Brevet FR2429345A1 — publié le 19800118

La présente invention concerne un dispositif à soupapes pour un consommateur hydraulique avec un carter qui comprend un premier raccordement relié au consommateur, un deuxième raccordement relié à une soupape de distribution et au moins un troisième raccordement avec une soupape antiretour qui est branchée entre le premier et le deuxième raccordement et dont l'élément de fermeture garantit le premier raccordement et peut être débloqué par un piston de déblocage qui peut être sollicité par ie fluide au travers du troisième raccordement et qui est placé suivant le même axe que la soupape antiretour, et avec une soupape de limitation de pression qui limite la pression dans le premier raccordement On connaît déjà un dispositif à soupapes de ce genre (demande de brevet à la disposition du public de la République Fédérale d'Allemagne 2 443 284) dans lequel les soupapes antiretour forment avec le piston de déblocage un bloc d'arrêt qui est placé dans la tête d'un vérin à double effet. Pour limiter la pression dans une chambre du vérin, on a placé dans la tête une soupape supplémentaire de limitation de pression. La soupape antiretour et la soupape de limitation de pression sont placées dans des alésages parallèles, ce qui mène à un montage relativement compliqué qui occupe beaucoup de place. On connaît aussi un dispositif à soupapes qui est placé dans le carter d'une soupape de distribution qui commande un vérin à double effet (demande de brevet à la disposition du public de la République Fédérale d'Allemagne 2 307 403). Dans ce cas, les corps de soupapes qui assument la fonction de limitation de pression dans le vérin sont rassemblés avec le piston de déblocage selon un axe parallèle au tiroir de distribution, les corps de soupapes commandant chacun une liaison entre le raccordement du vérin et la chambre de retour de la soupape de distribution. Chaque soupape antiretour est branchée en parallèle sur les corps de soupapes dans une liaison entre le raccordement et une chambre de consommateur dans la soupape de distribution.Ce montage du dispositif à soupapes a l'incon- vénient qu'il dépend du montage de la soupape de distribution et qu'il est relativement complexe. Ainsi, ce dispositif à soupapes nécessite au total six raccordements et,en outre,des sièges de soupapes dans le carter de la soupape de distribution. Le dispositif à soupapes de l'invention est caractérisé en ce que la soupape de limitation de pression est placée suivant le même axe que la soupape antiretour. Ce dispositif a l'avantage d'être de montage relativement simple et compact, car tous les composants pour les trois fonctions d'une soupape antiretour, d'une soupape de déblocage et d'une soupape de limitation de pression sont placés sur le même axe. Grace à ces caractéristiques, le dispositif de l'invention est d'un montage particulièrement compact. De plus, il est possible d'obtenir une forme de réalisation commandée par pilote ou directement; alors que la version pilotée fonctionne avec de faibles forces de butée, la version à commande directe se distingue par une complexité faible et elle commande en outre des sections de passage relativement grandes pour la fonction de limitation de pression. Le dispositif à soupapes de l'invention peut être placé avantageusement dans des cartouches à vis qui sont faciles à monter. De plus, ce montage rend le dispositif particulièrement insensible aux salissures parce que le cône de soupape prévu pour la fonction de limitation de pression est utilisé en même temps pour la fonction de soupape antiretour et que, par suite, il ne peut s'obstruer. 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 une installation de commande avec le dispositif à soupapes en représentation simplifiée; - la figure 2 représente une coupe longitudinale au travers d'une partie du dispositif à soupapes de la figure 1, sous une forme de réalisation pilotée; - la figure'3 représente une coupe longitudinale au travers d'une partie d'un deuxième dispositif à soupapes également sous une forme de réalisation pilotée; et - la figure 4 représente une coupe longitudinale au travers d'un troisième dispositif à soupapes sous une forme de réalisation à commande directe. La figure 1 représente une installation de commande 10 dans laquelle un dispositif soupape 11 est branché entre un vérin à double effet 12 et une soupape de distribution 13 à quatre voies/trois positions. Le dispositif 11 possède un premier raccordement 14 relié au vérin 12, un deuxième raccordement 15 et un troisième raccordement 16 qui sont reliés d la soupape 13, ainsi qu'un quatrième raccordement 17 qui est en liaison avec le vérin 12. Entre le premier et le