Brevet FR2710372A1 — publié le 19950331

DISPOSITIF DE COMMANDE HYDRAULIQUE D'UN VERIN A DOUBLE EFFET La présente invention concerne un dispositif de commande hydraulique d'un vérin à double effet. Les vérins hydrauliques à double effet sont généralement alimentés en huile sous pression par une centrale électro-hydraulique à laquelle est adjoint un bloc de distribution de l'huile comprenant un distributeur hydraulique ou un ensemble de clapets commandant le fonctionnement du vérin dans les deux sens, notamment dans le cas d'un fonctionnement différentiel. Le vérin hydraulique est monté à proximité immédiate de l'élément dont il doit provoquer le mouvement et il est relié, par des tuyauteries souples ou rigides, au bloc de distribution situé à distance, généralement à proximité immédiate de la centrale électro-hydraulique. Un tel dispositif d'alimentation hydraulique présente l'inconvénient que, si les tuyauteries d'alimentation du vérin sont souples, ces tuyauteries peuvent se rompre, l'huile sous pression peut fuir à l'extérieur à partir de la tuyauterie rompue, le vérin n'est alors plus alimenté et la charge actionnée par le vérin n'est plus maintenue. I1 peut en résulter, dans certains cas, des dommages matériels sérieux et même éventuellement des accidents pouvant mettre en cause la vie des opérateurs. Si le circuit de liaison hydraulique entre le vérin et le bloc de distribution associé à la centrale électrohydraulique est constitué de tuyauteries rigides, la cinématique de l'ensemble mobile commandé par le vérin doit tenir compte de l'augmentation de l'encombrement dû à la présence de la centrale électro-hydraulique à proximité du vérin. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif d'alimentation hydraulique de conception particulièrement simple, d'un encombrement réduit et protégeant efficacement le vérin à l'encontre d'un éclatement de la tuyauterie l'alimentant en huile sous pression. A cet effet ce dispositif d'alimentation hydraulique d'un vérin à double effet, comportant une centrale électro-hydraulique alimentant en huile sous pression le vérin par l'intermédiaire d'une tuyauterie et d'un bloc de distribution, est caractérisé en ce que le bloc de distribution est fixé sur le corps du vérin directement ou à proximité immédiate de celui-ci par l'intermédiaire d'organes de liaison rigides et en ce que un contrôleur de débit par exemple un étrangleur ou un clapet anti-retour, solidarisé à l'ensemble constitué du vérin et du bloc de distribution est relié en amont à une tuyauterie d'alimentation s'étendant jusqu'à la centrale électrohydraulique et, en aval, au vérin hydraulique par un conduit interne audit bloc de distribution. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé qui est un schéma hydraulique d'un dispositif d'alimentation d'un vérin à fonctionnement différentiel. Le dispositif d'alimentation hydraulique suivant l'invention qui est représenté sur le dessin, est prévu pour alimenter en huile sous pression un vérin à double effet 1 à fonctionnement différentiel. Ce vérin 1 comporte un corps cylindrique 2 à l'intérieur duquel est monté à coulissement un piston 3 solidaire d'une tige de piston 4 s'étendant axialement à l'extérieur, à travers une extrémité du corps 2 du vérin, pour commander le déplacement d'une charge quelconque. Le piston 3 délimite, à l'intérieur du corps 2 du vérin, deux chambres à savoir une chambre droite 2a dans laquelle s'étend la tige de piston 4, et une chambre gauche 2b. Le vérin 1 est alimenté en huile sous pression à partir d'une centrale électro-hydraulique 5 comprenant, de la manière habituelle, une pompe à huile 6 entraînée par un moteur électrique 7 et dont l'orifice d'aspiration est relié, par l'intermédiaire d'une canalisation sur laquelle est branché un filtre 8, à un réservoir d'huile 9. La centrale électro-hydraulique 5 comporte également une tuyauterie 11 de retour de l'huile au réservoir 9. Suivant l'invention la circulation de l'huile alimentant le vérin 1 est commandée par un bloc de distribution 12 qui est solidarisé directement sur le corps 2 du vérin 1 ou bien à proximité immédiate de celuici, par l'intermédiaire d'organes de liaison rigides 10. Ce bloc de distribution (12) comporte - un premier conduit interne (13) muni à l'une de ses extrémités d'un clapet anti-retour (14), lequel est relié à l'orifice de refoulement de la pompe (6) par l'intermédiaire d'une tuyauterie extérieure et souple (15), l'autre extrémité dudit conduit (13) assurant directement l'alimentation en huile sous pression de la chambre droite 2a du vérin (1) d'une part et, à travers un clapet (16) à commande électromagnétique normalement fermé, de la chambre gauche 2b du vérin (1) d'autre part, et - un second conduit (17) interne audit bloc de distribution (12) reliant la chambre gauche 2b du vérin (1) et la tuyauterie de retour d'huile (11) vers le réservoir (9), par l'intermédiaire d'un clapet (18) à commande électromagnétique, normalement fermé. Le fonctionnement du dispositif d'alimentation hydraulique du vérin 1 est le suivant : pour provoquer la rentrée de la tige, c'est-à-dire son déplacement de la droite vers la gauche sur le dessin, on met en marche la pompe 6 de la centrale électro-hydraulique 5, laquelle refoule de l'huile sous pression, à travers le clapet anti-retour 14 du bloc de distribution 12, dans la chambre droite 2a du vérin 1. On commande également l'excitation du clapet électromagnétique 18 qui passe alors en position d'ouverture, le clapet 16 restant dans sa position de repos fermée. L'huile sous pression arrivant par la tuyauterie 15 et le conduit interne 13 peut alors remplir progressivement la chambre