Brevet FR2823476A1 — publié le 20021018

que les pièces (3b, 3b', 3b") ne forment qu'une seule pièce. Description de l'état de l'art Les dispositifs traditionnels de déchargement d'une benne utilisent la gravité. Un vérin frontal à simple effet est le plus souvent utilisé. Ces vérins à simple effet induisent de s faibles contraintes hydrauliques. Le circuit hydraulique de ces bennes reste dans l'état de l'art assez rudimentaire. Mais l'éjection horizontale d'un contenu stocké dans une benne requiert un dispositif hydraulique plus évolué du fait de l'utilisation d'un vérin à double effet et éléments 0 multiples. Les contraintes et exigences spécifiques sont les suivantes: À Les dispositifs hydrauliques doivent permettre une utilisation rapide, fiable et performante du dispositif d'ejection. Cela implique une ma^'trise totale des contraintes spécifiques lices au vérin hydraulique à double effet et éléments multiples. La difficulté i5 majeure de ce type de vérin est sans doute la phase de retour du vérin o il faut évacuer une très importante quantité d'huile en un minimum de temps et en évitant tout risque de surpression. Malgré les sécurités integrées dans la plupart des éléments hydrauliques actuels comme les distributeurs, la saturation du circuit entranerait un ralentissement du retour en premier lieu puis un risque d'accident lié à la surpression. À Les dispositifs hydrauliques montés sur un véhicule doivent être peu encombrants et peu onéreux. Alors que certaines inventions choisissent l'emploi de deux pompes ou d'une pompe à deux étages, le choix d'une seule pompe à débit constant reste une 2s solution à privilégier en raison de son encombrement et de son coût. À Les dispositifs hydrauliques doivent être faciles d'utilisation. L'utilisateur doit pouvoir actionner le dispositif à distance d'une façon simple et en toute sécurité au moyen d' un bo'^tier de com mande. Pour cela, le dispositif hyd rauliq ue co uplé à u n dispositif électropneumatique doit donc faire preuve d'ergonomie et empêcher les mauvaises manipulations. À Face au durcissement des législations du travail dans la plupart des pays, les dispositifs hydrauliques doivent assurer une parfaite sécurité sur les lieux de travail comme les chantiers. Ils doivent éviter les accidents et signaler les dangers. Il existe aujourd'hui un besoin pour un dispositif hydraulique et électropneumatique à la fois simple, peu onéreux, peu encombrant, fiable, sécurisé et performant pour l'utilisation de bennes à déchargement horizontal. C'est ce que propose la présente invention qui concerne aussi la méthode de mise en _uvre du dispositif lors de la séquence d'éjection. Description générale des schémas La figure 1 représente une benne type permettant le chargement et l'éjection horizontale lO de matériaux en vrac. La figure 2 présente le schéma de fonctionnement électro-pneumatique du dispositif de contrôle du circuit hydraulique. La figure 3 présente le schéma hydraulique de commande du vérin hydraulique servant à l'éjection et de la porte arrière. Description détaillée de l'invention Le dispositif hydraulique et électro-pneumatique de la présente invention a pour but de contrôler la fonction de déchargement horizontal d'une benne représentée sur la figure 1. Cette benne qui peut être montée sur camion, semi-remorque ou wagon est constituée d'une caisse (70) dont la partie supérieure est entièrement ouverte pour permettre le chargement par excavateur ou chargeur. Une porte arrière (80) qualifiée de servitude permet d'obturer l'arrière de la caisse (70) pour le transport de matériaux en vrac et est ouverte pour permettre le déchargement du contenu. Elle est actionnée par un ou plusieurs vérins à double effet. Le déchargement horizontal du contenu est assuré par la poussée d'un bouclier ou paroi mobile (90) situé dans la partie avant de la caisse (70) et se mouvant sur la longueur de la dite caisse sous l'action du vérin hydraulique à double effet et éléments multiples (1) qui est fixé à l'avant de la benne. 3s Le dispositif hydraulique et électro-pneumatique de contrôle des fonctions de la benne peut être décomposé en deux schémas: la figure 2 représente le dispositif électro pneumatique de contrôle du circuit hydraulique, la figure 3 le dispositif hydraulique de commande de la porte arrière et du vérin hydraulique (1) servant à l'éjection. Comme explicité sur la figure 2, la présente invention concerne un dispositif électro s pneumatique qui repose sur l'activation de cinq électrovannes permettant de commander les éléments du circuit hydraulique: déviateur (4), distributeur (2) et distributeur (6). L'ouverture du distributeur (2) pour l'éjection du vérin (1) est activée par l'électrovanne (20). L'électrovanne (30) permet de commander le distributeur (2) pour le retrait du vérin lo (1). L'électrovanne (31) qui est jumelée avec l'électrovanne (30) commande le déviateur (4). L'électrovanne (10) commande l'ouverture de la porte arrière par l'intermédiaire