Brevet FR2650651A1 — publié le 19910208

L'invention se rapporte à une soupape à plusieurs voies comportant en particulier quatre positions de branchement. L'invention se rapporte notamment à une soupape à coulisse à plusieurs voies pourvue d'une coulisse longitudinale (piston ou tiroir de commande). L'invention se rapporte tout spécialement à une soupape pourvue de quatre positions de branchement et d'un piston de commande centré par un ressort, et des moyens mécaniques d'arrêt ou de fixation sont adjoints à l'une des positions, la quatrième position de branchement par exemple. Une telle soupape peut notamment être utilisée pour des fonctions de commutation en utilisant un canal neutre, soit pour la manoeuvre de dispositifs hydrauliques. On connait déjà une soupape pourvue de quatre positions de branchement et de moyens d'arrêt mécaniques (verrouillages) qui utilisent deux billes. Lorsque la quatrième position de cette soupape est branchée, l'utilisateur remarque, lors de la manoeuvre d'un levier manuel qui déplace le piston de commande, une augmentation de l'effort et il est ainsi informé de la position de branchement. On connait en outre une soupape à plusieurs voies sur laquelle la quatrième position est fixée au moyen de l'adhérence d'un aimant. Sur les soupapes à plusieurs voies communes, en particulier ce:les qui comportent quatre positions de Z6uo-I branchement, dont la quatrième position sert en particu- lier à prévoir une position dite flottante, il est fâcheux que cette quatrième position puisse être atteinte involontairement ou par mégarde, car cela met en danger des personnes qui se tiennent dans l'environnement d'un dispositif actionné par la soupape. La présente invention s'est fixée pour objet d'éviter les inconvénients de l'état de la technique. La présente invention prévoit notamment une soupape à plusieurs voies et à quatre positions de branchement, sur laquelle une des positions, qui sera désignée ci- après comme position spéciale de branchement, ne peut être atteinte que si l'opérateur prend conscience de ce que cette position spéciale doit être branchée. Les mesures destinées à empêcher le branchement par mégarde de la position spéciale doivent être réalisables de manière relativement simple et peu coûteuse. Pour atteindre cet objet, l'invention prévoit sur une soupape à plusieurs voies des moyens de fixation qui fixent ou arrêtent le piston de commande dans une des positions de branchement, afin de ne permettre l'atteinte d'une autre position que lorsque les moyens de fixation sont actionnés par un signal supplémentaire et libèrent le piston de commande. Des modes de réalisation préférés de l'invention résultent des revendications. D'autres avantages, objets et détails de l'invention résultent de la description d'exemples d'exécution d'après le dessin. Il est montré sur le dessin: Figure 1, une coupe longitudinale d'une soupape à plusieurs voies centrée par ressort et constituée avec quatre positions de branchement. Figure 2, le symbole de commutation de la soupape de la figure. Figures 3-6, des extraits de la figure 1 pour la représentation des quatre positions différentes de branchement de la soupape d'après la figure 1. Figures 7 et 8, des détails des moyens de fixation tels qu'ils sont utilisés sur la soupape de la figure 1, représentés schématiquement et en coupe longi- tudinale, ou suivant une vue en direction de la flèche 8. Figure 9, une représentation agrandie et sché- matique des moyens de fixation de la figure 1. - Figure 10, une coupe longitudinale analogue à la figure 1, d'un autre exemple d'exécution d'une - soupape à plusieurs voies selon l'invention. Figure 11, le symbole de commutation de la soupape de la figure 10. Figure 12, le schéma de couplage d'un cas d'utilisation préféré d'une soupape à quatre positions de branchement selon l'invention. On va d'abord décrire, en se référant aux figures 1 à 9, un premier exemple d'exécution d'une soupape à plusieurs voies selon l'invention. - La soupape à plusieurs voies 10 possède quatre positions de couplage, dont un premier couplage "0", un deuxième "1", un troisième, "2" et un quatrième couplage "3". Voir à ce sujet les chiffres correspon- dants des figures 1 et 2. Sur la figure 1, la soupape 10 se trouve dans sa première position de couplage ou position zéro. Dans la position zéro voir aussi à ce sujet la figure 12- les raccords des consommateurs A et B sont bloqués, de même que le raccord du réservoir T. Le raccord de pompe P, desservi par un canal parallèle au moyen d'une soupape de retenue (voir figure 12) est, là aussi, bloqué. Mais le canal dit neutre et ouvert. Pour la compréhension du canal neutre, voir l'imprimé de Mannesmann-Rexroth