Brevet FR2134039A1 — publié le 19721201

i 2134039 La présente invention est relative à un mécanisme à soupapes d'étranglement comportant un carter dans lequel se trouve suspendu un pendule qui est fixé de manière à pouvoir effectuer un mouvement d'oscillation universel autour d'un point central le long 5 d'un axe géométrique dudit carter, et dans lequel sont disposées plusieurs soupapes d'étranglement, chacune d'entre elles étant pourvue d'un obturateur mobile pouvant être réglé dans différentes positions d'étranglement au moyen du pendule, en fonction de la position dudit pendule par rapport à l'axe géométrique précité. 20 De tels mécanismes à soupapes d'étranglement sont utili sés dans les engins de levage pour les objets lourds, tels que les conteneurs, en vue de régler les éléments de levage actionnés par -la pression d'un fluide et qui sont disposés tout autour de la charge à manipuler, de façon que lesdits engins puissent soulever 15 et abaisser la charge de manière régulière, ladite charge n'étant -plus soumise alors à aucun mouvement de basculement dangereux au cours des opérations de chargement et de déchargement. Le mécanisme à soupapes d'étranglement peut être placé sur le conteneur, l'axe géométrique précité étant alors en position verticale. Si, au: cours 20 des opérations de chargement et de déchargement, la charge commence à basculer du fait qu'un élément de levage fonctionne plus rapidement ou plus lentement que les autres éléments de levage, le pendule se dédale par rapport audit axe géométrique, actionnant de la sorte les soupapes d'étranglement, de telle façon que la vitesse des mou-25 vements de levage ou d'abaissement des éléments de levage se trouve modifiée afin de compenser la tendance à la rupture d'équilibre» Les mécanismes à soupapes d'étranglement propres à la-, technique antérieure ont pour inconvénient le fait que le pendule-• est soumis à une amplitude d'oscillation relativement importante, 30 entraînant une inclinaison prononcée de la charge avant que le mécanisme à soupapes d'étranglement soit à même de compenser de façon satisfaisante la tendance au déséquilibre de la charge. Lorsqu'on a affaire à des charges importantes et extrêmement lourdes, il est essentiel que le mécanisme à soupapes d'étranglement du type susmen-35 tionné puisse assurer, même pour les très petites amplitudes d'oscillation, un facteur de compensation suffisamment important que pour pouvoir redresser la tendance au déséquilibre de la charge. La présente invention vise en conséquence à pourvoir à un mécanisme à soupapes d'étranglement du type susmentionné, mais 40 qui fasse preuve d'une sensibilité extrême aux changements de posi— 72 14269 2 2134039 tion, assurant de la sorte une large gamme de variations pour l'action de régulation des soupapes d'étranglement pour tout changement de position, si petit soit-il, du pendule. Conformément à la présente invention, l'obturateur de 5 chaque soupape d'étranglement comporte un piston d'actionnement pouvant se déplacer de façon étanche dans un cylindre et qui délimite une chambre remplie de liquide qui comporte une section de cylindre présentant une surface de section droite plus importante que celle du cylindre du piston d'actionnement, un piston de com-10 mande pouvant se déplacer de façon étanche dans ladite section de cylindre de la chambre remplie de liquide, les pistons d'actionnement des soupapes d'étranglement étant agencés dans le carter du mécanisme à soupapes d'étranglement autour de l'axe géométrique dudit carter, pouvant par ailleurs se déplacer dans leurs sections 15 de cylindres aù moyen du pendule. La présente invention sera maintenant décrite de façon mode plus détaillée en référence à un/de réalisation préférentiel, le tout conjointement aux dessins ci-annexés, sur lesquelss la figure 1 illustre un conteneur qui se trouve soulevé 20 au-dessus du sol au moyen d'un engin de levage et qui est équipé d'un mécanisme à soupapes d'étranglement conforme aux principes de la présente invention^ la figure 2 illustre tout ensemble l'un des éléments de levage utilisés dans l'engin de levage représenté sur la figure 25 1, un mécanisme à soupape d'inversion, le mécanisme à soupapes d'étranglement conforme à la présente invention, un mécanisme à soupape de commande ou réglage, ainsi qu'une source de fluide sous pression et les conduites y afférentes? la figure 3 illustre une vue partielle latérale et en 30 coupe d'un mécanisme à soupapes d'étranglement conforme à la présente invention, avec arrachement de la partie inférieure du pendule g la figure 4 représente un schéma- d'ensemble du circuit hydraulique. 