dans la position de fermeture ou d'arret du distribu- teur 32
representee, qui correspond a la position O de la figure 3 b, les
quatre soupapes 38, 39, 41, 42, sont fermees et les corps de soupape
44 prennent appui, par l'interme- diaire de goupilles 51, contre un
organe de manoeuvre 52 qui a la forme d'une bride radiale et est monte
dans l'enveloppe
43 de maniere a pouvoir se deplacer d'un mouvement de va-et- vient
dans le sens de l'axe longitudinal 24 de l'enveloppe.
L'organe de commande 52 est solidement monte dans une en- veloppe
tubulaire 53 qui est guidee de maniere a se depla- cer dans un
mouvement de va-et-vient dans un alesage cen- tral 54 du bloc
d'enveloppe 43 du distributeur 32 dans la direction de l'axe median 24
Cette enveloppe contient un support de broche 56 de forme tubulaire
allongee qui est monte sur paliers de maniere a pouvoir tourner et
dont le filetage 57 est en prise, par l'intermediaire de billes
tournantes, avec le filetage 59 d'une broche-61 qui, dans l'exemple de
realisation represente, constitue la piece de liaison axiale de
l'arbre 21 de l'aube rotative 13 du cy- lindre hydraulique 11 a piston
rotatif et est reliee solide- ment a cet arbre 21.
Lorsque la piece basculante de l'unite d'entrainement n'est pas, comme
dans le cas represente, l'aile rotative 13, mais l'enveloppe 11 du
moteur hydraulique, celle-ci est reliee solidement a la broche 61 et
l'aube est alors reliee rigidement and l'enveloppe 43 du distributeur
32.
L'enveloppe 53 qui porte l'organe de manoeuvre 52 s'e- tend entre les
anneaux de palier interieurs 62 et 63 des roulements a bille axiaux 64
et 66 dont les anneaux de pa- lier exterieurs 67 et 68 sont montes,
dans le mode de rea- lisation represente par la figure 1, sur le
support de bro- che 56 De ce fait, l'enveloppe 54 ou l'organe de
commande ou de manoeuvre 52 peut suivre des deplacements du support de
broche 56 dans le sens axial qui sont provoques par une rotation de ce
support ou de la broche sans tourner eux- mimes comme le support de
broche 56.
Le support de broche est accouple directement ou indi- rectement ou,
comme le montre la figure, par l'intermediaire d'un engrenage
convenable, avec l'arbre d'entrainement 69 d'un moteur pas a pas 71,
dont la commande electrique orien- tee, fait tourner le support de
broche d'angles determines et fixes a l'avance.
Lorsque le support de broche est deplace d'un angle defini O R dans la
direction de la fleche 72 dans le sens des aiguilles d'une montre, il
en resulte d'abord que gold- gane de manoeuvre 52 est deplace dans le
sens axial dans la direction de la fleche 73 de sorte que les deux
soupapes a siege 38 et 39 qui, comme le montre la figure 1, se trou-
vent dans la partie gauche de l'enveloppe du distributeur 32,
s'ouvrent pendant que les soupapes 41 et 42 situees dans la partie
droite du distributeur 32 restent fermees Le dis- tributeur de reglage
32 se trouve alors dans la position de passage I qui est representee
sur la figure 3 a et dans laquelle l'une des enceintes a pression 16
du cylindre hy- draulique 11 a piston rotatif est reliee, par le
trajet d'ecoulement 33, ouvert, a la sortie haute pression de la pompe
et dans laquelle l'autre enceinte a pression 17 du cy- lindre
hydraulique 11 a piston rotatif est reliee au reser- voir du systeme
fournissant la pression hydraulique L'aile rotative 13 du cylindre
hydraulique 11 a piston rotatif tourne alors dans le sens des
aiguilles d'une montre dans la direction de la fleche 18 (figure 3 a),
ce qui a pour ef- fet qu'en raison de l'action mecanique ou de
l'accouplement assures par le dispositif a broche 57, 61, l'organe de
ma- noeuvre 52 reprend sa position neutre indique par la figure
1 lorsque l'angle de bascule de l'aube rotative 13 corres- pond a
l'angle E R dont le support 56 a tourne sous l'action du moteur pas a
pas 71 La determination par le moteur pas a pas, de l'angle de bascule
du support de broche 56 entrai- ne la determination de l'angle dont le
dispositif basculant doit tourner Si maintenant, par exemple sous
l'action d'une charge agissant sur l'arbre d'entrainement 26 du cy-
lindre hydraulique 11 a piston rotatif, apres que l'aube rotative 13
ait atteint la position de rotation qu'elle doit occuper en liaison
avec la position neutre (figure 3 b) du distributeur de reglage 32,
l'aube rotative 13 continue a tourner dans le sens des aiguilles d'une
montre, l'organe de manoeuvre 52 se deplace, a cause de l'accouplement
mecanique 1 l realise par le systeme a broche 56, 61, en meme temps
que l'aube 13, dans la direction de la fleche 74, de sorte que les
soupapes a siege 41 et 42 prennent leur position d'ou- verture et que
le distributeur de reglage 32 prend une po- sition de fonctionnement,
indiquee par la figure 3 c, dans laquelle l'aube rotative 13 est
sollicitee dans le sens de rotation inverse, indique par la fleche 19
Le retour en arriere par rotation qui en resulte pour l'aube rotative
13 s'arrete des que l'organe de manoeuvre 52 du distributeur 32 a
repris sa position neutre indiquee par la figure 1 ou la figure 3 b.
