Brevet FR2512160A1 — publié le 19830304

L'invention concerne les valves de commande et de sûreté, et plus particulièrement des valves de sûreté internes destinées à protéger à la fois une pompe et un cylindre ou tout autre élément de travail. La pompe et le ou les éléments de travail de tout circuit hydraulique sont soumis à des surcharges qui exigent une ventilation rapide de l'excédent de pression pour protéger contre toute détérioration la partie surchargée du circuit. Ceci est généralement assuré au moyen de valves de sûreté placées dans le circuit afin de ventiler le fluide sous pression excessive et de le renvoyer à une partie du circuit sous basse pression, par exemple le réservoir. Ceci exige généralement l'incorporation de deux valves de sûreté et d'un circuit de retour du fluide hydraulique ventilé. L'invention concerne une valve de sûreté constituant un élément interne d'une valve de commande conçue pour être utilisée sous la forme d'un bloc unique avec une pompe hydraulique, entre cette dernière et l'élément de travail tel qu'un cylindre. Cette structure évite d'avoir à utiliser tout conduit extérieur et elle permet cependant de décharger de façon satisfaisante l'excédent de pression s'exerçant à la fois sur la pompe et sur le cylindre. L'invention sera décrite dans son application à l'utilisation d'un cylindre comme élément de travail, car un cylindre constitue l'élément de travail le plus couramment utilisé. La valve de sûreté selon l'invention protège la pompe contre une pression excessive lorsque la valve de commande est dans sa position d'élévation et elle protège le cylindre lorsque le tiroir de la valve de commande est en position neutre ou de maintien, le cylindre étant alors protégé contre les chocs rencontrés lors d'un mouvement en charge d'un point à un autre. Le dispositif peut faire partie d'un circuit à deux conduites ou à trois conduites. Le dispositif selon l'invention comporte un corps de valve traversé par un alésage principal ou alésage de travail dans lequel peut se déplacer un tiroir qui présente deux gorges annulaires espacées. Le corps présente également un alésage de sûreté, espacé de l'alésage précédent, une chambre de pompage et un cylindre ou une chambre de travail qui croise, dans le corps, les deux alésages. Deux chambres de réserve sont situées sur des côtés opposés des chambres de pompage et de travail, de manière à croiser l'alésage de travail. Une première des chambres de réserve, de préférence celle qui est adjacente à la chambre de travail ou du cylindre, croise l'alésage de sûreté. Un alésage de réserve fait communiquer les chambres de réserve. Un alésage de retour d'entrée croise la première chambre de réserve. Un orifice de travail communique avec la chambre du cylindre et un orifice d'entrée communique avec l'alésage de sûreté et la chambre de pompage. Un orifice de réserve communique avec l'alésage de réserve. Un orifice d'entrée de la pompe et un orifice de retour communiquent avec l'alésage de retour d'entrée, et un ensemble à clapet de retenue et valve de sûreté est logé dans l'alésage de sûreté, au niveau de la chambre du cylindre, et agit commeun clapet entre entrée et la chambre du cylindre, cet ensemble déchargeant l'excédent de pression de la chambre du cylindre vers la chambre de réserve d'air afin que la pression excessive régnant dans la chambre du cylindre et provenant de l'une des pompes et du cylindre soit déchargée dans la première chambre de réserve. La valve peut être conçue afin de fonctionner comme une valve à deux voies, par obturation de l'orifice de réserve, ou bien comme une valve à trois voies par mise en communication de l'orifice de réserve avec un réservoir.La valve est de préférence fixée à une pompe de manière que l'entrée soit reliée directement à l'orifice de sortie ou de décharge de la pompe. L'orifice de retour d'entrée et l'orifice d'entrée de la pompe sont de préférence situés à des extrémités opposées de l'alésage de retour d'entrée. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels - la figure 1 est une coupe verticale de l'ensemble à valves selon l'invention, représenté dans sa position neutre, en fonctionnement à deux voies - la figure 2 est une coupe transversale de la valve de la figure 1, passant par l'alésage principal, la valve étant dans sa position neutre - la figure 3 est une coupe verticale de la valve de la figure 1 en position d'élévation ou de travail en fonctionnement à deux voies - la figure 4 est une coupe transversale de la valve de la figure 1, passant par l'alésage, en position d'élévation ou de travail - la figure 5 est une coupe verticale de la valve de la figure 1 en position d'abaissement, en fonction nement à deux voies ;; - la figure 6 est une coupe transversale de la valve de la figure 1 représentée dans sa position d1abais- sement - la figure 7 est une coupe verticale de la valve de la figure 1 disposée pour un fonctionnement à trois voies ; et - - la figure 8 est une coupe transversale de la valve représentée sur la figure 7. Les figures représentent la valve selon l'invention qui comprend un corps 10 traversé par un alésage principal 11 qui est coupé successivement par une chambre 12 de réserve, une chambre 13 de pompage, une chambre 14 de cylindre et une seconde chambre 15 de réserve. Un