Brevet FR2372115A1 — publié le 19780623

La présente invention concerne un dispositif hydraulique de levage avec plusieurs vérins à double effet branchés en série, le côté secondaire de chaque vérin, à l'exception du dernier, étant relié au côté primaire du vérin suivant, alors que le coté primaire du premier vérin peut être raccordé a une source de pression. Par les termes "côté primaire", il faut entendre pour chaque vérin la partie de la chambre cylindrique qui est soumise à la pression au cours de la course de travail, alors qu'inversement les termes "côté secondaire" désignent la partie de la chambre cylindrique d'où est expulsé le liquide hydraulique pendant la course de travail. Le branchement en série des vérins donne au moins théoriquement un synchronisme exact du mouvement des tiges de piston. Dans le cas où la longueur de la course de chaque vérin doit être également la même, ceux-ci doivent comporter le même alésage et une tige de piston traversante (addition des pressions) ou alors la surface de piston du côté secondaire de l'un des vérins doit être égale a la surface de piston du côté primaire du vérin suivant immédiatement (addition des surfaces). Dans les deux cas, le volume de liquide sous pression entre deux vérins voisins se trouve dans un espace fermé et il est seulement déplacé ou expulsé alternativement par les levages. Jusqu'à présent, en pratique, îà où une synchronisation de plusieurs vérins était souhaitée, on préférait un branchement en parallèle des vérins a un branchement en série, ce qui nécessitait de toute façon une commande et un dimensionnement complexes, c'est-à-dire une régulation, en fonction de la courses des quantités de liquide sous pression introduites dans les vérins. Une raison de la préférence pour le branchement en parallèle malgré la complexité technique importante de la commande peut tenir au fait que les pertes d'huile inévitables en pratique (que ce soit celles entre un côté et l'autre du piston ou celles des cylindres vers l'extérieur) mènent justement dans le branchement en série à la perte relativement rapide des propriétés de synchronisation.Une compensation précise des pertes de liquide par fuite pour rétablir les propriétés du synchronisme constitue cependant une mesure épineuse liée à une dépense inadmissible. Un but de l'invention est donc de réaliser un dispositif de levage du type indiqué au début, dans lequel on puisse obtenir, par des mesures très simples cette compensation du liquide perdu. Dans ce but, le dispositif de levage proposé par l'invention est caractérisé en ce que les tubulures de liaison entre les parties secondaires et les parties primaires peuvent être reliées à la source de pression par un groupe de soupapes. Suivant le domaine d'application ou les exigences concernant la précision du synchronisme, on peut constituer de façonsdifférentes la soupape avec laquelle les tubulures de liaison en question peuvent être raccordées à la source de pression. Dans le cas le plus simple, on peut prévoir une soupape d'arrêt manoeuvrée à la main, qui doit être actionnée quand les écarts de synchronisme ont dépassé la valeur admissible. Mais il est également avantageux de prévoir entre la source de pression et chacune des tubulures de liaison une soupape de limitation de pression ou de surpression ouvrant en direction de celles-ci. Suivant la constitution des vérins, de telles soupapes s'ouvrent à la fin de chaque course de travail ou de chaque retour et elles rétablissent le synch-ronisme. Il est également possible de prévoir une soupape à tiroir commandée par la pression et ouvrant contre l'effet d'une précontrainte. 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 reportant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente un schéma de dispositif de levage; - la figure 2 représente une première variante de réali- sation; et - la figure 3 représente une deuxième variante de réalisation. Sur les figures, les parties se correspondant fonçtion- nellement sont affectées des mêmes repères. Dans les dispositifs de levage 10 représentés, on reconnatt trois vérins 11, 12, 13. Les pistons associés sont désignés par 14, 15, 16 et les cylindres correspondants, par 17, 18 et 19. Les cOtés primaires des cylindres sont désignés par 20, 21 et 22 et les côtes secondaires, par 23, 24 et 25. Chacun des pistons 14 à 16 possède une tige non traversante 26, 27 et 28. Chacune des tiges de piston 26, 27, 28 (ou chaque cylindre correspondant en cas de tige de piston fixe en position) est accouplée par exemple à une charge à soulever.Cela peut être, comme