Brevet FR2525723A1 — publié le 19831028

Soupape de commande à circuit d'homme mort, en particulier pour la commande de soutènements. L'invention concerne une soupape de commande à circuit d'homme mort, ou de veille automatique, destinée en parti- culier à la commande de soutènements, comprenant au moins un distributeur pouvant être actionné au moyen d'un levier à main et par l'intermédiaire d'un arbre à came, ainsi qu'un dispositif de rappel pouvant ramener automatiquement l'arbre à came en position neutre quand on lâche le levier à main, dispositif de rappel comprenant un organe de pression soumis à une force agissant sur la courbe d'une came de l'arbre à came, et la courbe de la came étant conformée de manière que l'arbre à came une fois pivoté en position d'ouverture du distributeur puisse être ramené en position neutre sous l'effet de la force de l'organe de pression. Une telle soupape de commande est connue par le docu- ment DE A-28 51 937 Pour obtenir le circuit d'homme mort, c'est-à-dire ramener automatiquement l'arbre à came en position neutre lorsqu'on abandonne le levier à main, position dans laquelle le distributeur est fermé, on utilise dans cette soupape de commande des dispositifs de rappel comprenant des organes de pression qui sont consti- tués par des poussoirs soumis à la contrainte de ressorts. L'agencement dans ce cas est tel que les ressorts qui sont associés aux organes de pression sont soumis à une précon- trainte lorsqu'il y a rotation de l'arbre à came, ce qui fait que lors de l'abandon du levier à main, l'arbre à came retourne en position neutre sous l'effet de la force de rappel des ressorts Les poussoirs soumis à le prêcontrain- te de ressorts fonctionnent ensemble par paires avec des tiroirs à came particulier qui doivent être disposés sur l'arbre à came en plusieurs parties en plus des cames de commutation qui actionnent les distributeurs En particu- lier quand la soupape de commande comprend dans un bloc de commande un groupe de distributeurs pouvant être commutés à la main individuellement ou par paires par l'intermédiaire d'arbres à came particulier, comme cela est le cas pour les olocs de commande destinés à la commande de soutènements, la constitution de l'ensemble nécessaire à la mise cn oeuvre du circuit d'homme mort est relativement importante. Le point de départ de l'invention est la soupape de commande selon le document DE A 28 51 937 Son objet est de proposer un circuit d'homme mort fiable et dont la Constitution d'ensemble soit nettement moins importante. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait que l'organe de pression est constitué par un piston auquel peut être appliquée une pression hydraulique, et qui peut être appliqué hydrauliquement contre la courbe de l'arbre à came qui commute le distributeur Avantageusement, le piston passe de façon étanche dans un alésage dirigé radialement par rapport à l'arbre à came. Selon cette constitution de la soupape de commande, on utilise à la place de la paire de poussoirs soumis à l'ac- tion de ressorts un petit piston actionné hydrauliquement et qui agit sur la came de commutation du distributeur à la place d'un tiroir à came particulier, le piston et la courbe de commande de la came de commutation étant consti- tués de manière que lorsqu'on abandonne le levier à main, l'arbre à came puisse être ramené en position neutre à partir de la position de commutation dans laquelle le distributeur est connecté, position neutre dans laquelle le distributeur se trouve également en position neutre, par exemple en position fermée L'angle de rotation formé entre la position de commutation et la position neutre est normale- ment d'environ 450. AU cas o la soupape de commande comprend dans un bloc de commande plusieurs distributeurs qui y sont réunis, comme cela est le cas surtout dans les blocs de commande destinés à la commande de soutènements hydrauliques tels que des boucliers de soutènement, des piles-boucliers ou analogues, la soupape de commande, comme cela est connu par le document DE A-28 51 937, comprend plusieurs sections d'arbre à came disposées axialement les unes par rapport aux autres, qui sont munies de cames de commutation en vue de la commutation des distributeurs et qui peuvent être actionnées indépendamment les unes des autres au moyen d'un levier à main Dans un tel bloc de commande, on associe à chaque section de l'arbre à came un piston pouvant être actionné hydrauliquement et qui est destiné au rappel hydraulique des sections de l'arbre à came vers leurs positions neutres. Pour ramener fia Dlement en position neutre l'arbre à came qui est soumis à l'action du piston auquel est appli- qué la pression hydraulique, il est avantageusement muni d'une pointe en forme de cône ou analogue s'appliquant sur la courbe de la came La courbe de la came est de préférence constituée de manière que le couple de rappel appliqué par le piston soit plus important lorsque le levier à main est totalement tourné, c'est-à-dire lorsque