Brevet FR2472127A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne une soupape de com- mande avec 1) un élément de commande à plusieurs positions pour com- mander un actionneur hydraulique, 2) un dispositif de télécommande mécanique qui agit sur l'élément de commande et qui comporte a) un élément de manoeuvre, b) un mécanisme de verrouillage accouplé à l'élément,avec un élément de verrouillage poussé par un ressort de verrouillage, et c) un dispositif de rappel avec au moins un ressort de rappel, poussant l'élément de manoeuvre en direction de sa posi- tion neutre, 3) un moyen de traction placé entre l'élément de manoeuvre et l'élément de commande et 4) un ressort de rappel qui est placé à proximité de l'élément de commande et qui maintient en permanence sous tension le moyen de traction. On connait une soupape de commande avec un tiroir qui peut être amené en trois positions à l'aide d'un dispositif de télé- commande mécanique comportant un levier de manoeuvre, la position moyenne étant la position neutre. Les deux autres positions sont des positions de commande pour l'avance et le recul d'un actionneur hydraulique ayant par exemple la forme d'un vérin. Un tel actionneur est, par exemple, placé sur un tracteur, une excavatrice ou analogue, et sert à lever et abaisser des appareils de travail. Le dispositif de télécommande possède un mécanisme de verrouillage accouplé au levier de manoeuvre. Il possède une pièce mobile avec encoches de verrouillage et un cliquet qui est poussé par un ressort contre la pièce mobile et ses encoches. La pièce mobile est soumise directement à l'action d'un dispositif de rappel constitué de ressorts de com- pression et de cuvettes de ressort, le dispositif de rappel tendant à pousser la pièce mobile de chacune de ses positions de commande vers sa position neutre. Le dispositif de télécommande a en outre un câble de traction accroché à la pièce mobile et relié au tiroir, un ressort de rappel agissant sur le tiroir de soupape et tendant en permanence le câble de traction, ainsi qu'un dispositif de sécu- rité contre les pannes, qui agit directement sur le tiroir. Le dispositif de sécurité contient un déclencheur fixe et un dispositif mobile de réglage du déclencheur avec un ressort de réglage à tension variable. Le dispositif de réglage du déclencheur est ver- rouillé par celui-ci. Le déverrouillage se produit quand, après arrachement du câble de traction, le ressort de rappel a déplacé le tiroir en même temps que le dispositif de réglage du déclencheur de façon que celui-ci rencontre le déclencheur. Après le déverrouil- lage, le ressort de réglage précontraint-pousse le tiroir en sens inverse du sens précédent de son mouvement et l'amène au travers de la position de commande la plus proche vers la position neutre. Un inconvénient vient de ce que, pendant le temps que met le tiroir pour arriver dans sa position neutre, l'actionneur hydraulique est enclen- ché et peut provoquer des avaries. En outre, la dépense technique pour le régleur compliqué de déclenchement et le déclencheur est importante. En outre, il existe le risque que, par suite d'une sur- veillance ou d'une réparation inadaptées, le régleur de déclenche- ment soit inefficace. La soupape de commande et son dispositif mécanique de télécommande sont caractérisés en ce que l'élément de commande de la soupape peut être amené par le ressort de rappel dans une posi- tion d'urgence qui se raccorde, dans le sens d'action du ressort, aux positions de commutation, qui servent à la commande de l'action- neur dans les sens alternatifs de fonctionnement. Grâce à cette caractéristique, le dispositif de l'invention présente l'avantage que, s'il y a rupture du moyen de traction (par exemple câble), l'élément de commande, pour arrêter l'actionneur hydraulique, doit se déplacer simplement dans une direction, ce qui se produit à l'intérieur d'un intervalle de temps particulièrement court. Le risque qu'il se pro- duise une avarie après la rupture du câble est donc diminué de façon très importante par l'invention. Un autre avantage de la soupape de commande de l'invention consiste en ce qu'elle est d'une construc- tion notablement plus simple et en ce qu'elle est par suite de fabri- cation moins coûteuse. A cause du montage plus simple, elle est également plus sûre. En outre, on élimine le risque qu'une sur- veillance ou une réparation incorrectes empêchent la commutation d'urgence d'un dispositif de sécurité devant être actionné par un déclencheur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de déverrouillage possède un commutateur à commande manuelle et un électro-aimant commande par ce commutateur et l'élec- tro-aimant, agissant en sens inverse du ressort, est associé à 1 'élément. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de déverrouillage de l'élément comporte un moyen de manoeuvre associé au levier et actionné à la main, qui agit sur l'élément, contre l'action du ressort, par l'intermédiaire d'élé- ments mécaniques. Selon une autre caractéristique, le moyen de manoeuvre est un bouton poussoir glissant le long du levier. Selon une autre caractéristique de l'invention, une came de commande, déplaçable en direction de l'élément et attaquant celui-ci, est logée sur le secteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, on a raccordé à au moins une tubulure reliée à la soupape au moins un commutateur à pression qui commande l'électro-aimant du dispositif de déverrouillage. Grâce aux caractéristiques précédentes, la soupape peut être actionnée de façon particulièrement commode et sensible. Ces caractéristiques perfectionnées peuvent être transférées à des soupapes de commande actionnées directement ou par l'intermédiaire de timonerie à traction et pression. A cause de l'électro-aimant, le dispositif peut être commandé à distance par des commutateurs de fin de course, des commutateurs de limitation de pression et ana- logues. Selon une autre caractéristique de l'invention, un bloc d'arrêt à commande électromagnétique est disposé en aval de la soupape de commande. Cette caractéristique est particulièrement intéressante car on utilise également pour la manoeuvre du bloc d'arrêt une source de courant prévue de toute façon. 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, de façon partiellement schématique et partiellement en coupe, une soupape de commande avec dispositif de télécommande; - la figure 2 représente un détail de l'exemple de réalisation de la figure 1; et - la figure 3 représente en coupe d'autres détails de l'exemple de réalisation de la figure 1. Une soupape de commande, désignée par 2 sur la figure 1, est raccordée à un dispositif 3 de télécommande. La soupape 2 possède un carter 4, un élément de commande ayant la forme d'un tiroir de distribution 5 et un ressort de rappel 6 agissant sur le tiroir 5 et cherchant à le déplacer vers la droite. Le carter 4 est raccordé par une tubulure 7 à une pompe 8. Un raccord d'aspiration 9 de la pompe 8 pénètre dans un réservoir 10 de liquide hydraulique. Entre le carter 4 et le réservoir 10, on a disposé une tubulure de retour 11. A la tubulure 7 est raccordé un commutateur à pressian 13 par une autre tubulure 12. Un bloc d'arrêt 14, qui possède deux électro-aimants 15, est accolé au carter 4. Un actionneur hydraulique 18 est raccordé au bloc 4 par des tubulures 16, 17. Cet actionneur 18 se compose d'un vérin à double effet 19 d'o sort une tige de piston 20. Celle-ci agit par un axe 20' sur un bras de levage 21 qui porte une pelle 22. Le bras 21 est supporté à l'aide d'un axe 23 par un tracteur, une excavatrice ou analogues. Une came de commande 24 est reliée au bras 21. On a placé sur-le tracteur deux commuta- teurs 25, 26 de façon qu'ils soient actionnés par la came 24 quand le bras de levage atteint des positions d'inclinaison déterminées. Le dispositif 3 de télécommande-possède un carter 30, une base de carter 31, un premier axe d'inclinaison 32 placé dans - le carter 30, un secteur 33 porté par cet axe, un moyen de manoeuvre fixé au secteur 33 et présentant la forme d'un levier de commande à main 34 avec une poignée 34', un axe 35 fixé au secteur 33, un dispositif de rappel 36 fixé au carter 30, un mécanisme de verrouil- lage 37 et un moyen de traction souple sous la forme d'un câble 39. Le dispositif de rappel 36 se compose d'un carter 41, d'une tige 42 avec des surfaces de butée axiales 43, 44, deux cuvettes de ressort 45, 46 entourant librement ces deux surfaces 43, 44 et un ressort de rappel 47 placé entre les deux cuvettes 45, 46 et entourant librement la tige 42. Celle-ci est