Brevet FR2121841A1 — publié le 19720825

L'invention concerne un dispositif de commande, par organes hydrauliques, des mouvements d'un élément porteur, dont la longueur et la position dans 3.'espace sont variables, en partie lier de la tringlerie d'une échelle rotative allongeable, du mât télescopique d'une plate-forme élévatrice tractée ou d'une flèche de longueur variable d'une grue. Les organes de commande utilisés pour ces appareils sont des vérins hydrauliques, moteurs hydraulaques ou autres, dont le fonctionnement est sûr et dont le sens de circulation et le débit du fluide de travail permettent de commander de manière très simple le sens et la vitesse des déplacements. Un dispositif connu de commande d'un organe hydraulique de ce type consiste en un distributeur déplaçable à la main et monté dans les conduits de cet organe. Ce distributeur comprend une position neutre, dans laquelle les deux conduits de travail de l'organe de commande et les canaux de'bouchant sur la pompe et sur le réservoir du fluide de travail sont obturés. Un organe de manoeuvre permet de placer 7.e tiroir du distributeur en deux positions de travail dans lesquelles les raccords à la pompe et au réservoir de fluide commu- niquent tour à tour avec les conduits de travail de l'organe de commande.La position sélectionnée de travail détermine donc le sens de circulation du fluide dans organe de commande, ainsi donc que le sens du déplacement de L'élément réglable. Une vanne de réglage montée dans le circuit hydraulique détermine le débit. Un organe de réglage de cette vanne est commandé en fonction de la position atteinte par l'élément régl.able. Ce dispositif de commande nécessite pour chaque organe de commande un distributeur, une vanne de réglage et un organe de réglage de ce dernier. Ce dispositif connu de commande est non seulement très compliqué, mais a également l'inconvénient que le sens et la vitesse du mouvement ne peuvent pas être détermines par un organe unique de réglage pouvant être commandé soit à la main, soit à distance. Un dispositif antérieur connu de commande, destiné à éviter ces inconvénients, comprend pour chaque organe de commande un distributeur commandé hydrauliquement et en amont duquel un servo-distributeur commandé électriquement est monté. Ce servo-distributeur peut facilement être attaqué à la main et à distance par des excitations variables, deux électro-aimants étant destinés à différencier le sens des déplacements. L'excitation du servo-distributeur détermine le déplacement hydraulique du tiroir, centré en position neutre, du distri buteur de commande. Il est ainsi possible de faire varier le débit du fluide dirigé sur l'organe de commande.Lorsque le servo-distributeur atteint un état d'équilibre prédéterminé par l'excitation, le tiroir du servo-distributeur coupe l'alimentation du distributeur de commande. Le mouvement s'achève et organe de commande conserve la position qu'il a atteinte. Ce dispositif de commande a l'avantage qu'un seul organe de réglage permet de sélectionner aussi bien la distance que la vitesse du mouvement. Cette sélection peut s'effectuer à la main ou être télécommandée. L'appareillage de commande de chacun des organes de commande est, par ailleurs, légèrement restreint, car il suffit d'un organe de réglage ainsi que d'un distributeur de commande et d'un servo-distributeur. Ces deux distributeurs peuvent être réunis en un groupe hydraulique. L'invention a pour objet un dispositif encore simplifié de commande, par organes hydrauliques, des mouvements d'un élément porteur, dont la longueur et la position dans l'espace sont variables, en particulier de la tringlerie d'une échelle rotative allongeable, du mât télescopique d'une plate-forme élévatrice tractée ou de la flèche, de longueur variable, d'une grue, un organe unique de réglage permettant de sélectionner le sens et la vitesse du mouvement.Selon une particularité essentielle du dispositif de ce type selon l'invention, un distributeur, dont le tiroir est centré en position neutre, est monté en amont de chaque organe de commande, deux électro-aimants sont destinés à placer ce tiroir sélectivement en deux positions de travail en fonction d'une excitation prédéterminée et la course du tiroir détermine directement le sens de circulation et le débit du fluide de travail dirigé sur l'organe de commande. Ce mode de réalisation ne comprend plus, pour chaque organe de commande,que ce distributeur qui assume également la fonction du servo-distributeur du dispositif de commande de l'art antérieur mentionné plus haut. Cette simplification est considérable dans les appareillages à plusieurs organes de commande et se traduit par une économie notable. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif de l'invention, l'augmentation de la section de passage des canaux du distributeur proportionnellement à la course du tiroir détermine le réglage et la sélection du débit. Conformément à l'inven- tion, deux ressorts de compression antagonistes dans le sens longitu dinal centrent le tiroir du distributeur en position neutre. Selon un mode de réalisation avantageux du distributeur, 7.e tiroir est mobile dans un manchon intermédiaire comportant les canaux et monté dans une enveloppe comportant les raccords. Les canaux du manchon intermédiaire sont des trous radiaux répartis longitudinalement en hélice sur la périphérie de ce manchon et reliés par une gorge extérieure périphérique. Les trous se chevauchent longitudinalement, de préférence sur la distance de leur rayon. Ainsi, le fluide de travail passant par le distributeur et réparti en petits courants partiels balaye. le tiroir et n'influe donc plus sur la position de ce dernier qui est conditionnée par l'excitation prédéterminée. La section totale des trous d'un canal correspond à la section des canaux qui les prolongent dans l'enve]oppe et dans le manchon intermédiaire. Ainsi, les trous de ce manchon répartissent uniformément le débit maximal du distributeur. Selon un mode de réalisation avantageux permettant au tiroir du distributeur d'exécuter la conversion du sens de circulation du fluide de travail, le tiroir de ce distributeur est divisé en trois parties délimitant deux chambres, lenveloppe comporte un canal de raccord au fluide sous pression, deux canaux de raccord au réservoir et deux canaux de raccord aux conduits de travail de lorgane de commande et les canaux de l'enveloppe relient en permanence les deux chambres du tiroir et ces conduits de travail de manière à laisser le fluide circuler. Le manchon intermédiaire comporte deux canaux qui relient en permanence les chambres du tiroir aux canaux de l'enveloppe qui débouchent sur les conduits de travail.Les parties du tiroir en position neutre obturent les canaux du distributeur et les raccords au refoulement de la pompe et au réservoir. Aucune circulation sans pression n'a donc lieu dans le dispositif au repos . - Lorsque le premier électro-aimant est excité, la partie ou portée médiane du tiroir libère les canaux qui ]ui sont affectés et relie ainsi le raccord du refoulement de la pompe et le second conduit de travail par l'intermédiaire d'une chambre. L'une des parties ou portées extérieures da tiroir libère également les canaux qui lui sont affectés et relie 7.e premier conduit de travail au raccord du réservoir par l'intermédiaire de l'autre chambre. Lorsque le second électro-aimant est excité, la portée médiane du tiroir libère les canaux du distributeur qui lui sont affectés et relie ainsi le raccord du refoulement de la pompe au premier conduit de travail par l'intermédiaire de l'autre chambre. L'autre portée extérieure du tiroir libère également les canaux qui lui sont affectés et relie le second conduit de travail et le raccord au réservoir par I'intermédiaire de la première chambre. Les canaux du manchon intermédiaire pouvant être orien- tés de manière particulière par rapport aux portées du tiroir, le nouveau distributeur offre la possibilité de régler dans le temps les conversions de course du tiroir. Ainsi, les portées peuvent libérer simultanément les canaux qui leur sont affectés lors d'un déplacement du tiroir. Cependant, selon une disposition entrant dans le cadre de l'invention, la portée centrale libère les canaux correspondants débouchant sur le raccord au refoulement de la pompe avant ou après que les portées gauche et droite libèrent les canaux débouchant sur le raccord correspondant au réservoir lors d'un déplacement du tiroir. La succession de la libération des canaux par les portées du tiroir peut être la même ou peut être différente lors de l'excitation de l'un ou l'autre