Brevet FR2724206A1 — publié le 19960308

Commande hydraulique pour une échelle de pompiers. La présente invention se rapporte à une commande hydraulique pour une échelle de pompiers, comprenant un moteur hydraulique et une valve de pilotage qui agit par une ligne hydraulique de pilotage sur une valve principale à pilotage hydraulique. Une telle commande est généralement connue en soi. Les impératifs de sécurité croissants impliquent une sécurité de fonctionnement calculable de la part de telles installations hydrauliques. A ce sujet, il convient de tenir compte du fait que l'élément le plus faible d'une commande hydraulique détennine toujours la sécurité de fonctionnement de l'installation. Ce problème se présente en particulier pour les valves de pilotage dans la mesure où les débits relativement faibles combinés avec des sections d'écoulement et des vitesses d'écoulement relativement faibles favorisent la formation de dépôts ou la sédimentation dans la zone de pilotage . Le but de la présente invention est de perfectionner la commande connue de manière que le fonctionnement de l'ensemble de la commande devienne indépendant de la sécurité de fonctionnement de la valve de pilotage. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait que la ligne hydraulique de pilotage comprend une valve d'inversion dont la sortie est raccordée à la valve principale, et par le fait qu'une entrée de la valve d'inversion est raccordée à la valve de pilotage hydraulique et l'autre entrée à la ligne de sortie hydraulique d'un dispositif de commande manuelle de secours. L'invention procure l'avantage qu'en cas de défaillance de la valve de pilotage, la continuité de fonctionnement de la commande hydraulique reste assurée. Cela est obtenu, selon l'invention, par le fait que la valve principale peut être commandée par deux circuits hydrauliques de pilotage, à savoir un premier circuit de pilotage qui comprend la valve hydraulique de pilotage et un second circuit de pilotage qui comprend la commande manuelle. La valve d'inversion assure une commutation automatique du premier circuit de pilotage sur le second lorsque le premier circuit de pilotage est défaillant et que le signal de commande n'atteint pas la valve principale par ce circuit. On connaît, certes, des commandes hydrauliques pour les fonctions principales d'une échelle de pompiers, commande dont la défaillance permet d'exécuter encore manuellement ces fonctions principales. Dans ce cas, un système d'entraînement manuel prend la relève du moteur hydraulique, mais en raison des importantes forces nécessaires, ce système d'entraînement manuel doit présenter une démultiplication si importante que le mouvement de l'échelle n'a plus lieu qu'au ralenti. L'invention remédie de façon fiable à cet inconvénient par un dispositif de commande manuelle de secours monté en parallèle avec la valve de pilotage. Etant donné que ce dispositif de commande manuelle de secours agit hydrauliquement sur la valve principale, il est possible de renoncer à l'utilisation du système d'entraînement manuel mentionné ci-dessus, tout en conservant la vitesse accrue du moteur. Par conséquent, l'invention permet de conserver une commande hydraulique fiable également en cas de défaillance d'une valve de pilotage, cela sans les dépenses supplémentaires qu'impliquent des systèmes d'entraînement secondaires mécaniques. Une caractéristique particulière de l'invention consiste donc dans le fait qu'elle permet de conserver au circuit hydraulique une fiabilité complète également en cas de défaillance du circuit de pilotage. I1 est prévu à ce sujet que la commande de la valve de pilotage régulière s'effectue par voie électrique. Pour ce cas, il est proposé, en tant que disposition supplémentaire de sécurité, que l'actionnement manuel de secours ne puisse être activé qu'en cas de défaillance du circuit de commande électrique de la valve de pilotage. Bien que la valve d'inversion prévue assure toujours la commande correcte, cette disposition procure la garantie supplémentaire qu'une commande intempestive de la valve principale par l'actionnement manuel de secours ne puisse intervenir