Brevet FR2509831A1 — publié le 19830121

Commande de remise en position pour soutènement à étan- çons hydrauliques, ainsi qu'une vanne de non-retour à comman- de hydraulique. L'invention concerne un dispositif de commande de soutè- nement à étançons hydrauliques ou analogues, comprenant un dispositif à vanne de commande pouvant être manoeuvre à la main en vue de mettre en place et retirer de façon active le soutènement à étançons, ainsi qu'un dispositif automatique de remise en position du soutènement à étançons établissant de lui-même la tension au niveau d'une tension prédéterminée de mise en position des étançons, le système comprenant une vanne de remise en position commandée par la pression, qui raccorde automatiquement le soutènement à étançons, lorsqu'il y a une pression de commutation prédéterminée, à la conduite de fluide sous pression, la pression de commutation étant plus faible que la pression prédéterminée de mise en position des étançons et plus élevée que la valeur de la pression nécessaire au dégagement' libre des étançons En outre, l'in- vention concerne une vanne de non-retour à commande hydrau- lique, pouvant être utilisée avec avantage en tant que vanne de remise en position dans un système automatique de remise en position de ce type, ou encore pour remplir des fonctions analogues. On connaît par les demandes allemandes DE-OS 29 14 884 et DE-OS 27 49 312 des dispositifs de commande comprenant un système automatique de remise en position qui remet automati- quement sous pression les étançons d'un soutènement marchant hydraulique tel qu'une pile-bouclier ou des piles-monoblocs au niveau de la force de mise en position élevée désirée et au moyen duquel on est assuré que les étançons hydrauliques sont soumis à la force élevée nécessaire à la mise en posi- tion indépendamment d'éventuelles erreurs de manoeuvre et d'influences perturbatrices quelconques La disposition est alors telle que la vanne de remise en position ne raccorde le groupe d'étançons qui lui est subordonné que lorsqu'une pression de commutation prédéterminée est atteinte dans la conduite de mise en position ou dans la conduite de la pres- sion de fonctionnement, cette pression additionnelle étant plus importante que la pression d'alimentation nécessaire au dégagement libre des étançons, et plus faible que la pression de fonctionnement dans la conduite de mise en position La pression additionnelle est alors choisie de manière que le soutènement à étançons se trouvant à l'état rentré puisse être sorti librement par manoeuvre manuelle du dispositif à vanne de mise en position jusqu'à ce que le contact soit établi par le chapeau avec le toit, et sans que le système automatique de remise en position entre en fonction Ceci permet d'exécuter par exemple des travaux de réparation ou d'entretien ou des travaux quelconques de remplissage qui sont nécessaires quand il y a des creux dans le toit, sans que le système automatique de remise en position réagisse La pression de commutation est située généralement entre 33 10 Pa et 150 105 Pa, et elle est par exemple de 120 10 Pa, alors que la pression de fonctionnement prédéterminée régnant dans la conduite de mise en position dépasse normalement 300-105 Pa. Dans les dispositifs de remise en position connus, des perturbations du fonctionnement peuvent apparaître lors du dépilage actif des étançons hydrauliques quand la pression de retour dépasse exagérément la pression de commutation men- tionnée du système automatique de remise en position lors du processus de dépilage, en raison de l'effet de pression dynamique Dans ce cas, il peut arriver que l'étançon ne rentre pas, car la pression élevée régnant dans la chambre du piston de l'étançon s'applique simultanément sur la vanne de remise en position qui est à l'état ouvert. L'objet de l'invention est de constituer les commandes de remise en position connues d'une manière aussi simple que possible, pour que les perturbations de fonctionnement qui ont été mentionnées puissent être évitées de façon fiable, ces perturbations survenant quand une pression apparaît dans la conduite de retour, lors du retrait des étançons, pression pour laquelle la vanne de remise en position s'ouvre En outre, l'invention vise une vanne de non-retour simple et fiable, pouvant être utilisée de façon particulièrement avantageuse en tant que vanne de remise en position ou dans tous autres buts o, pour un état de fonctionnement déter- miné, il faut que la vanne se ferme nécessairement et reste en position de fermeture de façon fiable. Le but mentionné est atteint au moyen de la commande de remise en position selon l'invention du fait qu'il est prévu un dispositif de blocage qui verrouille automatiquement le système automatique de remise en position lorsqu'il y a commutation du