FR2466653A1 - POSITIONING CYLINDER, IN PARTICULAR ALTERNATE ELECTRO-MAGNET - Google Patents
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Abstract
Vérin dont la tige est actionnée par un électro-aimant entraînant une pompe hydraulique à membrane. La tige 26 du vérin est mobile sous l'action d'un électro-aimant alternatif 12, contre l'action d'un ressort de rappel 28. Pour rendre la course, la force et la vitesse de déplacement de la tige indépendantes des dimensions de l'électro-aimant 12, on a branché en amont de celui-ci un rupteur 16 qui découpe le signal électrique de déplacement en impulsions, l'électro-aimant entraînant une pompe hydraulique 21 qui agit sur la tige 26 par l'intermédiaire d'un élément de manîoeuvre hydraulique 24. (CF DESSIN DANS BOPI)Jack whose rod is actuated by an electromagnet driving a hydraulic diaphragm pump. The rod 26 of the jack is movable under the action of an alternating electromagnet 12, against the action of a return spring 28. To make the stroke, the force and the speed of movement of the rod independent of the dimensions of the electromagnet 12, a breaker 16 has been connected upstream thereof which cuts the electrical displacement signal into pulses, the electromagnet driving a hydraulic pump 21 which acts on the rod 26 via a hydraulic maneuvering element 24. (CF DRAWING IN BOPI)
Description
La présente invention concerne un vérin de position-The present invention relates to a positioning cylinder
nement à électro-aimant alternatif, avec une tige de positionnement alternatively electromagnet with a positioning rod
mobile sous l'effet de l'électro-aiment, contre l'action d'un res- mobile under the effect of electro-loving, against the action of a res-
sort de rappel.reminder spell.
Les vérins courants de ce type ont pour inconvénient d'avoir une force et une course de déplacement modestes, à moins qu'on ne dimensionne l'électro-aimant en fonction de la course et/ou de la force nécessaires. Mais il apparaît que, dans cette voie, les limites économiques et techniques sont rapidement atteintes, et cela d'autant plus qu'avec des dimensions croissantes des éléments de Common cylinders of this type have the disadvantage of having a modest force and displacement stroke, unless the solenoid is sized according to the stroke and / or force required. But it appears that, in this way, the economic and technical limits are rapidly reached, and all the more so because with increasing dimensions of the elements of
déplacement, on est forcé d'augmenter également le temps de dépla- displacement, we are also forced to increase the travel time
cement du vérin, de sorte que, pour des vérins courants du type cylinder, so that for common cylinders of the type
indiqué, il faut prévoir des mesures supplémentaires d'amortissement. indicated, additional depreciation measures are required.
D'autre part, on connaît des vérins essentiellement hydrauliques dans lesquels une pompe hydraulique à fonctionnement continu ou un fluide sous pression à la disposition permanente du vérin agissent par l'intermédiaire d'un point d'étranglement et d'un élément de travail hydraulique (piston ou soufflet) sur la tige mobile. La section d'écoulement du point d'étranglement (et par suite la chute de pression agissant par l'intermédiaire de celui-ci) est modifiée, par exemple de façon électromagnétique, selon les données du signal de déplacement existant. Pour ce vérin nécessitant une complexité technique non négligeable, il existe des limites effectivement plus grandes en ce qui concerne la course et/ou la force de déplacement, mais elles sont liées à une source d'énergie auxiliaire qui assure le fonctionnement de la pompe hydraulique On the other hand, essentially hydraulic cylinders are known in which a continuously operating hydraulic pump or a pressurized fluid at the permanent disposition of the cylinder act via a throttling point and a hydraulic working element. (piston or bellows) on the movable rod. The flow section of the throttling point (and hence the pressure drop acting through it) is changed, for example electromagnetically, according to the data of the existing displacement signal. For this jack requiring a significant technical complexity, there are actually greater limits with respect to the stroke and / or the displacement force, but they are linked to an auxiliary power source that ensures the operation of the hydraulic pump
ou l'alimentation en fluide sous pression. - or the supply of fluid under pressure. -
Un but de l'invention est donc de réaliser un vérin du type indiqué au début qui, en dehors du signal de déplacement, ne nécessite aucune source d'énergie auxiliaire et avec lequel on peut obtenir cependant des courses et/ou des forces de réglage nettement plus élevées que dans le cas d'une action directe de An object of the invention is therefore to provide a cylinder of the type indicated at the beginning which, apart from the displacement signal, does not require any auxiliary energy source and with which it is possible however to obtain strokes and / or adjusting forces. significantly higher than in the case of a direct action of
l'électro-aimant sur la tige mobile. the electromagnet on the movable rod.