RD 64122/85. Dans la deuxième position de couplage désignée ici par "1", le raccord du consommateur A est relié au réservoir T et le raccord du consommateur B est relié à la pompe par l'intermédiaire de la soupape 22 et au canal parallèle montré sur la figure 12. Dans la troisième position de couplage, dési- gnée ici par "2", le raccord du consommateur B est relié au raccord du réservoir T et le raccord du consommateur A est relié à la pompe par l'intermédiaire de la soupape 22 et du canal parallèle. Le canal neutre est bloqué, comme c'était aussi le cas pour la deuxième position de couplage. La quatrième position de couplage désignée ici par "3" prévoit pour le cas d'application selon la figure 12 la position dite flottante, autrement dit les raccords des consommateurs A et B sont reliés au réservoir et au raccord de pompe présentant la soupape 22. Le raccordement du canal 22 est en même temps maintenu. Cette quatrième position de couplage "3" ne peut d'après l'invention être obtenue que dans des conditions déterminées, ce qui nécessite une explication détaillée de la structure de la soupape 10. La soupape à plusieurs voies 10 présente un corps de soupape 11 pourvu d'un alésage longitudinal 13, dans lequel est disposé un piston de soupape ou de commande 12 pouvant être soumis à un mouvement alterna- tif. Le corps de soupape 11 possède en outre des canaux de raccordement de consommateurs se terminant sur la surface de raccordement 18, le canal de raccordement -16 avec le raccord de consommateur A et le canal de raccor- dement 17 avec le raccord de consommateur B. Il est prévu en outre dans le corps 11 un raccordement du réser- voir 20 et un raccordement à la pompe 21, qui sont reliés à l'alésage longitudinal 13 par des canaux appro- priés. Il existe en plus la soupape de retenue 22, qui est connue en soi. Le piston de commande 12 est maintenu dans sa position zéro montrée sur la figure 1 par un ressort de centrage 24 qui agit entre deux cuvettes de ressort et qui est enfermé sous un couvercle. Le piston de commande 12 possède un prolonge- ment de piston désigné par 27, qui fait saillie hors du corps de soupape et est entouré d'un couvercle ou boîtier de manoeuvre 28. Le boîtier de manoeuvre 28 est fixé sur le corps de soupape 11. Un levier de manoeuvre manuel 29, qui est monté pivotant dans le boîtier 28 est en prise par un prolongement 35 avec un élément de verrouillage ayant la forme d'un manchon, de manière telle que le piston de commande 12 peut être déplacé dans ses différentes posi- tions de couplage montrées en détail sur les figures 3 à 6. Le manchon 30 peut être fixé sur le prolongement du piston 27 au moyen d'une goupille à ressort. L'élément de verrouillage 30 en forme de manchon permet d'utiliser un piston de commande 12 de type courant. Le manchon 30 constitue à l'une de ses extrémités une partie d'accouplement pour coopérer avec le prolongement 35 du levier et il constitue en outre à son autre extrémité une butée ou un collet 31. L'invention prévoit des moyens de fixation 34 qui maintiennent le piston de commande 12 dans une position de couplage, soit la troisième position de couplage désignée par "2", de telle sorte qu'une quatrième position de couplage désignée par "3" (également appelée position spéciale) ne peut être atteinte que si les moyens de fixation 34 libèrent le piston de commande pour un tel déplacement. Les moyens de fixation 34 propres à l'invention doivent être activés par l'utilisateur au moyen d'un signal supplémentaire avant que le passage de la troisième position de couplage (figure 5) à la quatrième position (figure 6) soit possible. D'après un exemple d'exécution préféré, un signal électrique est choisi pour activer les moyens de fixation 34. On peut aussi envisager d'utiliser, & la place du signal électrique, un signal hydraulique ou un signal mécanique. On va décrire ci-après les moyens de fixation 34, qui permettent de verrouiller et de déverrouiller le piston de commande 12. Les moyens de fixation 34 -voir à ce sujet la figure 9- sont constitués par un électroaimant 40, dont le corps 41 est fixé au couvercle 28. L'électroaimant 40 a une armature 42, qui est entourée d'une bobine 43. Un coulisseau aimanté 44 est fixé sur l'armature 42 et pénètre dans un alésage 56 du corps 28. Un élément d'arrêt 46, mobile de sens et d'autre, se trouve dans l'alésage 5 et s'enfonce, par une extrémité rétrécie en forme de cheville d'arrêt 32, qui traverse un perçage 52 du couvercle 28, dans un alésage longitudinal 55 du couvercle 28 afin de pouvoir coopérer avec un collet de butée 31 d'un manchon 30 qu'on décrira plus loin. L'élément d'arrêt 46 possède pour sa part un alésage 57 dans lequel s'étend