35 En référence tout d'abord à la figure 1 se trouve repré senté un conteneur parallélépipédique 1 qui se trouve soulevé au-dessus du sol 2 au moyen de quatre éléments de levage hydrauliques 3. Les éléments.de levage 3 comportent chacun une potence 4. Les-dites potences sont accrochées de façon amovible et selon un sys-40 tème connu en soi aux parois latérales du conteneur 1, à proximité 72 14269 3 2134039 de chacune des parois terminales dudit conteneur. Un mécanisme à soupape d'inversion 5 ainsi qu'un mécanisme à soupapes d'étranglement 6 sont assujettis à l'une des potences 4. Ainsi qu'il sera décrit plus en détail ci-après, le mécanisme à soupapes d'étrangle-5 ment 6 comporte un carter dans lequel un pendule 7 s'y trouve suspendu de manière h pouvoir exécuter un mouvement d'oscillation universel autour d'un axe géométrique dudit carter. Le carter est fixé de telle façon à, la potence 4 que ledit axe géométrique est parallèle à l'axe central vertical du conteneur 1, lorsque ladite 10 potense se trouve accrochée audit conteneur. Ainsi qu'il appert plus clairement sur la figure 2, chaque élément de levage 3 constitue un dispositif de cylindre et de piston à double effet, dont la tige de piston 8 repose sur le sol 2 et dont le cylindre 9 est fixé à la potence 4 décrite sur 15 la figure 1, mais non sur la figure 2, Les extrémités supérieure et inférieure du cylindre 9 sont reliées, par l'intermédiaire des conduites 10 et 11, au mécanisme à soupape d'inversion 5. Les conduites séparées 10 et 11 passent du cylindre 9 de chaque élément de levage 3 au mécanisme à soupape d'inversion 5. Quatre conduites 20 12 mènent du mécanisme à soupape d'inversion 5 à quatre soupapes d'étranglement du mécanisme à soupapes d'étranglement 6. Les mécanismes à soupapes 5 et 6 peuvent être logés ensemble dans un seul carter, de façon que les conduites 12 puissent constituer des passages intérieurs dans ledit carter. Une source de fluide sous pres-25 sion empruntant la forme d'une pompe 14 qui est entraînée par un moteur 13 envoie le fluide sous pression à partir d'un r éceptacle d'alimentation 15 en direction d'une soupape de commande 16. Deux conduites 17 et 18 reliènt la soupape 16 au mécanisme à soupape d'inversion 5. La soupape de commande 16 peut être placée de façon 30 connue en soi soit dans une position suivant laquelle le fluide sous pression en provenance de la pompe 14 s'écoule à travers la conduite 17 en direction du mécanisme à soupape d'inversion 5, cependant que la conduite 18 est mise en communication avec le réceptacle d'alimentation 15, soit dans une autre position suivant 35 laquelle le fluide sous pression s'écoule à partir de la pompe 14 et par l'intermédiaire de la conduite 18 en direction du mécanisme à soupape d'inversion 5, cependant que la conduite 17 est mise en communication avec le réceptacle d'alimentation 15. Par ailleurs, le mécanisme à soupapes d'étranglement 6 est relié, par l'intermé-40 diaire d'une conduite 19, au réceptacle d'alimentation 15. 72 14269 4 2î34039 Sur la figure 3 se trouve représenté de- façon détaillée le mécanisme à soupapes d'étranglement 6. L'on peut voir que ledit mécanisme comporte un carter cylindrique 20 qui est assujetti au moyen de dispositifs de fixation (non représentés) à la potence 4 5 (voir figure 1) de telle façon que l'axe géométrique central 21 du carter soit parallèle à l'axe central en hauteur du conteneur 1» Le carter comporte plusieurs soupapes d'étranglement correspondant au nombre d'éléments de levage 3 (voir figure 1), à savoir dans le mode de réalisation décrit ci-contre quatre soupapes d'étranglement 10 qui se trouvent espacées autour de l'axe central 21 de telle façon qu'elles soient disposées, en projection horizontale, aux quatre angles d'un quadrilatère. Le carter 20 est fixé à la potence 4 (voir figure 1) de telle façon que ledit quadrilatère soit orienté de la