Le distributeur de reglage 32 agit donc comme un organe de reglage par
analogie a un fonctionnement mecano-hydrauli- que qui, quelle que soit
la nature des grandeurs perturba- trices qui peuvent provoquer un
ecart de la position de ro- tation de l'aube rotative 13 au niveau de
la position qu'el- le doit occuper, permet une regularisation efficace
de ces grandeurs perturbatrices la frequence de reglage fr de cet
organe de reglage par analogie etant tres avantageusement elevee, du
fait que le systeme a broche 56, 61 relie, par une transmission
mecanique directe, la position de l'aile rotative 13 a la position de
l'organe de manoeuvre 52, et atteint 500 S dans des cas normaux et est
encore plus ele- vee dans des cas favorables.
Pour que l'on puisse obtenir, dans un dispositif de com- mande de
mouvements de bascule comme, par exemple, le dis- positif 10 que
represente la figure 1, les caracteristiques favorables suivant
l'invention, c'est-a-dire une grande pre- cision dans le maintien dans
une position de bascule deter- minee de l'aube rotative 13 et une
attenuation considerable de l'usure et du frottement pour le cylindre
hydraulique 11 a piston rotatif dont la construction est en meme temps
sim- plifiee, les largeurs des intervalles entre la partie ro- tative
et la partie fixe, ici entre l'aube rotative 13 et son arbre 21 et
l'enveloppe, sont choisies de telle maniere que d'une part les frais
engages pour obtenir la precision et realiser la fabrication soient
reduits et que, d'autre part, cependant, on puisse regler, au moyen
d'un dispositif de reglage 31 une grandeur perturbatrice qui se
presente sous forme de pertes par fuites?L, dans des limites d'er-
reur admissibles O Si l'on part de l'hypothese realiste que cette
perte d'huile par fuites QL depend essentiellement de la quantite
d'huile hydraulique qui circule lors du fonctionnement du cylindre
hydraulique 11 a piston rotatif entre la chambre a haute pression et
la chambre a basse pression, on peut admettre, avec une bonne
approximation, dans le cas d'un cylindre hydraulique 11 a piston
rotatif comme celui que representent les figures 2 a et 2 b, la
relation suivante.
