Brevet FR2003358A1 — publié le 19691107

La présente invention concerne la commande de positions de moteurs ou de. vérins hydrauliques. Dans les appareils comportant des vérins hydrauliques, par exemple peur l'inclinaison eu le soulèvement de pelles 5 eu autres organes d'engins de terrassement, il est de pratique courante d'utiliser des distributeurs de commande à blocage peur actionner ces vérins. L'utilisation de ces distributeurs à tic-cage permet au conducteur l'enclenchement sur une position puis de porter son attention à d'autres opérations pendant le déplace-10 ment correspondant du vérin et de l'organe associé. Ces commandes à blocage comprennent généralement un déclencheur automatique qui libère la commande et lui permet de revenir en position neutre lorsque l'organe a été mis en position convenable par le vérin. Les déclencheurs automatiques sont constitués généralement par des 15 cames montées sur l'organe commandé ou sur un organe télesccr.ique fixé au vérin. Quand l'appareil est en position voulue, la car.e rencontre et actionne un interrupteur ou un robinet hydraulique d'arrêt du fluide d'un circuit hydraulique séparé qui déverrouille la commande bloquée mais les organes extérieurs du déclencheur 20 sont sujets à détérioration, du fait des intempéries ou de l'ambiance de poussières et impuretés, en même temps qu'ils sont exposés à des chutes de pierres, de branches d'arbres ou autres débris. De plus les nombreux conduits hydraulique du dispositif sont sujets à des fuites fréquentes, qui nécessitent du temps et 25 des frais supplémentaires d'entretien. La présente invention remédie à ces inconvénients et a pour objet un dispositif de commande de position dans ^equel des organes du moteur hydraulique coopèrent pour former une chambre de volume variable lorsque le piston moteur approche une j>C limite de course déterminée ; un dispositif convenable déverrouillant le distributeur arrête le moteur, en réponse aux variations de pression correspondant au volume variable de la chambre. Ainsi, la commande de positions selon l'invention peut être montée à un emplacement protégé, où elle ne risque pas 55 d'être détériorée ou endommagée. Cette commande est de réalisation mécanique simple et économique, puisque ses éléments sont avantageusement placés et en partie constitués dans le moteur hydraulique. Pour ces mêmes raisons le nouveau dispositif réduit au minimum les possibilités de fuites. 69 06283 2 2003358 D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre, de divers modes de réalisation et des dessins associés sur lesquels : La figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un •a moteur hydraulique com?.ar,âé par un dispositif à blocage selon i'invention; La figure 2 est une coupe longitudinale d'une partie d'une variante de réalisation ; La figure 3 est une coupe longitudinale d'une extrémité du ]_:2 cylindre du moteur de la figure 2, incorporant des organes du dispositif de l'invention, et La figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'une autre variante de réalisation. Le fonctionnement d'un moteur ou vérin hydraulique 11 -^ 'figure 1} qui est d'un modèle assurant la mise en place d'un. organe d'engin de terrassement par exemple, est réglé par un distributeur hydraulique 12 de commande. Celui-ci est relié aux extrémités de tige et de culasse du vérin par des conduits 13 et 14- respectivement raccordés aux orifices 16 et 17 du cylindre 18 2o de vérin. Celui-ci est de modèle classique à piston 19 et- tige 21 qui glisse dans l'extrémité tige du cylindre= Pour rétracter la tige et le piston dans le cylindre, le fluide est introduit sous pression par le conduit 13, dans l'extrémité tige du vérin. De même, ces organes sont repoussés par l'introduction du fluide -te; âans la culasse du cylindr° par la conduite 140 Le distributeur 12 ■: emporte un tiroir 22 qui est rappelé par ressort en position centrale neutre, ou de maintien par laquelle il isole les deux extrémités du vérin d'une source de fluide 23 et empêche ainsi son fonctionnement. Le tiroir de distributeur est relié à un levier 2k jq