dispositif à vanne de commande sur la position de "dépilage". Le dispositif de blocage qui vient d'être mentionné empêche donc que la ou les chambres des pistons des étançons soient soumises à la pression élevée de mise en position par l'intermédiaire du système automatique de remise en position lorsqu'il y a retrait des étançons, car cette pression bloquerait la manoeuvre de retrait des étançons De ce fait, des pressions dépassant la pression de commutation du système automatique de remise en position ou de sa vanne de remise en position peuvent se former dans la conduite reliant les chambres des pistons des étançons à la conduite de retour, avec un effet de pression dynamique, sans qu'il en découle qu'une charge soit appliquée aux étançons par l'intermédiaire du système automatique de remise en position. Le dispositif de blocage utilisé pour verrouiller le système automatique de remise en position peut se présenter sous des formes de réalisation diverses Avantageusement, il est constitué par une vanne à commande hydraulique, dont le piston d'amorçage est soumis par l'intermédiaire d'une con- duite de commande à la pression régnant dans la conduite de retour lors du retrait des étançons Le piston d'amorçage auquel est appliquée la pression amène la vanne en position de fermeture dans laquelle la liaison entre la ou les cham- bres de pression des étançons et la conduite de pression de fonctionnement est fermée par l'intermédiaire de la vanne de remise en position Selon une forme de réalisation de l'in- vention qui est particulièrement simple et fiable, et de ce fait préférée, ladite vanne à commande hydraulique est constituée simultanément par la vanne de remise en position qui-est dans ce cas formée de façon à être actionnée par un piston pilote en direction de l'ouverture et par le piston d'amorçage en direction de la fermeture La conduite de commande hydraulique allant au piston pilote est alors reliée à la conduite amenant la pression lors de la mise en position des étançons alors que la conduite de commande hydraulique allant au piston d'amorçage est raccordée à la conduite amenant la pression quand il y a retrait des étançons. Pour constituer la vanne de remise en position, on peut utiliser de façon particulièrement avantageuse une vanne de non-retour pouvant être amorcé hydrauliquement et munie d'un organe de fermeture constitué de préférence par une bille de soupape soumise à l'action d'un ressort de fermeture, l'or- gane pouvant être soulevé de son siège par un piston pilote pouvant être commandé hydrauliquement et à l'encontre de la force de rappel du ressort de fermeture Selon l'invention, la vanne de non-retour comprend simultanément un piston d'amorçage à commande hydraulique agissant sur l'organe de fermeture en direction du ressort de fermeture, le piston étant également apte, en coopération avec le ressort de fermeture, à amener l'organe de fermeture en position de fermeture même à l'encontre de la force du piston pilote agissant en sens contraire Le piston d'amorçage peut avoir un diamètre plus faible que celui du piston pilote agissant en direction de l'ouverture de la soupape, en particulier quand l'organe de fermeture, à l'état fermé de la conduite de pression, est sollicité dans le sens de la fermeture. Comme mentionné, la vanne de non-retour selon l'invention est utilisé également pour remplir d'autres fonctions, et en particulier partout o il faut obligatoirement fermer une vanne commandée hydrauliquement et quand il y a une force de commande agissant en sens opposé et/ou la bloquer en position de fermeture. Selon l'invention, le piston d'amorçage est rassemblé dans un bottier commun avec le piston pilote, l'organe de fermeture et le ressort de fermeture, le boîtier comprenant sur ses côtés opposés deux raccords pour des conduites de commande hydrauliques ainsi que deux autres raccords destinés au raccordement à une conduite de pression et à une conduite pour un dispositif utilisateur. Le piston d'amorçage comprend un poussoir qui traverse le ressort de fermeture. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation qui est représenté sur les dessins ci- annexés dans lesquels: la figure 1 représente sous forme d'un circuit simplifié le dispositif de commande de remise en position selon l'in- vention, la figure 2 est une vue en coupe de la vanne de non- retour selon l'invention, qui est utilisée avantageusement dans le dispositif de commande de remise en position selon la figure 1. Pour des raisons de simplification, un unique étançon hydraulique 10 est représenté dans le dispositif de commande de la figure 1, cet étançon constituant un élément de soutè- nement marchant qui peut être par exemple un bouclier de soutènement, une pile-bouclier ou analogue La commande de l'étançon 10 ou d'un groupe d'étançons s'effectue au moyen du dispositif de commande représenté, qui comprend un dispositif à vanne de commande 11 au moyen duquel on peut mettre en position et retirer l'étançon 10 ou le groupe d'étançons Le dispositif à vanne de commande 11 peut être commuté à la main, par exemple au moyen d'un levier de manoeuvre 12 Il est constitué par exemple par un tiroir tournant connu dans ce but, dont la manoeuvre s'effectue au moyen d'un levier de manoeuvre tournant ou pivotant La vanne est alors munie d'un circuit dit "d'homme mort" ou de veille automatique, de manière que le levier de manoeuvre, quand il est laissé libre, revienne automatiquement à sa position zéro dans laquelle l'enceinte de commande 10 ' du ou des étançons hydrau- liques 10 est fermée par rapport à la conduite de pression de mise en position ou de fonctionnement P Cette position de commutation est indiquée en O à la figure 1. Le dispositif à vanne de commande 11 qui est représenté est raccordé du côté entrée à la conduite de pression de fonctionnement P (conduite de pression de taille) ainsi qu'à la conduite de retour R Côté sortie, le dispositif à vanne de commande 11 est relié par l'intermédiaire d'une conduite 13 à la chambre de pression 10 ' du ou des étançons 10 ainsi qu'à la chambre annulaire 10 " du ou des étançons 10, par l'intermédiaire d'une autre conduite 14 Entre les deux conduites 13 et 14 est montée de façon connue une vanne limitatrice de pression 15 qui est réglée sur une pression correspondant à la charge nominale des étançons Lorsqu'il y a dépassement de cette pression dans la chambre 10 ' des étançons, la vanne limitatrice de pression 15 s'ouvre, ce qui fait baisser la pointe de pression La vanne limitatrice de pression 15 est reliée côté sortie et par l'intermédiaire d'un clapet de non-retour 16 à la conduite 14 qui est reliée normalement à la conduite de retour R A l'avant de la vanne limitatrice de pression 15 est monté, dans la conduite 13, un clapet de non-retour 17 à commande hydraulique qui bloque la liaison entre la chambre de pression 10 ' des étançons et le dispositif à vanne pilote 11 quand ce dernier se trouve dans la position de commutation zéro Le clapet de non-retour 17 est relié par l'intermédiaire de sa conduite de commande 18 à la conduite 14, ce qui fait qu'il s'ouvre quand la conduite 14 est en liaison avec la conduite de pression de fonction- nement P, dans la position de commutation 2 du dispositif à vanne pilote 11. Au dispositif de commande est associé un système automa- tique de remise en position Ce dernier comprend une vanne de remise en position 19 qui est reliée côté entrée et par l'intermédiaire d'une conduite 20 à la conduite de pression hydraulique P ou à une autre conduite du système hydraulique qui laisse passer la pression Côté sortie, la vanne de remise en position 19 est reliée par l'intermédiaire d'une conduite 21 et d'un clapet de non-retour 22 monté dans celle- ci à la conduite 13 ou à la chambre de pression 10 ' des étançons La vanne de remise en position 19 peut être commutée hydrauliquement Elle comprend un piston pilote 23 auquel peut être appliquée la pression régnant dans la conduite 13 par l'intermédiaire d'une conduite de commande hydraulique 24 En outre, la vanne de remise en position 19 est munie d'un piston d'amorçage à commande hydraulique 25 agissant en sens contraire au piston pilote 23 et auquel peut être appliquée la pression régnant dans la conduite 14 par l'in- termédiaire d'une conduite de commande hydraulique 26 reliée à cette conduite 14 Un ressort de fermeture 27 fonctionne dans le même sens que le piston d'amorçage 25, ce ressort agissant sur l'organe de fermeture de la vanne de remise en position 19 A la figure 2 est représentée une forme de réalisation préférée de la vanne de remise en position 19. Celle-ci comprend dans un bottier ou un bloc 28 un organe de fermeture 29 constitué par une bille de soupape, l'organe 29 étant pressé contre le siège 30 par le ressort de fermeture 27 La chambre 31 de la vanne dans laquelle se trouvent le ressort de fermeture 27 et l'organe de fermeture 29 comprend un raccord 32 destiné à la conduite de pression P ou à la conduite de raccordement 20 (figure 1), ce qui fait que l'organe de fermeture, à l'état fermé, est soumis à la pres- sion régnant dans la conduite de pression de fonctionnement sur son côté arrière. Sur l'un des côtés de l'organe de fermeture 29, le piston pilote 23 passe dans un alésage cylindrique 33, le piston étant muni d'un poussoir 34 Le boîtier comprend sur con côté frontal un raccord 35 destiné à la conduite de commande hydraulique 24 (figure 1) En 36 est indiqué le raccord du dispositif utilisateur auquel sont raccordées la ou les chambres de pression 10 ' des étançons, par l'intermédiaire de la conduite 