Le moyen d'atteindre le but selon l'invention consiste en ce qu'on a branché en aval de l'électro-aimant un interrupteur qui subdivise le signal électrique convenable de positionnement en impulsions séparées dans le temps, l'aimant entraînant une pompe hydraulique qui agit par un élément de manoeuvre hydraulique sur The means of achieving the object according to the invention consists in that a switch has been connected downstream of the electromagnet which divides the appropriate electrical positioning signal into pulses separated in time, the magnet driving a pump. hydraulic acting by a hydraulic maneuvering element on
la tige mobile.the moving rod.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre will be better understood by reading the following description
d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe schématique au travers d'un vérin; et - la figure 2 représente une coupe schématique au travers d'un bloc-soupapes disposé entre la pompe hydraulique et of an exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a schematic section through a cylinder; and - Figure 2 shows a schematic section through a valve block disposed between the hydraulic pump and
l'élément de manoeuvre.the operating element.
Le vérin représenté 10 comporte un électro-aimant 12 placé dans un carter 11 et dont l'enroulement 13 reçoit un signal électrique de positionnement par l'intermédiaire de deux conducteurs The jack 10 shown comprises an electromagnet 12 placed in a housing 11 and whose winding 13 receives an electrical positioning signal via two conductors
14, 15. Dans le conducteur 14, on a branché un interrupteur 16 repré- 14, 15. In the conductor 14, a switch 16 is connected.
senté seulement de façon schématique, qui découpe le signal en impul- only schematically, which cuts the signal into impulse
sions séparées dans le temps, par exemple à une fréquence de 1 à Hz. L'enroulement 13 est entouré d'une culasse magnétique 17 et il entoure lui-même un noyau plongeur 18 qui, en cas d'excitation de The winding 13 is surrounded by a magnetic yoke 17 and surrounds itself a plunger core 18 which, in case of excitation of
l'enroulement 13, est introduit dans l'enroulement 13 contre l'ac- the winding 13, is introduced in the winding 13 against the ac-
tion d'une force élastique. Comme il est courant dans les électro- elastic force. As it is common in electro
aimants, la force avec laquelle le noyau 18 est attiré dépend de la tension du signal de positionnement. Le noyau 18 est relié par un poussoir 19 à l'extrémité libre 20 d'un soufflet 21 de pompe qui est rempli d'un fluide hydraulique.. L'autre extrémité du soufflet est fixée à l'un des côtés d'un bloc 22 serré dans le carter 11 et dans lequel est monté un bloc-soupapes 23 représenté de façon magnets, the force with which the core 18 is attracted depends on the voltage of the positioning signal. The core 18 is connected by a pusher 19 to the free end 20 of a pump bellows 21 which is filled with a hydraulic fluid. The other end of the bellows is attached to one of the sides of a block 22 in the casing 11 and in which is mounted a valve block 23 represented so
simplifiée sur la figure 1, mais en détail sur la figure 2. simplified in Figure 1, but in detail in Figure 2.
De l'autre côté du bloc 22, on a fixé l'une des extrémités d'un soufflet de travail 24 à l'extrémité libre duquel est fixée la bride terminale 25 d'une tige de déplacement 26 qui est mobile et guidée en 27 hors du carter 11 et dont l'extrémité On the other side of the block 22, one of the ends of a working bellows 24 is fixed at the free end of which is fixed the end flange 25 of a displacement rod 26 which is movable and guided at 27. out of the housing 11 and whose end
inférieure est accouplée à un élément de déplacement non représenté. lower is coupled to a displacement element not shown.
Un ressort de compression 28, de même axe que la tige 26 et s'ap- A compression spring 28, with the same axis as the rod 26 and
puyant à la bride 25 et au côté intérieur du carter 11, a tendance the flange 25 and the inner side of the housing 11, tends
à comprimer le soufflet 24.compressing the bellows 24.
A l'intérieur du soufflet 24, on a suspendu au bloc 22 un réservoir 29 qui sert de réservoir d'alimentation ou de Inside the bellows 24, there is suspended at the block 22 a reservoir 29 which serves as a reservoir for feeding or
puisard d'aspiration 29' pour le fluide hydraulique. De ce réser- suction sump 29 'for the hydraulic fluid. From this reservation
voir 29 sortent une tubulure d'aspiration 30 menant au bloc-soupapes 23 et une ouverture de sortie d'air 31 traversant le bloc 22 et see 29 output a suction pipe 30 leading to the valve block 23 and an air outlet opening 31 passing through the block 22 and
menant dans l'espace extérieur au soufflet 21. leading into the outside space at the bellows 21.
