Brevet FR2123143A1 — publié le 19720908

L a présente invention concerne les dispositifs hydrauliques et notamment de tels dispositifs dans lesquels au moins un vérin à double effet doit assurer la retenue d'une charge et, ce, sur une partie de son cycle de fonctionnement. Ce cas se produit en particulier sur les véhicules dont la benne peut etre déposée sur le sol et rechargée sur la plate-forme au moyen d'un portique articulé à la partie arrière de cette plate-forme et auquel la benne peut être accrochée, par exemple au moyen de câbles. Ce portique est actionné par deux vérins hydrauliques à double effet qui s'étendent le long des deux ôtés longitudinaux du véhicule. On comprend que la position verticale des bras du portique constitue une position d'équilibre instable de part et d'autre de laquelle le poids de la benne et éventuellement de sa charge tend à basculer. En conséquence, lors d'une opération de chargement ou de déchargement, audelà de la position verticale du portique, il est nécessaire de retenir ou de freiner le mouvement de la benne. Ceci est réalisé dans les dispositifs actuels au moyen d'une commande par came qui présente de nombreux inconvénients: le freinage est le même quelle que soit l'importance de la charge déplacée ; il est effectué sur presque toute la course de descente alors que dans la premiè re partie de cette course il est pratiquement inutile les les cames s'encrassent ce qui diminue la précision et la fiabilité du dispositif ; de plus, étant donné que les cames sont placées au voisinage de l'axe d'articulation du portique il est nécessaire de prévoir des tuyauteries de raccordement d'une longueur importante, ce qui augmente le prix de revient et constitue une source de panne supplémentaire. La Demanderesse se propose de fournir un dispositif hydraulique comportant a-u moins un vérin à double effet, qui soit pourvu de moyens de freinage et qui permette de remédier aux divers inconvénients précités. L'invention a pour objet un tel dispositif comprenant au moins un conduit d'alimentation du vérin en fluide sous pression, au moins un conduit de retour de ce fluide, et des moyens de freinage, caractérisé en ce que lesdits moyens de freinage comprennent des moyens d'étranglement variable placés dans le conduit de retour, la valeur de la section libre étant déterminée par un organe de commande soumis aux actions antagonistes, d'une part, de la pression d'alimentation et, d'autre part, de la pression régnant dans le conduit de retour, en amont de l'étranglement. De la sorte, sous l'effet du poids de la benne et/ou de la charge, lorsque la pression de retour devient suffisamment importante, le piston commandant l'étranglement du conduit de retour est déplacé dans le sens qui tend à resserrer ledit étranglement et par conséquent à freiner le déplacement de la charge. L'intensité du freinage ne dépend donc plus uniquement du tracé d'une came, mais est déterminée automatiquement par la valeur de la contre-pression et en fonction des besoins réels. Dans le mode de réalisation envisagé de préférence, les deux chambres du vérin à double effet sont reliées à un circuit d'alimentation et de retour tel que défini ci-dessus, les moyens de freinage et de commande étant incorporés dans un même corps et agissant bien entendu dans les deux sens de fonctionnement, comme cela va être expliqué en détail dans la suite de la description. Cette description va être faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique d'un véhicule auquel l'invention peut être appliquée - la Fig. 2 est un schéma général d'un circuit hydraulique perfectionné suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue en coupe verticale du dispositif de freinage selon l'invention; ; et - la Fig. 4 est une vue en coupe horizontale de ce dispositif, suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3. On a représenté sur la Fig. l un véhicule V du type dit "multi-bennes" dans lequel une benne B peut être chargée ou déchargée du véhicule au moyen d'un portique 1 comprenant deux montants 2 articulés autour d'un axe transversal X-X sur la partie arrière du véhicule et actionnés par deux vérins 3 à double effet, disposés parallèlement à l'axe longitudinal de ce véhicule. En position de travail, la partie arrière du véhicule repose sur une ou plusieurs béquilles 4 et l'extrémité libre du portique porte des câbles 5 qui viennent s accrocher sur la benne B. On a représenté sur la Fig. 2 un schéma du dispositif hydraulique correspondant qui comprend une pompe 6 entraînée à partir du moteur 7 du véhicule, un distributeur 8 dont la position est commandée par l'utilisateur et un dispositif de freinage 9 suivant l'invention, à partir duquel sont alimentés en parallèle les deux vérins à double effet. Le dispositif de freinage 9, représenté plus en détail aux Fig. 3 et 4, comprend un corps 10 dans lequel sont ménagés quatre perçages longitudinaux parallèles 11, 12, 13, 14, identiques deux à deux (11, 13 et 12, 14) et dont deux (11, 13) débouchent aux extrémités du corps, tandis que les deux autres (12, 14) sont obturés par des bouchons 15. Les deux premiers perçages (11, 13) sont reliés chacun au distributeur 8 et au circuit d'alimentation des deux vérins 3. Ils comportent également, chacun, un clapet anti-retour 16 constitué dans le mode de