Nouvelles constructions compactes pour les vérins hydrauliques équipés d'un capteur de déplacement

Ostfildern/Neuhausen (Allemagne). L'entreprise Hänchen Hydraulik GmbH basée à Ostfildern et la Balluff GmbH de Neuhausen ont développé un vérin hydraulique extrêmement compact équipé d'un transducteur de position. Ensemble, les deux entreprises ont élaboré le prototype d'un vérin muni d'un transducteur de position magnétostrictif placé à l'extérieur. Cette construction spéciale allie la précision et la robustesse du capteur éprouvé à un design particulièrement compact.

Limites constructives de la miniaturisation

Jusqu'à présent, on était confronté lors de l'utilisation des transducteurs de position éprouvés, caractérisés par une précision, une répétabilité et une robustesse élevées, à une limite constructive, à savoir un diamètre de piston de 40 mm et un diamètre de tige de 25 mm. En effet, jusqu'alors, le transducteur de position sans contact dépendait d'une tige de piston creuse. Avec certaines valeurs, il n'était pas possible pour des raisons de stabilité d'avoir recours à une telle construction. Il semblait impensable d'envisager une solution externe, car le détecteur - dans le cas de système magnétostrictif, il s'agit d'un guide d'ondes - enregistre la position à l'aide d'un aimant fixé sur le piston et son champ magnétique est protégé par l'enveloppe en acier du vérin. Par conséquent, pour des raisons constructives, on avait recours à des vérins surdimensionnés qui dans le cas de machines et d'installations compactes entraînaient l'utilisation de modules surdimensionnés.

Sans tige de piston creuse

Pour pouvoir enfin utiliser des transducteurs magnétostrictifs avec un diamètre de vérin de 25 ou 32 mm ou un diamètre de tige de piston de 12, 16 ou 20 mm, un vérin en acier spécial a été élaboré. Sur ce vérin, un tube placé à l'extérieur contient le capteur. Ce tube est protégé contre les rotations et les torsions. Grâce à une construction compacte, il est placé très près du " véritable " tube du vérin et n'est par conséquent pas exposé aux détériorations mécaniques et, en outre, d'un point de vue mécanique, il est totalement détaché de la tige du piston. Contrairement aux systèmes de mesure potentiométriques, il ne contient pas de pièces mobiles et peut ainsi être complètement isolé des conditions environnementales. Les aimants destinés à la détection de position ont été intégrés dans la paroi extérieure du piston.

Defi releve

Pour le constructeur de transducteurs de position, le défi à relever consistait principalement à adapter le transducteur à l'écart nettement plus élevé entre l'aimant et le capteur. L'entreprise Hänchen était chargée d'élaborer une construction extérieure stable, d'intégrer les aimants dans le piston et de développer un vérin avec des matériaux spéciaux amagnétiques. Le nouveau vérin hydraulique compact présente ainsi presque tous les avantages d'un vérin normal avec un transducteur magnétostrictif : La précision de répétabilité est de ±5-10 µm, la linéarité quant à elle s'élève à ±100 µm pour des distances allant jusqu'à 500 mm. Dans la version présentée aujourd'hui, le transducteur de position a une longueur de 1000 mm maximum et offre des interfaces pour l'électronique d'évaluation courante. Toutefois, l'appareil ne doit pas être placé à proximité de puissants champs magnétiques.

Domaines d'applivation

Bien que le nouveau vérin avec transducteur de position Micropulse ne soit pour l'instant disponible qu'en tant que construction spéciale, il peut être utilisé non seulement pour des raisons techniques, mais également à des fins économiques. En effet, la construction compacte d'un élément d'une machine ou d'une installation permet de réduire les coûts tout comme les dimensions plus petites de la pompe hydraulique. Les deux entreprises pensent à des domaines d'utilisation tels que les machines de pulvérisation de plastique, les véhicules high-tech ou les machines outils où on a besoin d'entraînements linéaires avec d'une densité de force élevée et d'une grande précision. Pour optimiser ces paramètres, le système peut être réglé aussi bien sur 150 que sur 300 bars.

Jörg Beyer