supportée aussi bien dans le carter 41 que dans le carter 30, avec mobilité longitudinale. Le ressort 47 agit de façon que, quand le mécanisme de verrouillage 37 est déverrouillé d'une façon décrite plus loin, la tige 42, après un déplacement quelconque à partir de la position neutre dessinée, est ramenée dans cette position. La tige 42 est articulée par un axe 48 à un élément intermédiaire 49. Celui-ci est articulé à l'aide de l'axe 35 au secteur 33. Par suite, une inclinaison du secteur 33 à l'aide du levier 34 déplace la tige 42. Le câble 39 est relié à un nipple 50 fixé à la tige 52. Le câble 39 passe au travers d'une gaine de guidage 51 dans un support de gaine 52 fixé au carter 4. A l'intérieur du porte-gaine 52 se déplace longi- tudinalement une pièce de liaison 53 qui est reliée d'une part avec le câble et d'autre part avec la tige de manoeuvre 54. Celle-ci passe au travers d'un joint annulaire 55 placé dans le porte-gaine, vers le tiroir 5, et elle est reliée à celui-ci à l'aide d'un disposi- tif de serrage 56. Entre la gaine 51 et le porte-gaine 52, on a introduit une vis de réglage creuse 57. La figure 2 représente schématiquement la soupape de distribution 2 à 6 voies/5 positions. Le tiroir 5 est mobile à l'intérieur du carter 4 dans cinq positions différentes, 1, Il, III, IV et V. La position moyenne III est la position neutre. Quand le tiroir 5 se trouve dans cette position neutre III, les tubulures 7, 11, 16 et 17 sont fermées. Si le tiroir 5 est amené, à droite sur la figure 1, dans la position voisine, les tubulures 7 et 16 ainsi que les tubulures 11 et 17 sont reliées ensemble. Le vérin 19 est sollicité, de sorte que le bras 21 et la pelle 22 sont soulevés. Si le tiroir 5 est amené contre l'action du ressort de rappel 6 au-delà de la position neutre III dans la position Il, le bras 21 et la pelle 22 s'abaissent. Dans la position I, les tubulures 16 et 17 sont reliées à la tubulure de retour Il et la tubulure venant de la pompe 8 est fermée. Le tiroir 5 amené dans la position I agit de façon qu'une force appliquée de l'extérieur déplace librement la tige 20 dans le sens de la force. Cette position de commande I est donc désignée sous le terme de "position de passage libre". Si on lisse le tiroir 5 suivre l'action du ressort 6, il se déplace dans la position V qui, à partir de la position neutre III, se raccorde à la position IV. Le tiroir 5 et le carter 4 qui l'entoure, sont constitués de façon que, dans la position V du tiroir 5, il se produise par exemple le même effet de commande que si le tiroir 5 se trouvait dans sa position neutre III. Cette position V constitue ainsi une position d'enclenchement ou de déclenchement d'urgence. Le mécanisme de verrouillage 37 est constitué du secteur 33, qui porte sur son pourtour trois encoches de verrouil- lage 60, 61 et 62, d'un élément de verrouillage 64, qui porte une griffe 65 pointant vers le secteur 33 et qui est articulée sur un deuxième axe 66 disposé dans le carter 30, ainsi que d'un ressort de verrouillage 67. Celui-ci est introduit dans le fond 31 du carter et incline l'élément 64 en direction du secteur 33. Pour une position appropriée du secteur 33, la griffe 65 pénètre dans l'une des encoches 60, 61 ou 62 et provoque sur le secteur 33 une résistance à la rotation. Un dispositif de déverrouillage 70 est associé au mécanisme 37. Le dispositif 70 se compose d'un bouton poussoir 71 mobile dans le sens longitudinal du levier 34, d'un ressort de rappel 72 pour le bouton 71, d'une tige de pression 73 associée au bouton 71, d'un commutateur 74 fixé sur le secteur 33 et actionné par la tige 73, et d'un électro-aimant 75. Une pression sur le bouton 71 actionne le commutateur 74. L'électro- aimant 75 est mis en circuit ou hors circuit par ce commutateur 74, suivant sa position. A l'aide d'une tige d'armature 76, l'électro- aimant 75 agit sur un bras 64' disposé sur l'élément 64, de façon que celui-ci soit incliné contre l'action du ressort 67. Par enclenchement de l'électro-aimant 75, l'élément 64 peut donc être écarté du secteur 33, de sorte que la griffe 65 libère le secteur 33. A l'intérieur du dispositif de rappel 36, on a placé un ressort de compensation 77 qui agit contre la cuvette de ressort 46. Ce ressort 77 s'oppose au ressort 6 par l'intermé- diaire du