dans la mesure où l'unité de pilotage est intacte. n est cependant possible également de prévoir en supplément que le dispositif de commande manuelle de secours soit alimenté avec une pression de commande plus faible que la pression de pilotage régulière. Dans ce cas également, il est assuré que le dispositif de commande manuelle de secours ne peut pas prendre la relève de la valve de pilotage régulière tant que cette dernière est intacte. n est avantageux de faire en sorte que l'alimentation en fluide sous pression du dispositif de commande manuelle de secours soit dérivée du circuit de pompe régulier. En cas d'alimentation avec la pression de pilotage plus faible, il est alors possible, en passant par une valve de réduction de pression, de réduire la pression dans la ligne de dérivation à la pression de pilotage plus faible. En plus, il est proposé que chaque moteur hydraulique soit précédé d'une valve de freinage d'abaissement. La valve de freinage d'abaissement est isolée des lignes de pilotage aussi bien de la valve de pilotage régulière que du dispositif de commande manuelle de secours lorsque le piston de commande principale bloque. Cela procure l'assurance supplémentaire que le moteur en question en s'emballe pas lorsque le piston de commande principale ne peut pas revenir à sa position de fermeture, par exemple par suite de la présence de corps étrangers. Cette sécurité de fonctionnement est obtenue par une valve d'inversion supplémentaire en combinaison avec une valve de sécurité qui, en cas de blocage, bloque la sortie de la valve de freinage d'abaissement. Cela apparaîtra plus en détail à la description des figures. Par ailleurs, il peut être prévu, dans ce mode de réalisation, que la pression de commande plus faible du dispositif de commande manuelle de secours ne déclenche pas la fonction de blocage de la valve de sécurité, par exemple par une précharge avec une force de ressort si élevée que la pression d'alimentation plus faible du dispositif de commande manuelle de secours ne dévie pas le ressort. Les fonctions de sécurité de la présente invention conviennent en particulier pour le fonctionnement à plusieurs moteurs, une commande séparée étant prévue pour chacun des moteurs. La fonction de sécurité est ainsi pleinement efficace pour chacun des moteurs. Pour cette raison, la commande conforme à l'invention peut être utilisée en particulier pour la commande des fonctions principales d'une échelle de pompiers, avec une valve principale séparée, une valve de pilotage associée ainsi qu'un dispositif de commande manuelle de secours associé pour chacun des moteurs. On va décrire ci-après plus en détail l'invention à l'aide d'exemples de réalisation; sur les dessins la figure 1 est une vue partielle de la commande suivant la figure 5, pour circulation sans pression; la figure 2 représente un module de valve principale; la figure 3 représente un module de pilotage; la figure 4 représente un module de valve de freinage d'abaissement pour fonctionnement bidirectionnel; la figure 4a représente un module de valve de freinage d'abaissement pour fonctionnement unidirectionnel; la figure 5 représente un schéma hydraulique pour une commande suivant l'invention; la figure 6 représente un schéma hydraulique selon la figure 5 pour le fonctionnement de trois moteurs. Sauf mention contraire, la description ci-après est toujours valable pour toutes les figures. La commande hydraulique sera d'abord décrite avec référence à la figure 5. La pompe hydraulique 1 refoule d'un réservoir dans la ligne de pompe 2. A la ligne de pompe 2 est raccordé un module de valve de régulation de pression 60. Dans ce module 60 est d'abord réalisée une circulation sans pression en l'absence de consommation par un utilisateur ou récepteur. A partir du module 60, la pression de la pompe est envoyée au module de valve principale 70. Le module de valve principale 70 est commandé par un module de pilotage 71 de telle manière qu'en fonction de la commande par le module de pilotage 71, le moteur hydraulique 3.0 tourne dans l'un de ses deux sens de rotation. En plus du module de pilotage 71, il est prévu un dispositif