Brevet FR2153397A1 — publié le 19730504

L'invention se rapporte à un dispositif de commande ou de distribution hydraulique comprenant un distributeur à plusieurs voies qui comporte au moins deux clapets de distribution agencés dans un bloc commun, avec leurs conduits5 et au moins un distributeur pilote fixé à ce bloc et relié aux conduits des clapets de distribution et un ou plusieurs appareils supplémentaires comprenant un clapet pilote et qui assurent les fonctions d'un limiteur de pression, d'un organe d'arrêt et/ou d'un limiteur de débit. Dans un dispositif de commande hydraulique connu du genre cité ci-dessus, au moins deux clapets de distribution sont agencés dans un bloc commun, pour former un appareil compact et d'emploi universel. La communication avec le distributeur pilote s'effectue par l'intermédiaire d'un couvercle comprenant des conduits et orifices qui diffèrent suivant l'application du dispositif de commande (brevet de la République Fédérale d'Allemagne n" 1 958 200). Lorsqu'il s'agit d'élargir les possibilités d'utilisation d'un dispositif hydraulique de ce type, qui constitue en fait un distributeur à plusieurs voies, on peut raccorder d'autres appareils aux conduits qui mènent à l'organe récepteur.Ces appareils supplémentaires peuvent etre constitués par des limiteurs de pression, clapets d'arret et/ou limiteurs de débit et ils peuvent comporter un clapet pilote, comme on l'a indiqué plus haut. Ces appareils supplémentaires sont utilisés, par exemple pour fixer à une certaine valeur le débit d'huile transmis au piston de l'organe récepteur lorsque cet organe est mis en action, c'està-dire pour fixer à une certaine valeur la vitesse de ce piston. Ceci ne constitue qu'un exemple d'application. Dans l'état actuel de la technique, lorsque, par exemple, on doit ajouter à l'appareil qui comprend les clapets de distribution et le ou les distributeurs pilotes, un limiteur de pression, ce limiteur de pression est formé par un autre clapet analogue aux clapets de distribution et par un clapet pilote chargé par un ressort. On décrira dans la suite en regard des figures 1 et 2 des dessins annexés un dispositif de commande de ce type réalisé conformément à la technique antérieure. Dans ce dispositif, la dimension de chaque clapet du type des clapets de distribution doit etre calculée pour laisser passer le débit principal de la pompe L'ensemble de l'appareil devient donc plus encombrant, plus lourd, plus coûteux et plus sujet aux pertes d'huile. Chaque clapet intercalé dans le circuit principal de la pompe constitue un étran klement qui entratne un accroissement de la perte de charge, ainsi que de l'échauffement du fluide et de la perte d'énergie et, finalement, une détérioration du rendement. Par ailleurs, la plupart des clapets doivent etre munis d'une dérivation comportant un clapet antiretour et destiné à laisser passer le flux du liquide hydraulique dans le sens inverse.Ceci entratne à son tour l'utilisation d'éléments supplémentaires dont la présence entraîne à nouveau un accroissement de dimension et de poids et de nombreux effets secondaires désavantageux. Etant donné que le dispositif comporte un grand nombre d'éléments qui sont indispensables pour son fonctionnement, le risque de pa;nnede l'ensemble en est accru d'autant. L'invention vise à réaliser un dispositif de commande hydraulique et un appareillage du type décrit plus haut qui présente le plus faible encombrement possible et qui ne demande que le plus petit nombre possible d'éléments supplémentaires pour élargir les possibilités de fonctionnement et d'utilisation du distributeur à plusieurs voies. Suivant l'invention, on atteint ce but en combinant le ou les clapets pilotes à un ou plusieurs des clapets de distribution. Du fait que le ou les clapets pilotes sont combinés aux clapets de distribution, le clapets supplémentaire mentionné plus haut peut entre supprimé puisqu'on utilise un ou plusieurs des clapets qui font de toute façon partie du distributeur à plusieurs voies pour assurer, en supplément de leur fonction propre, les fonctions supplémentaires désirées. S'il s'agit, par exemple, d'un limiteur de pression, il suffit de monter un petit clapet pilote sur le bloc du distributeur à plusieurs voies pour faire intervenir un clapet qui fait déjà partie du distributeur à plusieurs voies en qualité de limiteur de pression intercalé dans le circuit principal. En combinant un clapet pilote à un clapet de distribution du distributeur à plusieurs voies, on peut notamment former dans le circuit principal menant aux organes récepteurs l'un des appareils supplémentaires suivants : limiteurs de pression, clapets ou soupapes de précontrainte, de commande séquentielle, de coupure, de freinage, de réduction de la pression, de régulation du débit, clapets antiretour, clapets antiretour à déblocage hydraulique, étranglements, appareils formant étranglement dans un sens et clapet antiretour dans l'autre. Dans une forme avantageuse de réalisation du dispositif hydraulique suivant l'invention, les clapets de distribution sont assemblés d'une façon connue en un bloc et sont reliés par l'intermédiaire d'un couvercle au distributeur pilote ou aux distributeurs pilotes. Dans ce cas, le ou les clapets pilotes sont également montés directement sur ce couvercle pour faire intervenir un ou plusieurs des clapets du distributeur dans d'autres fonctions, en supplément de la fonction de commande du passage qui est exercée normalement par ce ou ces clapets. Cette construction a non seulement pour effet d'élargir le domaine d'application d'un élément qui est de toute façon présent dans l'appareil mais également d'éviter en particulier les inconvénients mentionnés plus haut. On peut également se dispenser de conduits supplémentaires. En pratique, le dispositif hydraulique suivant l'invention peut etre utilisé notamment pour construire un distributeur hydraulique à quatre voies et trois positions comprenant quatre clapets de distribution et un distributeur pilote. Ce dernier peut etre constitué par un distributeur à tiroir à commande électromagnétique. Par ailleurs, les clapets de distribution sont avantageusement constitués par des clapets en forme de cartouchés dont l'élément mobile est constitué par un piston creux chargé par un ressort D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe d'un distributeur à quatre voies et trois positions, d'un type connu, comprenant quatre clapets et un distributeur pilote; - la figure 2 est une coupe d'une partie du distributeur de la figure 1 mais en combinaison avec un limiteur de pression bien connu; - la figure 3 est une coupe correspondant à la figure 2, mais représentant l'appareil incorporé dans un dispositif de commande hydraulique suivant l'invention; ; - la figure 4 est une coupe correspondant à la figure 3 mais représentant l'appareil incorporé dans un dispositif de commande hydraulique formant une soupape de précontrainte pilotée avec clapet antiretour en dérivation; - la figure 5 est une coupe correspondant aux figures 3 et 4 mais représentant une autre forme de réalisation qui donne naissance à un clapet de distribution supplémentaire prévu pour d'autres positions de commande. Le dispositif byRtraulique représenté sur la figure 1 constitue un distributeur à quatre voies et trois positions destiné à commander un vérin 9 à cylindre et piston qui constitue l'organe récepteur. Ce distributeur à quatre voies et trois positions comprend un bloc 1 dans lequel sont agencés quatre clapets-cartouehes 4 à 7 quianstituent les clapets de distri bution. Ces clapets sont constitués par des pistons creux chargés par des ressorts 8. La face supérieure du bloc est fermée par un couvercle 2 sur lequel est monté le distributeur pilote 3 Ce distributeur pilote comprend un tiroir 20 à deux portées 21 et 22 et est commandé par un électro-aimant non représenté.Les deux extrémités 26 de l'alésage cylindrique du distributeur pilote sont reliées à la boche T. Des élargissements de l'alésage cylindrique du distributeur forment trois chambres annulaires 23, 24 et 25. Le bloc 1 est percé d'un conduit 10 qui est relié à la bâche T. Un autre conduit 11 établit la communication entre les clapets 4 et 5 et le c3té A du vérin 9. Un conduit 13 correspondant établit la communication entre les clapets 6 et 7 et le côté B du vérin. Le conduit 12, qui mène directement aux clapets 5 et 6, est relié à la pompe P. Le couvercle 2 est percé d'un conduit 15 qui fait communiquer les chambres de commande 4a et 6a des clapets 4 et 6 avec la chambre annulaire 23 du distributeur pilote 3. Un autre conduit 16 percé dans le couvercle fait communiquer les chambres de commande 5a et 7a des clapets 5 et 7 avec la chambre annulaire 25 du distributeur pilote. La chambre annulaire centrale 24 du distributeur pilote reçoit une pression de commande, qui peut etre engendrée, par exemple par la pompe P. Les conduits ménagés dans le couvercle 2 sont de faible section comparativement à celle des conduits du circuit principal qui sont percés dans le bloc 1. Lorsqu'il agit de déplacer le piston du vérin 9 vers la droite, dans la réalisation de la figure 1, on déplace le tiroir 20 du distributeur pilote vers la gauche au moyen de son électro-aimant, de manière à faire communiquer la chambre annulaire 25 avec la bâche T. Ceci supprime la pression dans le conduit 16 et, par conséquent, dans les chambres de commande Sa et 7a Les corps des clapets-cartouches 5 et 7 se soulèvent, de sorte que le cóté A du piston reçoit de l'huile sous pression débitée par la pompe, par l'intermédiaire du conduit 12 et que l'huile qui est refoulée sur le côté B du vérin par le piston circule dans le conduit 13 en passant le long du clapet 7 qui est ouvert pour rejoindre la bâche. Si le dispositif de commande hydraulique représenté sur la figure 1 doit etre complété par un limiteur de pression, ceci peut être réalisé, conformément à l'état actuel de la technique, comme on l'a représenté sur la figure 2. Dans ce cas, le distributeur à quatre voies et trois positions représenté sur la figure 1 est complété par un autre clapet constitué par un clapet-cartouche 31. Le corps de base 30 du clapet-cartouche supplémentaire 31 porte un clapet pilote 32 dont l'élément mobile 33 est chargé par un ressort 34. Un conduit 35 mène, d'une part, à la chambre de commande 31a du clapet 31 et, d'autre part, à travers un étranglement 37, au cOté B de l'organe récepteur. Un conduit 36 prévu sur l'autre côté du clapet pilote débouche dans un conduit 38 qui relie le clapet-cartouche 31 à la bâche T. Suivant l'invention, cet appareillage de commande, relativement coflteux, compliqué et encombrant, est remplacé par un dispositif comme celui représenté sur la figure 3. Dans le cas du distributeur à quatre voies et trois positions représenté sur la figure 3, le clapet-cartouche 7, qui est présent de toute façon dans ce distributeur, est utilisé, en supplément de sa fonction d'ouverture du passage, pour assurer également toutes les fonctions du clapetcartouche 31 de la figure 2. A cet effet, le clapet pilote 52, coMprenant l'obturateur 33 et le ressort 34, est monté sur la face supérieure du couvercle 2. Le conduit 35 communique avec le conduit 16 du couvercle du distributeur. Un étranglement 37 complète ce conduit pour limiter le débit huile de commande qui traverse le clapet pilote 32. Le conduit 36 est relié à la bâche, comme dans le cas de la figure 2. Le dispositif de commande hydraulique représenté sur la figure 3 forme un distributeur à quatre voies et trois positions équipé d'un limiteur de pression. La chambre de commande 7a du clapet-cartouche 7 (destiné à établir la liaison entre le c8té B du vérin récepteur et la banche T) est fermée avec une pression réglable par le clapet pilote 32. Ceci garantit qu'il ne peut pas régner sur le coté B de l'appareil récepteur une pression supérieure à la pression de tarage du clapet pilote 32. Si la pression du côté B du vérin atteint la pression de tarage du clapet pilote, le clapet cartouche 7 n'est plus en équilibre hydraulique et la communication est ouverte entre le côté B et la bâche T. Dans le cas où l'appareil récepteur est un simple vérin à piston et cylindre, ceci a pour effet que la pression régnant sur un coté du piston ne peut pas excéder une valeur déterminée, qui peut entre, par exemple, une pression de sécurité. Le dispositif de commande hydraulique représenté sur la figure 4 comprend un clapet de précontrainte pilote pour le côté B de l'appareil récepteur, avec dérivation à travers un clapet antiretour. Ce dispositif de commande comprend également un clapet pilote 40, de sorte que l'on peut se contenter des quatre clapets-cartouches déjà présents dans le distributeur à quatre voies et trois positions de la figure 1 pour assurer des fonctions supplémentaires. En d'autres termes, on peut se dispenser du cinquième clapet-cartouche qui serait normalement nécessaire, ainsi que d'un clapet antiretour sur le circuit principal. Le clapet pilote 40 du dispositif de commande de la figure 4 est, ici également, formé par un obturateur mobile 41 chargé par un ressort 42. Un conduit 43 établit la communication avec la bâche T. Un conduit 44 établit la communication avec le conduit 16 formé dans le couvercle 2 du distributeur. Un conduit supplémentaire 46, qui constitue un conduit de commande, fait communiquer le conduit 16 avec le conduit 13 ménagé dans le bloc 1 et, par conséquent, avec le côté B de l'appareil récepteur. Dans le conduit 46 est intercalé un étranglement 47 formé dans le couvercle 2. Un petit clapet antiretour 45 est interposé en supplément entre l'orifice par où le conduit 46 débouche dans le conduit 16 et 1 'ori- fice par lequel le conduit 16 communique avec le distributeur pilote. Le dispositif de commande de la figure 4 permet, par exemple de laisser descendre une charge avec une pression réglable, c'est-àdire qu'il constitue un ralentisseur, la partir formant ralentisseur étant court-circuitée à travers un clapet antiretour pour le levage de la charge. La pression de précontrainte voulue est réglée par le tarage du clapet pilote 40. Le clapet-cartouche 7 n'établit la communication entre le côté B et la boche T que lorsqu'il règne dans la chambre de commande 7a de ce clapet la pression réglée par le tarage du clapet pilote 40. L'élément mobile du clapet-cartouche 7 est donc maintenu en équilibre hydraulique par la pression réglée par le tarage du clapet pilote 40 et la pression qui règne sur le côté B de l'appareil récepteur. Dans le dispositif hydraulique de la figure 4, le clapetcartouche 7 assure, en supplément de sa fonction propre, la fonction du clapet antiretour qui serait normalement nécessaire. Pour le levage de la charge, on manoeuvre le tiroir 20 du distributeur de commande de manière à supprimer la pression dans la chambre de commande 6a du clapet-cartouche 6, de sorte que ce clapet assure la fonction du clapet antiretour pour la commande du passage de l'huile de la pompe P au côté B. Dans le dispositif hydraulique représenté sur la figure 5, le distributeur à quatre voies et trois positions de la figure 1 est complété par un clapet supplémentaire pour augmenter le nombre des positions de commande. A cet effet, le dispositif est équipé d'un clapet pilote 50 comprenant un obturateur mobile 51 et un ressort 52, et qui est monté sur le couvercle 2. La chambre qui renferme le ressort 52 est reliée en 53 à la bSche T. L'obturateur mobile 51 s'ouvre en surmontant la pression du ressort 52, sous 'action d'un poussoir 54 muni d'une tige 58. Ce poussoir 54 est percé d'un trou 55 de petite section qui apour fonction de permettre au piston creux du clapet-cartouche 7 de revenir à sa position de départ. Dans ce dispositif de la figure 5, le couvercle 2 présente, en remplacement du conduit 16, un conduit 57. Dans la région du distributeur pilote 3 (voir figure 1), la chambre annulaire 25 communique simplement avec la chambre de commande Sa par l'intermédiaire d'un conduit traversant rectiligne. Le conduit 57 relie l'un des cOtés du poussoir 5 au conduit 12 ménagé dans le bloc 1. Un conduit 56 relie l'autre cOté du poussoir 54 à la chambre de commande 7a du clapet-cartouche 7. Lorsque le tiroir 20 du distributeur pilote est placé en position pour que le débit d'huile s'écoule de la pompe P vers le ctéA en passant par