câble 39 de façon qu'il suffise d'une force faible pour déplacer dans des directions variables le tiroir 5 au voisinage de sa position neutre III à l'aide du levier 34. Le dispositif 36 agit de façon que la tige 42 et le tiroir 5 soient amenés dans leurs positions neutres quand la griffe 65 ne pénètre pas dans l'une des encoches 60, 61 ou 62. La vis de réglage 57 est réglée de façon que, quand la tige 42 se trouve en position neutre, le tiroir 5 se trouve également dans sa position neutre III. La soupape 2 et sa télécommande 3 fonctionnent de la façon suivante. Quand on incline le levier 34 à partir de la position neutre III dans le sens des aiguilles d'une montre, la tige 42 et la cuvette 46 sont déplacées contre l'action du ressort 47. Par suite, le nipple 50 se déplace en direction de la gaine 51. Le ressort 6 tire sur le câble 39 en direction du carter 4 par l'intermédiaire du tiroir 5 et de la tige 54. Si le levier 34 continue à s'incliner dans le sens des aiguilles d'une montre, la griffe 65 finit par s'enclencher dans l'encoche 60. En même temps, le tiroir 5 à l'intérieur du carter prend la position IV, de sorte que la pompe 8 est reliée au travers du bloc 14 avec la tubulure 16. Par suite, le bras 21 se soulève. La griffe 65 maintient le secteur 33 dans la position atteinte jusqu'à ce que, par une force suffi- sante sur le levier de commande à main, la griffe 65 soit chassée de l'encoche 60, ou bien jusqu'à ce que, par pression sur le bouton 71, l'électro-aimant 75 sorte la griffe 65 de l'encoche 60. Dès que la griffe 65 se trouve en dehors de l'encoche 60, quand on relâche le levier 34, le secteur 33 est amené par le dispositif 36 dans la position neutre. En cas d'inclinaison du levier 34, également à partir de la position neutre III, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la griffe 65 pénètre finalement dans l'encoche 61 qui est associée à la position II. La tige 42 est alors déplacée vers la droite et, par le câble 39, elle tire en position Il le tiroir 5 contre la force du ressort 6. Le mouvement du tiroir 5 de la façon décrite provoque un abaissement du bras 21. A partir de cette position, le tiroir 5 peut également être ramené dans la position III de la façon décrite. Si le levier 34, à partir de la position II, est incliné davantage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la griffe 65 parvient dans l'encoche 62 et le tiroir 5 dans sa position I, la position dite de passage libre. A partir de cette position également, le tiroir 5 peut être ramené de la façon décrite plus haut dans la position neutre III. Dans le cas d'arra- chement du câble 39, si le tiroir 5 se trouve dans l'une ou entre deux des positions I à IV, le ressort 6 ramène rapidement le tiroir vers la droite en position V. Cette position V est la position de commutation d'urgence décrite en se reportant à la figure 2. Le tiroir 5 amené dans la position de coupure d'urgence arrête l'ac- tionneur hydraulique 18. Les commutateurs 25 et 26 servent d'interrupteurs de fin de course et sont actionnés par la came de commande 24 quand le levier 21 atteint sa position terminale déterminée par construc- tion ou choisie pour chaque type de mise en oeuvre. Les commuta- teurs 25 et 26 sont reliés comme le commutateur 64 à l'électro- aimant 75. Par suite, l'actionneur hydraulique 18 peut actionner, par la came 24 et les commutateur 25, 26 eux-mêmes, le dispositif de déverrouillage 70 et agir de façon que le tiroir 5 soit ramené dans sa position neutre III. De la même façon, une montée de pres- sion excessive dans les tubulures 7 et 12, montée provoquée par exemple par une surcharge. du bras 21, peut commander le dispositif de déverrouillage 70 par le commutateur 13. Le bloc d'arrêt 14 introduit entre la soupape 2 et les tubulures 16 et 17 protège d'une façon connue l'actionneur hydraulique 18 de ce qu'on appelle la cavitation. Ses électro- aimants 15 servent au déblocage. Les électro-aimants 15 sont rac- cordés à un commutateur 78 qui est placé à l'intérieur du carter 30. Sur le secteur 33, on a disposé une came de- commande 79 qui actionne le commutateur 78 quand le levier 34 se trouve dans sa position neutre III. Par suite, le commutateur 78 est toujours actionné sans intervention spéciale d'un opérateur, quand le tiroir 5 atteint sa