tiroir 16 est mobile axialement dans l'alésage principal 11 et présente deux gorges annulaires 17 et 18 situées entre ses extrémités, la première gorge, à savoir la gorge 17, faisant communiquer la chambre 12 de réserve et la chambre 13 de pompage dans la position neutre et la seconde gorge 18 isolant la chambre de cylindre dans la position neutre. La chambre 13 de pompage, la chambre 14 de cylindre et la chambre 15 de réserve sont coupées par un alésage 20 de sûreté, sensiblement parallèle à l'alésage principal 11. La chambre 15 de réserve est également coupée par un alésage 21 de retour d'entrée qui présente, à une première extrémité , un orifice 22 de retour communiquant avec un cylindre de travail situé à une extrémité et un orifice 23 d'entrée de pompe à l'autre extrémité, l'orifice d'entrée étant relié à une entrée de pompe. L'alésage 20 de sûreté présente un orifice 24 d'entrée qui communique avec l'orifice de sortie de la pompe. L'extrémité opposée de l'alésage 20 de sûreté comporte un ensemble à valve 34 de sûreté et clapet 47 de retenue. Le corps 10 présente également un alésage 27 de réserve sensiblement parallèle à l'alésage principal 11 sur un premier côté duquel il est situé. Cet alésage 27 de réserve coupe une partie des deux chambres 12 et 15 de réserve et il présente un orifice 28 de sortie qui peut être fermé par un bouchon 29 de tuyau pour former un dispositif à deux voies (figures 1 à 6), ou bien qui peut être relié à un réservoir pour former un dispositif à trois voies (figures 7 et 8). L'alésage du cylindre présente un orifice 30 de cylindre pàr lequel il peut être relié à un cylindre ou à tout autre dispositif commandé hydrauliquement. L'ensemble à clapet de retenue et valve de sûreté comprend un corps cylindrique 45 conçu pour être vissé dans une partie élargie de alésage 20 de sûreté jusqu'à un point adjacent à l'entrée 20a de l'alésage 20 dans la chambre 14 de travail. Le corps 45 présente, à son extrémité intérieure, un évidement cylindrique 46 portant un obturateur cylindrique 47 mobile axialement dans cet évidement et normalement appliqué en contact de fermeture et de retenue contre l'entrée 20a par un ressort 48. Une bride intérieure 49, située à l'ouverture de l'évidement 46, coopère avec un épaulement périphérique 50 de l'obturateur 47 pour empêcher ce dernier d'être éjecté de l'évidement 46. Un canal axial 31 traverse le corps 45 d'un point espacé de l'évidement 46 jusqu'à l'extérieur du corps. Des canaux radiaux 32 font communiquer le canal 31 avec la chambre 14 de travail. Des canaux radiaux 33 font communiquer le canal 31 avec la chambre 15 de réserve. La valve 34 de sûreté ferme le canal 31 entre les canaux radiaux 32 et 33 et est rappelée par un ressort 35 qui peut être réglé au moyen d'une vis 51 afin d'exercer un effort variable. En cours de fonctionnement, si la conduite du cylindre devient surchargée, la valve agit de manière à décharger la pression régnant dans la chambre 14 du cylindre, alors que le tiroir 16 est en position neutre, par déplacement de la valve de sûreté vers la droite, comme montré sur la figure 1, contre la force du ressort 35, afin de décharger le fluide de la chambre 14 vers la chambre 15 et dans l'alésage 21 de retour d'entrée d'où il peut s'écouler par l'orifice 22 vers le côté opposé du cylindre. Lorsqu'on souhaite actionner le cylindre de travail, on déplace le tiroir 16 vers la gauche (comme montré sur la figure 2), afin de bloquer le passage de la chambre 13 de pompage vers la chambre 12 de réserve. Le fluide est alors forcé, à travers le clapet 47 de retenue, dans la chambre 14 et expulsé, en passant par l'orifice 30, vers le cylindre de travail (figure 4). Dans le cas d'une surcharge apparaissant dans cette position de travail et se transmettant donc à la pompe, la valve 44 de sûreté se déplace vers la droite afin de dériver une partie du fluide de la pompe vers la chambre 15 de réserve et de cette dernière vers l'entrée de la pompe. Les figures 5 et 6 montrent les positions relatives du tiroir dans la position basse du cylindre. Les figures 7 et 8 montrent la vanne disposée pour un circuit à trois voies dans lequel l'alésage 27 de réserve est relié par un orifice 28 de sortie à un réservoir (non représenté), et l'orifice 22 de retour est également relié à un réservoir et isolé de la chambre 15 de réserve par un manchon 40 introduit dans l'alésage 21. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble à valve décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble à valve de commande de pompe et valve de sûreté, caractérisé en ce qu'il comporte un corps (10) de valve traversé par un alésage principal (11),un tiroir (16) mobile dans cet alésage et présentant deux gorges annulaires espacées (17, 18), un alésage (20) de sûreté espacé de l'alésage principal et ménagé dans le corps, une chambre (13) de pompage et une chambre (14) de travail situées dans le corps et coupant les deux alésages, deux chambres (12, 15) de réserve situées de part et d'autre des chambres de pompage et de travail et coupant l'alésage principal, la chambre (15) de réserve adjacente à la chambre de travail coupant l'alésage de sûreté, un alésage (27) de réserve faisant communiquer les chambres de réserve, un alésage (21) de retour d'entrée coupant ladite