même façon que le quadrilatère horizontal aux angles desquels sont 15 placés les quatre éléments de levage 3. Les quatre soupapes d'étranglement disposées dans le carter 20 sont identiques, la figure 3 illustrant l'une desdites soupapes d'étranglement en coupe axiale et, partiellement, en élévation latérale. L'on va maintenant décrire ladite soupape d'étranglement, qui 20 aura valeur de démonstration pour l'ensemble des quatre soupapes d'étranglement. Dans le mode de réalisation choisi, la soupape d'étranglement est du type à pointeau. C'est ainsi que ladite valve comporte un obturateur conique 22 qui est solidaire d'un piston d'actionnement 23 pouvant se déplacer de façon étanche dans un cy-25 lindre 24 formé par un alésage ménagé dans le carter 20, et dont l'axe est parallèle à l'axe central 21 dudit carter 20» L'extrémité inférieure du piston d'actionnement 23 ressort dans un cylindre 25 qui est formé par un alésage ménagé dans le carter 20, étant coaxial avec le cylindre 24 mais présentant un diamètre beaucoup plus grand 30 que ce dernier. L'extrémité inférieure du piston d'actionnement 23 est pourvu® d'une broche 26 qui se trouve guidée dans un alésage ménagé dans un piston de commande 27, lequel est susceptible de se déplacer de façon étanche dans le cylindre 25. Les pistons 23 et 27 délimitent entre eux dans le cylindre 25 une chambre 28 qui est 35 entièrement remplie avec un liquide. Le remplissage du liquide dans la chambre 28 peut s'effectuer à travers un passage de remplissage 30 qui est normalement obturé au moyen d'un tampon fileté 29» Les extrémités inférieures des pistons de commande 27 des quatre soupapes d'étranglement ressortent hors de la paroi 40 d'extrémité inférieure du carter 20, venant porter contre un disque 72 14269 5 2134039 ou plateau 31 disposé à l'extrémité supérieure du pendule 7. Au-dessous du plateau 31, le pendule comporte une partie sphérique 32 au moyen de laquelle il est à même d'effectuer un mouvement d'oscillation universel à l'intérieur d'un coussinet sphérique protégé 5 par un couvercle 33 qui est vissé à l'extrémité inférieure du carter 20» Le pendule 7 est fixé de telle façon qu'il puisse osciller autour d'un point central sur l'axe géométrique central 21 « L'obturateur 22 coopère avec un siège de soupape situé _ à l'extrémité inférieure d'un piston 34 pouvant se déplacer dans le 10 cylindre 24. Un ressort 36 se trouve interposé entre l'extrémité supérieure du piston 34 et une vis de réglage 35, ledit ressort tendant à déplacer le piston 34 vers le bas afin de solliciter le siège du piston contre l'obturateur 22. Le piston 34 comporte une gorge annulaire 37 qui est mise en communication, par l'intermé-15 diaire des passages 38 ménagés dans le piston, avec le siège de soupape du piston. A proximité de la gorge 37, le carter 20 comporte un alésage de raccordement 39 pour l'une des conduites 12 (voir figure 2 ) à partir du mécanisme à soupape d'inversion 5* de• tel'le façon que le liquide envoyé à travers ladite conduite et soumis à 20 une pression donnée puisse s'écouler dans la gorge 37 et aboutir, par l'intermédiaire des passages 38, au siège de soupape» A proximité de l'obturateur conique 22, le cylindre 24 se trouve entrecoupé par un alésage 40 qui est disposé de façon radiale par rapport-au-carter cylindrique 20, étant mis en communication avec un alésage 25 de raccordement 41 pour la conduite 19 ( voir figure 2 ) menant au réceptacle d'alimentation 15. Chacune des quatre soupapes d'étranglement est pourvue d'un alésage radial 40, tous les alésages communiquant mutuellement au centre du carter. Seul l'un des alésages 40 requiert un alésage de raccordement 41 en vue de faire dévier 30 le liquide des quatre soupapes d'étranglement vers le réceptacle d'alimentation 15. En référence maintenant à la figure 4, laquelle représente tin schéma d'ensemble des circuits hydrauliques, la soupape?