Brevet FR2487019A2 — publié le 19820122

FR 2487019 A2 19820122 FR 8015913 A 19800718 La présente invention concerne un dispositif de sécurité pour au moins un vérin hydraulique de levage de charges, notamment pour des pelles hydrauliques, selon la revendication 1 du brevet principal. Le dispositif de sécurité selon la présente invention est destiné aux vérins du type indiqué,compor- tant chacun au moins une conduite, qui sert à l'alimentation de son compartiment actif , et qui inclut une tuyauterie flexible, exposée à des ruptures accidentelles, en particulier dans les conditions sévères d'environnement qui sont celles par exemple des pelles hydrauliques, utilises sur les chantiers de travaux publics. Be dispositif de sécurité selon la présente invention est caractérisé en ce que le dispositif de pilotage du clapet anti-retour est commandé dans le sens de la fermeture dudit clapet, à partir de la pression régnant dans la conduite, servant à l'alimenta- tion du compartiment actif du vérin, en un point de ladite conduite, situé entre ledit clapet et la tuyauterie flexible, par l'intermédiaire d'une valve électromagnétique en position de repos, le circuit électrique de commande de cette valve comportant un premier contact de travail, qui est actionné par un capteur de pression, relié au point mentionné de ladite conduite d'alimentation, et qui est monté en série avec un second contact de travail, actionné seulement en phase de descente de la charge. Be dispositif de sécurité selon la présente invention est également applicable à plusieurs vérins hydrauliques de levage de charges, qui sont alimentés en parallèle à partir d'un unique distributeur de liquide hydraulique, à commande manuelle'ou asservie À titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé deux formes de réalisation de l'invention. La figure 1 est le schéma du circuit hydraulique d'un unique vérin de levage à double effet, notamment pour une pelle hydraulique. La figure 2 est le schéma du circuit hydraulique commun de plusieurs vérins hydrauliques de levage de charges, alimentés en parallèle. Sur la figure 1, 1 désigne un verin hydraulique de levage à double effet, équipant par exemple une pelle hydraulique d'un type connu ; la désigne son piston et lb la tige de ce dernier, dont l'extrémité supérieure, extérieure au vérin 1, supporte, par l'intermédiaire dun plateau, une charge C.Dans le compartiment inférieur, à grande section, 1c du vérin 1,et dans son compartiment supérieur, à petite section, Id, débouchent respectivement, deux conduites d'alimentation ainsi constituées : chaque conduite d'alimentation comporte une première partie rigide, 2c ou 2d, fixe par rapport au vérin hydraulique I et aux organes mobiles de la pelle, dont il est solidaire, ainsi qu'une seconde partie rigide, 2a ou 2b, solidaire du cassis de la pelle hydraulique, sur lequel sont montés, à poste fixe, notamment un réservoir de liquide hydraulique 3 et une pompe hydraulique 4.Les deux parties rigides, par exemple 2a et 2c, d'une meame conduite d'alimentation d'un compartiment du vérin, par exemple Ic, sont reliées entre elles par une tuyauterie flexible, 2e ou 2f, qui est évidemment exposée à des ruptures accidentelles dans les dures conditions d'environnement qui sont celles de l'utilisation des pelles hydrauliques sur les chantiers de travaux publics. Sur le châssis de la pelle hydraulique est également monté un distributeur 5 à trois positions, 1, Il et N (neutre) et quatre voies, 5a à 5d. Dans la forme de réalisation illustrée, ce distributeur 5 est à commande manuelle, c'est-àdire que son passage de la position N à l'une des deux positions I et il est commandé manuellement.A titre de être variante, le distributeur 5 pourraitZà commande asservie. Dans l'exemple illustré,7voies 5a et 5b du distributeur 5 sont raccordées respectivement aux extrémités des deux parties rigides, 2a et 2b,des conduites d'alimentation des compartiments 1c et Id du vérin 1 sa voie 5c est reliée à la pompe 4, tandis que sa voie 5d est reliée au réservoir de liquide hydraulique 3 à travers un clapet de contre-pression 6. On a indiqué par des flèches les liaisons que le distributeur 5 établit entre, d'une part, ses voies 5a, 5b, et, d'autre part, ses voies 5c, 5d, respectivement dans ses positions I et IX ; dans sa position N, il obture les extrémités correspondantes des conduites d'alimentation 2a et 2b, et relie le refoulement de la pompe 4 au clapet de contre-pression 6, qui débouche dans le réservoir de liquide hydraulique 3. Dans la forme de réalisation illustrée, le dispositif de sécurité selon la