Brevet FR2380218A1 — publié le 19780908

La présente invention concerne un dispositif hydraulique de levage avec plusieurs vérins h double effet branchés en série, le côté secondaire de chaque vérin, å l'exception du dernier, étant relié au coté primaire du vérin suivant, alors que le cté primaire du premier vérin peut être raccordé a une source de pression. Par les termes "coté primaire", il faut entendre pour chaque vérin la partie de la chambre cylindrique qui est soumise 9 la pression au cours de la course de travail, alors qu'inversement les termes "coté 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 relativement précis du mouvement des tiges de piston. Dans le cas où la longueur de la course de chaque vérin doit etre également la même, ceux-ci doivent comporter le meme alésage et une tige de piston traversante (addition des pressions) ou alors la surface de piston du ctté secondaire de l'un des vérin doit étre égale a la surface de piston du c8té 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 courses. Jusqu'a présent, en pratique, 1à où une synchronisation de plusieurs vérins était souhaitée, on préférait un branchement en parallèle des vérins à 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 source, 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 c8té 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 a une dépense inadmissible. Un but de l'invention est dont 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 le caté primaire et le ctté secondaire de chaque vérin sont reliés ensemble par l'intermédiaire d'une soupape s'ouvrant automatiquement à la fin de la course de travail. Cette soupape s'ouvrant automatiquement peut Stre une soupape de surpression qui peut être montée soit dans le piston du vérin associé, soit dans une tubulure en dérivation reliant les cotés primaire et secondaire du vérin considéré. D'autre part, la soupape ouverture automatique peut Etre également une soupape antiretour fermant en direction du c8té secondaire et montée dans le piston du vérin, l'élément de fermeture de cette soupape pouvant être soulevé de son siège a l'aide d'une butée. Cette soupape antiretour peut être poussée par un ressort dans le sens de la fermeture. D'autres caractéristiaues et avantages de l'invention seront mieux compris a la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure I représente un schéma d'un dispositif de levage; - la figure 2 représente une variante de réalisation; et - la figure 3 représente une partie d'une variante de réalisation de l'exemple représenté sur la figure 1. Sur les figures, les parties se correspondant au point de vue fonctionnement sont affectées des sème repères. Dans le dispositif de levage 10 représenté, on voit trois vérins 11, 12, 13. Les pistons correspondants sont désignés par 14, 15 et 16 et les cylindres associés, par 17, 18 et 19. Les cotés primaires dans les cylindres sont désignés par 20, 21 et 22 et les cotés secondaires, par 23, 24 et 25. Chacun des pistons 14 à 16 possède une tige non traversante 26, 27 et 28. Chacune des tiges 26 9 28 (ou chacun des cylindres associés en cas de tige fixée en position) est accouplée à une charge à soulever. Celle-ci peut être, par exemple, comme indiqué sur la figure 1 par la ligne 29 en trait interrompu, une charge commune pour tous les vérins, par exemple une plate-forme ou un élévateur, ou bien elle peut être également constituée de trois charges séparées - indiquées par les flèches 30, 31 et 32 - qui sont å déplacer en synchronisme. Dans la pratique, de telles charges séparées peuvent etre constituées simplement, par exemplelpar des unités de travail identiques, comme les socles d'une charrue appartenant a une machine de traitement du sol présentant plusieurs de ces unités de travail. Le côté 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 cté secondaire 23 du cylindre 17 est relié par une tubulure de liaison 36 au côté primaire 21 du cylindre 18, alors que le coté secondaire 24 de celui-ci est relié par une tubulure de liaison 37 au caté primaire 22 du cylindre 19. Du caté seccndaire 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, ceuxci sont dimensionnés de façon que le liquide expulsé du côté secondaire d'un cylindre par une course déterminée vers le caté 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 d ce cylindre par d et l'alésage du cylindre branché immédiatement derrière par B', la condition suivante doit être au moins approximativement remplie B2 = B12 + d2 Dans le présent exemple, 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 remplie 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, on a monté dans chacun des piston 14, 15, 16 une soupape de surpression 42, 43, 44, dont le ressort associé 39, 40, 41 est calculé de façon que la soupape de surpression s'ouvre dans tous les cas pour