représenté sur les figures par la ligne en pointillé 29, une charge commune pour tous les vérins, par exemple une plate-forme ou un plateau de levage, ou bien par contre il peut s'agir de trois charges individuelles - représentées par des flèches 30,-31 et 32 - qui sont à déplacer alternativement en synchronisme. En pratique, de telles charges individuelles peuvent être constituées simplement, par exemple par des unités de travail identiques, comme les socs d'une charrue et appartenant à une machine de traitement du sol présentant plusieurs de ces unités de travail. Le cOté primaire 20 du cylindre 17 est raccordé par une tubulure -d'alimentation 33 au refoulement d'une pompe hydraulique 34 qui aspire le liquide hydraulique dans un réservoir 35. Le cOté secondaire 23 du cylindre 17 est relié par une tubulure de liaison 36 au côté primaire 21 du cylindre 18, alors que le cêté secondaire 24 de celui-ci est relié par une tubulure de liaison 37 au côté primaire 22 du cylindre 19. Du côté secondaire 25 de celui-ci, une tubulure de retour 38 revient au réservoir 35. Dans le branchement en série des vérins 11 à 13 que l'on a représenté, ceux-ci sont dimensionnés de façon que le liquide expulsé du côté secondaire d'un cylindre par une course déterminée vers le cOté primaire du cylindre suivant oblige le piston de ce vérin à exécuter la même course, au moins de façon approximative. Donc, quand l'alésage d'un cylindre est désigné par B, le diamètre de la tige de piston associée à ce cylindre par d et l'alésage du cylindre branché immédiatement derrière par B', la condition suivante doit être au moins approximativement remplie B2 = B'2 + d2 Dans l'exemple précédent, avec les dimensions de composants facilement disponibles dans le commerce, on peut remplir cette condition d'une façon à peu près idéale avec les dimensions suivantes. Pour le vérin 11 alésage 60 mm, diamètre de la tige de piston 33 mm; vérin 12 : alésage 50 mm, diamètre de la tige de piston 30 mm; vérin 13 : alésage 40 mm. On comprend que le synchronisme des vérins est d'autant mieux assuré - à partir des dimensions - que la condition indiquée ci-dessus est replie avec plus de précision, de sorte que les écarts de synchronisme ne dépendent sensiblement que de la somme des pertes inévitables par fuite. Sur la figure 1, les tubulures de liaison 36, 37 sont reliées chacune, par une tubulure 39, 40, aux sorties d'une soupape d'arrêt ou d'un robinet 41 manoeuvrable à la main (en position fermée sur la figure 1) dont l'entrée 42 est reliée au refoulement de la pompe 34 et à la tubulure d'alimentation 33. Le mode de fonctionnement du dispositif de la figure 1 est le suivant : tant que l'écart par rapport au synchronisme désiré ne dépasse pas les limites admissibles pour le cas d'utilisation spécifique, le robinet 41 peut rester fermé. Pour rétablir un synchronisme perturbé, on ouvre le robinet 41, par exemple quand le premier des vérins 11 à 13 est arrivé à la fin de sa course de travail. La pression de refoulement de la pompe agit alors dans les autres vérins ainsi que du cOté primaire aussi bien que du cOté secondaire du cylindre correspondant. Mais, comme la surface de piston du coté primaire est plus grande que du cOté secondaire, il se produit une force résultante qui pousse chaque piston dans sa position terminable, contre la pression de refoulement régnant du cOté secondaire.On suppose que, sur la figure 1, c'est le vérin 13 qui arrive le premier à la fin de sa course de travail, alors que les vérins 11 et 12 n'y sont pas encore arrivés. Le synchronisme est perturbé. Tant que le robinet 41 est fe-rmé, les vérins 11 et 12 restent bloqués, car le côté primaire 22 dans le cylindre 19 ne peut plus absorber le liquide. Si on ouvre le robinet 41, il se produit les processus décrits pour les deux vérins 11 et 12 et ceux-ci atteignent, indépendamment l'un de l'autre et du vérin 13, l'extrémité de leur course de travail, alors que, bien entendu, le vérin 13 Rst bloqué dans cette position. Le synchronisme est ainsi rétabli. La différence entre les dispositifs des figures 2 et 3 et celui de la figure 1 consiste en ce qu'ils sont automatiques, c'est-à-dire qu'à chaque course de travail - si nécessaire - il se produit un rétablissement du synchronisme. C'est pourquoi, en cas de nécessité, on peut prendre en compte, dans les dispositifs des figures 2 et 3, des écarts plus grands par rapport à la condition de dimensionnement déjà signalée. Sur la figure 2, les tubulures 39, 40 menant aux tubulures de liaisons 36, 37 sont raccordées respectivement à la sortie d'une