présente invention comporte un clapet anti-retour 7, à dispositif de pilotage, une valve électromagnétique 8, et un limiteur de pression 10, ces différents composants pouvant être fixés de préférence sur une ou deux plaques de base, qui peuvent être solidaires du corps du vérin 1, ou des organes mobiles de la pelle auxquels le corps du vérin est lui-même fixé. Selon la présente invention, le clapet antiretour 7, est inséré, par l'intermédiaire de ses tubulures 7i et 7j, dans la partie rigide, 2c, de la conduite d'alimentation du compartiment inférieur, Ic, du vérin 1, qui commande le levage de la charge C. Le dispositif de pilotage de ce clapet anti-retour 7 comporte lui-meme une entrée de commande de la fermeture du clapet, 7a. Un clapet antiretour de ce genre est susceptible de nombreuses formes de réalisation, dont certaines sont bien connues, et qu'il n'est donc pas nécessaire de décrire en détail. La valve électromagnétique 8 comporte deux positions, A et 3, et trois voies : d'un côté, une voie unique, 8a, reliée à l'entrée de commande, 7a, du disposi tif de pilotage du clapet anti-retour 7 ; d'un autre côté, deux voies, 8c et 8d ; la voie 8c est reliée à un point de la seconde partie rigide, 2c, de la conduite d'alimentation du compartiment inférieur 1c du vérin 1, qui est situé entre le clapet anti-retour 7 et ledit compartiment inférieur du vérin i.c, ou un dispositif de freinage, 14, associé audit compartiment,1c, et réalisé de façon à limiter seulement le débit du fluide hydraulique qui traverse la conduite 2c en provenance du compartiment Ic ; la voie 8d est d'autre part reliée au réservoir de liquide hydraulique 3 par une conduite comportant deux parties rigides, 12a et 12b, raccordées entre elles par une tuyauterie flexible, 12c. Le limiteur de pression,1O, qui peut être d'un type usuel, mais de préférence à limite réglable, est inséré entre la conduite 2c et une bifurcation,12d,de la conduite 12b. Selon la présente invention, l'enroulement d'excitation, 8g, de la valve électromagnétique 8 est inséré dans un circuit électrique de commande, comportant un premier contact de travail, 16, qui est actionné par -un capteurde pression 17, relié'à point de la conduite 2c, situé entre le clapet anti-retour 7 et la tuyauterie flexible correspondante, 2e ; ce premier contact de travail 16 est d'autre part monté en série avec un second contact de travail, 18, actionné, par l'intermédiaire dune came i9,à partir du distributeur 5, par exemple par l'intermédiaire d'une tige d'accouplement 20 ; la came 19 est aménagée de manière à laisser le contact de travail 18 en position ouverte lorsque le distributeur 5 se trouve dans l'une quelconque de ses deux positions I et N, ladite came 19 ne produisant la fermeture du second contact de travail 18 que lorsque le distributeur occupe sa position Il, correspondant à la descente de la charge C. Dans l'exemple de réalisation illustré, on a indiqué sous la forme d'une batterie d'accumulateur électrique 21 un générateur de courant destiné à alimenter l'enroulement d'excitation 8g de la valve électromagnétique 8 lorsque les deux contacts de travail 16 et 18 sont fermés simultanément. Be fonctionnement du circuit hydraulique qui vient d'etre décrit est le suivant Lorsque le distributeur 5 est placé dans sa position I et que la pompe 4 est actionnée par son moteur (non représenté), ladite pompe aspire du liquide hydraulique dans le réservoir 3 et le refoule, par l'intermédiaire des voies 5c, 5a du distributeur 5, dans les conduites 2a, 2e, 2c,puis dans la tubulure 7i du clapet anti-retour 7 le liquide hydraulique sous pression franchit alors ledit clapet anti-retour 7 dans son sens direct et il est refoulé par la tubulure 7j, la conduite 2c et le dispositif de 14 freinage/- traversé dans son sens d'inactivité - jusque dans le compartiment inférieur 1c du vérin 1.Il en résulte un soulèvement progressif du piston la du vérin i et de la charge C, le compartiment supérieur, In, dudit vérin se vidant au-fur-et-à-mesure à travers les conduites 2d, 2f, 2b, les voies 5b et 5d du distributeur 5,et le clapet de contre-pression 6,le liquide toumErhdans le réservoir 3. Lorsque par contre le distributeur 5 est amené dans sa position Il, la pompe 4 refoule le liquide sous pression, par les conduites 2b, 2f et 2d, dans le compartimont supérieu2du vérin 1, tandis que son compartiment inférieur ic est relié au réservoir 3 à travers le dispositif de freinage 14 - traversé dans son sens d'activité -,le clapet anti retour 7, et le clapet de contre-pression 6 ; ce dernier maintient cependant dans la conduite 2c, en