Brevet FR2439920A1 — publié le 19800523

La présente invention concerne une soupape électrohydraulique de distribution avec un étage pilote et un étage de commande principal dont le tiroir de commande, centré en position neutre par des ressorts, peut s'écarter des deux caties, où le tiroir est contigu à des chambres de pression dont chacune possède un canal de commande menant auxraccordementsde commande de l'étage pilote dont l'élément de commande peut s'écarter des deux côtés à partir d'une position centrale, l'élément de commande étant soumis à l'action d'un électro-aimant proportionnel et d'un ressort. On connait déjà une soupape de distribution de ce type (Zeitschrift Ôlhydraulik und Pneumatik,"Revue de l'énergie hydraulique et pneumatique", année 22, 1978, n03, page 116) dans laquelle le tiroir de distribution de la soupape utilisée comme soupape pilote est actionné par deux électro-aimants proportionnels placés sur des faces frontales opposées, le tiroir étant centré par deux ressorts. Si cette soupape de distribution est utilisée pour le pilotage d'une soupape 4 voies/3 positions servant d'étage principal de commande, en cas de manque de courant ou de défaut de l'électronique de commande, le tiroir est centré en position moyenne et par suite il bloque hydrauliquement un cylindre de travail raccordé à l'étage principal de commande pour empêcher le fonctionnement défectueux d'une machine.Dans cette solution, l'inconvénient est que cette sécurité ne peut être atteinte qu'avec deux électroaimants proportionnels ainsi qu avec des ressorts ajustables, de sorte que la dépense de construction est relativement grande. En outre, cette commutation de sécurité ne pourrait agir si par exemple le tiroir pilote se coinçait. En outre, la complexité de l'électronique pour la commande d'une telle soupape n'est pas négligeable. La soupape de distribution de l'invention est caractérisée en ce que l'étage pilote comporte un seul électro-aimant proportionnel et un ressort agissant en sens inverse de celui-ci et en ce qu'on a disposé une électrovalve supplémentaire qui commande l'équilibre de pression entre les deux chambres de pression. Cette soupape a l'avantage d'atteindre un plus haut degré de sécurité pour une dépense de construction sensiblement plus faible. Au lieu des deux électro-aimants proportionnels, un seul est encore nécessaire. En outre, il suffit d'un seul ressort poussant le tiroir pilote qui n'a plus autant besoin d'être réglable. En outre, la commutation de sécurité peut être mise en oeuvre pour éviter un défaut de fonctionnement, même en cas de coincement du tiroir pilote. De plue, les composants déjà existants peuvent être facilement utilisés selon l'esprit de l'invention, et on peut modifier les soupapes existantes. L'électronique de commande peut également être simplifiée. En cas de perturbations, telles qu une panne de courant, un défaut de ltélec- tronique ou un coincement du tiroir, le tiroir principal de commande peut être amené en position neutre malgré la sortie du tiroir pilote et le défaut de fonctionnement d'un cylindre de travail peut hêtre évité, parce qu'un équilibre de pression peut être obtenu dans les chambres de pression par l'intermédiaire de l'électrovalve. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, l'électrovalve est une soupape à deux voies/deux positions et elle est intercalée dans un canal transversal qui relie ensemble les deux canaux de commande. Grâce à cette caractéristique, le montage de la soupape de distribution est particulièrement simple. 