réalisation représenté par une bille 17 sollicitée par un ressort 18, ce ressort prenant lui-même appui sur un raccord 19 vissé dans le corps 10. Les deux évidements borgnes 12, 14 sont étagés et délimitent en particulier deux portées 19, 20 sur lesquelles est monté coulissant un piston creux 21. Ce piston comporte une tête élargie 22 qui est reçue dans l'extrémité la plus large 23 de l'évidement 12 ou 14, cette tête de piston portant une garniture d'étanchéité torique 24. Chaque piston délimite dans l'alésage étagé 12 ou 14 correspondant trois chambres 25, 26, 27 disposées respectivement à ses extrémités et dans sa partie médiane, et il comporte, d'une part, une série d'orifices 28 de petit diamètre, par exemple de l'ordre de 2 mm, disposés en hélice à sa périphérie et qui se trouvent normalement au droit de la chambre 25 d'extrémité, et, d'autre part, une deuxième série d'orifices 29 disposés dans un même plan transversal et qui se trouvent, eux, en face de la chambre médiane 26.Il est prévu, de plus, dans ie corps 10 des passages 30, 31, 32, 33 qui font communiquer, d'une part, la partie de chaque conduit 11, 13 disposée en amont du clapet anti-retour 16 avec la chambre intermédiaire 26 de l'évidement 12, 14 adjacent, et, d'autre part, la partie de ce conduit qui se trouve en aval dudit clapet anti-retour 16 avec la chambre 27 d'extrémité de l'évidement borgne 12, 14 adjacent. De plus, chaque évidement borgne 12, 14 a sa première chambre 27 d'extrémité mise en communication Dar 1 'intor- médiaire d'un autre passage transversal 34, 35 avec la partie amont du conduit (13, 11) avec lequel il n'est pas mis en communication par les deux autres passages transversaux (30, 31 ou 32, 33) et qui se trouve au-dessus ou audes sous. On va maintenant décrire le fonctionnement d'un tel dispositif, en supposant qu'il est utilisé pour déplacer la benne de la plate-forme du véhicule jusqu'au sol, les deux positions extrêmes étant représentées respectivement en trait plein et en trait mixte sur la Fig. 1. On supposera également que pour effectuer ce déplacement la circulation du fluide hydraulique s'effectue dans le circuit dans le sens des flèches qui sont portées sur les Fig. 2 et 4. Si l'on regarde la Fig. 1 on voit que dans la première partie du trajet, qui consiste à amener le portique 1 dans une position à peu près verticale, le poids de la benne et éventuellement de sa charge tend à s'opposer à ce déplacement. Dans cette première partie de la course, les vérins sont alimentés par un trajet d'alimentation qui comprend le conduit 11 du dispositif de freinage (Fig.3) la bille du clapet anti-retour 16 étaiit éloignée de son siège ne s oppose pas au passage du fluide.Pendant cette même partie de la course, le trajet de retour dans le dispositif de freinage est constitué par une partie du deuxième conduit 13, puis le passage transversal 33, les orifices 28 ménagés dans le piston creux, l'intérieur de ce piston creux, les orifices 29, la chambre intermédiaire 26, le deuxième passage transversal 31, puis la partie du conduit 13 qui se trouve en amont du clapet anti-retour 16 si l'on considère le sens de déplacement du fluide pendant une phase d'alimentation.Durant cette partie de la course, la pression d'alimentation est supérieure à la pression qui règne dans le circuit de retour et le piston se trouve par conséquent dans la position représentée sur la Fig.4, c'est-à-dire que sa tête se trouve en butée contre la face adjacente de l'épaulement que délimite l'alésage étagé, et la section totale que constituent les divers orifices calibrés est suffisante pour ne pas opposer de résistance trop importante au fluide hydraulique. Lorsque la position à peu près verticale du portique a été franchie, et au fur et à mesure que lton s'éloigne de cette position et que la benne se rapproche du sol, le porte à faux augmente et la charge tend à entralner et à faire basculer le portique, ce qui exerce une force de traction importante sur les tiges des vérins 3 et augmente par conséquent considérablement la pression dans le circuit hydraulique de retour.Cette pression du circuit de retour ou contre-pression s exerçant sur l'extrémité de droite, en considérant le dessin, du piston 21 tend à déplacer ce piston vers la gauche, et ce d'autant plus que l'utilisateur relâche davantage la pression qu'il exerce sur la pédale d'accélérateur du moteur, entraînant la pompe du dispositif hydraulique ; en effet, la pression d'alimentation qui règne dans la chambre opposée 25 de l'évide- ment borgne 12 et s'exerce sur la tête du piston diminue alors en conséquence. Sous l'action conjuguée d'une augmentation de pression sur une face et d'une diminution de pression sur l'autre, le piston tend donc à se déplacer dans le sens qui fait que les orifices calibrés 28 sont peu à peu et successivement recouverts par la portée 20 et que la section libre qui est offerte au fluide hydraulique diminue jusqu a éventuellement devenir nulle. Bien entendu, en dosant convenablement la pression exercée sur la pédale d'accélérateur, l'utili- sateur peut établir dans les deux chambres opposées de l'évidement 12 des pressions telles que le piston occupe une position d'équilibre à laquelle correspond le débit de retour correct du fluide hydraulique et une vitesse de descente convenable de la charge. Les