des deux électro-aimants.Ce réglage est fonction essentiellement de la commande de l'organe correspondant et de ses données de réglage. Le distributeur, dont les mouvements sont les mêmes ou diffèrent peu dans les deux sens, est réalisé, de préférence, de manière que la course du tiroir et donc que le débit du fluide passant par le distributeur dépendent de la même manière de l'excitation de l'électro-aimant pour l'un et l'autre sens de déplacement. Cependant, lorsque les mouvements sont très différents dans les deux sens, le distributeur est réalisé de préférence de manière que la course du tiroir et donc que le débit du fluide passant par le distributeur dépendent différemment de manière correspondante de l'excitation de l'électro aimant dans l'un ou l'autre sens de déplacement. La variation de courant au moyen de résistances série permet de régler l'excitation des élec- tro-aimants.Ces résistances série sont commandées par des organes manuels de manoeuvre ou par des organes de réglage télécommandés. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre nullement limitatif et sur lesquels la figure l est une coupe axiale d'un distributeur selon l'invention ; la figure 2 est un diagramme de la courbe caractéristique du distributeur de la figure 1 ; et la figure 3 est un schéma du circuit d'attaque des deux électro-aimants du distributeur de la figure 1. La figure 1 représente le distributeur du nouveau dispositif de commande en position neutre. Le tiroir 15 est divisé en trois parties ou portées 16, 17 et 18 et il est mobile axialement dans un manchon intermédiaire 30. Des ressorts de compression antagonistes 20 et 21 appliqués contre les deux extrémités du tiroir 15 le maintien nent en position neutre. Lorsqutun électro-aimant MR1 est excité par le conducteur stl de commande, le tiroir 15 est déplacé vers la droite. Lorsque l'électro-aimant MR2 est excité par le conducteur st2 de commande, le tiroir 15 est déplacé vers la gauche. Le raccord P au refoulement de la pompe du circuit hydraulique communique avec le canal 11 de l'enveloppe 10. Des canaux 13, 13' à 13" correspondant à ce canal 11 sont répartis longitudinalement en étoile sur la périphérie du manchon intermédiaire 30. Ces canaux sont des trous qui se chevauchent dans le sens de la longueur du tiroir sur une distance correspondant à leur rayon. Une gorge extérieure 12 du manchon 30 relie ces trous 13 à 13" qui sont situés uniquement en face de la portée médiane 16 qui les obture. Les raccords T au réservoir débouchent par les canaux 27 et 29 de l'enve]oppe 10 sur des canaux correspondants formés de trous 26 à 26" et 28 à 28" que les portées 17 et 18 du tiroir obturent de la même manière. Les portées 16 et 17 du tiroir délimitent une chambre gauche 14 qui communique. en permanence par un canal 22 du manchon 30 et un canal 23 de l'enveloppe 10 avec le conduit de travail B de l'organe de commande HM. Les portées 16 et 18 du tiroir délimitent la chambre droite 19 qui communique en permanence par un canal 24 du manchon 30 et un canal 25 de l'enveloppe 10 avec le conduit de travail A de l'organe de commande HM. Lorsque l'électro-aimant MR1 est excité, le tiroir se déplace vers la droite. Cette excitation prédéterminée constitue une mesure de la course du tiroir, conformément à la caractéristique de la figure 2. Le nombre de spires des électro-aimants MR1 et MR2 étant constant, ]'excitation varie en fonction du réglage du courant J. La caractéristique montre que la variation de la course 1 du tiroir 15 en fonction du courant J d'excitation est linéaire lorsque ces deux valeurs varient proportionnellement. Lors de la course du tiroir 15, la portée 16 libère un nombre déterminé de canaux 13 à 13" et la portée 18 libère le meme nombre de canaux 28 à 28". Le raccord P au conduit de fluide sous pression provenant de la pompe communique alors par le canal 11, les canaux libérés 13, la chambre gauche 14 du tiroir et les canaux 22 et 23 avec le conduit B de travail. Le conduit A de travail est mis en communication par les canaux 24 et 25, la chambre droite 19 du tiroir, les canaux libérés 28 et le canal 29 avec le raccord droit T au réservoir vers lequel le fluide reflue. Le fluide de travail s'écoule dans le sens représenté par l'organe HM de commande et détermine le sens de déplacement de