de manoeuvre,- placé normalement en position de retenue indiquée par Hj pour la position neutre du tiroir centré par ses ressorts. On fait pivoter le levier pour actionner le vérin, par exemple, sinistrorsum sur une position de rétraction R (figure 1) de sorte que le tiroir 22, glissé vers la droite, relie une pompe 23 à l'extrémité tige du vérin. Le tiroir est maintenu dans cette position, sans qu'on exerce une pression continue sur le levier, à l'aide d'un levier de blocage 26 pivotant avec le -levier, de manoeuvre, Lorsque celui-ci est tourné sinistrorsuin en position BAD original 69 06283 3 2003358 de rétraction, le levier de blocage 26 tourne de même, de sorte que sa portée de blocage est calée par un galet 28. Ce galet est monté sur un bras d'un levier coudé pivotant 29 dc-nt l 'autre bras est relié à un ressort- 31* de manière à rappeler le galet vers le 5 bras pour maintenir le levier 26. Le tiroir du distributeur et le levier sont ainsi maintenus en position de rétraction jusqu'à ce qu'un couple dextrorsum soit exercé sur le renvoi 29 pour déverrouiller le levier de blocage et permettre le centrage du tiroir par rappel de ses ressorts. 10 Le dispositif de l'invention, assurant le déverrouillage du mécanisme de blocage et fonctionnant lorsque le vérin est en position de rétraction déterminée, comprend une chambre dont le volume est variable suivant la position du piston 19 dans le cylindre 18. L'agencement de la chambre est décrit dans la suite, 15 Cette chambre est reliée par un conduit 32 à un cylindre asservi 33 à piston coulissant 34 qui est relié au renvoi d'angle, L'admission du fluide sous pression dans ce cylindre 33 produit l'avancement du piston 34, de sorte qu'il repousse le renvoi d'angle 29 dextrorsum contre le ressort 31» La- pression du cylindre asservi 20 33 augmente avec la diminution concomittante de la chambre mentionnée ci-dessus, de sorte que le cylindre 33 assure le déver-rouillage du distributeur de commande lorsque la tige 21 est reculée sur une position déterminée dans le cylindre 18. La chambre à volume variable comprend une tige 21 à alé-25 sage axial ouvert du coté de la culasse du cylindre 18. Un piston plongeur 36 tubulalre est fixé sur cette culasse, en saillie vers l'intérieur, de manière à coulisser dans l'alésage 3^ lorsque la tige est rappelée dans le cylindre. Ce plongeur 36 comporte lui-même un alésage 37, qui est relié au conduit 32. 30 L'extrémité libre 38 du plongeur est de diamètre sensiblement égal à celui de l'alésage de tige dans lequel l'étanchéité est assurée par un anneau 39 à section circulaire. Ladite chambre de volume variable est constituée par l'alésage 34 de la tige et celui 37 du plongeur, lorsque celui-ci est introduit dans la 35 tige au reculo La tige 21 étant dans la position de la figure, le fluide hydraulique de la culasse du vérin pénètre dans l'alésage de tige et celui du plongeur, d'où la pression est transmise au cylindre asservi 33. Lorsque la tige 21 recule vers la droite, la chambre est refermée, comme décrit plus haut, pour délimiter la quantité de fluide contenue. Le volume de cette chambre diminue , bad original 69 06283 4 2003358 à mesure que la tige poursuit son recul dans le cylindre, en raison de la différence de diamètre des alésages de la tige et du plongeur. Ce volume décroissant refoule le fluide par le conduit dans le cylindre asservi 33 sous une pression croiser santé jusqu'à être suffisante pour surmonter l'effort du ressort 31 et ainsi soulever le galet 28 pour déverrouiller le distributeur 12. Afin de permettre le déplacement de la tige dans le cylindre en surmontant le rappel du ressort 31* un accumulait) teur 41 à volume réglable est également relié au conduit 32. Cet accumulateur 41 comporte un piston coulissant 42 qui est rappelé vers le bas sur un ressort 44 d'appui dans l'accumulateur, par la pression de fluide du conduit 32, de sorte que ce fluide parvient dans l'accumulateur avant le fonctionnement du 15 cylindre asservi 33. Le mouvement de descente du piston 42 et en conséquence le volume de fluide i'eçu dans l'accumulateur, peut