la pression maximale de la pompe hydraulique, mais qu'elle reste fermée même si la charge nominale du dispositif de levage est atteinte, compte tenu d'un facteur de sécurité. Le mode de fonctionnement du dispositif de la figure 1 est le suivant : dès que le synchronisme des vérins 11, 12, 13 n'est plus assuré, le piston arrivé le premier a la fin de sa course de travail s'arrête dans son cylindre de travail et, ainsi, aucun fluide hydraulique ne peut plus être refoulé du cté secondaire. Il s'établit alors, du c8té primaire, une montée de pression qui ouvre la soupape de surpression concernée, de sorte que du liquide venant de la partie primaire du vérin considéré traverse le piston vers le c8té primaire du vérin suivant, si bien que le piston de celui-ci peut atteindre également sa position terminale, de sorte que le synchronisme perturbé est rétabli. Dans la variante de réalisation de la figure 3 (qui ne représente qu'un vérin), le cté primaire 20, 21, 22 de chaque vérin 11, 12, 13 est relié par une tubulure en dérivation 45 au côté secondaire 23, 24, 25, la soupape de surpression 42, 43, 44 étant montée dans cette tubulure 45. Le mode de fonctionnement est pratiquement le même que dans la forme de realisation de la figure I avec cette différence qu'ici la pression de réponse des soupapes 42, 43, 44 peut être réglée facilement, ce qui est indiqué par la flèche 46. Dans la variante de la figure 2, les cotés primaires 20, 21, 22 de chaque vérin 11, 12, 13 sont reliés aux côtés secondaires correspondants 23, 24, 25 à l'aide d'une soupape antiretour 47, 48, 49 placée dans le piston approprié 14, 15, 16 et s'ouvrant en direction du c8té primaire. Les éléments de fermeture de ces soupapes antiretour sont poussés par un ressort en position de fermeture. A chacun de ces éléments de fermeture est associé un élément de butée 50, 51, 52 qui est conçu pour soulever de son siège contre l'action du ressort associé l'élément de fermeture de chacune des soupapes 47, 48, 49 dès la fin de la course de travail. Dans cette forme de réalisation également, un rétablissement du synchronisme éventuellement perturbé est réalisé la fin de chaque course de travail de façon automatique et individuelle pour chacun des vérins. Le dispositif de la figure 2 convient donc surtout pour les cas où la pression maximale de la pompe hydraulique 34 suffit avec une réserve relativement faible pour soulever la charge maximale admissible prévue pour le dispositif de levage. Tous les dispositifs ont en commun, à la fin de chaque course de travail, le rétablissement automatique du synchronisme éventuellement perturbé des vérins 11, 12, 13, de sorte que les pertes par fuite vers l'exté- rieur etZou une fuite le long du piston sont compensées en permanence. Alors que les vérins branchés en série des dispositifs représentés comportent des cylindres inégaux, c'est-8-dire qu'ils fonctionnent avec une pression de travail uniforme et par"addition des surfaces", il est évident que l'invention est également utilisable pour des vérins branchés en série et possédant des cylindres égaux avec des tiges de piston traversantes, donc pour des dispositifs qui fonctionnent avec "addition de pression". Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportees par l'homme de llart aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement å titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I CA T I O N S a;isJ 1 - Dispositif hydraulique de levage avec plusieurs vérins a double effet branchés en série, le caté secondaire de chaque vérin à l'exception du dernier, étant relié au cAté primaire du vérin suivant alors que le coté primaire du premier vérin peut être raccordé a une source de pression, caractérisé en ce que le~côté primaire et le côté secondaire de chaque vérin sont reliés ensemble par l'intermédiaire étune soupape stouvrant automatiquement à la fin de la course de travail. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la soupape ouverture automatique est une soupape de surpression. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape a ouverture automatique est une soupape antiretour se fermant en direction du côté secondaire et montée dans le piston du vérin, son élément de fermeture pouvant être soulevé de son siège à l'aide d'une butée. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soupape antiretour est poussée par un ressort dans le sens de la fermeture. 5 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la soupape de surpression est montée dans le piston du vérin correspondant. 6 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la soupape de surpression est montée dans une tubulure en dérivation reliant les côtés primaire et secondaire du vérin. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la pression de réponse de la soupape de surpression est réglable.