21. Sur le côté opposé de l'organe de fermeture 29, la vanne de non-retour à commande hydraulique comprend le piston d'amorçage 25 de plus petit diamètre, passant dans un alésage cylindrique 37 qui peut être raccordé par un raccord 38 situé sur le côté frontal à la conduite de commande hydraulique 26. Le piston d'amorçage 25 est muni d'un poussoir 39 qui pénètre dans l'enceinte 31 et passe au travers du ressort de ferme- ture 27. Pour mettre en position le ou les étançons hydrauliques du soutènement marchant, le dispositif à vanne de commande 11 est amené a la position de commutation 1 dans laquelle la conduite 13 est reliée à la conduite de pression de fonction- nement P et la conduite 14 à la conduite de-retour R La commutation du dispositif à vanne de commande Il s'effectue comme mentionné par une manoeuvre manuelle La chambre de pression 10 ' des étançons est soumise à la pression hydrau- lique par l'intermédiaire de la conduite 13, ce qui fait que le piston 10 "' de l'étançon sort et que l'étançon 10 est alors mis en position Aussi longtement que l'étançon 10 ou le chapeau (non représenté) qu'il supporte n'est pas en contact avec le toit, la pression qui se forme dans la chambre de pression 10 ' de l'étançon et qui est déterminée essentiel-_ lement par la résistance opposée à la sortie de l'étançon et par le poids du chappeau d'appui est relativement faible. Elle est par exemple de 50 10 P 5 a ou moins Quand l'étançon 10 qui sort ou son chapeau parvient en contact avec le toit, la pression monte dans la chambre 10 ' de l'étançon jusqu'à la pression régnant dans la conduite de pression P, à condition que le dispositif à vanne de commande 11 reste ouvert suffi- samment longtemps Si le dispositif à vanne de commande 11 est préalablement disposé à la main dans sa position de commutation neutre 0, la pression de mise en position de l'étançon régnant dans la chambre 10 ' est éventuellement nettement plus faible que la valeur de consigne, ce qui fait que l'étançon 10 est mis en position au moyen d'une force plus faible que celle que l'on désire On évite ceci au moyen du système automatique de remise en position Celui-ci est constitué de manière que pour une pression de commutation prédéterminée comprise par exemple entre 50 105 Pa etlso 1 o 5 Pa, et qui est en général comprise entre 100 105 Pa et 130 105 Pa, le système entre en fonction Dès que la pression de commuta- tion est atteinte dans la chambre 10 ' de l'étançon et de ce fait également dans la conduite de commande 24 reliée à la chambre de pression de l'étançon, la commutation de la vanne de remise-en position s'effectue par application de la pres- sion au piston pilote 23, en passant de la position fermée a qui est représentée à la position de commutation b, la cham- bre de pression 10 ' de l'étançon étant raccordée à la conduite de pression P par dérivation du dispositif à vanne de commande 11 et par l'intermédiaire de la conduite 21, de la vanne de remise en position 19 qui est ouverte et de la conduite 20 L'étançon ou le groupe d'étançons 10 est alors mis sous tension au niveau de la force prédéterminée qui en général n'est que très peu inférieure à la force nominale des étançons. Lors de la mise en position de l'étançon 10, la conduite de commande hydraulique 26 qui conduit au piston d'amorçage 25 est reliée à la conduite 14 qui relie de son côté la chambre annulaire 10 " de l'étançon à la conduite de retour R, par l'intermédiaire du dispositif à vanne de commande 11. Pour retirer le ou les étançons 10, on amène le disposi- tif à vanne de commande 11 dans la position de commutation 2 dans laquelle la conduite 13 est reliée à la conduite de retour R et la conduite 14 à la conduite de pression P De ce fait, la chambre annulaire 10 " de l'étançon 10 est soumise à la pression hydraulique, ce qui fait que le piston 10 "' de l'étançon rentre Le fluide de pression se trouvant dans la chambre 10 ' de l'étançon est expulsé vers la conduite de retour R en passant par la conduite 13, le clapet de non- retour 17 commandé par la conduite de commande 18 et le dispositif à vanne de commande 11 se trouvant dans la posi- tion de commutation 2. Lorsqu'on retire les étançons, une pression dynamique peut se former dans la conduite 13 qui parvient à la conduite de retour R, cette pression atteignant ou dépassant la pres- sion de commutation de la vanne de remise en position 19. Dans ce cas, la vanne de remise en position 19 est commutée vers la position de commutation b dans laquelle elle relie la chambre de pression 10 ' de l'étançon à la conduite de pres- sion P Un retrait de l'étançon 10 n'est donc plus possible. Pour éliminer cette influence perturbatrice, la vanne de remise en position 19 est équipée d'un dispositif de blocage constitué par le piston d'amorçage 25 