Brevet FR2323045A1 — publié le 19770401

invention concerne un appareil de commande pour vérins de manoeuvre alimentés en fluide sous pression par une pompe à travers des conduites d'alimentation dans lesquelles sont disposées des soupapes de commande pour l'amenée de fluide sous pression jusqu'aux vérins et pour ltévacuatîon de fluide depuis les vérins. Des appareils connus de ce type nécessitent, pour l'actionnement des vérins, un nombre relativement éleve de soupapes de commande, ce qui rend l'installation conteuse et sensible aux perturbatioas. C'est ainsi qu'un appareil de commande connu, servant par exemple à la commande d'un vérin à double effet, nécessite deux distributeurs et deux clapets antiretour. Cela correspond à l'équipement habituellement utilisé actuellement. Pour la commande de deux vérins à simple effet, il faut un distributeur et un clapet antiretour pour chaque vérin. L'objet de l'invention est un appareil de commande du type défini au début mais qui nécessite un plus petit nombre de soupapes. Un appareil de commande selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que, pour la commande d'au moins deux vérins à simple effet, l'appareil comprend, pour chaque vérin, une soupape à siège présentant une position ouverte et une position fermée et, pour toutes les soupapes à siège, une seule soupape de commutation. Pour la commande d'au moins un vérin hydraulique à double effet, l'appareil de commande selon l'invention comprend pour chaque vérin deux soupapes à siege et un clapet antiretour. I1 est ainsi possible d'économiser une soupape dans les deux cas, ce qui se traduit par un coQt moindre et par la diminution des fuites, ainsi que par une installation électrique plus simple en cas d'utLlisation d'électrovannes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'un appareil de commande selon l'invention pour deux vérins à simple effet; - la figure 2 est une vue en élévation d'un bloc de distribution pour la commande des vérins de la figure I; - la figure'3 est une coupe du bloc de distribution prise suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 est une coupe du bloc de distribution prise suivant la ligne IV-IV de la figure 2; - la figure 5 est une représentation schématique d'non appareil de commande selon l'invention pour un vérin à double effet; et - la figure 6 est une vue en élévation partiellement en coupe d'un bloc de distribution pour la commande du vérin de la figure 5. Dans l'exemple de la figure 1, un moteur électrique lO entraine une pompe 11 qui aspire du fluide à travers une conduite d'aspiration 12 d'une bache 13 et qui refoule ce fluide dans une conduite de refoulement 14. La conduite de refoulement 14 mène à une soupape de commutation 75 présentant deux positions I et Il. La soupape de commutation est commandée par la pression dans une conduite pilote 16 branchée sur la conduite de refoulement 14 et contre la force d'un ressort 17.La soupape de commutation 15 est reliée par une conduite 18 à une conduite 19 menant, d'une part, à unesoupape de commande 20 sous forme d'une soupape à siège qui peut etre actionnée par un électro-aimant 21 contre la force d'un ressort 22, d'autre part, à une soupape de commande 23 qui est également une soupape à siège et qui peut etre commandée par un électro-aimant 24 contre un ressort 25. La soupape de commande 20 est reliée par une conduite 26 à un vérin à simple effet 27, présentant un piston 28 et une tige de piston 29. La soupape de commande 23 est reliée par une conduite 30 à un vérin 31 qui est également un vérin à simple effet et qui présente un piston 32 et une tige de piston 33. La soupape de commutation 15 est reliée par une conduite de retour 34 à la bache 13. Entre la conduite de refoulement 14 et la conduite de retour 34 est disposée de façon connue une soupape de limitation de pression 35 qui protège l'installation contre les surpressions. Les figures 2 à 4 montrent un exemple de réalisation d'un bloc de distribution dans lequel sont réunies la soupape de commutation 15 et les soupapes de commande 20 et 23. Ce bloc de distribution possède uncorps 36 présentant un orifice dlai ission 37 sur lequel est branchée ia conduite de refoulement 14. Dans l'orifice d'admission 37 est disposée une soupape de limitation de pression 38 de type connu et qui ne sera pas décrite en détail ici. Cette soupape possède un orifice de sortie 39 qui communique à travers un filtre 40 avec un orifice 41, sur lequel est branchée la conduite de retour 34. L'orifice d'admission 37 communique par un perçage transversal 42 avec la soupape de commutation 15. Celle-ci possède un perçage 43 qui est situé sur le meme axe que le perçage 42 et dans lequel coulisse un petit tiroir de distribution 44 qui est sollicité dans le sens de la fermeture par un ressort 45. Le tiroir possède un perçage central traversant 46 présentant à l'intérieur une collerette 47 qui sert de siège pour un obturateur sous forme d'une bille 48. Un deuxieme siège 49 pour cette bille est formé par