être réglé par une vis 43, sur laquelle bute le piston lorsqu'il descend dans l'accumulateur. Le ressort 44 qui tend à ramener en position le piston 42, assure l'éjection du fluide de l'accumu-20 lateur, après fonctionnement du cylindre asservi 33 et le refoulement de la tige 21, de manière qu'il puisse fonctionner à nouveau après rétraction du vérin. La vis 43 empêchant sensiblement tout abaissement du piston 42, le cylindre asservi 33 est actionné immédiatement 25 après que le plongeur J>6 ait pénétré dans l'alésage 34. La quasi-totalité du fluide refoulé de la chambre réduite de l'alésage agit directement dans le cylindre asservi. Lorsque la vis 43 est réglée pour permettre l'accroissement de déplacement du piston 42 le fluide de l'alésage est d'abord reçu dans l'accumulateur 41 50 de sorte que le cylindre asservi ne fonctionne que lorsque la tige 21 atteint une position de recul plus accentué dans le cylindre. Le fluide du conduit 14 peut pénétrer à l'arrière du piston 42 par un orifice 46, de sorte que le piston d'accumu-55 lateur ne peut être refoulé par une contre-pression excessive apparaissant dans la culasse du cylindre, le vérin étant dans la position de la figure 1. Par cet agencement d'équilibrage, l'accumulateur ne peut fonctionner qu'en réponse à la diminution de volume intérieur de la tige 34. L'orifice 46 d'équilibrage 69 06283 5 2003358 peut être supprimé lorsque la contrepression excessive ne risque pas d'apparaître. Eventuellement, le conducteur peut faire reculer davantage le cylindre, sans être obligé de régler préalablement 5 l'accumulateur 41. Cette opération engendrerait normalement une pression excessive dans la conduite 32 et le cylindre asservi puisqu'il ne pourrait y avoir dégagement du fluide pour la poursuite de réduction de volume de l'alésage de tige. Afin de permettre ce recul, une soupape de détente 47 est intercalée 10 entre la culasse du cylindre 18 et le conduit 32. Le fluide sous pression excessive du conduit 32 est ainsi retourné à travers la soupape 47 dans le cylindre. Mais le fonctionnement de cette soupape, soulève un autre problème, du fait que la quantité réduite de fluide contenu dans le conduit J2 et la chambre constituée 15 par le passage 37 et l'alésage 3^ peut engendrer des dépressions nuisibles à une extension consécutive du vérin. Pour résoudre ce problème, une soupape de remplissage 48 est intercalée entre la culasse du vérin et le conduit 32 pour permettre un écoulement du fluide à partir du cylindre vers le conduit 32. La réalisation 20 de la nouvelle commande selon la figure 1 réalise, donc un dispositif efficace de limitation de rétraction du vérin 11. Le dispositif de la figure 2 est une variante de cette réalisation limitant de manière analogue la rétraction du vérin. Les éléments de cette variante, qui correspondent à ceux de la 25 figure 1, sont indiqués sous les mêmes références avec un accent. La chambre de volume variable dans ce cas est formée à l'extension du vérin et prélève le fluide hydraulique à partir de l'extrémité tige du cylindre. L'alésage 34' de tige est donc relié à l'extrémité tige par un orifice 51 ménagé dans celle-ci. Un manchon 52 30 est fixé dans l'extrémité d'ouverture de cet alésage 34' par une bague élastique 53. Ce manchon 52 ménage un alésage plus petit 54 et comporte une extrémité 56 d'alésage plus faible et contenant un anneau 57 de section circulaire, assurant l'étanchéité continue sur le plongeur 36'. L'extrémité 58 du plongeur ferme l'alésage 35 de celui-ci et est de diamètre accru, sensiblement égal à celui de l'alésage 54, le plus petit du manchon. Un anneau 59 à section circulaire est monté sur l'extrémité du plongeur, de sorte que 69 06263 6 2003358 lorsque la tige est avancée, l'alésage 54 du manchon reçoit l'extrémité du plongeur pour constituer une fermeture étanche. La chambre de volume variable est constituée par l'alésage 37' de plongeur en coopération avec l'espace annulaire 61 délimité 5 entre l'alésage de manchon 5^ et le plongeur. L'alésage 37'et cet espace annulaire 6l sont en communication par un orifice 62, ménagé