Brevet FR2511111A1 — publié le 19830211

Vanne de commande multiple. La présente invention concerne une vanne de commande multiple pour commander le fonctionnement, par exemple, d'une pelle hydraulique d'une machine ou d'un véhicule de travaux de génie civil. Une pelle hydraulique comprend généralement une partie inférieure de translation et une partie supérieure de rota- tion comprenant la cabine de l'opérateur, la flèche, le bras et le godet, et la vanne multiple de commande de la pelle comprend un certain nombre de pistons disposés en parallèle qui commandent hydrauliquement les éléments correspondants de la pelle Avec une vanne de commande multiple de ce type, qui nécessite au moins deux pistons, c'est-à-dire des vannes inversant le sens, lorsque les pistons pour la rotation de la partie rotative et le fonc- tionnement du bras de la pelle sont échangés pour faire fonctionner simultanément la partie rotative et le bras, et dans ce cas, lorsque la charge appliquée sur le bras est faible, on ne peut obtenir une pression suffisante de pompage et par suite une pression pour faire tourner la partie rotative ne peut être maintenue à une valeur suffi- sante, et parfois il devient impossible de réaliser une opération de rotation Dans l'état actuel de la technique, afin de pallier cet inconvénient, une vanne de commande multiple est munie d'une vanne ayant une fonction de laminage entre les circuits parallèles raccordant les pistons pour la rotation de la partie rotative et le bras de la pelle, de façon à maintenir la pression désirée de rotation au cas o une charge légère est appliquée sur le bras. Toutefois, la mise en place d'une telle vanne entre les circuits en parallèle nécessite un espace dans la vanne multiple de commande, ce qui augmente de façon indésirable le corps de la vanne, et de plus, lorsque seul le piston pour faire fonctionner le bras est en service, étant donné que le fluide dans le piston pour la rotation est envoyé dans le cylindre du bras par l'intermédiaire d'une vanne à laminage, il en résulte une perte de charge inutile. Un objet de la présente invention est de pallier les défauts rencontrés dans l'état actuel de la technique et de fournir une vanne de commande multiple améliorée comprenant un corps de vanne compact et capable de réduire les pertes de charge du fluide de commande en assurant toujours une pression du fluide convenable pour faire fonctionner une commande, par exemple d'une machine de travaux de génie civil. Selon la présente invention, il est fourni une vanne de commande multiple pour faire fonctionner un véhicule de génie civil ou analogue comprenant un corps de vanne muni d'au moins deux trous parallèles pour recevoir les pistons inversant le sens, des passages de by-pass disposés dans la partie centrale du corps de la vanne dans un sens perpendiculaire aux trous et raccordés de façon opérationnel- le aux pistons pour envoyer le fluide depuis une source extérieure jusqu'aux pistons, des passages pour l'alimenta- tion du fluide disposés parallèlement aux passages de by- pass pour envoyer le fluide depuis la source jusqu'aux pistons, l'un des passages d'alimentation étant muni d'une chambre annulaire dans sa partie extrême, raccordée de façon opérationnelle avec l'un des pistons disposé le plus en aval de la vanne de commande multiple un passage de retour raccordant de façon opérationnelle la source de fluide à des commandes extérieures du véhicule de travaux de génie civil, et des orifices cylindriques raccordant de façon opérationnelle les trous du piston correspondant aux commandes correspondantes, chacun des pistons étant muni de passages intérieurs disposés des deux côtés, les passages intérieurs étant raccordés de façon opérationnelle avec les orifices correspondants cylindriques par l'intermédiaire de trous axiaux prévus pour le piston, cette vanne de commande multiple étantcaractérisée en ce que l'un des pistons disposés à la partie aval extrême de la vanne de commande multiple comprend un passage traversant le piston et ayant des extrémités ouvertes, un passage axial ayant une extrémité fermée et l'autre extrémité ouverte vers l'un des passages intérieurs, et un orifice latéral communiquantavec l'un des passages intérieurs, le passage traversant étant relié avec le moyen de passage axial dans la partie proche de l'extrémité fermée correspondante, et en ce que, lorsque seul le piston disposé du côté le plus en aval est déplacé de la position neutre dans un sens faisant fonctionner l'une des commandes correspondantes dans un sens prédéterminé, le passage traversant communique avec la chambre annulaire du passage pour l'alimentation et l'orifice latéral en communication avec le passage de by-pass central, et lorsque le piston le plus en aval et l'un des autres pistons disposé du côté amont du premier piston mentionné sont déplacés simultané- ment dans la direction, seul le raccordement entre le passage traversant et la chambre annulaire est établi. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés. Sur ces dessins la figure l représente une coupe verticale partielle- ment simplifiée d'une vanne multiple de commande selon la présente invention; et la figure 2 est une coupe partielle d'une modification de la vanne multiple de commande représentée sur la figure 1. En se référant à la figure 1, une vanne multiple de commande l selon l'invention comprend un corps de vanne 2 prévu avec un certain nombre de trous de piston 3, 4, 5 et 6 dans lesquels sont montés les pistons 3 a, 4 a, 5 a et 6 a qui commandent respectivement un moteur de translation pour une partie inférieure de translation d'une pelle mécanique, un vérin de flèche pour commander une flèche, un moteur rotatif pour la rotation de la partie rotative supérieure de la pelle mécanique et le fonctionnement du bras correspondant. Une vanne de décharge 7 est fixée sur le corps de la vanne 2 pour protéger la vanne de commande de façon à ce que la i 11-1 1 pression du fluide n'excède pas une valeur prédéterminée. Une chambre d'entrée du fluide 8 et une chambre de sortie du fluide 10 sont prévues sur le corps 2 de la vanne dans les parties les plus en amont et les plus en aval La chambre d'entrée 8 est reliée avec un réservoir de fluide il par l'intermédiaire d'une pompe 9 et la chambre de sortie 10 est également reliée au réservoir 11 Ces chambres sont reliées entre elles de façon opérationnelle par l'intermé- diaire d'un passage de by-pass 12 qui est perpendiculaire aux trous des pistons pendant que les pistons 3 a à 6 a sont maintenus dans leur position neutre comme le montre la figure 1 Les pistons 4 a et 5 a et les pistons 5 a et 6 a sont respectivement reliés entre eux par l'intermédiaire des passages de by-pass 12 a et 12 b Un passage de retour 13 relie le réservoir 11 et une commande extérieure (non représentée) pour le fonctionnement de la pelle, et des passages 14 et 15 pour l'alimentation du fluide sont formés dans le corps 2 de la vanne des deux côtés du passage de by-pass central 12 pour envoyer le fluide sur les pistons. Le piston 5 a est prévu avec des orifices pour le fluide,16, 18 et 17, 19, qui sont respectivement reliés entre eux par des passages non représentés Le piston 5 a est également prévu avec des passages 20 et 21 pour le passage du fluide sous pression faisant fonctionner le moteur rotatif. Le passage de by-pass 12 b est muni de chambres annu- laires 22 a et 22 b rencontrant le trou du piston 6 et les chambres annulaires 22 a et 22 b sont un peu déplacées vers la gauche par rapport à la ligne centrale de passage du by- pass 12, comme le montre la figure 1 Le passage d'alimenta- tion 15 a une chambre 23 à sa partie supérieure en communi- cation avec le trou du piston 6, mais le passage d'alimen- tation 14 n'est pas muni d'une telle chambre Le corps 2 de vanne est prévu avec des passages 24 et 25 en communica- tion avec le trou du piston 6 pour envoyer le fluide sous pression dans un vérin hydraulique, par exemple la commande faisant fonctionner le bras de la pelle mécanique et le piston 6 a est muniesur deux côtés de passages intérieurs étagés 26 et 27 qui sont ouverts vers les deux extrémités correspondantes Les clapets 28 et 29 insérés dans les passages 26 et 27 sont forcés vers l'intérieur au moyen des ressorts 30 et 31 disposés entre la partie arrière des tampons et les obturateurs, non représentés, pour fermer l'une des extrémités des passages 26 et 27 Le piston 6 a est muni de trous axiaux 32, 33 et 34, 35 qui sont ouverts vers les passages intérieurs 26 et 27 et vers la périphérie extérieure du piston 6 a Le piston 6 a est également muni d'un passage axial 37 ayant une extrémité en communication avec le passage 26 et l'autre extrémité fermée Un orifice latéral 38 ouvert vers la périphérie extérieure du piston 6 a est prévu pour le passage 26 dans une partie proche de l'extrémité s'ouvrant sur le passage 37 et un passage 36 ayant les extrémités fermées vers la périphérie du piston 6 a pour le laminage du courant de fluide est prévu auprès de la partie fermée du passage 37, de sorte que l'orifice 38 est raccordé avec la chambre annulaire 22 a du passage de by- pass 12 b, et le passage de laminage 36 est en communication avec la chambre annulaire 23 du passage d'alimentation 15 lorsque le piston 6 a est déplacé vers la droite, comme représenté sur la figure 1, c'est-àdire dans la direction correspondant au fonctionnement de