De l'intérieur du soufflet 21, un passage 32 mène From the inside of the bellows 21, a passage 32 leads
au bloc-soupapes 23 et, de là, un passage 33 mène à l'espace inté- at the valve block 23 and from there a passage 33 leads to the interior space
rieur 34 du soufflet 24 autour du réservoir 29. En outre, sur la figure 1 une tubulure de retour 35 mène directement du bloc-soupapes 23 au réservoir 29, alors que, sur la figure 2, cette tubulure de retour 35 revient par la tubulure d'aspiration 30 dans le réservoir 29. 34 of the bellows 24 around the reservoir 29. In addition, in Figure 1 a return pipe 35 leads directly from the valve block 23 to the reservoir 29, while in Figure 2, this return pipe 35 returns through the tubing in the reservoir 29.
Pour la description du bloc-soupapes 23 dans le bloc For the description of the valve block 23 in the block
22, on se reportera à la figure 2. On reconnaît la tubulure d'aspi- 22, reference is made to FIG. 2. The suction tubing is
ration 30 vidant le réservoir 29, le passage 32 dans l'espace inté- ration 30 emptying the reservoir 29, the passage 32 into the space
rieur du soufflet 21, le passage 33 vers l'espace intérieur 34 bellows 21, the passage 33 to the inner space 34
entourant le réservoir 29 et rempli également avec le fluide hydrau- surrounding the reservoir 29 and also filled with the hydraulic fluid
lique. Entre la tubulure 30 et le passage 32, on a disposé une soupape d'aspiration poussée par un ressort et s'ouvrant lic. Between the pipe 30 and the passage 32, there is arranged a suction valve pushed by a spring and opening
en direction du passage 32. Du passage 32, une tubulure en dériva- in the direction of the passage 32. From the passage 32, a tubing
tion 37, dans laquelle on a monté une soupape de retenue 38 poussée par un ressort et fermant en direction du passage 32, mène à une extrémité d'une chambre de soupape 39, de l'autre extrémité de laquelle part le passage 33. Dans la chambre 39 se déplace un piston de soupape 40 qui, dans sa position terminale représentée sur la figure 2, maintient fermée la tubulure de retour 35, mais la libère dans son autre position terminale (voir figure 1). Dans le piston 40 lui-même, on a réalisé un passage 41 reliant les deux côtés du piston, et dans ce passage on a monté une, soupape de retenue 42 37, in which a check valve 38 pushed by a spring and closing in the direction of the passage 32, is mounted, leads to one end of a valve chamber 39, the other end of which the passage 33 passes. the chamber 39 moves a valve piston 40 which, in its end position shown in FIG. 2, keeps the return pipe 35 closed, but releases it into its other end position (see FIG. 1). In the piston 40 itself, a passage 41 connecting the two sides of the piston was made, and in this passage a check valve 42 was mounted.
poussée par un ressort et ouvrant en direction du passage 33. pushed by a spring and opening towards the passage 33.
Le piston 40 présente sur son pourtour un rétrécis- The piston 40 has on its periphery a narrowing
sement 43, et sa portion terminale 44 la plus voisine de la dériva- 43, and its terminal portion 44 closest to the derivation
tion 37 ou de la soupape 38 possède un certain jeu dans la chambre 39. 37 or 38 has a certain clearance in the chamber 39.
Comme on le montrera plus loin, grAce à ce jeu, en cas de chute de As will be shown later, thanks to this game, in the event of a fall in
pression, iin Lpa de fluide hydraulique peut s'écouler vers le pas- pressure, iin Lpa of hydraulic fluid can flow to the pas-
sage 32, ce fluide s'écoulant ensuite, pour chaque position du piston , par l'intermédiaire du. rétrécissement 43 et de la tubulure de fuite 45, en revenant au réservoir 29 par la tubulure 30. Par suite, il est possible au piston 40, en cas de surpression agissant à partir du passage 33 et suivant l'importance de la fuite, de se déplacer plus ou moins rapidement vers son autre position terminale pour libérer ainsi la tubulure 35 avec retard. On suppose qu'il n'apparatt sur les lignes 14, 15 aucun signal de déplacement, ou bien seulement wise 32, this fluid flowing thereafter, for each position of the piston, through the. narrowing 43 and the leakage pipe 45, returning to the reservoir 29 by the pipe 30. As a result, it is possible for the piston 40, in case of overpressure acting from the passage 33 and depending on the size of the leak, to move more or less quickly to its other terminal position to release the tube 35 with delay. It is assumed that it does not appear on the lines 14, 15 any displacement signal, or only
un signal qui n'atteint pas le seuil de réponse de l'électro-aimant 12. a signal that does not reach the response threshold of the electromagnet 12.