le coulisseau 44. Une rondelle d'appui 51, fixée sur le coulisseau 44, est associée à une bague d'appui 50 fixée dans l'élément d'arrêt 46. Un perçage longitudinal 49 relie, pour la' compensation de pression, l'alésage 57 à l'alésage 55 et une rainure 149 aménagée à l'extrémité libre du coulisseau 44 complète encore cette liaison. Un ressort hélicoïdal 48 s'étend entre une surface d'appui constituée par un évidement 47 et la face inférieure de la rondelle d'appui 51, afin de précontraindre, lorsque l'aimant 40 n'est pas excité, la cheville d'arrêt 32 dans la position montrée sur la figure 9. Dans cette position qu'on désignera aussi comme position d'arrêt, comme on le constate sur la figure 5, le piston 12 ne peut être déplacé que vers la position "0" mais non dans la quatrième position de couplage "3" montrée sur la figure 6. Le passage de la troisième position de couplage "2" d'après la figure 5 à la quatrième position "3" d'après la figure 6, n'est possible que si l'utilisateur excite l'électroaimant pendant peu de temps, de manière à ce que l'élément d'arrêt 46 soit attiré vers le bas et libère le collet 31, ce qui permet un déplacement dans la position du -couplage de la figure 6. Après la brève excitation de l'électroaimant, la cheville d'arrêt 32 revient dans la position montrée sur la figure 6 sous l'action du ressort 48 et rend impossible une commutation imprévue du piston de commande 12 de la position montrée sur la figure 6 à la position montrée sur la figure 5. Une telle commutation de la position de la figure 6 à la position de la figure n'est possible que lorsqu'un signal de commande est à nouveau brièvement appliqué à l'électroaimant. L'utilisation d'un manchon 30 comme élément d'encliquetage permet une adaptation à la course du piston et on peut dans la pratique utiliser un piston de commande standard sur lequel on enfonce tout simplement ce manchon 30, qui est fixé par une goupille à ressort. Bien qu'on ait décrit ici de préférence l'invention en corrélation avec une soupape à plusieurs voies, pourvue de quatre positions de couplage, on notera toutefois que l'idée de base de l'invention est de ne permettre l'atteinte d'une pos--ion déterminée, en quelque sorte codée, ou position spéciale,que lorsqu'est émis en plus un signal électrique, cette particularité étant utilisable avec d'autres soupapes à plusieurs voies. On signalera encore à ce sujet que le signal électrique n'est appliqué que peu de temps, de telle sorte que la position codée une fois atteinte, la cheville d'arrêt 32 interdit l'abandon de la position codée. On mentionnera au sujet des chiffres "5, 7, 7, ",qui sont indiqués sur certaines figures au- dessus des désignations des positions de couplage que ceux-ci se rapportent à des millimètres de course pour un mode de réalisation concret de la soupape 10. Il est respectivement prévu à partir de la position zéro 7 mm de course et, en plus, 5 mm de course lors du passage de la troisième position de couplage de la figure 5 à la quatrième position de la figure 6. On constate sur les figures 5 et 6 que la surface de butée du collet de butée 31 qui est en regard de la cheville d'arrêt 32 limite la troisième position de couplage "2", et que la surface de butée du collet de butée 31 qui est opposée à la cheville d'arrêt 32 limite la quatrième position de couplage après soulèvement et rappel de la cheville d'arrêt 32 (figure 6). En outre, la deuxième position de couplage "1" qui est montrée sur la figure 4, est limitée par l'appui sur une surface de butée fixée au corps. La cheville d'arrêt 32, chargée - par un ressort, est guidée dans le couvercle 28 du corps de soupape 11 et est maintenue dans sa position d'arrêt montrée sur les figures 1-9 par le coulisseau aimanté 44 chargé par ressort, pour être déplacée en sa position de libération lorsque l'aimant est excité. Le coulisseau aimanté 44 n'est, de préférence, maintenu en sa position de libération au moyen d'un relais de temporisation adjoint à l'aimant que jusqu'à ce que le piston de commande 12 ait atteint la quatrième position de couplage. La chevi!le 32 revient ensuite à la position 265065i d'arrêt montrée sur les figures 1-9. On constate que les moyens de fixation 34, y compris les moyens d'arrêt 31, 32, sont disposés à l'extrémité du côté tête (côté de l'actionnement) du piston de commande 12. Les moyens d'arrêt comprennent d'après l'invention, le manchon 30 fixé sur le piston de commande 12 et pourvu d'un collet de butée 31 et la cheville d'arrêt 32 actionnable sous l'effet du ressort qui s'étend perpendiculairement à l'axe du piston de commande. Les figures 10 et 12 représentent un autre exemple d'exécution de l'invention qui diffère unique- ment