la commande extérieure dans un sens prédéterminé, depuis la position représentée sur la figure 1. La vanne multiple de commande selon la présente inven- tion fonctionne de la manière suivante: Lorsque le piston 6 a faisant fonctionner le bras d'une pelle mécanique est déplacé vers la droite depuis la posi- tion représentée, l'orifice 38 et le passage 36 du piston 6 a sont mis en communication avec les chambres annulaires 22 a et 23 respectivement, de sorte que le fluide sous pression envoyé dans le passage d'alimentation 15 s'écoule dans le passage intérieur 26 par l'intermédiaire du passage à laminage 36 et du passage axial 37 et le fluide sous pression envoyé dans le passage de by-pass 12 ( 12 a, 12 b) s'écoule - également dans le passage 26 par l'intermédiaire de l'orifice 38 Le fluide introduit dans le passage 26 ouvre le clapet 28 en s'opposant à la force de réaction du ressort 30 et s'écoule vers la commande extérieure pour faire fonction- ner le bras par l'intermédiaire du trou 32 et du passage 24, et dans cette opération, le fluide de retour s'écoule de la commande vers le passage intérieur 27 du piston 6 a par l'intermédiaire du passage 25 et du trou 35 pour ouvrir le clapet 29 en opposition contre la force de réaction du ressort 31, en retournant finalement dans le passage de retour 13. Comme il résulte de la description ci-dessus, le fluide sous pression peut être envoyé dans le passage intérieur 26 du piston 6 a, par l'intermédiaire de deux passages, l'un depuis le passage d'alimentation 15 par l'intermédiaire du passage axial 37, et l'autre depuis le passage de by-pass 12 par l'intermédiaire de l'orifice 38, de sorte que la perte de charge peut être réduite au minimum dans le cas o seul le piston 6 a est déplacé vers la droite et le fluide sous pression introduit depuis le piston 5 a jusqu'au piston 6 a. Par ailleurs, lorsque le piston 6 a est déplacé vers la gauche depuis sa position neutre, le piston 6 a réalise la même fonction que celle des pistons 3 a, 4 a et 5 a, c'est-à- dire que le fluide sous pression dans le passage d'alimenta- tion 15 s'écoule par le trou 35 et le passage 25, et que le fluide de retour s'écoule dans le passage de retour 13 par le passage 14, le trou 34 et le clapet 28. Lorsque les pistons 6 a et 5 a sont déplacés simultané- ment vers la droite depuis les positions neutres représentées sur la figure 1, le raccordement entre les passages de by- pass 12 a et 12 b est coupé par l'épaulement 5 b et la partie c du piston 5 a et le trajet du fluide depuis le passage de by-pass 12 est également interrompu, de sorte que la quan- tité de fluide à envoyer dans le passage 24 est limitée à la quantité relativement faible de fluide passant seulement à travers le passage d'alimentation 15 et le passage à laminage 36 A ce moment, les raccordements entre le passage d'alimentation du fluide 14 et l'orifice 16 et le passage 21 et l'orifice 17 sont établis, de sorte que le fluide sous pression dans le passage d'alimentation 14 est envoyé dans un vérin pour faire fonctionner le moteur rotatif, non représenté, par l'intermédiaire des orifices 16 et 18 et du passage 20, et le fluide de retour revient dans le passage de retour 13 par le passage 21 et les orifices 17 et 19. Comme décrit ci-dessus, l'écoulement du fluide depuis le passage de bypass 12 vers le passage intérieur 26 du piston 6 a est interrompu et le fluide sous pression venant seulement du passage d'alimentation 15 est envoyé dans le passage 26 par l'intermédiaire du passage à laminage 36, de sorte que la pression prédéterminée tour faire tourner la partie opérationnelle de la pelle peut être protégée même dans le cas o la pression de charge appliquée sur le bras est relativement faible. La figure 2 représente une coupe partielle d'une modification de la vanne multiple de commande selon la présente invention, étant entendu que les mêmes repères numériques sont appliqués aux composants ou aux parties correspondant à ceux représentés sur la figure 1 Selon cette modification, le piston 6 a est muni d'un passage axial 37 a, d'un passage 36 a croisant le piston 6 a et d'un passage intérieur 27 a,qui correspondent respectivement aux passages 37, 36 et 27 représentés sur la figure 1 Dans cette forme de réalisation, les passages 27 a et 37 a sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un passage 27 b formé entre eux et une soupape de décharge 39 est disposée sur ce passage 27 b. La soupape de décharge 39 comprend un clapet 40 inséré avec coulissement dans le passage 27 b, de sorte que l'une des extrémités de la soupape de décharge 39 est pressée contre une extrémité ouverte du passage axial 37 a par le ressort 41 disposé entre l'autre extrémité de