de commande manuelle de secours 4 qui peut en principe reprendre les fonctions du module de pilotage 71.A cet effet, les sorties du module de pilotage 71 et les sorties du dispositif de commande manuelle de secours 4 sont reliées respectivement à l'une des entrées d'une valve d'inversion 5 prévue pour chaque sens. La sortie de chaque valve d'inversion 5 est ramenée au côté pilotage de la valve principale du module de valve principale 70. Cela sera décrit plus en détail ci-après. Une telle valve d'inversion 5 est prévue pour chacun des deux sens de commande de la valve principale. Tel que cela apparaît sur la figure 5, le module de pilotage 71 se compose d'une paire de valves de pilotage 6 à commande électrique, dont les lignes de pilotage 7 sont reliées respectivement à l'entrée de la valve d'inversion 5 (voir figure 5). Les valves de pilotage sont donc ici commandées électriquement. La sortie des valves de pilotage donne cependant un signal de sortie hydraulique dont la valeur est fonction de la position respective du piston de la valve de pilotage. I1 s'agit donc de valves proportionnelles dont le signal de sortie est fonction de la valeur du signal d'entrée électrique. Le signal de sortie du dispositif de commande manuelle de secours 4 se trouve en parallèle avec le signal de sortie du module de pilotage 71. n s'agit ici également de valves proportionnelles, c'est-à-dire que le signal de sortie du dispositif de commande manuelle de secours correspond à la position respective du piston de commande respectif. Au contraire de la valve de pilotage 6, le signal d'entrée est cependant ici manuel. Le signal d'entrée est introduit dans le dispositif de commande manuelle de secours en passant par la manette ou manche de commande 8. La course de déplacement de la manette de commande à partir de la position neutre détermine la valeur du signal d'entrée et donc également la valeur du signal de sortie. Par conséquent, le dispositif de commande manuelle de secours 4 et le module de pilotage 71 ne diffèrent pas en ce qui concerne le type de signal de sortie, mais uniquement en ce qui concerne le type de signal d'entrée. Dans ces conditions, en cas de défaillance de l'installation électrique et donc également de défaillance de la valve de pilotage à commande électrique, il est encore toujours possible de produire un signal hydraulique qui est appliqué au module de valve principale 70. On va décrire ci-après la fonction de la valve d'inversion 5. Si le dispositif de commande manuelle de secours 4 est actionné, la pression de commande du dispositif de commande manuelle de secours agit sur la valve d'inversion 5 et pousse la bille de la valve d'inversion contre le siège opposé. De ce fait, la pression de commande auxiliaire de l'actionnement manuel de secours est isolée du réservoir. Par conséquent, la pression de commande auxiliaire de l'actionnement manuel de secours ne peut pas s'échapper dans le réservoir par la valve de pilotage 6 du module de pilotate 71. La pression de commande auxiliaire de l'actionnement manuel de secours, amenée ainsi sur le tiroir de commande principale, déplacer ainsi en conséquence le tiroir de commande principale, de sorte que la fonction moteur reste conservée malgré la défaillance du dispositif de pilotage régulier. De plus, dans le cas de la figure 5, la pression d'alimentation du dispositif de commande principale de secours est dérivée du circuit de pompe régulier et abaissée par une valve de régulation 9 à un niveau qui est situé en dessous du niveau régulier. Cette disposition permet de réduire en conséquence la vitesse du moteur en cas de commande manuelle, afin de pouvoir le cas échéant mieux contrôler la vitesse. La vitesse de secours réduite présente en plus un avantage particulier. Dans le cadre de considérations de sécurité, il faut également prendre en compte que les valves de surcharge 10 soient défaillantes. I1 en effet prévu ici que les valves de surcharge soient électriquement commandées par des dispositifs de mesure de charge 11. En cas de défaillance du circuit électrique, il faudrait donc prendre en considération le risque qu'il n'existe plus de