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 coupe longitudinale au travers d'une soupape de distribution électro-hydraulique en représentation simplifiée ; et - la figure 2 représente une coupe longitudinale au travers d'une partie d'une deuxième soupape de distribution. La figure 1 représente une soupape électrohydraulique de distribution 10, se composant d'un étage de commande principal 11, d'une plaque intermédiaire 12 et d'un étage pilote 13. L'étage 11 possède dans un carter 14 un tiroir de commande 15 qui, dans la position neutre représentée, bloque un premier et un deuxième raccordement 16, 17 de consommateur et sépare ceux-ci d'un raccorde ment 18 à une pompe,et et de dx chambres de retour extérieures 19, 21. Le tiroir 15 est contigu sur ses faces à une première et à une deuxième chambre de pression 22, 23 qui contiennent chacune un ressort 24, 25 avec une cuvette de ressort, pour centrer le tiroir 15 en position neutre. La position du tiroir 15 est saisie par un capteur de déplacement 26 à fonctionnement inductif et elle est introduite dans une électronique de commande. L'étage pilote 13 contient dans un carter 27 un tiroir pilote 28 qui, dans la position centrale représentée, bloque un premier et un second raccordement de commande 31 et les sépare ainsi d'une chambre d'admission 32 se trouvant au centre, ainsi que d'une première et d'une seconde chambre d'écoulement extérieure 33, 34. Le premier raccordement 29 est relié par un canal de commande 35 à la première chambre de commande 22 ; de même, un deuxième canal de commande 36 relie le deuxième raccordement 31 à la deuxième chambre 23. La chambre d'admission 32 de l'étage pilote 13 est alimentée en fluide venant du raccordement 18 par l'intermédiaire d'un canal d'admission 37 comprenant une soupape de régulation de pression 38. Des chambres 33, 34, un canal d'écoulement 39 mène à un raccordement 41 de retour du fluide de commande. A l'aide d'un poussoir 44, l'armature 42 d'un électro-aimant proportionnel 43 agit sur une face du tiroir 28 ; un ressort 45 appuie sur la face opposée du tiroir 28. La position de celui-ci est saisie par un deuxième capteur inductif de déplacement 46 et elle est introduite dans une électronique de commande.Le tiroir 28 est muni, comme il est courant dans de telles soupapes proportionnelles, d'un recouvrement nul de ses aretes de commande et il peut etre déplacé des deux côtés à partir de la postion centrale représentée, pour faire sortir des deux cotés le tiroir de commande 15 de sa position neutre représentée. La plaque intermédiaire 12 est traversée par les canaux de commande 35 > 36, le canal d'admission 37 ainsi que le canal d'écoulement 39, et elle contient la soupape 38 de régulation de pression. Sur une face 47 de la plaque 12, on a monté une électrovalve 48 à deux voies/deux positions qui est branchée dans un canal transversal 49 reliant les deux canaux de commande 35, 36. Dans le câble d'alimentation électrique 51 vers l'électrovalve 48 se trouve un commutateur d'urgence 52 .ui peut être actionné par un cylindre de travail non représenté en détail., raccordé à l'étage de commande principal ll. La soupape 10 est commandée par un régulateur électronique connu 53 dont l'entrée 54 reçoit la valeur de consigne. Dans la ligne 511 on a branché en outre un deuxième commutateur 55 qui est ouvert quand l'electro-aimant 43 est sans courant et qui est fermé quand celui-ci est excité. Le mode de fonctionnement de la soupape 10 est le suivant, le fonctionnement de base de la soupape électrohydraulique 10 étant suppose connu. On rappelle brièvement qu'avec la soupape 10, le fluide hydraulique provenant du raccordement 16 à la pompe est amené à l'un des raccordements d'utilisateur 16, 17, proportionnellement à la valeur de consigne introduite au préalable à l'entrée 54 du régulateur électrique 53, le tiroir 28, déplacé par l'électro-aimant 43 contre la force du ressort 45 > pilotant le tiroir 15. Dans ce pilotage normal du tiroir 15, la bobine de ltélectro- aimant 48 est parcourue par le courant, de sorte que l'élément de fermeture de l'électrovalve 48 ferme le canal transversal 49.Dans la position centrale dessinée du tiroir 28, les chambres 22 > 123 sont donc bloquées hydrauliquement. Si le courant est coupé ou si l'électronique dans le régulateur 53 est en défaut, ce qui interrompt le courant dans l'électro-aimant 43, le ressort 45 pousse le tiroir 28 complètement vers la gauche d'après la figure 1. I1 relie alors la première chambre 22 au canal d'admission 27 et il décharge la deuxième chambre 23 vers la chambre d'écoulement 43. Pour éviter que le tiroir 15, par exemple, soit sorti de sa position neutre dessinée et qu'un cylindre