dessous du clapet'7, une pression notablement supérieure à celle régnant dans le réservoir 3, et suffisante pour faire maintenir la fermeture du premier contact de travail 16 par le capteur de pression 17 ; comme le second contact de travail 18 est alors maintenu fermé par la came 19, l'enroulement 8g de la valve électromagnétique 8 est alimenté, si bien que ladite valve 8 est dans sa position B, pour laquelle elle relie,par ses voies 8a et 8d, l'entrée de commande, 7a, du dispositif de pilotage du clapet anti-retour 7 à la conduite 12b, où règne la même pression que dans le réservoir 3 ; comme cette pression est inférieure à celle maintenue par le clapet de contre-pression 6 dans la tubulure 7i du clapet anti-retour 7, ce dernier est ouvert et ne s'oppose donc pas à la vidange du compartiment inférieur 1c du vérin 1 vers le réservoir 3. Il en résulte une descente du piston la du vérin 1 et de la charge C, cette descente étant rendue progressive par une manoeuvre appropriée du distribFteur 5g et sa vitesse étant limitée par le dispositif de freinage 14. Lorsque par contre le distributeur 5 se trouve dans sa position N, l'ouverture du second contact de travail,18,coupe l'alimentation de la valve électromagnéti- que 8, qui reste dans sa position de repos A, où elle s'oppose, par l'intermédiaire du dispositif de pilotage du clapet anti-retour 7, à l'ouverture de ce dernier dans le sens inverse. Be clapet anti-retour 7 s'oppose donc à la vidange du compartiment inférieur îc du vérin 1, dont le piston la maintient par suite la charge C à une hauteur fixe. Il résulte de ce qui précède que la descente de la charge n'est rendue possible, par le maintien en position ouverte du clapet anti-retour 7, que si les deux contacts de travail 16 et 18 sont fermés simultanément, ce qui exige , simultanémen",le distributeur 5 soit dans sa position II,etqlffl regne dans la conduite 2c une pression notablement supérieure à celle du réservoir 3. 7 Dans tous les autres cas, le clapet anti-retourJstoppose à la descente de la charge. C'est le cas notamment si la tuyauterie flexible 2e est rompue accidentellement, puisqu'alors le capteur de pression 17 ouvre le premier contact de travail 16, et cela quelle que soit la position du distributeur 5. Si c'est par contre la tuyauterie flexible 2f qui est rompue accidentellement, le clapet anti-retour 7 ne cesse pas de s'opposer à la redescente de la charge C si le distributeur 5-occupe l'une de ses deux positions I et N, puisque le second contact de travail, 18, est alors ouvert.Si par contre le distributeur 5 se trouve dans sa position II, correspondant à la descente de la charge, les deux contacts de travail 16 et 18 restant fermés, la valve électromagnétique 8 reste dans sa position 3, où elle suppose à la refermeture du clapet anti-retour 7, si bien que la descente progressive de la charge C se poursuit, à moins que le distributeur 5 ne soit ramené dans sa position N, auquel cas la charge C est arrêtée à une hauteur fixe.Si par contre les deux tuyauteries flexibles 2e et 2f sont arrachées simultanément, le capteur de pression 17 n'est plus soumis sensiblement qugà la pression atmosphérique, si bien qu'il ouvre le premier contact de travail 16, ce qui a pour effet de ramener la valve 8 dans sa position de repos A, of elle provoque la refermeture du clapet anti-retour 7 ; ceci interromss la descente de la charge C. Le dispositif de sécurité selon la présente invention évite donc certainement la redescente brutale de la charge C en cas de rupture de l'une au moins des tuyauteries flexibles. La figure 2 représente le circuit .de deux vérins hydrauliques de levage de charges, 1A et 13, qui sont alimentés en parallèle à partir d'un unique distributeur de liquide hydraulique > 5 ; les principaux composants de ce circuit hydraulique ont été désignés par les mêmes références que sur la figure 1, les indices A et 3 indiquant que certains d'entre eux sont associés respectivement aux vérins 1A et 13. Selon la présente invention, les premiers contacts de travail, 16A et 16B, commandés respectivement par les capteurs de pression, 17A et 173, reliés respectivement aux premières conduites d'alimentation 2A et 2B des deux vérins, lA et 1B, sont montés en série entre, dtune part, les enroulements de commande, connec tés en parallèle, des valves électromagnétiques, 8 et 8B, associées respectivement aux vérins lÀ et 13, et, d'autre part, un second contact, commun, de travail, 18.Dans l'exemple illustré, le distributeur 5 est à commande asservie, ctest-à-dire que son passage de la position N à l'une des deux positions