second raccordement 14, 15, on a branché une soupape antiretour 18 qui garantit le raccordement 14 et qui peut être débloquée par la pression dans le troisième raccordement 16. On a branché en parallèle sur la soupape 18, entre les raccordements 14, 15, une soupape de limitation de pression 19 qui assure le vérin 12. En correspondance avec le fonctionnement a double effet du vérin 12, on a branché entre le quatrième (17) et le troisième (16) raccordement une deuxième soupape antiretour 21 déblocable et une deuxième soupape 22 de limitation de pression. La figure 2 représente une coupe longitudinale au travers d'une partie du dispositif Il de la figure 1, sous forme de dessin de construction dans lequel les mêmes éléments que sur la figure 1 possèdent les mêmes repères. Le dispositif 11 possède un carter 25 avec un alésage 26 à plusieurs gradins, dans lequel glisse de façon étanche un piston de déblocage 27. Le poussoir 28 du piston 27 pénètre dans une chambre 29 reliée eu deuxième raccordement 15 et limitée par un manchon 31 vissé dans l'alésage 26. Dans le manchon 31 est placée la première soupape 18 ainsi que la soupape 19, ces deux soupapes constituant des soupapes pilotées. Pour cela, le manchon 31 guide un élément de fermeture principal 32 qui s'appuie sur un siège 30 du manchon 31 et comporte a sa périphérie extérieure une liaison à étranglement 33 qui relie le premier raccordement 14 à la chambre 34. Dans l'élément de fermeture 32 glisse un corps de soupape 35 en forme de manchon, avec un prolongement tubulaire 36. Dans le corps de soupape 35 est guidé un élément pilote 37 qui, avec le corps 35, délimite une chambre de pression 38. Celle-ci est reliée par des trous transversaux 39 dans le corps de soupape 35 avec la chambre 34 et, par un alésage longitudinal 41 dans le prolongement 36, avec la chambre 29. L'élément pilote 37 est poussé par un ressort 42 de 1à soupape antiretour et son cône 43 est poussé contre un siège 44 dans le corps de soupape 35. Entre le cbne 43 et le poussoir 28 se trouve une tige 45 dans alésage 41. Entre les épaulements du corps de soupape 35 et de l'élément de fermeture 32, on a placé dans la chambre 34 un ressort 46 de soupape de limitation de pression. L'élément 37 présente une butée 47 a laquelle est associée, dans un manchon vissé 48, une butée 49 solidaire du carter. Le mode de fonctionnement du dispositif 11 est le suivant Dans la position moyenne représentée de la soupape 13, le vérin 12 est bloqué hydrauliquement par les soupapes antiretour 18, 21 et les soupapes de limitation de pression 19, 22. Comme les processus se déroulent de façon correspondante pour les deux côtés du vérin 12, dans ce qui suit, on ne considérera que le c8té gauche du vérin 12 et la cartouche de soupape coupée selon la figure 2. En cas d'arrêt hydraulique du vérin 12, l'élément de fermeture 32 et l'élément piloté 37 restent d'abord chacun sur leurs sièges 30, 44 sous la force du ressort 42. La pression de charge du vérin 12 agit par le premier raccordement 14, la liaison 33, la chambre 34 et les trous 39 dans la chambre sous pression 38. Sous l'influence de la pression de charge, l'élément 37 et le corps de soupape 35 compriment le ressort 46 de la soupape de limitation de pression. La butée 47 de l'élément 37 vient alors en contact avec la butée 49 solidaire du carter. I1 s'établit alors un équilibre de force entre les forces des ressorts 42, 46, les forces provenant des pressions effectives et de la force exercée par la butée 49, mais l'élément 37 continue à fermer la liaison qui lui est associée et la soupape 18 est donc fermée. Si la pression de charge continue à monter dans le vérin 12, par exemple sous l'influence de la chaleur, jusqu'à la pression réglée pour la réponse de la soupape 19, l'élément 37 s'appuie totalement à la butée 49. Le corps 35 comprime davantage le ressort 46 et soulève finalement son siège 44 du cône 43. De la chambre 34 s'écoule davantage de fluide par l'alésage 41 vers le deuxième raccordement 15 qu'il n'en revient du premier raccordement 14 par la liaison 33 dans la chambre 34, de sorte que l'élément 32 se soulève et établit une liaison entre les raccordements 14 et 15. Par rotation du manchon à vis 48, on peut régler la hauteur de la pression de réponse, car la position de la butée 49 est déplacée dans le sens longitudinal. Si la soupape 13 est amenée dans sa position 23 pour faire sortir la tige du vérin 12, le courant de fluide s'écoulant du second raccordement 15 au premier raccordement 14 soulève du siège 30 l'élément 32 en même temps que le corps 35 et l'élément 37 contre la force du ressort 42. Si la soupape 13 est amenée dans la position 24 pour faire rentrer la tige du vérin 12, la