position neutre III. Les électro-aimants 15 sont reliés à un appareil 80 d'alimentation en courant qui sert également à alimenter l'électro-aimant 75. A la place d'un tiroir 5 mobile en ligne droite, on pourrait également utiliser un tiroir tournant. L'esprit de l'invention s'applique également à des soupapes de commande avec sièges, dans lesquelles les éléments mobiles sont actionnés par des cames de commande ou analogues. A la place du-commutateur 74, on peut, par exemple, associer au segment 33 une came de commande mobile non représentée, ou analogue, de façon qu'elle puisse être poussée à l'aide du bouton 71 et de la tige 73 contre la griffe 65 ou l'élément 64. Le bouton 31 peut être remplacé par un levier de manoeuvre ou une poignée tubulaire mobile sur le levier 34. 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 limi- tatifs, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Soupape de commande avec 1) un élément de com- mande à plusieurs positions pour commander un actionneur hydrau- lique, 2) un dispositif de télécommande mécanique qui agit sur l'élé- ment de commande et qui comporte a) un élément de manoeuvre (34), b) un mécanisme de verrouillage (37) accouplé à l'élément (34), avec un élément de verrouillage poussé par un ressort de verrouillage, et c) un dispositif de rappel (36) avec au moins un ressort de rappel (47), poussant l'élément de manoeuvre en direction de sa position neutre, 3) un moyen de traction (39) placé entre l'élément de manoeuvre et l'élément de commande et 4) un ressort de rappel (6) qui est placé à proximité de l'élément de commande et qui maintient en permanence sous tension le moyen de traction, caractérisé en ce que l'élément de commande (5) de la soupape (2) peut être amené par le ressort de rappel (6) dans une position d'urgence (V) qui se raccorde, dans le sens d'action du ressort (6), aux positions de commu- tation (II, IV) qui servent à la commande de l'actionneur (19) dans les sens alternatifs de fonctionnement. 2 - Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape de commande (5) et son élément de commande (5) sont constitués de façon que cet élément (5), quand il se trouve dans sa position (V) de commutation d'urgence, produisent le même effet de coupure que dans la position neutre. 3 - Soupape-selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de manoeuvre est un levier inclinable (34) de commande à main. 4 - Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'on a associé au levier (34) un disposi- tif (70) pour le déverrouillage de l'élément de verrouillage (64) du mécanisme de verrouillage (37). - Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif (70) de déverrouil- lage possède un commutateur (74) à commande manuelle et un électro- aimant (75) commandé par ce commutateur (74) et en ce que l'électro- aimant (75), agissant en sens inverse du ressort (67), est associé à l'élément (64,65). 6 - Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif (70) de déverrouil- lage de l'élément (64, 65) comporte un moyen de manoeuvre (71) associé au levier (34) et actionné à la main, qui agit sur l'élément (64,65) contre l'action du ressort (67), par l'intermédiaire d'élé- ments mécaniques (73). 7 - Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisée en ce que le moyen de manoeuvre est un bouton poussoir (71) glissant le long du levier (34). 8 - Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 6 et 7, caractérisée en ce qu'une came de commande, dépla- çable en direction de l'élément (64, 65), et attaquant celui-ci, est logée sur le secteur (33). 9 - Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisée en ce qu'on a raccordé à au moins une tubulure (12) reliée à la soupape (2) au moins un commutateur à pression (13) qui commande l'électro-aimant (75) du dispositif (70) de déverrouillage. - Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisée en ce qu'on a disposé au moins un commu- tateur (25, 26) actionné directement ou indirectement par l'action- neur hydraulique (18, 19, 20), lequel commutateur commande l'électro- aimant (75) du dispositif (70) de déverrouillage. 11 - Soupape selonl'une quelconque des revendica- tions 1 a 10, caractérisée en ce qu'un bloc d'arrêt (14) a commande électromagnétique est disposé en aval de la soupape de commande (2).