* de commande ou de réglage 16 affecte la forme d'un tiroir de dis— 35 tribution dont le piston se trouve placé sur la figure 4 dans une position propre à relier la conduite 17 à la pompe 14, et la conduite 18 au réceptacle d'alimentation 15. Ladite position de la soupape de commande 16 est celle qui détermine les éléments de levage 3 à soulever le conteneur 1. Le mécanisme à soupape d'inversion 5 se 40 trouve représenté sur la figure 4 sous la forme d'un élément de 72 14269 6 2134039 soupape du type à tiroir 42 pouvant se déplacer dans un cylindre, étant par ailleurs pourvu de plusieurs gorges annulaires destinées à permettre l'établissement de plusieurs liaisons entre les conduites débouchant dans la paroi du cylindre du mécanisme à soupape, 5 ledit élément de soupape du type à tiroir pouvant être réglé dans deux positions extrêmes à l'intérieur du cylindre au moyen du fluide sous pression en provenance des conduites 17 et 18, respectivement, lesdites conduites étant reliées chacune à l'une des extrémités du cylindre. Etant donné que la conduite 17 sur la figure 10 4 est reliée à la pompe 14, l'élément de soupape 42 sur la figure 4 se trouve déplacé dans sa position limite du côté gauche, de telle façon que le fluide sous pression en provenance de la conduite 17 soit fourni à l'extrémité supérieure des cylindres des éléments de levage 3, conformément au réseau de liaisons illustré ci-15 contre, moyennant quoi lesdits éléments de levage 3 soulèvent alors le conteneur 1. Ceci chasse le fluide sous pression hors de l'extrémité inférieure des cylindres ou vérins des éléments de levage 3, ledit fluide sous pression s'écoulant à travers les conduites 11 en direction du mécanisme à soupape d'inversion 5 et, par l'inter-20 médiaire des conduites 12, vers les soupapes d'étranglement 22, 34. Il ressort du schéma du circuit hydraulique illustré sur la figure 4 que les conduites 11 des éléments de levage 3 sont reliées individuellement au moyen du mécanisme à soupape d'inversion 5 aux soupapes d'étranglement respectives 22, 34, lesquelles sont oppo-25 sées en diagonale suivant une projection horizontale. Le fluide sous pression en provenance des éléments de levage respectifs 3 lors de la phase de levage et s'écoulant à travers une conduite 11 et une conduite 12 vers les soupapes d'étranglement respectives 22, 34, pénètre à l'intérieur du carter 30 20 par l'intermédiaire d'un alésage de raccordement 39 (voir figure 3)s passant ensuite par l'intermédiaire du passage 38 à partir de la gorge 24 du piston 34 vers le siège de soupape. Le fluide étant soumis à une pression donnée, et du fait du mode de construction susmentionné du piston 34, ledit fluide s'avère capable de soulever 35 légèrement le piston 34 par rapport à l'élément de soupape du type à tiroir 22, à 1'encontre de l'action du ressort 36. C'est ainsi que le fluide sous pression s'écoule, tout en étant étranglé, à travers le siège de soupape et autour de l'élément de soupape 22 en direction du passage ou alésage 40, puis par l'intermédiaire 40 de l'alésage de raccordement 41 et de la Conduite 19 y associée vers 72 14269 7 2134039 le réceptacle d'alimentation 15. L'effet d'étranglement dans le siège de soupape entraîne une action de freinage sur le mouvement de levage des éléments de levage respectifs 3. Si par exemple l'élément de levage gauche 3, lequel est représenté dans la partie 5 gauche supérieure sur la figure 4, a tendance à se soulever plus rapidement que les autres éléments de levage 3, l'axe en hauteur du conteneur 1 et, par suite, l'axa central géométrique 21 du carter 20 prennent une position inclinée ou oblique, de telle façon que l'axe du pendule 7 suspendu à la verticale soit disposé de 10 façon oblique par rapport à l'axe géométrique central 21, dans un sens tel que le disque ou plateau 31 du pendule 7 sollicite le piston de commande 27 de la valve d'étranglement ( celle représentée dans la partie droite inférieure sur la figure 4 ) un peu plus loin à l'intérieur du cylindre 25, le fluide sous pression dans la cham-15 bre 28 repoussant le piston 23 à un niveau beaucoup plus élevé dans le cylindre 24, en raison de la différence de dimensions entre les surfaces de section droite effectives des pistons 27 et 23, moyennant quoi l'élément de soupape 22 se trouve déplacé vers le siège dans le piston 34, accroissant fortement l'effet d'étranglement 20 dans le siège de soupape, de sorte que se trouve accrue l'action de freinage du mouvement de levage de l'élément de levage 3 disposé dans la partie supérieure gauche par rapport aux mouvements de levage des autres éléments de levage 3. En