du distributeur (6) alors que l'électrovanne (40) commande la fermeture de la porte. Ces cinq électrovannes sont toutes activees grâce à un circuit imprimé (60) qui envoie les impuisions électriques nécessaires. Ce circuit imprimé est contrôlé à partir d'un bo'^tier de commande installé dans la cabine d'un véhicule si le contenant est posé sur le châssis d'un camion ou d'une semi-remorque par exemple. Il peut aussi être matérialisé par une commande radio. En cas de panne du bo^'tier de commande, du circuit imprimé (60) ou de n'importe quel élément du circuit électro-pneumatique, les distributeurs (2) et (6) et le déviateur (4) sont pourvus de commandes manuelles. La méthode de mise en _uvre du dispositif hydraulique se fait par l'intermédiaire de l'actionnement du dispositif électro-pneumatique. La séquence d'éjection peut être décomposée en 4 phases successives: À L'ouverture de la porte arrière (80) L'extension du vérin (1) Le retour du vérin (1) La fermeture de la porte arrière (80) Afin de décharger le contenu de la benne, I'opérateur doit ouvrir la porte arrière (80). Pour cela, I'utilisateur doit d'abord actionner le bouton de commande déclenchant une impuision électrique entre le circuit imprimé (60) et l'électrovanne (10). Cette dernière 3s commande alors l'ouverture de la porte arrière (80) par l'intermédiaire du distributeur (6). L'utilisateur active alors l'électrovanne (20) au moyen d'un bouton dédié de son botier de commande. Cette électrovanne commande l'ouverture du distributeur (2) pour l'éjection du vérin (1). s L'ouverture de la porte arrière (80) est impérative avant d'éjecter le contenu. Non seu lement u ne porte fermée em pêcherait l'éjection ma is les risq ues de déform ation de la porte (80) et de la caisse (70) seraient alors très importants. Pour éviter l'accident, la porte arrière de déchargement (80) doit être impérativement ouverte, ce qui implique un contrôle automatique de cette ouverture avant l'éjection. En effet, une erreur de 0 manipulation du fait de l'utilisateur est toujours possible, qu'elle soit volontaire ou non. C'est pourquoi un dispositif de sécurité a été prévu au sein de la présente invention. Cette sécurité est représentée au sein du schéma électro-pneumatique par un interrupteur (50). Celui-ci ouvre et ferme le circuit de commande de l'électrovanne (20) s commandant l'éjection du vérin (1). Lorsque la porte arrière (80) est fermoe, I'interrupteur (50) et donc le circuit sont ouverts. Inversement, lorsque la dite porte est ouverte, I'interrupteur (50) et donc le circuit sont fermés. L'ouverture du circuit empêche l'activation de l'électrovanne (20) et donc l'éjection du vérin (1). L'interrupteur (50) est matérialisé par un contacteur de sécurité électrique ou électronique. Il est fixé sur la porte arrière (80). Une fois la dite porte arrière ouverte, I'éjection a lieu normalement. A la fin de l'éjection, il convient d'initier la phase de retour du vérin (1). Un bouton du bo^'tier de commande permet de commander ce retrait. Mais ce sont en fait deux éléments, le distributeur (2) et le déviateur (4) qui sont activés au moyen d'un seul bouton 2s et ce grâce au jumelage des deux électrovannes (30) et (31). L'électrovanne (30) permet de commander le distributeur (2) pour le retrait du vérin (1). L'électrovanne (31) commande le déviateur (4) qui permet de libérer le distributeur (2) du retour de l'huile contenue dans le vérin (1) Enfin, un dernier et quatrième bouton du bo^'tier de commande permet la fermeture de la porte arrière (80). L'électrovanne (40) ainsi activée permet cette fermeture. Il est cependant à noter que les phases de retour du vérin (1) et la fermeture de la porte arrière (80) sont des fonctions totalement déconnectées et indépendantes. Afin de procurer plus de souplesse d'utilisation, le retour du vérin (1) s'effectue sans qu'il soit besoin d'attendre 3s la fermeture de la porte arrière (80). s Une fois le vérin (1) de retour dans sa position initiale et la porte arrière (80) fermée, on peut procéder à un nouveau chargement avant la prochaine séquence d'ejection. Comme explicité sur la figure 3, la conception du dispositif hydraulique permet d'apporter s une réponse adaptée aux contraintes de fonctionnement du contenant lors de la séquence d'éjection. Il permet en particulier un retour rapide du vérin (1) et propose plusieurs sécurités qui contrôlent aussi bien la pression que le débit dans le circuit. Le fonctionnement du dispositif hydraulique commandé par le dispositif électro o pneumatique est surtout caractérisé par les deux phases cruciales de la séquence d'éjection que sont l'extension puis le retrait du vérin (1). L'ouverture et la fermeture de la porte arrière qui se font par l'intermédiaire de vérins à double effet de petite taille et à un seul élément ne posent pas de problèmes techniques particuliers. Le distributeur (6) sert à la fois à l'envoi et au retour de l'huile lors des phases d'ouverture et de fermeture de la l 5 