de travail raccordé soit actionné involontairement, dans ce cas d urgence, le commutateur 55 est ouvert et la bobine de l'électrovalve 48 est sans tension, de sorte que l'élément de fermeture de l'électrovalve 48 est ouvert. Par suite, la pression peut s'établir dans la chambre 22 par le canal 49 et également dans la deuxième chambre 23.Le tiroir 15 équilibré en pression est maintenu par ses ressorts 25 en position neutre ou, en cas de sortie du tiroir 15, il est amené dans la position neutre et il empêche un défaut de fonctionnement du cylindre .n travail raccord. Cette commutation de sécurité se produit également quand le tiroir pilote se coince dans une position s'écartant de la position centrale. A ce moment, le cylindre de travail raccordé à l'étage principal 11 ouvre le commutateur d'urgence 52 et l'électrovalve 48 stouvre, de sorte que, malgré la sortie du tiroir 28, le ti-roir 15 est ramené dans la position neutre dessinée. La figure 2 représente une autre plaque intermédiaire 60 qui se distingue de celle de la figure 1 par le seul fait que le canal transversal 61 vz du canal d'admission 37 au deuxième canal de commande 31. Le mode de fonctionnement d'une soupape de distribution 10 avec la plaque intermédiaire 60 est en principe le meme que celui de la soupape de la figure 1 ; l'équilibrage en pression dans les chambres 22, 23 s'établit uniquement par le fait qu'en cas d'urgence le canal d'admission 37 est relié en aval de la soupape 38 avec le deuxième canal de commande 36, de sorte que le tiroir 15 est centré dans sa position neutre sous l'influence des ressorts 24, 25. Bien entendu diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exempies non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, à la place des modes d'égalisation de pression représentés sur les figures 1 et 2, l'élec- trovalve peut être également branchée entre le premier canal de commande 35 et le canal d'écoulement 39. De même, à la place de 1'électrovalve à deux voies/deux positions, on peut utiliser une électrovalve à trois voies/deux positions ; celle-ci peut en outre être disposée de façon que le débit d'huile s'écoulant vers le raccordement de retour soit interrompu. Une limitation de ce débit d'huile de commande peut également etre obtenue avec des étranglements qui peuvent remplacer par exemple la soupape de régulation 38. D'autres modifications sont également possibles sans perdre l'avantage essentiel d'une dépense de construction réduite pour une sécurité augmentée. REVENDICATIONS 1. Soupape électrohydraulique de distribution avec un étage pilote (13) et un étage de commande principal (11) dont le tiroir de commande (15), centré en position neutre par des ressortis, peut s'écarter des deux côtés, où le tiroir est contigu å des chambres de pression (22,23) dont chacune possède un cenel de commande menant auxraccordementsde commande de l'étage pilote (13) dont l'élément de commande peut s'écarter des deux cOtés à partir d'une position centrale, l'élément de commande étant soumis à l'action d'un électro-aimant proportionnel (43) et d'un ressort (45), caractériséeen ce que l'étage pilote comporte un seul électro-aimant proportionnel et un ressort agissant en sens inverse de celui-ci et en ce qu'on a disposé une électrovalve supplémentaire (48) qui commande l'équilibre de pression entre les deux chambres de pression. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrovalve (48) est une soupape deux voies/deux positions intercalée dans un canal transversal qui relie ensemble les deux canaux de commande. 3. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ltélectrovalve est placée contre une plaque intermédiaire (12, 60) qui se trouve entre l'étage de commande principal (11) et l'étage pilote (13). 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'élément de commande est un tiroir à pistons (28) contre les faces opposées duquel s'appuient un ressort (45) et un poussoir de l'électro-aimant proportionnel (43). 5. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'on a branché dans le canal d'alimentation (37) de l'étage pilote le moyen de limitation du débit.