ce dernier. Le débit, qui est fonction du nombre de canaux libérés 13 et 28,détermine la vitesse du mouvement. Lorsque les trous des canaux 13, 26 et 28 se chevauchent, l'augmentation de la section de passage et donc du débit de fluide libéré est proportionnelle à la course du tiroir 15. fl est facile de comprendre que la position des trous extrêmes 13 et 13", 26 et 26", ainsi que 28 et 28" par rapport aux portées 16, 17 et 18 du tiroir peut déterminer la séquence de circulation du fluide dans les canaux du distributeur. La séquence peut être synchrone ou inclure une avance ou un retard. Par ailleurs, les séquences peuvent Qtre les mêmes ou peuvent être différentes lors de l'excitation de l'un ou l'autre des électro-aimants MRî et MR2. Ces réglages sont uniquement fonction de la position des trous extrêmes des canaux 13, 26 et 28 du manchon intermédiaire 30 par rapport aux arêtes de commande des portées 16, 17 et 18 du tiroir. La gorge périphérique extérieure 12 relie les canaux 13 à 13" de manière que le fluide sous pression arrivant par le raccord P puisse pénétrer de manière certaine dans la chambre 14 par tous les trous libérés. Le fluide pénètre dans la chambre 14 en petits courants partiels orientés différemment, de sorte que la position du tiroir qui est fixée par l'excitation prédéterminée ne varie pas. Lorsque l'excitation de l'électro-aimant NR1 est coupée, le tiroir 15 revient en position neutre et arrête le mouvement. L'organe HM de commande conserve la position qu'il a atteinte, car les conduits A et B de travail sont obturés. Lorsque l'électro-aimant MR2 est excité par l'intermédiaire du conducteur st2 de commande, le tiroir 15 se déplace vers la gauche. La portée 16 libère à nouveau une partie des canaux 13 à 13". Mais le raccord P au conduit de fluide sous pression entre dans ce cas en communication avec le conduit A de travail par l'intermédiaire du canal Il de l'enveloppe 10, des canaux libérés 13 à 13", de la chambre droite 19 du tiroir et des canaux 24 et 25 du manchon 30 et de l'enveloppe 10. Le conduit B de travail entre en communication par les canaux 22 et 23, la chambre gauche 14 du tiroir, les canaux libérés 26 à 26" et le canal 27 avec le raccord gauche T au réservoir vers lequel le fluide reflue. Ce fluide passe dans le sens inverse par l'organe HM de commande et modifie donc le sens de déplacement de ce dernier. La course du tiroir détermine à nouveau la vitesse du mouvement. Les deux electro-aimants MR1 et MR2 peuvent être atta qués par des résistances série RV1 et RV2 et les conducteurs de commande sti et st2. Le curseur de ce potentiomètre est connecté au p8le opposé négatif de la tension d'alimentation et peut être déplacé dans les deux sens par un organe réglable BO de manoeuvre. Ce curseur déplacé dans un sens ou dans l'autre provoque l'attaque de l'un ou l'autre des électro-aimants et détermine donc le sens du mouvement. La distance du déplacement du curseur détermine la réduction de la valeur de la résistance série RV1 ou RV2 et donc l'augmentation correspondante du courant J d'excitation. L'excitation prédéterminée fixe finalement la course 1 du tiroir 15 et donc le débit du fluide passant par les canaux libérés. Le circuit d'attaque représenté sur la figure 3 permet donc de sélectionner très simplement le sens et la vitesse du mouvement de organe hydraulique de commande. La variation du courant du curseur détermine cette sélection qui peut être exécutée de la même manière par un organe de réglage télécommandé. n va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIOKS 1. Dispositif de commande, par organes hydrauliques, des mouvements d'un élément porteur, dont la longueur et la position dans ltespace sont variables, en particulier de la tringlerie de commande d'une échelle rotative allongeable, du mât télescopique d'une plate-forme élévatrice tractée ou de la flèche, de longueur variable, d'une grue, caractérisé en ce qu'un distributeur, dont le tiroir est centré en position neutre, est monté en amont de chaque organe de commande, deux électro-aimants sont destinés à placer le tiroir sé lectivement en deux positions de travail en fonction de leur excitation prédéterminée et la course du tiroir fixe directement le sens et le débit du fluide dirigé sur l'organe de commande. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de passage des canaux du distributeur croit proportionnellement à la course du tiroir. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que deux ressorts antagonistes de compression centrent longitudinalement le tiroir du distributeur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tiroir est mobile dans un manchon intermédiaire comportant les canaux du distributeur et monté dans une enveloppe comportant les raccords. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les canaux du manchon intermédiaire sont des trous radiaux répartis longitudinalement en hélice sur la périphérie du manchon et reliés par une gorge extérieure périphérique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les trous d'un canal du manchon intermédiaire se chevauche dans le sens de la longueur du tiroir en étant décalés, par exemple, sur une distance correspondant à leur rayon. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la section totale des trous d'un canal du manchon intermédiaire correspond à celle des canaux qui les prolongent dans l'enveloppe et dans ce manchon. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tiroir du distributeur est divisé en trois parties ou portées qui délimitent deux chambres, l'en- veloppe comporte un canal de raccord à un conduit de fluide sous pression, deux canaux de raccord à un réservoir et deux canaux de raccord aux conduits de travail de l'organe de commande et les deux chambres du tiroir communiquent en permanence avec les organes de commande par les canaux de raccord aux conduits de travail. 9. Dispositif selon une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le manchon intermédiaire comporte deux canaux qui communiquent en permanence avec les canaux de l'enveloppe qui débouchent sur les conduits de travail. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les portées du tiroir en position neutre obturent les canaux du distributeur qui débouchent sur les raccords au conduit de fluide sous pression et au réservoir. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que, lorsque 7.e premier électro-aimant est excité, la portée médiane du tiroir libère les canaux qui lui sont affectés et relie le raccord au conduit de fluide sous pression et le second conduit de travail par l'intermédiaire de l'une des chambres du tiroir, tandis que l'une des portées extérieure du tiroir libère les canaux qui lui sont affectés et relie le premier conduit de travail et 7.e raccord au réservoir par l'intermédiaire de l'autre chambre du tiroir et lorsque le second électro-aimant est excités la portée médiane du tiroir libère les canaux qui lui sont affectés et relie le raccord au conduit de fluide sous pression et le premier conduit de travail par l'intermédiaire de ladite autre chambre du tiroir, tandis que l'autre portée extérieure du tiroir libère les canaux qui lui sont affectés et relie le second conduit de travail et un raccord au réservoir par l'intermédiaire de ladite première chambre du tiroir. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les portées du tiroir déplacé libèrent simultanément les canaux qui leur sont affectés. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la portée médiane du tiroir déplacé libère les canaux qui lai sont affectés et qui debouchent sur le rac cord au conduit de fluide sous pression avant ou après que les deux par tées extérieures du tiroir libèrent les canaux qui leur sont affectés et qui débouchent sur un raccord correspondant au réservoir. 14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la séquence de la libération des canaux par les portées du tiroir est égale dans l'un ou l'autre senss ou différente selon que ltun ou l'autre des deux électro-aimants du distributeur est excité. 15. Dispositif selon une quelconque -des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la course du tiroir et donc le débit du fluide passant par le distributeur sont fonction de la même manière ou de manière différente de l'excitation de I'électro- aimant dans l'un et l'autre sens de déplacement. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'excitation des électro-aimants est réglable par variation du courant au moyen de résistances série, ce réglage pouvant être effectué par des organes de manoeuvre commandés à la main ou télécommandés.