soupape de surpression ou de limitation de pression 43, 44, poussée par un ressort et ouvrant en direction des tubulures 36 et 37, les entrées 42', 42" de ces soupape s étant reliées au refoulement de la pompe 34 et à la tubulure d'alimentation 33. Les tubulures 39, 40 sont reliées en outre à la tubulure de retour 38 par l'intermédiaire d'une tubulure en dérivation 45, 46 et d'une autre soupape de surpression 47, 48 poussée par un-ressort, ces soupapes de surpression ouvrant en direction de ladite tubulure 38 et présentant une pression de réponse plus élevée que les soupapes 43, 44. La pression de réponse des soupapes 47 et 48 peut également être choisie de façon qu'elle corresponde à la charge maximale admissible du dispositif de levage.Le mode de fonctionnement est analogue à celui du dispositif de la figure 1, avec la différence que les soupapes 43 et 44 répondent automatiquement et - si nécessaire - à la fin de chaque course de travail et qu'ainsi les perturbations de synchronisme sont immédiatement corrigées. Dans le dispositif de la figure 3, les tubulures 31, 40 sont raccordées aux sorties, par exemple d'une soupape à tiroir 49 commandée par la pression et poussée par un ressort, l'entrée 42 de cette soupape étant reliée au refoulement de la pompe 34 ou à la tubulure d'alimentation 33. La soupape 49 ramène la pression de commande de la tubulure d'alimentation 33 par l'intermédiaire d'une tubulure de commande 50. Par .sonséquent, dès que la pression fournie par la pompe 34 monte à la suite de l'arrêt de l'un des vérins 11 à 13, la soupape 49 s'ouvre et permet aux autres vérins d'atteindre également la fin de la course de travail. Alors que les vérins des dispositifs représentés et montés en série comportent des cylindres inégaux, c'est-à-dire fonctionnent avec une pression de travail constante et avec "addition de surfaces", il est évident que l'invention est également utilisable pour des vérins en série avec des cylindres égaux et des tiges de piston traversantes, donc des vérins qui fonctionnent avec addition de pression. La différence consiste dans ce cas en ce que le rétablissement du synchronisme ne se produit pas à la fin de la course de travail mais au cours ou à la fin de la course de retour, car, si dans un dispositif fonctionnant avec addition de pression, le côte primaire et le côté secondaire des cylindres sont soumis à la pression de refoulement de la pompe, le propre poids des pistons ou leur ressort de rappel agissent par contre de façon que les pistons arrivent indépendamment l'un de l'autre dans leur position de départ. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif hydraulique de levage avec plusieurs vérins à double effet branchés en série, le caté secondaire de chaque vérin, à l'exception du dernier, étant relié au côté primaire du vérin suivant, alors que le cOté primaire du premier vérin peut être raccordé à une source de pression, caractérisé en ce que les tubulures de liaison entre les parties secondaires et les parties primaires peuvent être reliées à la source de pression par un groupe de soupapes. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe de soupapes comporte une soupape d'arrêt manoeuvrable à la main, dont les sorties sont reliées aux tubulures de liaison et dont l'entrée est reliée au refoulement de la source de pression et S une tubulure d'alimentation vers le côté primaire du premier vérin. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe de soupapes comporte, pour chacune des tubulures de liaison, une soupape de limitation de pression ouvrant en direction de celles-ci et dont l'entrée est reliée au caté haute pression de la source de pression et à la tubulure d'alimentation vers le caté primaire du premier vérin. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie de chacune des soupapes de limitation de pression est reliée par une soupape de surpression à une tubulure de retour sans pression. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe de soupapes comporte une soupape d'arrêt précontrainte, commandée par la pression, et en ce que des moyens sont prévus pour ouvrir la soupape d'arrêt quand la pression de la source de fluide monte. 6 - Dispositif selon la revendication 5 > caractérisé en ce que la tubulure de commande de la soupape d'arrêt est raccordée à la haute pression de la source de fluide et à une tubulure d'alimentation vers le cOté primaire du premier vérin. 7 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pression de réponse des soupapes de surpression est plus élevée que celle des soupapes de limitation de pression.