conséquence, le conteneur 1 se trouve rapidement redressé, de telle façon que son axe 25 en hauteur soit à nouveau orienté dans le sens vertical, évitant ainsi toute rupture d'équilibre dudit conteneur. Pour abaisser le conteneur 1 au moyen des éléments de levage 3, la soupape de commande 16 est réglée de telle façon que la conduite 18 soit mise en communication avec la pompe 14, cepen-30 dant que la conduite 17 se trouve mise en communication avec le réceptacle d'alimentation 15. Il s'ensuit que le piston de la soupape d'inversion ou élément de soupape du type à tiroir 42 se trouve rappelé dans sa position limite vers la droite, de façon que le fluide sous pression en provenance de la conduite 18 soit 35 envoyé vers l'extrémité inférieure des cylindres des éléments de levage 3 par l'intermédiaire des conduites 11, les extrémités supérieures des cylindres ou vérins desdits éléments de levage 3 étant reliées chacune par l'intermédiaire des conduites 10 à l'une des soupapes d'étranglement 22, 34. Toutefois, en pareil cas le 40 mécanisme à soupape d'inversion 5 relie les différents éléments de 72 14269 a 2134039 levage 3 aux soupapes d'étranglement respectives 22, 34, à savoir de telle façon que l'élément de levage 3 situé dans la partie gauche supérieure sur la figure 4 soit par exemple relié à la soupape d'étranglement située dans la partie gauche supérieure. Si 5 par exemple l'élément de levage 3 situé dans la partie gauche supérieure sur la figure 4 a tendance à abaisser le conteneur 1 plus rapidement que les autres éléments de levage 3, ledit conteneur et, par suite, l'axe central géométrique 21 du carter 20 sont placés en position oblique, de sorte que le disque ou plateau 31 10 du pendule 7 suspendu à la verticale amène le piston de commande 27 de la soupape d'étranglement située dans la partie gauche supérieure sur la figure 4 à avancer un peu plus à11'intérieur du cylindre ou vérin 25, moyennant quoi le piston 23 se trouve repoussé sur une plus grande distance à l'intérieur du cylindre 24. En conséquence, 15 l'effet d'étranglement dans la soupape d'étranglement en question se trouve considérablement accru, de telle façon que le mouvement d'abaissement de l'élément de levage 3 situé dans la partie gauche supérieure sur la figure 4 est freiné par rapport au mouvement d'abaissement des autres éléments de levage 3, afin de ramener l'axe 20 en hauteur du conteneur dans une position strictement verticale. 72 14269 9 2134039 REVENDICATIONS 1. Mécanisme à soupapes d'étranglement, caractérisé par le fait qu'il comporte un carter dans lequel se trouve suspendu tin pendule qui est fixé de manière à pouvoir effectuer un mouvement 5 d'oscillation universel autour d'un point central sur un axe géométrique dudit carter, et dans lequel sont disposées plusieurs soupapes d'étranglement, chacune d'entre elles étant pourvue d'un élément mobile pouvant être réglé au moyen du pendule dans différentes positions d'étranglement en réponse à la position prise par le pendule 10 par rapport à l'axe géométrique précité, l'élément mobile de soupape de chacune des soupapes d'étranglement étant pourvu d'un piston d'actionnement pouvant se déplacer de façon étanche dans un cylindre, y délimitant une chambre remplie de liquide qui comporte une section de cylindre présentant une surface de section droite 15 supérieure à celle du cylindre du piston d'actionnement, un piston de commande pouvant se déplacer de façon étanche dans ladite section de cylindre de la chambre remplie de liquide, les pistons d'actionnement des soupapes d'étranglement étant disposés dans le carter du mécanisme à soupapes d'étranglement suivant un écartement 20 donné tout autour de l'axe géométrique dudit carter et pouvant se déplacer dans leurs sections de cylindre au moyen du pendule. 2. Mécanisme a soupapes d'étranglement, suivant la revendication 1, dans lequel les soupapes d'étranglement sont constituées par des valves à pointeau. 25 3. Mécanisme à soupapes d'étranglement, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément mobile de soupape, le piston d'actionnement et le piston de commande de chacune des soupapes d'étranglement sont disposés de façon coaxiale dans le carter précité, sur un axe parallèle à l'axe 30 géométrique dudit carter.