le distributeur est totalement commuté, et de manière qu'il n'y ait aucune position de point mort lorsque le couple de rappel est nul sur la totalité de la zone de rotation mentionnée de l'arbre à came et de la came de commutation. Avantageusement, l'agencement est prévu pour que le piston ne reçoive la pression hydraulique que lorsqu'on manoeuvre l'arbre à came en vue d'une commutation Il est alors recommandé de constituer le piston sous forme d'un piston à poussoir qui ouvre une soupape d'arrêt montée dans une conduite d'amenée de pression hydraulique lorsqu'on manoeuvre l'arbre à came en vue d'une commutation, cette soupape d'arrêt étant avantageusement constituée par une soupape de rappel soumise à l'action d'un ressort et telle qu'une soupape de rappel à bille La soupape d'arrêt et le piston à poussoir sont avantageusement montés dans un alésage qui est en liaison hydraulique avec l'entrée du distributeur qui est commandé Lors d'une manoeuvre de commutation de l'arbre à came, la soupape d'arrêt ouvre une liaison hydraulique entre la conduite de pression hydraulique atun distributeur commandé, par l'intermédiaire duquel la pression peut être appliquée à la chambre cylindrique fermée d'un vérin de travail tel qu'un étançon hydraulique ou d'un groupe d'étançons. Si selon un mode de réalisation préféré, la soupape de commande telle qu'elle est connue par le document DE A-28 51 937 comprend plusieurs distributeurs commandés par des cames et disposés dans un bloc de commande commun, pouvant être commutés par l'intermédiaire de leviers à main parti- culiers et de sections d'arbre à came coaxiales, il est possible d'associer à chaque section de l'arbre à cames et en dehors de la soupape d'arrêt un piston actionné hydrauli- quement, agissant sur la courbe de la came de commutation correspondante Toutes les soupapes de fermeture sont alors avantageusement raccordées par l'intermédiaire d'un alésage commun à la conduite de pression hydraulique par laquelle les vérins de commande commandés par la soupape de commande reçoivent également le fluide hydraulique sous pression. Ilest avantageux d'associer aux cames de commutation de l'arbre à cames en plusieurs parties des organes d'arrêt soumis à l'action de resssorts, ou analogues, qui bloquent l'arbre à cames en position neutre, mais de façon à pouvoir être dégagée. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail en référence à l'exemple de réalisation représenté sur le dessin ci-annexé dans lequel: la figure 1 est une coupe de la soupape de commande selon 1 'invention, la figure 2 représente à plus grande échelle la forme de la courbe de commande de la came de commutation prévue dans la soupape de commande selon la figure 1, en même temps que le piston qui s'applique contre cette courbe de commande. La soupap>e de commande 1 représentée sur le dessin correspond dans sa constitution de base à la soupape de commande selon le document DE A 28 51 937 On peut donc éviter une explication exhaustive de cette soupape de commande, qui est utilisée surtout comme bloc de commande central de soutènements hydrauliques marchants tels que des boucliers de soutènement ou des piles-boucliers, ou analo- gues La soupape de commande 1 comprend dans le bloc 2 un groupe de distributeurs 3 constitués par des soupapes actionnées par un poussoir et montées respectivement dans un alésage de réception 4 du bloc 2 Les distributeurs se présentent sous forme de cartouches pouvant être facilement remplacées Leur poussoir est indiqué en 5 La manoeuvre de commutation des distributeurs 3 est réalisée au moyen d'un arbre à cames en plusieurs parties montées de façon à être actives dans le bloc 2 et qui est constitué, comme dans le cas de la soupape connue, par un arbre central traversant 6 et par au moins un arbre creux 7 qui entoure coaxialement l'arbre central 6 Les sections 6 et 7 de l'arbre à cames comprennent respectivement à leur extrémité sortant latéra- lement du bloc 2 un levier à main (non représenté) De façon connue, des cames de commutation sont fixées sur les sections de l'arbre à cames 6 et 7, et au moyen desquelles les distributeurs 3 sont commutés individuellement ou par paires On peut voir à la figure 1 simplement deux cames de commutation 8 et 9 qui sont montées sur la section 7 de l'arbre à cames constitué sous forme d'un arbre creux et qui entoure l'arbre traversant 6 sur une partie de sa longueur La came de commutation 8 commute le distributeur 3 représenté sur la figure, alors que la came de commutation 9 qui est située latéralement contre cette came de commutation 8 commande un distributeur (non représenté) monté parallèlement au distributeur 3 qui est représenté. A la figure 1, la came de commutation 9 est montrée dans une position de rotation dans laquelle le distributeur associé 3 est commuté par un poussoir 5 qui s'applique sur la courbe externe 10 de cette came de commutation Dans cette position de commutation, le distributeur 3 peut être ouvert de manière que la liaison destinée au fluide hydrau- lique soit ouverte par la soupape de commande et que le distributeur ouvert 3 soit ouvert en direction de la chambre cylindrique du vérin de travail correspondant qui est raccordé au côté sortie de la soupape de commande 1 Dans cette position de commutation, la came de commutation 9 et de ce fait le levier à main monté sur la partie terminale de l'arbre à came 7 peut être pivotée par rapport à la position neutre sur un angle de par exemple 45 environ, position neutre dans laquelle le distributeur associé est fermé. Pour réaliser le circuit d'homme mort, c'est-à-dire pour obtenir le rappel automatique de la came-de commutation 8 et de son arbre à cames 7 en position neutre lorsqu'on abandonne le levier à main monté sur l'arbre à cames 7, on prévoit un piston 11 monté dans un alésage 12 disposé radialement par rapport à l'arbre à cames et guidé de façon étanche dans ce dernier au moyen d'une garniture 13 Le piston 11 est constitué sous forme d'un piston à poussoir; il comprend sur son côté arrière un poussoir axial 14. Dans un alésage en gradins 15 est montée, à l'arrière du piston à poussoir, une soupape de fermeture 16 dont l'orga- ne de fermeture 17 qui est constitué par une bille est poussé contre le siège 19 sous l'action d'un ressort 18 La soupape de fermeture est également constituée sous forme d'une cartouche qui peut être vissée dans l'alésage en gradins 15 L'alésage 15 est en liaison à l'arrière de l'organe de fermeture avec un alésage traversant (non représenté) du bloc de soupapes 2, alésage auquel est raccordée la conduite destinée au fluide hydraulique. Si l'arbre à cames 7 est en position neutre, la soupape de fermeture 16 est fermée sous l'effet du ressort 18, ce qui fait que le poussoir Il ne reçoit pas la pression hydraulique Si l'arbre à cames 7 est tourné à l'aide du levier à main de sa position neutre vers la position de commutation dans laquelle le distributeur associé 3 est commuté au moyen de son poussoir 5, le piston à poussoir 11 s'applique par son extrémité 20 en forme de cône contre la courbe 10 de la came et est ramené vers l'arrière dans l'alésage 12, ce qui fait qu'il soulève au moyen de son poussoir 14 l'organe de fermeture 17 de la soupape de fermeture 16 de son siège 19, à l'encontre de la force de rappel du ressort -18 Lorsque la soupape de fermeture 17 est ouverte, le piston à poussoir 11 reçoit le fluide hydraulique sous pression sur le côté du poussoir et il se presse de ce fait contre la courbe 10 prévue sur la périphérie de la came de commutation 8 sous l'effet de l'application de la pression ainsi que sous l'effet du faible ressort 18. La courbe 10 de la came est constituée de manière que lorsqu'on actionne l'arbre à came en vue d'une commutation, la soupape 3 qui lui est associée est commutée par l'inter- médiaire du poussoir 5 qui s'applique contre la courbe de la came Simultanément, cette surface 10 de la came est conformée de manière que l'arbre à came 7 et la came de commutation 8 fixée sur lui soit retournés automatiquement en position neutre par le piston à poussoir Il soumis à la pression hydraulique lorsque le levier à main monté sur l'arbre à came 7 est abandonné Le retour de l'arbre à came 7 en position neutre dans laquelle le distributeur 3 qui lui est associé est également en position neutre, et par exemple en position fermée, s'obtient essentiellement par l'application de la pression sur le piston à poussoir 11 et de ce fait par la force selon laquelle le piston à poussoir 11 s'applique par sa pointe en forme de cône 20 contre la courbe 10 de la came Ainsi s'exerce sur la came de commutation 8 un couple de rappel qui fait retourner en arrière la came de commutation 8 et son arbre à came 7 sur la totalité de la course de commutation qui est par exemple de 450 La figure 2 montre la came de commutation 8 en position de commutation dans laquelle le distributeur 3 qui lui est associé est commuté par pivotement de l'arbre à came 7 sur 450 Dans cette position de commutation, la pointe en forme de cône 20 du piston à poussoir 11 est appliquée sur un renflement en forme de bosse 10 ' de la courbe 10 de la came, ce qui fait qu'un couple de rappel est appliqué sur la came de commutation 8 sous l'effet de la force radiale du piston La courbe 10 de la came est constituée de manière que le couple de rappel appliqué par le piston à poussoir 11 soit le plus important lorsque le levier à main monté sur l'arbre à came 7 est totalement pivoté, c'est-à-dire lorsque le distributeur 3 est totale- ment commuté, et de manière qu'il n'y ait pas de position de point mort sur la totalité de la plage de rotation de l'arbre à came 7 et de sa came de commutation 8, position pour laquelle le couple de rappel est nul Cette position de point mort est représentée sur la figure 2 en direction de la rotation, à l'arrière de la section 10 ' de la courbe de la came Cette position de point mort 21 est située par exemple sur un angle de rotation X de 120 qui est à l'arrière de la position de commutation représentée. Lors du retour automatique de la came de commutation 8 et de la came 7 en position neutre, la soupape d'arrêt 16 se ferme sous l'action de rappel de son ressort 18, ce qui fait que le piston à poussoir 11, quand il est en position neutre, n'est pas soumis au fluide hydraulique sous pres- sion La soupape d'arrêt 16 est montée avantageusement dans la conduite du fluide sous pression au moyen de laquelle la pression est appliquée au dispositif d'utilisation hydrauli- que commandé par le distributeur 3. Dans le cas o la soupape de commande comprend de façon connue plusieurs distributeurs ou paires de distributeurs qui sont commandés par des arbres à came et des cames de commutation individuelles, chaque arbre à came comprend alors naturellement un piston à poussoir particulier 11 comportant une soupape d'arrêt 16 destinée au rappel automatique de la came de commutation correspondante en position neutre. Il est avantageux que l'agencement soit tel que la came de commutation soit bloquée par enclenchement en position neutre On peut obtenir ce résultat au moyen d'organes d'enclenchement 22 soumis à l'action de ressorts et coopé- rant avec les cames de commutation Dans ce cas, les cames de commutation comprennent avantageusement sur leur périphé- rie une rainure ou une encoche d'enclenchement 23, ou analogue, dans laquelle pénètre l'organe d'enclenchement 22 soumis à l'action d'un ressort, lorsqu'il est position neutre Selon la forme de réalisation de la figure 1, l'organe d'enclenchement 22 est associé à la came de commu- tation 9 qui est montée avec la came de commutation 8 sur l'arbre à cames commun 9. q REVENDICATIONS 1 Soupape de commande à circuit d'homme mort, destinée en particulier à la commande de soutènements, col Apr enant au moins un distributeur pouvant être actionné au moyen d'un levier à main et par l'intermédiaire d'un arbre à came, ainsi qu'un dispositif de rappel pouvant ramener automatiquement l'arbre à came en position neutre quand on lâche le levier à main, dispositif de rappel comprenant un organe de pression soumis à une force agissant sur la courbe d'une came de l'arbre à came, et la courbe de la came étant conformée de manière que l'arbre à came une fois pivoté en position d'ouverture du distributeur puisse être ramené en position neutre sous l'effet de la force de l'organe de pression, caractérisé en ce que l'organe de pression est constitué par un piston ( 11) auquel peut être appliquée une pression hydraulique, et qui peut être appliqué hydraulique- ment contre la courbe le distributeur ( 3). 2 Soupape de commande selon la revendication 1, carac- térisée en ce que le piston ( 11) passe de façon étanche dans un alésage ( 12) dirigé radialement par rapport à l'arbre à came ( 6, 7). 3 Soupape de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le piston ( 11) est muni d'une pi te en forme de cône ( 20) s'appliquant contre la courbe ' i de la came. 4 Soupape de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le piston est constitué sous forme d'un piston à poussoir qui ouvre une soupape d'arrêt ( 16) montée dans une conduite d'amenée de pression hydraulique lorsqu'on manoeuvre l'arbre à came ( 6, 7) en vue d'une commutation. Soupape de commande selon la revendication 4, carac- térisée en ce que la soupape d'arrêt ( 16) est constituée par une soupape de rappel soumise à l'action d'un ressort et de préférence une soupape de rappel à bille. 6 Soupape de commande selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la soupape d'arrêt ( 16) et le piston à poussoir ( 11) sont montés dans un alésage qui est en liaison hydraulique avec l'entrée du distributeur ( 3) qui est commandé. 7 Soupape de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à-6, dans laquelle plusieurs distributeurs sont montés dans un bloc de commande commun et l'arbre à cames comprend plusieurs sections disposées coaxialement les unes par rapport aux autres, qui peuvent être munies de cames de commutation en vue de la commutation des distribu- teurs et qui peuvent être tournées indépendamment les unes des autres par un levier à main, caractérisé en ce qu'il est associé à chaque section ( 6, 7) de l'arbre à cames un piston ( 11) muni d'une soupape d'arrêt ( 16) et pouvant être actionné hydrauliquement, qui coopère avec la courbe ( 10) de la came de commutation ( 8, 9) correspondante. 8 Soupape de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'il est associé à la ou aux cames de commutation ( 8, 9) un organe d'enclen- chement ( 22) soumis à l'action d'un ressort et qui bloque l'arbre à cames ( 6, 7) correspondant en position neutre, mais de façon à pouvoir en être dégagé. 9 Soupape de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la courbe ( 10) de la ou des cames de commutation ( 8, 9) est constituée de manière que le couple de rappel exercé par le piston ( 11) soumis à l'action du fluide hydraulique est le plus impor- tant lorsque le levier à main est totalement pivoté.