la transition entre les deux perçages 42 et 43. A gauche de la collerette 47, le tiroir 44 présente des orifices transversaux 50 qui coopèrent avec une gorge annulaire 51 dans la paroi du perçage 43 La gorge 51 communique avec un canal 53 ménagé dans le corps du bloc de distribution et dans lequel débouchent deux perchages transversaux 54 et 55. Dans chacun de ces perçages transversaux est disposé un ensemble de soupape 56 ou 57 comprenant un siège de soupape 58 ou 59 et un obturateur conique 60 ou 61. Sur chacun de ces obturateurs agit un ressort de fermeture 62 ou 63. Chacun des ensembles de soupape 56 et 57 présente des orifices transversaux 64 ou 65 qui débouchent dans une gorge annulaire 66 ou 67 des perçages transversaux 54 et 55. Des canaux non représentés relient les gorges 66 et 67 aux conduites 26 et 30 menant aux vérins 27 et 31. Chacun des obturateurs 60 et 61 présente un prolongement 68 ou 69 semblable à un piston et sur lequel agit un poussoir 70 ou 71 d'un des électro-aimants 21 et 24. Les soupapes qui viennent d'etre décrites correspondent aux soupapes 20 et 23 de la figure 1. Pour l'actionnement d'un vérin, par exemple du vérin t7, la pompe 11 est enclenchée en meme temps que l'un des électro-aimants, par exemple l'électro-aimant 21. Le courant de fluide sous pression fourni par la pompe Il repousse la bille 48 - maintenue par le ressort contre le siège 49 - et l'applique contre le siège formé sur la collerette 47, de sorte que la bille coupe la communication entre le vérin et la conduite de retour 34 par la conduite 18. Le tiroir 44 est maintenant déplacé contre la force du ressort 45, jusqu'à ce que le bord gauche du tiroir ait établi la communication entre le perçage 37 et la gorge 51. Du fluide sous pression peut maintenant pénétrer de la gorge 51 dans le canal 53 et s'écouler par la soupape 20 ouverte par l'électro-aimant 21, c'est-à-dire entre le siège 58 et l'obturateur 60 puis à travers les orifices transversaux 64 de cette soupape, jusqu'à la gorge 66. De là, le fluide sous pression s'écoule par la conduite 26 Jusqu'au vérin où il provoque l'extension de son piston 28. La soupape 23 est fermée. Cette situation correspond à la position Il de la soupape de commutation 15 sur la figure 1. En fonction de l'excitation de l'un ou l'autre des électro-aimants 21 et 24, du fluide sous pression peut donc s'écouler soit vers le vérin 27, soit vers le vérin 31. Lorsque le piston du vérin considéré est étendu, c'est-8-dire reppussé vers I'extérieur, l'alimentation électrique de L'électro-aimant de la soupape considérée est coupée, de sorte que l'obturateur 60 ou 61 est de nouveau appliqué contre son siège par le ressort. Le vérin est alors verrouillé hydrauliquement. Pour la rétraction du piston du vérin, la soupape de commande du vérin considéré est ouverte par l'excitation d'un des électroaimants 21 ou 24, de sorte que le fluide peut retourner par la conduite 26 - il est supposé ici que la soupape 20 a été ouverte - et la conduite 18 puis la soupape de commutation 15 et la conduite de retour 34 jusqu'à la bâche. La bille 48 est pressée pendant ce temps sur le siège 49, empechant ainsi que le fluide refluant vers la bache fasse tourner la pompe 11 en sens contraire. Les figures 5 et 6 se rapportent à un exemple de mise en oeuvre de l'invention pour la commande d'un vérin à double effet. Des parties identiques portent les memes références que dans l'exemple qui vient d'etre décrit. La conduite de refoulement 14 contient un clapet antiretour 80. La conduite de refoulement mène à une soupape de commande 81 qui est formée par une soupape à siège manoeuvrable par un électro-aimant 82 contre la force d'un ressort 83. Une conduite 84 partant d'un point entre le clapet antiretour 80 et la soupape de commande 81 mène au côté tige de piston 85 d'un vérin 86, présentant un piston 87 et une tige de piston 88. Une conduite 90 relie le coté opposé 89 du piston à la soupape de commande 81. Une conduite 91 partant diun point entre le vérin 86 et la soupape de commande 81 établit une liaison avec la conduite 34 à travers une soupape de commande 92 réalisée à la façon d'une soupape antiretour. La soupape de commande 92 est manoeuvrée par un électro-aimant 93 contre la force d'un ressort 94. La figure 6 représente un exemple de réalisation d'un bloc de distribution dans lequel sont réunies les deux soupapes de commande 81 et 92 et dont le corps est désigné par 95. la conduite de refoulement 14 débouche dans un canal 96 ménagé dans ce corps et débouchant lui-mtme dans un perçage 97 ménagé également dans le corps du bloc de distribution. Dans le perçage 97 est vissé un ensemble de soupape 98 dont l'alésage 99 contient un obturateur 100 présentant un élément d'obturation conique appliqué contre un siège 101. L'ensemble de soupape 98 présente des orifices transversaux 102 qui débouchent dans une gorge annulaire 103 formée dans la paroi du perçage 97 et communiquant par un canal 104 avec un perçage 105 ménagé parallèlement au perçage 97 dans le corps du bloc de distribution.L'obturateur 100 comprend un appendice 106 semblable à un piston et sur lequel agit l'armature non visible de l'électro-aimant 82. Lorsque cet électroaimant est excité, l'obturateur 100 est écarté de son siège contre la force d'un ressort 107. Dans lue perçage 105 du corps du bloc de distribution est disposé un ensemble de soupape 109 presentant un alésage central 110. A l'ensemble de soupape 109 se raccorde une pièce rapportée 111 et l'épau- lement 112 formé par ces deux éléments constitue un siège pour l'obturateur en forme de bille 113 de la soupape 92. La pièce rapportée présente un siège 114 entourant un orifice 115 qui débouche dans un canal 116 communiquant avec la conduite de retour 34. Sur la bille 113 agit un ressort 117 dont l'autre extrémité est maintenue dans un appui de ressort 118. L'ensemble de soupape 109 est maintenu en place par une vis de fermeture 120 présentant un perçage longitudinal 121 dont l'une des extrémités constitue un siège 122 pour un obturateur 123 qui est également en forme de bille. Contre un coté de cette bille est appliqué l'appui de ressort 118 et contre le cOté opposé est appliqué un poussoir 124 guidé dans le perçage 121 eut manoeuvré par l'armature 125 de l'électro-aimant dans le sens de l'éearte- ment de la bille 123 de son siege 122. Pour produire l'extension du piston 87 et de sa tige 88, la pompe 11 et l'électro-aimant 82 sont enclenchés en mome temps. La soupape de commande 81 passe alors de sa position de fermeture I à la position d'ouverture II. Du fluide sous pression peut donc s'écouler à travers le clapet antiretour 80 et la soupape de commande 81 jusqu'au coté 89 du piston pour pousser le piston 87 vers l'extérieur. Le fluide expulsé sur le côté 85 du piston retourne également au c8té 89, à travers la conduite 84, la conduite de refoulement 14 et la soupape de commande 81. La soupape de commande 92 est fermée. Pour le verrouillage du vérin, la soupape de commande 81 est refermée jazz par la'désexcitation de l'électro- aimant 82. La pompe est alors arretéeégalement. Pour la rétraction de la tige de piston, la pompe 11 et la soupape de commande 92 sont enclenchdes par l'excitation de l'électroaimant 93. La pompe 11 refoule du fluide sous pression à travers le clapet antiretour et la conduite 84 jusqu'à l'espace 85 ctté tige de piston du vérin, tandis que le fluide expulsé de l'espace opposé 89 du vérin s'écoule à travers les conduites 90 et 91 et la soupape ouverte jusqu'a la conduite de retour 34. I1 ressort de ce qui précède qu'il suffit de deux soupapes de commande pour l'actionnement du vérin dans un sens ou dans l'autre. I1 va de soi que les soupapes de commande décrites dans les exemples peuvent également etre actionnées différemment, par voie mécanique par exemple. REVENDICATIONS 1. Appareil de commande pour vérins de manoeuvre alimentés en fluide sous pression par une pompe à travers des conduites d'alimentation-dans lesquelles sont disposées des soupapes de commande pour l'amenée de fluide sous pression jusqu'aux vérins et pour l'évacuation de fluide depuis les vérins, caractérisé en ce que, pour la commande d'au moins deux vérins à simple effet, l'appareil comprend, pour chaque vérin, une soupape a siège présentant une position ouverte et une position fermée et, pour toutes les soupapes à siège, une seule soupape de commutation, et en ce que, pour la commande d'au moins un vérin hydraulique à double effet, l'appareil comprend deux soupapes à siège et un clapet antiretour pour chaque vérin à double effet. 2. Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soupapes à siège sont actionnées par voie électromagnétique. 3. Appareil de commande selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'une des soupapes de commande pour un vérin à double effet est réalisée à la façon d'une soupape antiretour qui peut etre actionnée par un électro-aimant contre la force d'un ressort et qui commande une communication entre la chambre du vérin située à l'opposé de la tige de piston du vérin et une conduite de retour. 4. Appareil de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les soupapes à siège comprennent un obturateur conique portant un prolongement en forme de piston3 sur lequel agit l'armature d'un électro-aimant. 5. Appareil de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que toutes les soupapes sont disposées dans un bloc de distribution commun, le clapet antiretour étant situé à l'extérieur de ce bloc de distribution. 6. Appareil de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape de commutation est réalisée sous forme d'un distributeur à tiroir dont le tiroir est creux et contient à l'inté- rieur un obturateur sphérique coopérant avec un siège prévu également à l'intérieur du tiroir ainsi qu'avec un siège prévu entre l'orifice d'admission-et l'orifice de retour. 7. Appareil de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par la disposition d'un filtre entre la conduite d'arrivée et la conduite de retour.