différents paramètres dont on dispose pour obtenir un fonctionnement satisfaisant d'un tel dispositif sont, d'une part, le diamètre et la répartition des orifices calibrés 28 ménagés dans le piston creux et, d'autre part, le rapport des surfaces des deux faces opposée s du piston, soumises respectivement aux pressions d'alimentation et de retour. Un choix convenable de ces paramètres permet d'obtenir la relation correcte entre l'influence respective de ces deux pressions. On voit qu'un tel dispositif offre de très sérieux avantages par rapport aux dispositifs antérieurs étant donné qu'il est entièrement hydraulique, et de ce fait peut fonctionner dans les conditions très difficiles que sont habituellement les conditions de travail de tels circuits hydrauliques, notamment dans des véhicules de transport, de terrassement ou autres. 1l ne risque pas de s'encrasser et est particulièrement fiable. De plus, il offre une garantie et une sécurité totales étant donné que l'importance du freinage est déterminée par et est proportionnelle à la pression qui règne dans le circuit de retour du fluide, c'est-à-dire en fait à la force de traction qui s'exerce sur les tiges de piston des vérins et donc à l'importance de la charge à freiner. Par ailleurs, l'utilisateur peut régler avec précision et au moment voulu la vitesse de descente de la benne en agissant sur l'organe de réglage du débit de la pompe. Dans le mode d'application particulier envisagé, il peut faire intervenir le freinage avec son efficacité maximale ou proche de son efficacité maximale en fin de course de descente, ce qui permet de réaliser un gain de temps précieux par rapport aux dispositifs dans lesquels le freinage s'effectue dès que la position de point mort verticale a été franchie ou peu après ce moment. B ien entendu, le mode de réalisation que l'on vient de décrire ne constitue qu'un exemple et le dispositif suivant l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de construction ainsi que d'applications autres que celles décrites dans le présent mémoire. REVENDICATIONS 1 - Dispositif hydraulique perfectionné, comprenant au moins un vérin à double effet, au moins un conduit d'alimentation de ce vérin en fluide sous pression, au moins un conduit de retour de ce fluide et des moyens de freinage, caractérisé en ce que lesdits moyens de freinage comprennent des moyens d'étranglement variable (28) placés dans le conduit de retour, la valeur de la section libre étant déterminée par un organe de commande (21) soumis aux actions antagonistes, d'une part, de la pression d'alimentation et, d'autre part, de la pression régnant dans le conduit de retour en amont de l'étranglement. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'alimentation (11, 13) comprend un clapet anti-retour (16) et le conduit de retour comprend un passage (12, 14) en dérivation avec ce clapet antiretour, ce passage constituant un logement pour un piston creux (24) percé d'orifices (28, 29) qui font partie desdits moyens d'étranglement, et délimitant de part et d'autre du piston deux chambres (25, 27) dans lesquelles règnent lesdites pressions d'alimentation et de retour. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit passage (12, 14) est un alésage borgne étagé délimitant deux portées (19, 20) et trois chambres (25, 26, 27), le piston creux (24) monté coulissant sur lesdites portées comportant au moins un premier orifice (28) coopérant avec la portée adjacente (20) pour limiter la section libre pour le retour du fluide hydraulique, et au moins un deuxième orifice (29) débouchant dans la chambre intermédiaire (26). 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu une première série d'orifices (28) répartis, par exemple en hélice, à la périphérie du piston creux (24), pour assurer une variation progressive de la section de passage. 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la face d'extrémité du piston soumise à la pression d'alimentation a une surface supérieure à celle de la face opposée de ce piston, soumise à la pression de retour. 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (10), deux conduits dits d'alimentation (11, 13) percés dans ce corps et débouchant sur ses deux faces d'extrémité, pour être reliées à un distributeur (8) et à au moins un vérin à actionner, deux conduits (12, 14) dits de retour, perçés dans le corps et obturés à leurs deux extrémités, un clapet anti-retour (16) dans chaque conduit d'alimenta tion, deux passages transversaux (31,33 ; 32,24) reliant respectivement les branches de chaque conduit d'alimentation (11, 13) placés en amont et en aval du clapet anti-retour à une extrémité (27) et à la partie médiane (26) du conduit de retour (12, 14) adjacent, un passage transversal (34, 35) reliant, respectivement, ladite branche amont de chaque conduit (11, 13) d'alimentation à l'autre extrémité (25) du conduit de retour (14, 12) auquel ce conduit d'alimentation n'est pas relié par les deux premiers passages transversaux, de sorte que des moyens de freinage commandés et réglés par les valeurs des pressions d'alimentation et de retour sont prévus dans les deux sens de fonctionnement du vérin associé. 7 - Dispositif de commande de vérin à double effet, notamment pour camion multi-benne, suivant l'une quelconque des revendications précédentes.