Le noyau 18 n'effectue aucun mouvement. Le ressort 28 peut se détendre aussi loin que possible et le soufflet 24 peut se comprimer autant Core 18 does not move. The spring 28 can relax as far as possible and the bellows 24 can compress as much
que possible. La surpression s'établissant dans le fluide hydrau- as possible. The overpressure is established in the hydraulic fluid
lique de l'espace intérieur 34 appuie sur le piston 40 (la soupape 42 est fermée) et celui-ci se déplace vers le haut, grice au jeu entre la portion 44 et la chambre de soupape sur la figure 2, la tubulure est libérée et le liquide refoulé de l'espace 34 s'écoule dans The interior space 34 presses the piston 40 (the valve 42 is closed) and the latter moves upwards, due to the clearance between the portion 44 and the valve chamber in FIG. 2, the tubing is released. and the liquid discharged from the space 34 flows into
le réservoir 29.the reservoir 29.
Dès qu'apparatt sur les conducteurs 14, 15 un signal qui dépasse le seuil de réponse de l'électro-aimant 12, celui-ci commence à effectuer des courses de travail et de retour à la cadence des impulsions produites par le rupteur 16. Au cours de chaque course de travail, le soufflet 21 est comprimé, le fluide est refoulé au travers du passage 32, la soupape 38 s'ouvre, le piston 40 est déplacé dans la position représentée sur la figure 2, la soupape 42 s'ouvre également et du fluide hydraulique s'introduit dans l'expace As soon as appears on the conductors 14, 15 a signal that exceeds the response threshold of the electromagnet 12, it starts to perform work and return strokes at the rate of the pulses produced by the switch 16. During each working stroke, the bellows 21 is compressed, the fluid is discharged through the passage 32, the valve 38 opens, the piston 40 is moved into the position shown in FIG. 2, the valve 42 is also opens and hydraulic fluid is introduced into the expace
34 avec une pression qui dépend de la force de l'impulsion de dépla- 34 with a pressure that depends on the strength of the impulse to move.
cement. Par contre, à chaque retour du noyau 18, les soupapes 38 et 42 se ferment immédiatement, alors que le piston 40 se déplace cement. On the other hand, with each return of the core 18, the valves 38 and 42 close immediately, while the piston 40 moves
suivant la quantité de fuite s'écoulant le long du rétrécissement 44. following the amount of leakage flowing along the narrowing 44.
La soupape d'aspiration 36 s'ouvre aussi immédiatement, si bien que le soufflet 21 aspire du liquide hors du réservoir 29. Les courses de travail et de retour du piston plongeur durent jusqu'à ce qu'il The suction valve 36 also opens immediately, so that the bellows 21 draws liquid from the reservoir 29. The working and return strokes of the plunger last until
y ait suffisamment de liquide comprimé dans le soufflet 24, c'est- there is enough compressed liquid in the bellows 24, that is,
à-dire jusqu'à ce que celui-ci soit suffisamment dilaté et que la that is, until it is sufficiently dilated and the
tige 26 soit suffisamment sortie pour que la contre-pression prove- rod 26 is sufficiently exhausted for the back pressure to
nant du ressort 28 ne puisse plus être surpassée par la force magné- spring 28 can no longer be surpassed by the magnetic force
tique du noyau 18.kernel tick 18.
Si le signal augmente, le noyau 18 recommence à exé- If the signal increases, the nucleus 18 starts over again.
cuter des courses de travail et de retour jusqu'à ce que l'équilibre de pression se rétablisse entre l'espace intérieur du soufflet 21 et l'espace intérieur 34. Mais, si le signal diminue, la pression dans l'espace 34 commence à l'emporter, le piston 40 est poussé peu à peu, comme on l'a déjà décrit, dans son autre position, jusqu'à ce que la tubulure 35 soit libérée, de sorte que le liquide s'écoulant de l'espace intérieur 34 soit refoulé dans le réservoir 29, jusqu'à to cut work and return strokes until the pressure equilibrium is restored between the interior space of the bellows 21 and the interior space 34. But, if the signal decreases, the pressure in the space 34 begins to take away, the piston 40 is pushed gradually, as has already been described, in its other position, until the tubing 35 is released, so that the liquid flowing from the space interior 34 is discharged into the reservoir 29, up to
ce que l'équilibre de pression soit rétabli. the pressure balance is restored.
Par un choix approprié de la -section droite efficace du soufflet 21 et du soufflet 24, on peut augmenter notablement la force de déplacement. La course maximale ne dépend pas de la course du noyau 18, mais de la constitution du soufflet 24 et du ressort de compression 28. Le temps de déplacement est allongé, ce qui est souhaitable en particulier pour les éléments de déplacement plus grands. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'etre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans By appropriate selection of the effective straight section of the bellows 21 and the bellows 24, the displacement force can be significantly increased. The maximum stroke does not depend on the stroke of the core 18, but the constitution of the bellows 24 and the compression spring 28. The displacement time is elongated, which is desirable in particular for the larger displacement elements. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the devices or processes which have just been described solely by way of non-limiting examples without
sortir du cadre de l'invention.depart from the scope of the invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |