Brevet FR2545183A1 — publié le 19841102

Soupape de commande à mécanisme de sécurité. L'invention concerne une soupape de commande à mécanisme de sécurité, encore appelé d'homme mort, en particulier pour des commandes de soutènement, comprenant au moins un distributeur disposé dans un bloc de soupapes, manoeuvré par l'intermédiaire d'un arbre à cames au moyen d'un levier et comprenant un dispositif de rappel ramenant automatiquement l'arbre à cames en position neutre quand on lâche le levier à main, dispositif de rappel qui est muni d'un piston de commande à poussoir pouvant être pressé hydrauliquement contre une came montée sur l'arbre à cames. Une soupape de commande de ce type est connue par la Dublication DE-A 28 51 937 Pour obtenir un mécanisme de sécurité, c'est-à-dire un retour automatique de l'arbre à cames en position neutre quand on lâche le levier à main, dans lequel est par exemple raccordé le distributeur qui lui est associé, on utilise avec cette soupape de commande connue des dispositifs de rappel comprenant des organes de pression constitués par des pistons de commande actionnés hydrauliquement ou encore de préférence par des poussoirs soumis à des sollicitations élastiques. Mais on augmente de façon indésirable les dimensions du bloc de soupapes du fait des logements relativement longs des ressorts En outre, la manoeuvre à la main est rendue plus difficile par la ligne caractéristique progressive des ressorts utilisés. Partant d'une soupape de commande selon le mode de réalisation connu par le DE-A 28 51 937, l'invention a pour objet-de réaliser un mécanisme de sécurité fiable, dont les éléments fonctionnels sont de dimensions réduites et dont la constitution est aussi peu compliquée que possible. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que le logement cylindrique contenant le piston de commande est monté de façon amovible à la manière d'une cartouche rapportée dans un alésage du bloc de soupapes et comprend dans la partie de sa chambre s'étendant à l'intérieur de l'alésage une canalisation de liaison hydraulique qui relie sa chambre cylindrique sur le côté du piston de commande qui est à l'opposé du poussoir à la chambre de l'alésage située sur sa périphérie extérieure, laquelle chambre de l'alésage est de son côté en liaison hydraulique à l'intérieur du bloc de soupapes avec le fluide hydraulique utilisé pour la commande. Grâce à l'invention, on obtient donc un dispositif de rappel fonctionnant hydrauliquement, dans lequel on utilise pour le retour de l'arbre à cames à sa position neutre quand on lâche le levier à main un petit piston de commande sans ressort qui est soumis en permanence à la pression du fluide hydraulique et dont la section cylindrique transversale est si réduite qu'il peut être repoussé dans le logement cylindrique à l'encontre de la pression hydraulique quand on tourne l'arbre à cames au moyen du levier à main et sans opposer de résistance exagérée du mouvement de rotation de l'arbre à cames Le piston de commande est disposé dans un petit logement cylindrique que l'on introduit comme une cartouche rapportée dans un alésage du bloc de soupapes et est retenue de façon amovible dans ce dernier au moyen par exemple d'une liaison à vis Tous les éléments fonctionnels du mécanisme de sécurité, y compris les piston de commande et leurs logements cylindriques, sont protégés à l'intérieur du bloc de soupapes Le logement cylindrique présente des dimensions relativement réduites et fait de toute manière légèrement saillie de l'alésage du bloc de soupapes par son extrémité opposée au poussoir En introduisant ou en vissant le logement cylindrique dans l'alésage du bloc de soupapes, on établit la liaison hydraulique entre la chambre cylindrique du logement cylindrique et la canalisation du bloc de soupapes amenant le fluide de travail hydraulique. De préférence, le logement cylindrique comprend une partie extérieure de diamètre réduit dans laquelle débouche au moins un alésage du logement et constituant la canalisation de liaison mentionnée par laquelle s'effectue l'application de la pression sur le piston de commande En outre, il est avantageux de prévoir dans le logement cylindrique au moins un alésage d'équilibrage qui conduit dans la chambre cylindrique du logement cylindrique se trouvant sur le côté du poussoir du piston de commande et par l'intermédiaire duquel du 2545 183 fluide de pression ou de l'air peut être aspiré ou évacué pendant les mouvements de commande du piston de commande. Le logement cylindrique est avantageusement fermé à son extrémité opposée au poussoir par un élément de fermeture amovible, et de préférence un bouchon fileté ou analogue A l'extrémité opposée, la tige du piston de commande fait saillie hors du logement cylindrique. La tige du piston peut former elle-même le poussoir coopérant avec la came Avantageusement, on prévoit le montage de manière qu'un poussoir particulier, et de préférence amovible, soit fixé à l'extrémité libre 1 de la tige du piston On peut réaliser la liaison amovible par un enfichage ou analogue. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail au moyen d'un exemple de réalisation représenté sur lé dessin annexé dans lequel: la Fig 1 est une coupe longitudinale d'un exemple de réalisation de la soupape de commande selon l'invention, la Fig 2 représente la soupape de commande de la Fig 1, en coupe transversale, la Fig 3 est une coupe axiale d'un piston de commande hydraulique individuel ainsi que le poussoir et le logement cylindrique. La soupape de commande 1 représentée correspond dans sa constitution de base à la soupape de commande selon le DE-A 28 51 937, que l'on utilise de préférence en tant que bloc de commande central dans des unités de soutènement marchants hydrauliques telles que boucliers, pile-boucliers ou analogues La soupape de commande 1 comprend dans le bloc de soupapes 2 un groupe de soupapes à plusieurs voies ou distributeurs 3 commandés par des poussoirs disposés respectivement dans des alésages de réception 4 du bloc de soupapes 2. Les distributeurs 3 sont constitués sous forme de cartouches facilement échangeables et que l'on peut visser dans les alésages de réception 4, dont les poussoirs 5 font saillie à leur extrémité hors du logement des cartouches. La manoeuvre de commutation des distributeurs 3 s'effectue au moyen d'un arbre à cames à plusieurs éléments et monté de façon rotative dans le bloc de soupapes 2, constitué par un arbre central continu 6 et par des arbres creux 7 et 8 entourant coaxialement l'arbre central 6, l'arbre creux 8 entourant concentriquement l'arbre creux 7. Les -arbres 6, 7 et 8 sont respectivement montés de manière à faire saillie latéralement du bloc de soupapes 2 et portent à leurs extrémités respectives des leviers à main 9, 10 ou 11 Aux arbres 6, 7 et 8 mentionnés sont raccordées de façon connue des cames de commutation 12 solidaires en rotation, par l'intermédiaire desquelles les distributeurs 3 qui leurs sont associés peuvent être commandés individuellement ou par paires Si l'on fait par exemple pivoter le levier à main 9, la came de commutation 12 qui est fixée à celui-ci peut alors tourner par l'intermédiaire de l'arbre 6 qui lui est relié, ce qui fait alors commuter le distributeur 3 qui lui est associé par l'intermédiaire du poussoir 5 De façon correspondante, les autres distributeurs 3 sont commandés par leurs arbres 7 et 8 et les cames 12 montées sur ces arbres, en manoeuvrant les deux autres leviers 10 et 11. Pour réaliser le mécanisme de sécurité, c'est-à-dire pour obtenir le retour automatique des cames de commutation 12 et des arbres associés 6, 7 et 8 en position neutre quand on lâche le levier à main monté sur l'arbre correspondant, on prévoit sur chaque arbre une came 13 qui en est solidaire en rotation et est munie d'un dispositif de rappel La Fig 2 représente un dispositif de rappel individuel associé à la came 13 montée sur l'arbre à cames 6 Le dispositif de rappel comprend selon un montage en parallèle deux ensembles piston/cylindre dont un seul est représenté à la Fig 3 à plus grande échelle Les ensembles piston/cylindre sont respectivement constitués par un petit piston de commande 14 monté dans un logement cylindrique 15 et portant une tige 16 qui fait saillie à une extrémité hors du logement cylindrique 15, avec interposition d'une garniture, et comprend en cet endroit un poussoir 17 avantageusement fixé à l'extrémité libre de la tige de piston 16 de façon à pouvoir en tre facilement retiré, au moyen d'une liaison par enfichage 13 ou analogue A l'extrémité opposée, le logement cylindrique 15 est fermé par un élément de fermeture 19 constitué sous forme d'un bouchon fileté Le logement cylindrique 15 comprend à cette extrémité un filetage extérieur 20 qui peut se visser, selon la Fig 2, dans le filetage intérieur d'un alésage en gradin 21 du bloc de soupapes 2 Le logement cylindrique 15 comprenant le piston de commande et le poussoir peut donc être inséré dans l'alésage 21 comme une cartouche rapportée et se trouve protégé à l'intérieur de l'alésage, seule son extrémité de fermeture faisant saillie hors de l'alésage. Le logement cylindrique 15 comprend dans sa partie située à l'intérieur de l'alésage 21 une canalisation de liaison hydraulique 22 constituée par un ou plusieurs alésages radiaux qui débouchent dans une partie périphérique 23 de diamètre réduit du logement cylindrique 15 et qui relie la chambre cylindrique 24 sur le côté du piston de commande 14 qui est à l'opposé du poussoir 17 à la chambre de l'alésage située sur la périphérie extérieure du logement cylindrique 21 La chambre de l'alésage ou l'alésage 21 est de son côté en liaison hydraulique permanente avec une canalisation intérieure du bloc de cylindres 2 par laquelle passe