pression produite par la pompe agit dans le troisième raccordement 16 sur le piston de déblocage 27. Le poussoir 28 de celui-ci pousse la tige 45 et soulève 11 élément 37 du siège 44. La chambre 34 est alors déchargée et l'élément de fermeture piloté 32 s'ouvre, en entraînant le corps 35. Pour le déblocage de la soupape 18, le piston 27 ne doit exercer qu'une faible force à cause du montage piloté de la soupape. Dans les positions 23 et 24 de la soupape 13, la soupape 21 est, de façon inverse, débloquée ou ouverte par la pression due à l'entrée du fluide. La figure 3 représente une partie d'un deuxième dispositif à soupapes 60 qui se distingue de celui de la figure 2 comme indiqué ci-dessous, les mêmes éléments portant les mêmes repères Dans l'élément de fermeture principal 61 est guidé un élément pilote 62 en forme de godet qui est guidé à son tour avec du jeu sur un corps de soupape 63 en forme de tige. La chambre 38 est en liaison, par un passage 64 dans l'élément 62, avec une chambre 65 qui est constituée par l'élément pilote 62 et par l'élément de fermeture 61, et la chambre 38 est également en liaison, par le jeu signalé, avec la chambre 34. De la chambre 65, un trou à étranglement 66 dans l'élément de fermeture 61 mène au premier raccordement 14, et un alésage longitudinal 67 associé au poussoir 28 mène au deuxième raccordement 15.Le ressort 42 s'appuyant au manchon à vis 48 pousse l'élément 62 sur son siège 68 dans l'élément de fermeture 61. Dans l'élément pilote 62, on a fixé une cheville 69 qui traverse une fente 71 dans le corps de soupape 63. La cheville 69 et la fente 71 constituent ainsi des butées associées l'une à l'autre. La longueur de la fente 71 est choisie de façon à permettre une course sans gêne de l'élément 62 et de l'élément 61 pendant le fonctionnement en soupape antiretour déblocable. Le corps de soupape 63 s'appuie par un collet 72 contre un épaulement 73 du manchon 48, sous l'action du ressort 46 qui s'appuie au manchon 48. Le mode de fonctionnement du dispositif 60, au cours des trois fonctions d'arrêt, de limitation de pression et de déblocage, est largement comparable à celui du dispositif de soupape de la figure 2, car tous les deux fonctionnent comme soupapes pilotées. En cas de blocage hydraulique du premier raccordement 14, le ressort 42 pousse d'abord l'élément 62 et l'élément 61 sur leur siège respectif 68, 30. S'il s'ajoute la pression de charge du vérin 12, celle-ci agit aussi dans la chambre 34 et dans la chambre 38 et elle charge ces éléments 62, 61. En même temps, la pression de charge agit dans la chambre 38 sur la face frontale de l'élément 63 et elle la pousse contre la force du ressort 46 vers la gauche (par rapport à la figure 3) jusqu'à ce que la fente 71 s'appuie, par son extrémité droite servant de butée, contre la cheville 69. I1 s'établit alors un équilibre entre les forces des ressorts 46, 42, les forces de pression et la force de maintien sur la cheville 69. La soupape pilotée 18 est encore fermée. Si la pression dans le premier raccordement 14 dépasse la valeur réglée de la soupape 19, l'élément 63 soulève l'élément 62 de son siège 68 par l'intermédiaire de la liaison fente-cheville; l'élément piloté 61 s'ouvre et le fluide peut s'écouler du premier raccordement 14 vers le deuxième raccordement 15. La pression de réponse est réglable par déplacement du manchon 48. Au cours de la sortie de la tige du vérin 12, le fluide s'écoulant du deuxième au premier raccordement soulève du siège 30 l'élément de fermeture 61 avec l'élément pilote 62 contre la force du ressort 42. La cheville 69 peut alors glisser sans gêne dans la fente 71, car le ressort 46 pousse l'élément 63 avec son collet 72 contre l'épaulement 73. Au déblocage de la soupape pilotée 61, 62 par le piston 27, le poussoir 28 ouvre d'abord l'élément 62 qui pilote de façon connue l'élément 61. La figure 4 représente un troisième dispositif à soupapes 80 qui se distingue du dispositif 70 de la figure 2 surtout par le fait qu'il est constitué suivant un montage non pas piloté, mais 9 commande directe; les mêmes éléments que sur la figure 3 ont les mêmes repères. L'élément de fermeture 81 en forme de godet est guidé directement de façon étanche dans le manchon 31 et il s'appuie au siège 30. Le ressort 42 de la soupape antiretour est placé dans l'élément 81 et il s'appuie à ce dernier et au corps de soupape 63. Un alésage longitudinal 82 relie au deuxième raccordement 15 la chambre 83 contenant le ressort 46 de la soupape de limitation de pression. Le mode de fonctionnement du dispositif 80 est en principe le même que celui du dispositif 60 de la figure 3, avec la différence que l'élément 81 n'est pas piloté, mais qu'il commande lui-même la liaison entre le premier et le second raccordement. Le dispositif 80 se monte avec peu de difficultés et il commande des sections d'écoulement relativement grandes au cours de la fonction de limitation de pression. Le dispositif a soupapes peut convenir aussi bien au vérin à double effet qu'au vérin à simple effet. 