droite 2a du vérin 2, tandis que l'huile se trouvant dans la chambre gauche 2b de ce vérin peut retourner au réservoir 9 en passant à travers le clapet 18, en position d'ouverture, le conduit interne 17 et la tuyauterie 11 de retour au réservoir 9. Pour provoquer le mouvement inverse c'est-à-dire la sortie de la tige de piston 4, on maintient le clapet 18 en position de fermeture et on excite par contre le clapet 16 pour le faire passer en position d'ouverture, ce qui établit une communication entre les deux chambres droite 2a et gauche 2b du vérin 1. L'huile sous pression provenant de la centrale électro-hydraulique 5 s'écoule à travers le clapet anti-retour 14, dans le conduit interne 13 et à partir de celui-ci vers les deux chambres 2a,2b du vérin 1. Comme la surface active gauche du piston 3 est supérieure à la surface active droite, annulaire, de ce piston, la force tendant à faire sortir la tige de piston 4, vers la droite, c'est-à-dire celle qui est due à la pression appliquée sur la face gauche du piston 3, est supérieure à la force tendant à faire rentrer cette tige de piston 4, c'est-à-dire celle qui est due à la pression appliquée sur la face active annulaire droite du piston 3. Le mouvement du piston 3 et de sa tige 4 vers la droite amène l'huile contenue dans la chambre droite 2a à être chassée de cette chambre et cette huile passe dans le bloc de distribution 12, à travers le clapet 16 en position d'ouverture pour arriver à la chambre gauche 2b, conjointement avec l'huile sous pression fournie directement à partir de la centrale électro-hydraulique 5. Si, pour une raison quelconque, la tuyauterie 15 d'alimentation du vérin 1 en huile sous pression vient à se rompre, le vérin 1 se trouve être protégé grâce au clapet anti-retour 14. L'huile contenue dans les deux chambres 2a,2b du vérin 1 ne peut en effet s'écouler vers l'extérieur, à travers la tuyauterie rompue 15, du fait de la présence du clapet anti-retour 14 qui forme un barrage hermétique. Le vérin 1 ne peut donc pas se vider de son huile et ceci garantit la sécurité de fonctionnement du vérin 1, surtout lorsqu'il est utilisé pour le déplacement de charges lourdes. Selon une variante particulière du dispositif conforme à l'invention, le clapet anti-retour 14 peut être remplacé, dans le circuit interne 13, par un régulateur de débit par exemple du type d'un étrangleur, calculé pour limiter le débit de l'huile de telle manière qu'en cas de rupture de la canalisation d'alimentation 15, la vitesse de développement de sortie de tige du vérin 1 par exemple entraîné par la charge ne soit pas sensiblement différente de la vitesse normale d'utilisation du vérin en question. En effet, selon certaines normes actuellement en vigueur il est suffisant de respecter de telles dispositions en cas de rupture des canalisations d'alimentation en pression et ce particulièrement pour certaines applications telles que les hayons élévateurs par exemple. A cet égard d'ailleurs on notera que le dispositif conforme à l'une ou l'autre des variantes de l'invention est avantageusement utilisable dans le domaine particulier du hayon élévateur notamment pour véhicule pour lequel jusqu'à ce jour il n'avait jamais été prévu de tel dispositif de sécurité et de protection en cas de rupture des canalisations d'alimentation en fluide sous pression. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation hydraulique d'un vérin (1) à double effet, comportant une centrale électrohydraulique (5) alimentant en huile sous pression le vérin par l'intermédiaire d'une tuyauterie (15) et d'un bloc de distribution (12), caractérisé en ce que le bloc de distribution (12) est fixé sur le corps du vérin, directement ou à proximité immédiate de celui-ci, par l'intermédiaire d'organes de liaison rigides (10) et en ce que un contrôleur de débit (14) solidarisé à l'ensemble vérin (1)/bloc de distribution (12), est relié en amont, à une tuyauterie d'alimentation (15) s'étendant jusqu'à la centrale électro-hydraulique (6) et, en aval, au vérin hydraulique (1), par un conduit (13) interne audit bloc (12). 2 - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le bloc de distribution (12) comporte - un premier conduit interne (13) relié à l'une de ses extrémités au contrôleur de débit (14), et à l'autre extrémité à la chambre droite 2a du vérin (1) d'une part et, au travers d'un clapet (16) à commande électromagnétique normalement fermé, à la chambre gauche 2b du vérin (1) d'autre part, et - un second conduit (17) interne audit bloc de distribution (12) reliant la chambre gauche 2b du vérin (1) à la tuyauterie de retour d'huile (11) vers le réservoir (9), par l'intermédiaire d'un clapet (18) à commande électromagnétique, normalement fermé et solidaire du bloc de distribution (12). 3 - Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le contrôleur de débit (14) est un clapet anti-retour interdisant tout retour d'huile vers la centrale (6), ou vers l'extérieur en cas de rupture de la tuyauterie d'alimentation (15). 4 - Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2 caractérisé en que le contrôleur de débit (14) est un étrangleur de pression, limitant le débit d'huile vers l'extérieur en cas de rupture de la tuyauterie l'alimentation (15). 5 - Dispositif suivant la revendication précédente caractérisé en ce que l'étrangleur (14) est réglé pour que la vitesse de déploiement de la tige (4) du vérin (1) en cas de rupture de la tuyauterie d'alimentation (15) soit sensiblement la même que sa vitesse normale d'utilisation. 6 - Application du dispositif, conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, au hayon élévateur notamment pour véhicule.