dans la paroi du plongeur. L'assemblage de ces éléments dans le cylindre est rendu possible du fait que le plongeur 36' est démontable du cylindre 18', sur la culasse duquel il est 10 fixé par une vis de montage 63. Les conduits 13' et 14' sont reliés au distributeur de commande et le conduit 32' au cylindre asservi identique à celui de la figure 1. Avant extension du vérin, la chambre, entre l'espace 6l et l'alésage 37' de plongeur, est reliée à l'extrémité tige du 15 vérin par l'orifice 51 pour permettre le remplissage des éléments par le fluide. Lorsque la tige est déplacée vers la gauche, hors du cylindre de vérin, l'extrémité élargie du plongeur ferme de manière étanche l'espace annulaire 61 et délimite la chambre à volume variable. Dans la réalisation de la figure 2, l'accumu-20 lateur réglable 41 et les soupapes 47' de détente et 48' de remplissage sont agencés dans un bloc commun 64, qui peut être fixé au cylindre ou au poste du conducteur pour faciliter le réglage de l'accumulateur 41'. Le dispositif de commande de position, représenté sur la figure 2, limite donc l'extension du vérin 25 hydraulique, à un point déterminé par le réglage de l'accumulateur et la poursuite de cette extension peut être obtenue par la soupape de détente 47' et de remplissage 48'. Dans une modification qui simplifie l'agencement de la figure 1 et qui est représentée sur la figure 3, l'accumu-30 lateur 41", la soupape de détente 47" et la soupape de remplissage 48" sont agencés dans le corps du cylindre hydraulique 18". L'alésage 37" du plongeur est prolongé à travers l'extrémité du cylindre pour être relié aux éléments intégrés dans celui-ci, ainsi qu'au conduit extérieur 32", le mettant en communication 35 avec le cylindre asservi, tel que représenté sur la figure 1. Cette modification (figure 3) simplifie la réalisation du dispositif de commande et de plus réduit les possibilités de fuites, les accumulateurs 4l" et soupapes 47", 48" étant incorporés au cylindre. 69 06283 7 2003358 . Dans encore une autre variante du dispositif de la figure 1, représentée sur la figure 4, un autre procédé est utilisé pour limiter l'extension du vérin. Les éléments correspondant à ceux de la figure 1, sont encore,dans ce cas,désignés par 5 les mêmes références, mais affectés d'un accent triplé. Dans cette variante, la chambre à volume variable est constituée par une partie cylindrique 71 d'extrémité tige du cylindre, fermée par un manchon ou épaulement 72 de la tige 21'" voisine du piston 19'". A l'extension du vérin, le manchon 72 est reçu de 10 manière étanche par l'anneau 73 à. section circulaire, pour constituer ladite chambre en coopération avec l'extrémité 71 de cylindre. Le conduit 32"' est en communication avec celle-ci et le cylindre asservi identique à celui de la figure 1. Le distributeur de commande (non représenté) est également identique et 15 associé aux conduits 13"' et 14"'. La soupape de détente 47"' assure la communication du fluide entre la partie 71 et l'extrémité voisine du cylindre 18"'. L'accumulateur et la soupape de remplissage peuvent être utilisés comme dans les cas des figures 1 et 2. Cet agencement de la figure 4 est plus simple mécanique-20 ment que celui de la figure 2, mais il nécessite une modification du cylindre 18" pour réaliser la partie cylindrique 71° De nombreuses réalisations et modifications peuvent être apportées aux dispositifs décrits ci-dessus. Il est demandé s souvent, par exemple, d'assurer la commande de direction dans 25 chaque sens d'un vérin à double effet. Dans beaucoup d'applications ces vérins sont utilisés par paires. Le dispositif de commande de la figure 1 peut alors être appliqué à l'un des vérins pour limiter la rétraction des deux vérins et celui de la figure 2 pour limiter leur extension. Dans lesappareils comportant un seul ' 30 vérin à double effet, les dispositifs des figures 1 et 4 peuvent être associés à celui-ci pour limiter son déplacement dans chaque sens. 69 06283 8 2003358 REVENDICATIONS 1 - Un dispositif hydromécanique associé au distributeur de commande de positions du piston de cylindre d'un moteur 5 hydraulique et comprenant un agencement du moteur pour constituer une chambre de volume variable correspondant à l'interaction piston et cylindre, un dispositif de déverrouillage en communication avec ladite chambre et qui est associé au distributeur pour arrêter le moteur en réponse à la variation de volume de la chambre 10 lorsque le piston atteint une position limite déterminée de fonctionnement dans le cylindre. 