Ad r b Lh 3 b h 23 2 (R r) h 3 3 t 1
Q 1 1 1 2 1)
YL 12 L 11 12 (l 1 + 13)/2 expression dans laquelle: b 1 est la
largeur, mesuree dans la direction de l'axe longi- tudinal 24, de
l'intervalle courbe 76 et 77 compris entre l'aube rotative 13 et
l'enveloppe de cylindre 12 ou entre l'arbre 21 de l'aube rotative et
la paroi de separation 14 de l'enveloppe; h 1 et h 2 les largeurs
interieures, mesurees dans la direc- tion de la peripherie, des
intervalles 76 et 77, 11 et 12 P les largeurs mesurees dans le sens de
la longueur des intervalles 76 et 77, percent R, le rayon interieur de
l'enveloppe de cylindre 12, r, le rayon de l'arbre 21 ou (R r) la
largeur, mesuree dans la direction radiale, des intervalles 78 et 79
dans le sens radial entre les parois frontales 81 et 82 de l'enve-
loppe de cylindre et l'aube rotative 13 percent h 3 la largeur
interieure, mesuree dans la direction axiale, deaintervalles 78 et 79
definis dans le sens radial, que l'on admet pour les deux intervalles;
131 la longueur d'arc de la circonference peripherique de l'atbre,
mesuree entre les bords de base 83 et 84 orientes dans la direction
axiale, c'est-a-dire (11 + 12)/2 la valeur moyenne de la longueur,
mesuree dans le sens de rotation, des intervalles radiaux 78 et 79 Si
l'on part de l'hypo- these realiste que les largeurs hi, h 2 et h 3
des intervalles ont chacune la meme valeur h et que les longueurs 11,
12 mesurees dans le sens de rotation, des intervalles 76 et 77 compris
entre l'aube rotative 13 et l'enveloppe de cylindre 12 ou entre
l'arbre d'aube 21 et la paroi de separation 14 peuvent avoir la meme
valeur L, la relation (1) se simplifie et prend la forme: t p h 3 -2 b
2 (R r) t QL= + t(2) 1 _ h 12 YI L (L + 13)/2 J En faisant en plus
l'hypothese realiste que l'angle de basculement maximal de l'aube
rotative 13 est de 2700, on en deduit que l'anglede secteur q que
forment l'une avec l'au- tre les surfaces de delimitation 86 et 87 de
l'aube rotative 13 situees dans des plans radiaux du cylindre
hydraulique 11 a piston rotatif est de 300 et que l'angle de secteur t
que forment l'une avec l'autre les surfaces de delimitation 27 et 28
de la paroi de separation 14 situees dans des plans radiaux du
cylindre hydraulique 11 a piston rotatif est de 600.
Dans l'exemple decrit, la sensibilite d'angle de rota- tion a est
donneepar la relation a= 270 degre cm (3) expression dans laquelle V
designe le volume global des deux ap 7 z deux enceintes a pression 16
et 17.
Pour un ecoulement d'huile de fuites donne par les relations (1) ou
(2), l'ecart angulaire AA, rapporte a l'unite de temps, par rapport a
la position normale voulue, est donc donne par la relation suivante Aj
=Q a degre sec 1 (4)
-Dans le cas de l'association, prevue suivant l'inven- tion, du
cylindre hydraulique ll a piston rotatif et du dis- positif de reglage
31, cet ecart est regle avec la frequence de reglage fr de ce
dispositif de reglage 31, de sorte que, dans le fonctionnement
regulier l'erreur de position est donnee par la relation L a (5) fr fr
* En tenant compte de la relation (2) valable pour l'exem- ple decrit,
on obtient alors O = D *h G a (6) 12 t L f:e expression dans laquelle
G represente le facteur geometrique, inclus entre crochets dans la
relation 2, qui exprime l'in- fluence de la longueur et de la largeur
des intervalles 76 a 79 sur les pertes d'huile par fuites, QL* Dans le
cadre du dispositif de commande de mouvements de bascule 10 il est
prevu que, pour une precision de posi- tionnement determinee, la
largeur d'intervalle soit choisie d'apres fa relation h-3 = and 12 *
fr (7) pp G a Pour un cylindre hydraulique il a piston rotatif ayant
les caracteristiques suivantes: Volume global des enceintes a pression
16 et 17 40,5 cm Diametre interieur de l'enveloppe decylindre 12 3,44
cm Diametre de l'arbre de l'aube 3,44 cm on obtient, pour le facteur
geometrique G de la relation
(2), la valeur 4,7 En admettant que la frequence de regla- ge f du
dispositif de reglage 31 soit de 500 S, que la viscosite /Ide l'huile
hydraulique soit de 0,22 106 bar S et que l'erreur de positionnement O
'ne doive pas depasser 0,5, la relation (7) donne h = 0,006 cm Un
cylindre hydraulique 11 a piston rotatif ayant des largeurs
d'intervalle de cet ordre de grandeur est non seu- lement facile a
fabriquer, mais egalement pratiquement exempt de pertes dues au
frottement, car l'aube rotative 13 est lubrifiee de tous cotes par
l'huile qui fuit dans les intervalles 76 a 79.
Si l'on choisit, en conservant les dimensions indiquees ci-dessus pour
le cylindre hydraulique a piston rotatif, une largeur d'intervalle de
0,05 cm, c'est-a-dire un peu plus petite que la largeur maximale
admissible h qui se deduit de la relation (7), les pertes d'huile par
fuites sont d'en-
* 3 -l viron 22 cm S, ce qui correspond a peu pres a la moitie du
volume global du cylindre hydraulique Il a piston rotatif.