limitation de surcharge. Pour cette raison, il est recommandé de réduire la pression d'alimentation du dispositif de commande manuelle de secours à une valeur qui est sans danger pour l'installation hydraulique.La vitesse de secours réduite qui en résulte, mais qui est encore complètement contrôlable, ne représente pas un inconvénient du fait que l'avantage de la limitation de surcharge est obtenu par réduction de la pression d'alimentation. Un autre aspect consiste dans l'utilisation des valves de freinage d'abaissement 17 contenues dans le module de freinage d'abaissement 100. Les valves de freinage d'abaissement 17 (voir figures 4, 4a) sont commandées de la manière décrite ci-après par la pression de pilotage sur la valve d'inversion 5 (voir figure 5). Les deux entrées de la valve d'inversion 5 comportent des lignes de dérivation 12, 13, la ligne de dérivation 12 partant de la ligne de pilotage de la valve de pilotage 6. La ligne de dérivation 13 part de la ligne de pilotage du dispositif de commande manuelle de secours 4. Ces deux lignes de dérivation sont reliées en tant qu'entrées à une valve d'inversion 14 supplémentaire (une valve 14 pour la rotation à droite et une valve 14 pour la rotation à gauche) dont la sortie 15 est reliée dans le sens de fermeture à une valve de sécurité 16 préchargée par ressort. Si la pression de pilotage est élevée, la valve de sécurité 16 est amenée en position de fermeture. Dans le cas normal, elle se trouve cependant en position d'ouverture. Le côté pilotage des valves de freinage d'abaissement 17 (voir figures 4, 4a) est donc ouvert en passant par les valves de sécurité 16. Si cependant la pression de pilotage devient excessivement élevée, par exemple par suite du blocage du piston de commande principale dans le module de valve principale, la valve de sécurité 16 se déplace dans le sens de fermeture, de sorte que le côté pilotage de la valve de freinage d'abaissement 17 est fermé. Tel que cela apparaît sur la figure 5, une telle combinaison d'une valve d'inversion 14 supplémentaire, d'une valve de sécurité 16 ainsi que d'une valve de freinage d'abaissement 17 (voir figure 4) est prévue pour chacun des sens de mouvement du moteur hydraulique 3. De plus, il est prévu, suivant la figure 6, pour le moteur hydraulique 3.2 responsable ici du redressement et de l'abaissement d'une échelle de pompiers, une valve de freinage d'abaissement 110 agissant dans un sens seulement, valve dont la fonction correspond en principe à celle de la valve de freinage d'abaissement 17 selon la figure 4. Toutefois, la figure 4a représente une valve de freinage d'abaissement 17 qui, pour la même fonction, ne représente qu'une moitié du module de valve de freinage d'abaissement selon la figure 4. De plus, elle est précédée d'un clapet antiretour 18 débloquable (voir figure 6). Une caractéristique importante pour ce moteur hydraulique 3.2 selon la figure 6, consiste donc dans la valve de décharge 18 commandable. I1 s'agit ici d'un clapet antiretour qui est sollicité dans le sens de fermeture par la pression devant être établie dans la ligne moteur 19 en vue du redressement de l'échelle de pompiers. Cela signifie que pour la fonction "redressement", il faut d'abord bloquer la ligne moteur 19. D'autre part, le côté blocage du clapet antiretour 18 est sollicité par une ligne de déblocage 20. La ligne de déblocage 20 conduit la pression de pilotage amenée dans la ligne de pilotage vers le module de valve principale 90 associé, pression qui est commandée soit par le module de pilotage 91 associé, soit par l'actionnement manuel de secours 4" associé.Parmi les deux pressions de pilotage, la plus élevée est déterminée chaque fois par la valve d'inversion 14.6 et déchargée dans la ligne de déblocage 20. Le clapet antiretour 18 ouvre ainsi et le moteur hydraulique démarre. n est assuré de cette manière qu'un redressement intempestif de l'échelle de pompiers n'a pas lieu lorsque, en raison d'un défaut technique sur le module de valve principale 90 (par exemple blocage du piston par des copeaux), le moteur 3.2 est commandé bien qu'il n'existe pas de pression de pilotage correspondante. n