2 - Un dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit volume variable de chambre est constitué par une partie du dispositif de piston et une partie intérieure du cylindre. 15 3 - Un dispositif selon la revendication 2 dans lequel sont compris un piston plongeur tubulaire en saillie intérieure sur la culasse du cylindre et une tige sur laquelle le piston est monté, la tige comportant un alésage sensiblement axial qui est aligné concentriquement audit plongeur pour constituer 2Q ladite chambre de volume variable lorsque le piston atteint ladite limite, le passage tubulaire du plongeur étant en communication avec le dispositif de déverrouillage. 4 - Un dispositif selon la revendication 3 dans lequel le plongeur tubulaire est reçu de manière étanche dans l'alésage 25 de la tige, lorsque celle-ci est rétractée avec son piston dans le cylindre. 5 - Un dispositif selon la revendication 3 dans lequel l'alésage de la tige est en communication avec l'extrémité tige du cylindre par un orifice convenable d'admission de fluide, 50 l'alésage de tige étant réduit à son extrémité ouverte pour réaliser l'étanchéité sur le plongeur, l'extrémité du plongeur tubulaire étant fermée et de diamètre plus grand pour assurer le contact d'étanchéité dans l'alésage de tige, afin de fermer au moins une partie de cet alésage à l'admission du fluide pendant 35 l'extension du vérin, la région annulaire ainsi fermée entre ces éléments étant en communication avec le passage tubulaire du plongeur pour coopérer à la formation de la chambre de volume variable. bad original 69 06283 9 2003358 6 - Un dispositif selon la revendication 2 dans lequel une partie du cylindre à son extrémité tige est de diamètre réduit le diamètre de tige étant augmenté auprès du piston, de manière que, par son introduction dans ladite partie du cylindre, celle-ci 5 soit fermée afin de constituer la chambre de volume variable lorsque la tige avec son piston sent en course d'extension dans le cylindre, ladite partie du cylindre restant en communication avec le dispositif de déverrouillage. 7 - Un dispositif selon la revendication 2 dans lequel 10 un dispositif de réglage permet de faire varier la position limite déterminée du piston pour laquelle le moteur est arrêté. 8 - Un dispositif selon la revendication 7 dans lequel un dispositif de déverrouillage permet le fonctionnement du moteur au delà de ladite limite de fonctionnement déterminée. 15 9 - Un dispositif selon la revendication 8 dans lequel le distributeur de commande tend à se rapprocher d'une position empêchant le fonctionnement du moteur mais est maintenu dans une autre position d'opération par un dispositif convenable de blocage et le dispositif de déverrouillage est un cylindre asservi servant 20 à déverrouiller le distributeur en réponse à une pression déterminée du fluide qui lui est appliqué. 10 - Un dispositif selon la revendication 9 dans lequel ledit dispositif de déverrouillage est une soupape de détente permettant au fluide sous pression déterminée de s'écouler depuis 25 la chambre à volume variable vers une extrémité du cylindre, une autre soupape permettant l'entrée de fluide de remplissage depuis ladite extrémité du cylindre dans la chambre-de volume variable et le dispositif de réglage comprend un piston coulissant rappelé par ressort pour introduire le fluide de cette chambre dans la JO chambre de ce piston suivant le dispositif réglable à ressort agis sant sur celui-ci. 11 - Un dispositif selon la revendication 9 dans lequel lesdites soupapes de détente et de remplissage et ladite chambre de réglage à piston sont situées dans une partie du cylindre. SAD ORKàlHAL