le clapet 5, l'huile devrait normalement revenir du cté B du vérin vers le bache T en passant par le clapet 7. Toutefois, ce clapet 7 -est bloqué par le clapet pilote 50. L'huile qui reflue du cOté B tend donc à passer par une autre voie et soulève le piston creux du clapetwcartouche 6, dont la surface annulaire reçoit en supplément la pression de la pompe, en surmontant la pression qui règne dans la chambre de commande 6a, de sorte que l'huile qui reflue du c8té B se réunit à l'huile refoulée par la pompe P pour former un courant commun dirigé vers le cOté A.Lorsque la pression atteint la valeur de la pression de tarage du clapet pilote 50, le poussoir 54 soulève l'obturateur mobile 51 de son siège, au moyen de la tige 58, de sorte que la pression intérieure de la chambre 7a disparaît entièrement puisque le ressort 52 n'a plus d'effet. L'huile refluant de l'organe récepteur revient à la banche T sous pression nulle. En intégrant les appareils les plus divers à un distributeur à plusieurs voies conformément à l'invention, on fait donc intervenir des éléments de ce distributeur qui sont de toute façon toujours présents, et qui sont les clapets de distribution intercalés dans le circuit principal du distributeur a plusieurs voies, pour assurer d'autres fonctions ou, en d'autres termes, on évite d'intercaler des clapets supplémentaires dans le circuit principal. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande hydraulique comprenant un distributeur à plusieurs voies qui comporte au moins deux clapets de distribution agencés dans un bloc commun, avec leurs conduits, et au moins un distributeur pilote fixé à ce bloc et relié aux conduits des clapets, et un ou plusieurs appareils supplémentaires comprenant un clapet pilote et qui assurent les fonctions d'un limiteur de pression, d'un organe d'arrêt et/ou d'un limiteur de débit, ce dispositif de commande étant caractérisé en ce que le ou chacun des clapets pilotes est combiné à un ou plusieurs des clapets de distribution. 2. Dispositif de commande hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ses éléments sont assemblés en uii groupe compact dans lequel le ou les distributeurs pilotes et le ou les clapets pilotes sont montés sur un couvercle qui comprend les conduits correspondants et qui est lui-même monté sur le bloc renfermant les clapets de distribution. 3. Dispositif de commande hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend quatre clapets de distribution qui forment, en combinaison avec le distributeur pilote, un distributeur à quatre voies et trois positions. 4. Dispositif de commande hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les clapets de distribution sont des clapets en forme de cartouche dont les obturateurs sont constitués par des pistons creux chargés par des ressorts. 5. Dispositif de distribution hydraulique comprenant un distributeur à plusieurs voies qui comporte au moins deux clapets agencés dans un bloc commun, avec leurs conduits, et au moins un distributeur pilote fixé à ce bloc et relié aux conduits des clapets, et un ou plusieurs appareils supplémentaires comprenant un clapet pilote et qui assurent les fonctions d'un limiteur de pression, d'un organe d'arrêt et/ou d'un limiteur de débit, ce dispositif de distribution étant caractérisé en ce que le clapet pilote ou chacun des clapets pilotes est combiné à un ou plusieurs des clapets de distribution et en ce que le ou les distributeurs pilotes et le ou les clapets pilotes sont montés sur un couvercle, qui comprend les conduits correspondants et qui est lui-même monté sur le bloc contenant les clapets de distribution. 6. Dispositif de distribution hydraulique suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend quatre clapets de distribution qui forment un distributeur à quatre voies et trois positions en combinaison avec le distributeur pilote. 7. Dispositif de distribution hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les clapets de distribution sont des clapets en forme de cartouches dont les obturateurs sont des pistons creux chargés par des ressorts.