Ce piston d'amorçage est soumis lors du retrait de l'étançon à la pression hydraulique régnant dans la conduite de pression P, en pas- sant par la conduite 14, ce qui fait qu'il amène par l'intermédiaire de son poussoir 39 l'organe de fermeture 29 de la vanne de remise en position 19 en position fermée, selon la figure 2, et le verrouille dans cette position fermée, même quand le piston pilote 23 exerce une force antagoniste contre l'organe de fermeture 29 Le piston d'a- morçage 25 est donc, en coopération avec le ressort de ferme- ture 27, à même d'exercer une pression supérieure au piston pilote 23 quand une pression de retour apparaît dans la conduite de dépilage 13 lorsqu'il y a une opération-de re- trait des étançons. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande de soutènement à étançons hydrauliques ou analogues, comprenant un dispositif à vanne de commande pouvant être manoeuvré à la main en vue de mettre en place et retirer de façon active le soutènement à étan- çons, ainsi qu'un dispositif automatique de remise en posi- tion du soutènement à étançons établissant de lui-même la tension au niveau d'une tension prédéterminée de mise en position des étançons, le système comprenant une vanne de remise en position commandée par la pression, qui raccorde automatiquement le soutènement à étançons, lorsqu'il y a une pression de commutation prédéterminée, à la conduite de fluide sous pression, la pression de commutation étant plus faible que la pression prédéterminée de mise en position des étançons et plus élevée que la valeur de la pression nécessai- re au dégagement libre des étançons, caractérisé par un dispositif de blocage ( 25, 26) qui verrouille automatique- ment le système automatique de remise en position lorsqu'il y a commutation du dispositif à vanne de commande ( 11) sur la position de "dépilage". 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de fermeture est constitué par une vanne amorcée hydrauliquement, dont le piston d'amorçage ( 25) est soumis, par l'intermédiaire d'une conduite de commande ( 26), à-la pression qui passe par la conduite ( 14) lorsqu'il ya dépilage des étançons. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vanne amorcée hydrauliquement est la vanne de remise en position ( 19), qui est manoeuvrée par un piston pilote ( 23) en direction de l'ouverture et par le piston d'amorçage ( 25) en direction de la fermeture, la conduite de commande hydraulique ( 24) parvenant au piston pilote ( 23) étant reliée à la conduite ( 13) par o passe la pression lors de la mise en position de l'étançon et la conduite de commande hydrau- lique ( 26) allant au piston d'amorçage ( 25) étant relié à la conduite ( 14) par o passe la pression quand il y a dépilage de l'étançon. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un clapet de non-retour ( 17) amorcé hydrauliquement est disposé à l'avant d'une vanne limitatrice de pression ( 15) dans la conduite ( 13) qui relie le disposi- tif à vanne de commande ( 11) à la chambre de pression ( 10 ') ou aux chambres de pression des étançons, la conduite de commande ( 18) du clapet ( 17) étant reliée à la conduite de dépilage ( 14) allant à la chambre annulaire ( 10 ") de l'étan- çon. 5 Vanne de non-retour amorcée hydrauliquement, en parti- culier destinée à être utilisée en tant que vanne de-remise en position dans un dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant un organe de fermeture soumis à l'action d'un ressort de fermeture et constitué de préférence par une bille, cet organe pouvant être soulevé de son siège par un piston pilote actionné hydrauliquement et à l'encontre de la force de rappel du ressort de fermeture, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un piston d'amorçage ( 25) pouvant être actionné hydraulique- ment et agissant sur l'organe de fermeture ( 29) en direction du ressort de fermeture ( 27). 6 Vanne de non-retour selon la revendication 5, caracté- risée en ce que le piston d'amorçage ( 25) a un diamètre plus faible que celui du piston pilote ( 23) agissant sur l'organe de fermeture ( 29) dans le sens contraire. 7 Vanne de non-retour selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que le piston d'amorçage ( 25) est rassem- blé dans un bottier commun ( 28) avec le piston pilote ( 23), l'organe de fermeture ( 29) et le ressort de fermeture ( 27), le boîtier comprenant sur ses côtés opposés deux raccords ( 35, 38) pour des conduites de commande hydrauliques ( 24, 26) ainsi que deux autres raccords ( 32, 36) destinés au raccor- dement à une conduite de pression et à une conduite pour un dispositif utilisateur. 8 Vanne de non-retour selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que le piston d'amorçage ( 25) comprend un poussoir ( 39) qui traverse le ressort de fermeture ( 27).