I et II est commandé par lune des deux conduites d'asservissement 5I et 5II, dont l'alimentation en fluide hydraulique est commandée, notamment par le conducteur de la pelle hydraulique, à partir du poste de conduite.Dans le cas de cette réalisation, le second contact de travail 18 peut être commandé par un vérin 22, alimenté lui-même par une dérivation de la conduite d'asservissement 51I, de manière que le contact de travail 18 soit fermé exclusivement lorsque le distributeur 5 se trouve dans sa position II, correspondant au levage des charges0 Si l'une au moins des tuyauteries flexibles 2eÂ et 2eB est rompue accidentellement, la mise à la pression atmosphérique du-capteur de pression 17A ou 173 provoque l'ouverture du premier contact de travail 16A ou 163 ; si le distributeur 5 se trouve dans sa position I ou N, le second contact de travail 18 étant ouvert, les valves électromagnétiques 8A et 8B restent au repos, si bien que les clapets anti-retour, 7A et 7B, s'opposent b la redescente de la charge.Si par contre le distributeur 5 est dans sa position II, correspondant à la descente de la charge, l'ouverture de l'un des premiers contacts de travail 16A et 16B provoque le retour au repos des deux valves électromagnétiques 8A et 8B et, par suite, la refermeture des clapets anti-retour 7A et 73 et l'immobilisation de la charge à une même hauteur. Sn cas de rupture de l'une seulement des tuyauteries flexibles 2fÂ et 2fB, la levée de la charge se poursuit ou s'arrête, selon que le distributeur 5 est dans sa position I ou N, tandis que la descente de la charge est interrompue et celle-ci est arrêtée à une même hauteur si le distributeur 5 se trouve dans sa position II-. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation précédemment décrites0 Elle englobe toutes leurs variantes. REVENDICAXIONS 1. Dispositif de sécurité pour au moins un vérin hydraulique (1) de levage de charges (C), notamment pour des pelles hydrauliques, selon la revendication t du brevet principal, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage du clapet anti-retour (7) est commandé dans le sens de la fermeture dudit clapet (7), à partir de la pression régnant dans la conduite (2c) servant à ltalimentation du compartiment actif (ic) du vérin (1), en un point de ladite conduite (2c), situé entre ledit clapet (7) et la tuyauterie flexible (2e), par l'intermédiaire d'une valve électromagnétique (8) en position de repos (A), le circuit électrique de commande de cette valve (8) comportant un premier contact de travail (16) qui est actionné par un capteur de pression (17), relié au point mentionné de ladite conduite d'alimentation (2c), et qui est monté en série avec un second contact de travail (18), actionné seulement en phase de descente de la charge (C). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second contact de travail (18) est actionné, par exemple par llintermédiaire d'une came (19), à partir d'un organe de commande (5) du vérin de levage (1), notamment d'un distributeur de liquide hydraulique sous pression, à conslande manuelle ou asservie, de façon que ledit second contact (18) soit fermé seulement lorsque l'organe de commande du vérin (5) est dans sa position correspondant à la descente de la charge. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que La valve électroma gnétique (8) est aménagée de façon à relier l'entrée de commande (7a) du dispositif de pilotage du clapet antiretour (7), soitolorsque ladite valve (8) est en position de repos (A)å n point de la conduite d'alimentation (2c)situé entre le clapet anti-retour (7) et le compartiment actif (lc) du vérin (1), soit, lorsque laite valve (s) est en position de travail (B), à une conduite (12b) aboutissant au réservoir de liquide hydraulique (3). 4. Dispositif de sécurité pour plusieurs vérins hydrauliques (1A, 1B) de levage de charges, alimentés en parallèle à partir d'un unique distributeur de liquide hydraulique (5), à commande manuelle ou asservie, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les premiers contacts de travail (16A, 16B)comman- dés respectivement par les capteurs de pression (17A, 173), reliés respectivement aux conduites d'alimenta- compartiments actifs des tion (2A, 23) desZdifférents vérins (1A, 1B), sont montés en série entre, d'une part, les enroulements de commande, connectés en parallèle, des valves électromagnétiques (8A, 8B), associées respectivement aux différents vérins (1A, 13) et, d'autre part, un second contact,communSde travail (18), actionné seulement en phase de descente des charges, par exemple à partir du distributeur (5).