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 a soupapes pour un consommateur hydraulique avec un carter qui comprend un premier raccordement relié au consommateur, un deuxième raccordement relié à une soupape de distribution et au moins un troisième raccordement, avec une soupape antiretour qui est branchée entre le premier et le deuxième raccordement et dont l'élément de fermeture garantit le premier raccordement et peut être débloqué par un piston de déblocage qui peut être sollicité par le fluide au travers du troisième raccordement et qui est placé suivant le même axe que la soupape antiretour, et avec une soupape de limitation de pression qui limite la pression dans le premier raccordement, caractérisé en ce que la soupape de limitation de pression est placée suivant le même axe que la soupape antiretour. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un corps de soupape chargé par le ressort de la soupape de limitation de pression et un élément de fermeture chargé par le ressort de la soupape antiretour délimitent une chambre de pression qui est en liaison avec le premier raccordement. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de fermeture de la soupape antiretour comporte une butée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape antiretour comporte un élément pilote manoeuvré par un piston de déblocage et un élément de fermeture principal associe. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps de soupape de la soupape de la soupape de limitation de pression est placé entre l'élément pilote et l'élément de fermeture principal de la soupape antiretour, en ce que le ressort de soupape antiretour voisin de l'élément pilote s'appuie à une pièce solidaire du carter, alors que le ressort de soupape de limitation de pression est placé entre le corps de soupape et l'élément de fermeture principal. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on a associé à la butée sur l'élément pilote une butée sur une pièce solidaire du carter, et en ce que Le corps de soupape est constitué d'un manchon à gradins, contre le siège duquel s'appuie l'élément pilote et qui est guidé par un prolongement tubulaire dans l'élément de fermeture principal et reçoit une tige, et en ce que la chambre de pression est reliée par des trous transversaux avec une chambre qui est reliée par une liaison à étranglement avec le premier raccordement. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de soupape est poussé par le ressort de la soupape de limitation de pression contre une pièce solidaire du carter, en ce qu'il délimite la chambre de pression avec sa face frontale et en ce qu'il comporte une butée associée à la butée de l'élément de fermeture chargé par un ressort. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la butée dans l'élément de fermeture est constituée par une cheville et la butée dans le corps de soupape par l'extrémité d'une fente, en ce que la cheville traverse la fente et en ce que la longueur de la fente est au moins égale à la course de l'élément de fermeture dans la fonction de soupape de déblocage. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément pilote est placé entre l'élément de fermeture principal et le corps de soupape. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'élément de fermeture chargé par un ressort constitue un élément pilote à qui est associé un élément de fermeture principal, l'élément pilote en forme de coupe entourant le corps de soupape en forme de tige et s'appuyant à un siège de l'élément de fermeture principal, et en ce que le ressort de soupape antiretour s'appuie a une pièce solidaire du carter. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la soupape antiretour est une soupape à commande directe dont l'élément de fermeture a une forme de godet, est guidée dans le manchon de soupape et peut être manoeuvrée par le piston de déblocage, et en ce que le ressort s'appliquant à l'élément de fermeture s'appuie au corps de soupape. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la soupape antiretour et la soupape de limitation de pression sont disposées dans un manchon de soupape commun. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on a disposé dans le carter deux manchons de soupape de même axe qu'un piston de déblocage intermédiaire, à double effet, et un quatrième raccordement pour un consommateur à double effet.