s'agit là d'un aspect de sécurité additionnel de la commande hydraulique, éliminant ici spécialement avec certitude un endommagement aussi bien de l'échelle de pompiers que de bâtiments par un redressement intempestif de l'échelle. On va décrire ci-après, plus en détail, la fonction des modules 60, 70, 71, 80, 81, 90, 91, 100, 110 avec référence aux figures 1 à 4a Le module 60 se compose selon la figure 1 essentiellement d'une valve de régulation de pression 61 qui est raccordée côté entrée à la ligne de pompe et côté sortie à la ligne de réservoir. La valve de régulation de pression 61 est sollicitée dans le sens de fermeture par un ressort préréglable 62. Le piston de la valve de régulation de pression est sollicité par la pression de pompe côté entrée à l'encontre de l'action du ressort. La pression de pompe côté entrée et la précharge du ressort se trouvent ainsi en opposition. La position d'équilibre du piston de valve est déterminée par la précharge respective de ressort 62. Si la ligne de pompe partante n'exige pas de pression de récepteurs, la valve de régulation de pression 61 établit une circulation sans pression de la pompe directement dans le réservoir. Si les récepteurs raccordés exigent une pression d'alimentation, il se produit une chute de pression correspondante sur la valve de régulation de pression 61, de sorte que cette dernière est en principe déplacée dans le sens de fermeture. Le ou les récepteurs peuvent ainsi être alimentés avec la pression chaque fois exigée. La figure 2 représente les modules de valve principale 70, 80. Ces deux modules de valve principale sont identiques. La description suivante est cependant valable également pour le module de valve principale 90. D'éventuelles différences seront mentionnées séparément. Le coeur des modules de valve principale 70, 80, 90 est un distributeur 3/4 référencé 71. Le distributeur est un distributeur proportionnel. Le distributeur proportionnel est précédé d'une valve de compensation 72 suivie d'un clapet antiretour 73 chargé par ressort, ce qui permet une commande des consommateurs indépendamment de la charge. La ligne de signalisation de pression de charge 74 comprend, en outre, une restriction 75 ainsi qu'une valve de surcharge 76. ll est par ailleurs prévu une valve d'inversion 77, ce qui permet, dans le cas d'un agencement multiple pour la commande de plusieurs récepteurs, selon la figure 6, de déterminer chaque fois la plus élevée des pressions de charge, afin de permettre ainsi des fonctions de commande correspondantes pour l'alimentation hydraulique. Les raccords pour les lignes de pilotage sont référencés 7'. Par ces raccords, la valve de pilotage suivant la figure 3 ainsi que le dispositif de commande manuelle de secours sont raccordés respectivement par la valve d'inversion 5. A ce sujet, le départ de la valve d'inversion 5, à savoir la ligne de pilotage 7', est d'importance, car cette dernière conduit respectivement la plus élevée des deux pressions de pilotage provenant de l'unité de pilotage et du dispositif de commande manuelle de secours. On va décrire ci-après d'autres fonctions avec référence aux figures 4, 4a, 5 et 6. Simultanément avec la sollicitation par pression du tiroir de commande principale du module de valve principale 70, 80, 90, la pression de commande est branchée sur la ligne de commande 120 (voir figure 5). La ligne de commande 120 intervient en plus dans le circuit de pression de commande en vue de la commande des valves de freinage d'abaissement 17 qui se trouve dans les modules 100, 110. Si la ligne de commande 120 est hors pression, les valves de freinage d'abaissement 17 sont fermées. La pression de commande est déchargée vers le réservoir. Cela empêche le tiroir principal de provoquer un mouvement incontrôlé du récepteur dans le cas où, par exemple par encrassement (copeaux dans le siège de valve), il n'est pas amené mécaniquement, lors de la coupure, par son ressort de centrage à la position médiane de fermeture. A cet effet, la pression de commande agit par la valve d'inversion 14 supplémentaire sur le distributeur 2/2 ou valve de sécurité 16 à commande hydraulique. Le