de l'exemple d'exécution des figures 1 et 2 en ce qu'on peut réaliser ici un actionnement hydraulique des deux côtés, en plus de l'actionnement mécanique. La figure 12 montre un domaine d'utilisation préféré de la soupape à plusieurs voies 10 en correla- tion avec d'autres consommateurs pourvus de soupapes à plusieurs voies alimentant des ajouts de pression, avec l'utilisation d'un canal neutre 70, connu en soi, et d'un canal parallèle 71. L'utilisation du canal dit neutre ou de la circulation neutre permet à l'huile de retourner sans pression de la pompe au réservoir. Il en résulte que lors du déplacement du piston vers la gauche ou vers la droite à partir de la position zéro, l'huile est freinée vers le canal parallèle, ce qui permet de manoeuvrer avec sensibilité une telle soupape à plusieurs voies 10. REVENDICATIONS 1. Soupape à plusieurs voies, en particulier à quatre positions de couplage, comportant: un corps (11); un piston de commande (12) déplaçable de sens et d'autre entre les positions de couplage; et des moyens de fixation (34) destinés au maintien du piston de commande (12) dans une des positions de couplage, de telle sorte que la commutation sur au moins une des positions de couplage voisines n'est possible que si un signal supplémentaire est appliqué aux moyens de fixation (34), de manière à ce que ceux-ci permettent le passage à une position de couplage voisine d'abord bloquée. 2. Soupape à plusieurs voies selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que le signal supplémen- taire est un signal électrique. 3. Soupape à plusieurs voies selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisée en ce que le signal n'est appliqué que peu de temps, afin de permettre le passage de la position initialement bloquée à la position voisine. 4. Soupape à plusieurs voies selon l'une ou plusieurs des revendications qui précèdent, caractérisée en ce que le piston de commande est centré par un ressort. 5. Soupape à plusieurs voies selon l'une ou plusieurs des revendications qui précédent, caractérisée en ce que, sur une soupape présentant quatre positions de couplage, le passage de la position zéro à la troisième position (2) est bloqué par les moyens de fixation et en ce qu'en outre le passage de la troisième position (2) à la position (O) est bloqué. 6. Soupape à plusieurs voies selon l'une -ou plusieurs des revendications qui précèdent, caractérisée en ce que les moyens de fixation (34) présentent des il moyens d'arrêt mécaniques actionnables au moyen d'un électroaimant (40). 7. Soupape à plusieurs voies selon l'une ou plusieurs des revendications qui précèdent, caractérisée en ce que les moyens de fixation (34) de la quatrième position de couplage présentent des moyens d'arrêt mécaniques adjoints à la quatrième position de couplage qui présentent pour leur part un verrouillage(collet de butée 31) sur le piston de commande (12) ainsi qu'une cheville d'arrêt adjointe (32). 8. Soupape à plusieurs voies selon l'une ou plusieurs des revendications qui précèdent, caractérisée en ce qu'est fixé sur le piston de commande un manchon (30), qui présente un collet de butée (31) servant au verrouillageet ence que la cheville d'arrêt (32), chargée par un ressort, est disposée perpendiculairement à l'axe du piston de commande. 9. Soupape à plusieurs voies, caractérisée en ce que la surface de butée du collet de butée (31) en regard de la cheville d'arrêt (32) limite la troisième position de couplage (figure 5) et en ce que la surface de butée du collet de butée (31) opposée à la cheville d'arrêt (32) limite la quatrième position de couplage après soulèvement et rappel de la cheville d'arrêt (32). 10. Soupape à plusieurs voies, caractérisée en ce que la surface de butée du collet de butée (31) opposée à la cheville d'arrêt (32) limite dans l'autre direction de branchement la deuxième position de couplage par appui sur une surface de butée fixée au corps. 11. Soupape à plusieurs voies, caractérisée en ce que la cheville d'arrêt (32) chargée par un ressort est guidée dans le couvercle (28) du corps de soupape (11) et est maintenue dans sa position d'arrêt par un coulisseau aimanté (44) chargé par un ressort et est 2650651' déplacée, lorsque l'aimant (40) est excité, dans sa position de libération. 12. Soupape à plusieurs voies, caractérisée en ce que l'électroaimant (40) est maintenu dans sa posi- tion de libération jusqu'à ce que le piston de commande (12) ait atteint sa quatrième position de couplage (figure 6). 13. Soupape à plusieurs voies, caractérisée en ce que le crantage est, de préférence, disposé sous forme d'un collet de butée (31) à l'extrémité du côté de tête (côté de l'actionnement) du piston de commande.