chambre (15) de réserve adjacente à la chambre de travail, un orifice (21) d'entrée communiquant avec l'alésage de sûreté et la chambre de pompage et étant conçu pour communiquer avec un orifice de sortie de pompe, un orifice (28) de réserve communiquant avec l'alésage de réserve, un orifice (23) d'entrée de pompe et un orifice (221 de retour communiquant avec ledit alésage de retour d'entrée, l'orifice d'entrée de pompe étant conçu pour communiquer avec une entrée de pompe et l'orifice de retour étant conçu pour être mis en communication avec une source de fluide de retour, et un ensemble à clapet de retenue et valve de sûreté étant disposé dans l'alésage de sûreté, au niveau de la chambre de cylindre, et assumant une fonction de retenue entre l'orifice d'entrée et la chambre de travail et une fonction de décharge d'excédent de pression de la chambre de travail vers ladite chambre adjacente (15) de réserve. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble à clapet de retenue et valve de sûreté comporte un obturateur (47) de retenue rappelé par un ressort (48) et fermant normalement l'alésage (20) de sûreté entre l'orifice d'entrée (20a) et la chambre de travail, et une valve (34) de sûreté, rappelée par un ressort (35) et fermant normalement l'alésage de sûreté, entre la-chambre de travail et ladite chambre adjacente (15) de réserve. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée de pompe et l'orifice de retour sont situés à des extrémités opposées dudit alésage de retour d'entrée. 4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut fonctionner sur deux voies, auquel cas un obturateur amovible (2-9) est logé dans l'orifice de réserve. 5. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il peut fonctionner sur trois voies, auquel cas un manchon (40) d'obturation est introduit dans l'alésage de retour d'entrée, à son croisement avec la chambre de réserve, afin de bloquer toute communication entre cet alésage et la chambre de réserve. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4et 5, caractérisé en ce que l'ensemble à clapèt de retenue et valve de sûreté comprend un corps cylindrique allongé (45) vissé dans l'extrémité de l'alésage (20) de sûreté, en face de l'orifice d'entrée (20a), et traversant la chambre de réserve jusqu'à un point adjacent à ladite extrémité de l'alésage de sûreté, ce corps cylindrique pénétrant dans la chambre (14) de travail, en contact étanche avec le corps (10), entre ladite chambre de travail et la chambre de réserve, un obturateur (47) à rappel par ressort (48) pouvant se déplacer axialement dans l'extrémité du corps afin de buter contre l'alésage de sûreté et de le fermer normalement entre l'orifice d'entrée et la chambre de travail, des canaux, ménagés dans le corps allongé, établissant une communication entre la chambre de travail et la chambre de réserve, et une valve (34) de sûreté, à rappel par ressort (35), disposée dans ces canaux, fermant normalement lesdits canaux afin d'empêcher tout écoulement de fluide et s'ouvrant sous l'effet d'une pression supérieure à une valeur choisie, exercée par le fluide, à partir de la chambre de travail. 7. Ensemble à clapet de retenue et valve de sûreté, destiné à isoler une chambre de travail présentant un orifice d'entrée sur un premier côté, et à décharger un excédent de pression de cette chambre dans une chambre adjacente de sûreté située sur le côté opposé à l'orifice d'entrée, l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comporte un corps cylindrique allongé (45) qui s'étend à travers la chambre (20) de sûreté pour pénétrer dans la chambre (14) de travail, à proximité de l'orifice d'entrée (20a), un obturateur (47) à rappel par ressort (48), mobile axialement dans l'extrémité du corps afin de porter contre l'orifice d'entrée et de le fermer, des canaux ménagés dans le corps et faisant communiquer la chambre de travail avec la chambre de sûreté, et une valve (34) de sûreté à rappel par ressort (35), fermant normalement les canaux afin d'empêcher le fluide de passer, cette valve de sûreté s'ouvrant sous l'effet de la pression d'un fluide, supérieure à une valeur choisie, provenant de la chambre de travail. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un organe (51) permet de faire varier la force exercée par le ressort (35) sur la valve (34) de sûreté afin de modifier la pression à laquelle cette dernière s'ouvre. 9. Ensemble selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le corps (45) présente un évidement cylindrique (46) dans son extrémité ouverte vers l'orifice d'entrée, un obturateur cylindrique (47) pouvant se déplacer axialement dans cet évidement afin de porter contre l'orifice d'entrée et de le fermer, un ressort (48), logé dans l'évidement, tendant normalement à déplacer l'obturateur afin qu'il ferme l'orifice d'entrée, et des organes complémentaires (49, 50) de retenue situés à ladite ouverture de l'évidement et sur le clapet étant destinés à retenir ce dernier afin de l'empêcher d'être complètement éjecté de l'évidement par le ressort. 10. Ensemble selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les canaux comprennent un canal axial (31) et des canaux radiaux (32, 33) ménagés dans le corps, afin de faire communiquer entre elles les chambres de travail et de sûreté.