distributeur 16 est sollicité par cette pression de commande dans le sens de fermeture à l'encontre de la précharge de ressort. De ce fait, la ligne d'entrée 21 du distributeur 16 est séparée de la ligne de sortie. De cette manière, il est possible d'interrompre la décharge de la pression de commande de la valve de freinage d'abaissement 17. La ligne de décharge 101, 102, respectivement pour la gauche ou la droite, est en effet reliée par une ligne 21 au distributeur 2/2, comme cela apparaît sur les figures 4, 4a ainsi que 5 et 6. D'autre part, le distributeur 16 reçoit la pression de commande depuis le côté opposé des récepteurs, respectivement par la ligne de commande 103 ou 104. Cette pression de commande depuis le côté opposé des récepteurs ouvre le distributeur 16, de sorte que le récepteur peut être actionné. De cette manière, la valve de freinage d'abaissement 17 garde donc sa pleine capacité de fonctionnement, également en régime de secours, du fait que la décharge de la pression de commande de la valve de freinage d'abaissement vers le réservoir est interrompue. Un aspect essentiel de l'invention réside dans le système de sécurité à double effet par un circuit de sécurité prévu en complément. Cela garantit une surveillance et sécurité complètes également en cas d'actionnement manuel de secours, sans courant. REVENDICATIONS 1. Commande hydraulique pour une échelle de pompiers, comprenant un moteur hydraulique (3) et une valve de pilotage (6) qui agit par une ligne de pilotage hydraulique sur une valve principale (71) à pilotage hydraulique, caractérisée par le fait que la ligne de pilotage hydraulique comprend une valve d'inversion (5) dont la sortie (7') est raccordée à la valve principale (71), et qu'une entrée de la valve d'inversion (5) est raccordée à la valve de pilotage hydraulique (6) et l'autre entrée à la ligne de sortie hydraulique d'un dispositif de commande manuelle de secours (4). 2. Commande hydraulique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de commande manuelle de secours (4) agit sur la valve principale (71) avec une pression de commande prédéterminée plus faible que la valve de pilotage (6). 3. Commande hydraulique suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que le dispositif de commande manuelle de secours (4) est alimenté à l'aide d'une ligne de dérivation depuis la ligne de pompe (2) ainsi que par une valve de limitation de pression (9) avec une pression d'alimentation séparée. 4. Commande hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la commande de la valve de pilotate (6) s'effectue électriquement et que le dispositif de commande manuelle de secours (4) n'est activé qu'en cas de défaillance du circuit de commande électrique de la valve de pilotage (6). 5. Commande hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les lignes de commande (7) allant de la valve de pilotage hydraulique (8) et du dispositif de commande manuelle de secours (4) vers la valve d'inversion sont munies respectivement de lignes de dérivation (12, 13) menant vers les entrées d'une valve d'inversion (14) supplémentaire. 6. Commande hydraulique suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que la sortie (15) de la valve d'inversion (14) supplémentaire agit dans le sens de blocage sur une valve de sécurité (16) qui, en cas de blocage, bloque la sortie d'une valve de freinage d'abaissement (17) associée au moteur (3) respectif. 7. Commande hydraulique suivant la revendication 6, caractérisée par le fait que la valve de sécurité (16) est conçue de manière que la pression de commande plus faible du dispositif de commande manuelle de secours (4) ne déclenche pas de fonction de blocage. 8. Commande hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'il est prévu, respectivement pour la commande de chacune des fonctions principales d'une échelle de pompiers (moteur d'allongement d'échelle 3.0, moteur de rotation d'échelle 3.1, moteur d'inclinaison d'échelle 3.2), une valve principale séparée (70, 80, 90) avec une valve de pilotage associée (71, 81, 91) ainsi qu'avec un dispositif de commande manuelle de secours (4'; 4", 4"') associé.