Plus le cylindre hydraulique a piston rotatif est grand plus on peut
prendre une largeur d'intervalle h grande, dans les conditions annexes
indiquees ci-dessus pour les lon- gueurs et les largeurs des
intervalles, la largeur devant etre a peu pres la meme pour tous les
intervalles, pour que les surfaces de l'aube rotative 13 soumises a la
pression soient aussi grandes que possible pour une largeur globale
donnee des intervalles En appliquant la relation (7) au cas o toutes
les largeurs d'intervalles sont de 3 cm, on peut obtenir deja une
precision de positionnement de 0,50 pour des largeurs d'intervalle
d'environ 0,01 cm lorsque la fre- quence de reglage du dispositif de
reglage 31 est de 500 S Le dispositif de commande de mouvements de
bascule qui fait l'objet de l'invention convient tout a fait dans tous
les cas dans lesquels on recherche une grande resistance a l'usure,
une reduction aussi grande que possible des tra- vaux d'entretien et
une grande precision de positionnement.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif hydraulique de commande de mouvements de bascule
comprenant un moteur a piston rotatif qui com- porte au moins deux
enceintes a pression de travail, sepa- rees l'une de l'autre par une
aile et une paroi radiale de l'enveloppe du cylindre, qui peuvent se
relier alternative- ment au cote haute pression et au cote basse
pression du systeme fournissant la pression hydraulique, caracterise
en ce que, pour regler les pertes d'huile QL resultant de fui- tes
dans une position de rotation determinee d'une aube rotative (13)
l'installation comporte un dispositif de re- glage (31) et en ce que
la largeur h de l'intervalle (76 A 79) restant entre l'aube (13) et la
paroi de l'enveloppe de cylindre (12) ou entre son arbre (21) et la
surface de se- paration radiale (14) de l'enveloppe de cylindre (12)
est choisie conformement a la relation * i L Ep G a expression dans
laquelle e P est, en degres, l'ecart maxi- mal admissible entre la
position de rotation de l'aube (13) et une position qu'elle doit
prendre theoriquement, r 1 la vis cosite de l'huile hydraulique, fr la
frequence de reglage du dispositif de reglage (31), 4 p la difference
des pres- sions qui doivent exister dans les enceintes a pression (16,
17) du cylindre hydraulique (11) a piston rotatif pour que l'aube
rotative (13) reste dans une position de rotation definie, G un
facteur geometrique exprimant les longueurs et les largeurs des
intervalles et a la sensibilite de la distance de reglage determinee
par le rapport entre l'angle de bascule maximal et le volume global
des enceintes a pression (16 et 17).
2 Dispositif de commande de mouvements de bascule selon la
revendication 1, caracterise en ce que le dispositi de reglage (31)
est un organe de reglage par analogie (32) du type mecano-hydraulique.
3 Dispositif de commande de mouvements de bascule selon l'une des
revendications 1 ou 2, caracterise en ce que le dispositif de reglage
par analogie mecano-hydrauli- que est un distributeur de reglage (32)
A 4/3 connu en lui-meme et comportant un dispositif a broche (56, 61)
indi- quant la valeur theorique prescrite et la valeur effective
atteinte, la valeur theorique prescrite de l'angle de bas- cule de
l'aube rotative (13) pouvant etre donnee par la rotation du support de
broche (56) commande par exemple au moyen d'un moteur pas a,pas (71).
4 Dispositif de commande de mouvements de bascule selon la
revendication 3, caracterise en ce que la frequence de reglage du
dispositif de reglage (31) est au moins egale a 500 a 1, en ce que
l'aube (13) et la paroi de separation (14) de l'enveloppe (12) ont en
coupe une forme de secteur presentant un angle de 30 ou de 600, que le
diametre de l'arbre de l'aube (21), est egal a la moitie du diametre
interieur de l'enveloppe de cylindre (12), en ce que l'ex- tensicn de
l'aube (13) dans le sens radial et axial est de 18 a 20 mm et en ce
que les largeurs des intervalles (76, 77, 78, 79) orientes dans le
sens axial et radial situes entre l'enveloppe (12) et l'aube (13) sont
egales et sont d'environ 0,05 mm.
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