le fluide hydraulique de commande De ce fait, le piston de commande 14 est continuellement soumis à la pression du fluide hydraulique de commande à partir de la chambre cylindrique 24. La chambre cylindrique sur le côté du piston de commande 14 tourné vers la tige du piston est reliée par l'intermédiaire d'alésages d'équilibrage 25 à la chambre de l'alésage 21 Entre les embouchures des alésages 22 et 25 sur la périphérie extérieure de la chambre cylindrique 15, cette dernière comprend une garniture d'étanchéité 26. Une autre garniture 27 est disposée sur le logement cylindrique 15 entre la garniture 26 et l'extrémité intérieure de ce logement 15 Les deux garnitures 26 et 27 ferment de façon étanche les interstices entre le logement cylindrique et la paroi intérieure de l'alésage 21. La Fig 2 représente la came 13 dans une position en rotation dans laquelle l'arbre à cames associé 6 est en position neutre La came 13 comprend sur ses cotés diamétralement opposés une surface de came respective 28 contre laquelle s'appuie le poussoir 17 du piston de commande associé 14 Quand on fait tourner le levier à main associé 9, la came 13 qui est fixée à l'arbre à cames 6 tourne et repousse un poussoir 17 en direction du logement cylindrique 15 et à l'encontre de la pression de commande hydraulique Si on lâche le levier à main, ce poussoir 17 est ramené en arrière par son piston de commande 14 qui est soumis à la pression hydraulique, la came 13 et l'arbre à cames 6 qui lui est associé tournant alors en sens inverse et revenant à la position neutre dans laquelle le ou les distributeurs associés 3 est ou sont dans leur position de commutation neutre Lorsque l'arbre à cames 6 tourne en sens inverse, le poussoir 17 du second piston de commande 14 revient de façon correspondante à sa position de départ déterminant le retour automatique de l'arbre à cames. Lors du mouvement d'avance du poussoir 17, l'air ou le fluide hydraulique se trouvant dans la chambre du logement cylindrique 15 située du c 6 té de la tige du piston est évacué par l'alésage 25 Lors de la course en sens inverse du piston de commande 14, l'air ou le fluide hydraulique est par contre aspiré par l'intermédiaire de l'alésage 25 La chambre comprise à l'intérieur de l'alésage 21 et dans laquelle débouchent les alésages 25 du logement est donc soit reliée à l'atmosphère soit reliée à la conduite de retour hydraulique Mais elle pourrait être aussi en liaison avec le coté soumis à la pression hydraulique, ce qui permettrait d'obtenir un certain équilibrage de la pression au niveau du piston de commande 14. REVENDICATIONS 1 Soupape de commande à mécanisme de sécurité, encore appelé d'homme mort, en particulier pour des commandes de soutènement, comprenant au moins un distributeur disposé dans un bloc de soupapes, manoeuvré par l'intermédiaire d'un arbre à cames au moyen d'un levier et comprenant un dispositif de rappel ramenant automatiquement l'arbre à cames en position neutre quand on lâche le levier à main, dispositif de rappel qui est muni d'un piston de commande à poussoir pouvant être pressé hydrauliquement contre une came montée sur l'arbre à cames, caractérisée en ce que le logement cylindrique ( 15) contenant le piston de commande ( 14) est monté de façon amovible à la manière d'une cartouche rapportée dans un alésage du bloc de soupapes ( 2) et comprend dans la partie de sa chambre s'étendant à l'intérieur de l'alésage ( 21) une canalisation de liaison hydraulique ( 22) qui relie sa chambre cylindrique ( 24) sur le coté du piston de commande ( 14) qui est à l'opposé du poussoir ( 17) à la chambre de l'alésage située sur sa périphérie extérieure, laquelle chambre de l'alésage est de son côté en- liaison hydraulique à l'intérieur du bloc de soupapes ( 2) avec le fluide hydraulique utilisé pour la commande. 2 Soupape de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que le logement cylindrique ( 15) comprend une partie périphérique de diamètre réduit ( 23) dans laquelle débouche au moins un alésage du logement formant la canalisation de liaison ( 22). 3 Soupape de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le logement cylindrique ( 15) comprend au moins un alésage d'équilibrage ( 25) conduisant dans la chambre cylindrique sur le c 8 té du poussoir du piston de commande ( 14). 4 Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le logement cylindrique ( 15) est fermé à son extrémité qui est à l'opposé du poussoir ( 17) par un éléient de fermeture amovible ( 19). Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le poussoir ( 17) est monté de préférence de façon amovible à l'extrémité libre de la tige ( 16) du piston de commande ( 14). 6 Soupape selon ltune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le logement cylindrique ( 15) comprend à proximité de son extrémité opposée au poussoir ( 17) une partie à filetage extérieur ( 20).