la soupape de décharge et un obturateur disposé sur le passage 27 pour couper le raccordement entre les passages 27 a et 27 b, en coupant ainsi le raccordement entre le passage 36 a et le passage 37 a dans les conditions représentées sur la figure 2. Selon la forme de réalisation représentée sur la -figure 2, lorsque les pistons 5 a et 6 a sont déplacés simul- tanément vers la droite depuis la position représentée, le raccordement entre le passage de by-pass 12 et le passage intérieur 26 est coupé et le fluide venant seulement du passage d'alimentation 15 s'écoule dans le passage 26 par le passage 36 a, la soupape de décharge 39 et le passage axial 37 a En conséquence, une pression prédéterminée pour la rotation d'une pelle mécanique peut toujours être protégée au moyen de la soupape de décharge 39. 2511 1 1 1 REVENDICATIONS 1. Vanne de commande multiple pour faire fonctionner un véhicule de génie civil ou analogue comprenant un corps de vanne ( 2) muni d'au moins deux trous parallèles ( 3,4,5,6) pour recevoir les pistons ( 3 a, 4 a, Sa, 6 a) d'inversion de direction, des moyens de passage de by-pass ( 12, 12 a, 12 b) disposés dans une partie centrale dudit corps de la vanne dans une direction perpendiculaire auxdits trous et raccordé de façon opérationnelle auxdits pistons pour envoyer le fluide depuis une source extérieure ( 11) jusqu'auxdits pistons, un moyen de passage ( 14,15) pour l'alimentation du fluide disposé parallèlement auxdits moyens de passage du by-pass pour alimenter en fluide de ladite source lesdits pistons, ledit moyen de passage ( 14, 15) pour l'alimentation étant muni d'une chambre annulaire ( 23) à sa partie extrême en communication opérationnelle avec l'un desdits pistons ( 6 a) disposé du côté le plus en aval de la vanne multiple de commande, des moyens de passage de retour ( 13) raccordant ladite source de fluide à des commandes extérieures du véhicule de génie civil et des orifices ( 24, 25) pour vérin raccordant de façon opérationnelle les trous correspondants des cylindres aux commandes correspondantes, chacun desdits pistons étant prévu avec des passages intérieurs ( 26,27) disposés sur les deux côtés, lesdits passages intérieurs étant raccordés de façon opérationnelle aux passages corres- pondants ( 24, 25) desdits orifices des vérins par l'inter- médiaire de trous axiaux prévus pour ledit piston, carac- térisée en ce que l'un desdits pistons ( 6 a) disposé à la partie la plus en aval de la vanne de commande multiple comprend un moyen de passage ( 36) traversant ledit piston et ayant des extrémités ouvertes, un moyen de passage axial ( 37) ayant une extrémité fermée et l'autre extrémité ouverte vers l'un desdits passages intérieurs ( 26), et un orifice latéral ( 38) en communication avec l'un desdits passages intérieur, ledit passage traversant ( 36) étant en communication avec ledit moyen de passage axial ( 37) en 2511111 t une partie proche de ladite extrémité fermée, et en ce que, lorsque seul ledit piston ( 6 a) disposé à la partie la plus en aval est déplacé depuis la position neutre dans une direction faisant fonctionner l'une desdites commandes correspondantes dans une direction prédéterminée, ledit passage traversant ( 36) communique avec ladite chambre annulaire ( 23) dudit passage d'alimentation ( 15) et ledit orifice latéral ( 38) communique avec ledit passage by-pass central ( 12 b), et lorsque ledit piston ( 6 a) le plus en aval et un autre desdits pistons ( 6 b, 6 c, 6 d) disposés en amont dudit premier piston mentionné sont simultanément déplacés dans ladite direction, seul le raccordement entre ledit passage traversant ( 36) et ladite chambre annulaire ( 23) est établi. 2 Vanne de commande multiple selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit passage traversant ( 36) est construit comme passage à laminage. 3. Vanne de commande multiple selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit passage axial ( 37 a) est raccordé avec un autre desdits passages intérieurs ( 27 a) dudit piston ( 6 a) d'aval par l'intermédiaire d'un trou intérieur axial ( 27 b) et en ce qu'une soupape de décharge ( 39) est inséréadans ledit trou intérieur ( 27 b) de façon à ce qu'une extrémité de ladite soupape de décharge soit appuyée contre l'extrémité ouverte dudit passage axial ( 37 a) au moyen d'un ressort ( 41) disposé entre l'autre extrémité de ladite soupape de décharge ( 39) et un obturateur ( 42) disposé dans ledit trou intérieur de façon à couper la communication dudit passage intérieur ( 37 a) et de l'un desdits autres passages intérieurs, ladite soupape de décharge ( 39) étant raccordée de façon opérationnelle audit passage axial ( 37 a) et audit passage de croisement ( 36).