porte. L'extension du vérin hydraulique principal (1) requiert un montage hydraulique spécifique. Ce vérin à double effet et éléments multiples est commandé par le distributeur (2). L'huile est envoyée par le distributeur (2) pour l'éjection du vérin (1). Cette huile entre dans le vérin (1) par l'orifice (8) de la chambre d'expansion. Toujours pendant la phase d'expansion du vérin (1), I'huile contenue dans la chambre de retrait ressort du vérin (1) par l'orifice de retour (9). Elle passe alors par le diviseur de débit à double effet (3). Le flux d'huile est dirigé en totalité directement vers le retour réservoir (7). Le distributeur (2) est donc complètement libéré de la pression de retour. La phase de retour du vérin (1) pose des difficultés spécifiques, en particulier en raison de l'importante quantité d'huile présente dans la chambre d'expansion du vérin (1) à la fin de la phase d'éjection. Le circuit hydraulique concerné par la présente invention est le suivant. Le distributeur (2) est activé par l'électrovanne (30) pour initier le retrait du vérin (1). L'huile passe du distributeur (2) au diviseur de débit (3). Ce dernier permet de laisser dans le circuit le débit d'huile nécessaire. Ce débit d'huile est inférieur à celui nécessaire pour l'expansion du vérin. Le diviseur de débit (3) renvoie immédiatement l'excédent de débit vers le retour réservoir (7), ce qui évite toute surpression. L'huile nocessaire au retrait du vérin (1) entre dans la chambre de retrait par l'orifice de retour (9). Le retour de l'huile contenue dans la chambre d'expansion du vérin (1) et qui avait été nécessaire lors de la phase d'éjection s'effectue par l'orifice de pression (8). L'importante quantité d'huile contenue dans la chambre d'expansion doit être évacuse le plus rapidement possible pour que le retour du vérin (1) soit rapide. Renvoyer l'huile vers le distributeur (2) aurait pour conséquence un risque de saturation et de contre-pression. La solution adoptée dans la présente invention est d'ouvrir une voie d'écoulement rapide de s I'huile, ce que permet l'ouverture d'un déviateur (4). Le déviateur (4) est ouvert en même temps que le distributeur (2), grâce à la commande jumelée des électrovannes (30) et (31) représentées sur le schéma 2. Le déviateur (4) laisse alors passer la quasi-totalité de l'huile vers le retour réservoir (7), cette conduite n'offrant aucune résistance contrairement à celle menant au distributeur (2). Ce dispositif peu onéreux est plus performant que d'autres solutions comme le recours à des clapets de sécurité qui constituent des goulets d'étranglement ne permettant pas d'avoir une rapidité et une sécurité maximales sur le circuit de retour de l'huile au réservoir (7). Enfin, une sécurité générale permet de contrôler la pression dans le circuit, aussi bien lors de la phase d'éjection que lors de celle de retrait du vérin (1). Le limiteur de pression réglable (5) joue le rôle de fusible quand la pression dans le circuit dépasse un niveau de pression prédéterminé. Toute surpression anormalement élevée se traduit par une décharge d'huile à l'air libre. En absorbant les surpressions, cette décharge permet d' i nterveni r dans la défail lance de tous les systèm es de sécurité déjà intég rés dans le circuit. C'est aussi un signal qui permet d'avertir l'utilisateur d'un dysfonctionnement grave puisque l'excès de pression dans le circuit hydraulique peut endommager sérieusement les différents organes (vérin, distributeur...) et provoquer des accidents. Revendications 1. Dispositif hydraulique et électro-pneumatique comprenant des éléments hydrauliques de type distributeurs (2) et (6), diviseur de débit (3), limiteur de pression (5) et déviateur (4) et des commandes électropneumatiques dites électrovannes (10), (20), (30), (31) et (40) activoes par un circuit imprimé (60) permettant le contrôle de l'éjection d ' un contenant de type benne montée sur cam ion, semi-remorq ue ou wagon dotée d'un système de déchargement horizontal caractérisé par le recours à une paroi mobile (90) actionnce par un vérin hydraulique (1) à double effet et éléments multiples qui évolue au sein d'une caisse mobile (70) ouverte dans sa partie supérieure pour le chargement mais fermée à l'arrière par une porte (80) actionnce par un ou plusieurs vérins à double effet. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une mise en _uvre du dispositif électro-pneumatique commandant le dispositif hydraulique selon une séquence d'éjection spécifique se décomposant en quatre phases successives: I'ouverture de la porte,arrière (80), I'éjection du contenu lors de l'extension du vérin (1), le retour du vérin (1) et enfin la fermeture de la porte arrière (80). 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par un contrôle du dispositif hydraulique par un circuit imprimé (60) qui permet l'activation des cinq électrovannes (10), (20), (30), (31) et (40) et qui peut être contrôlé à distance au moyen d'une commande radio ou depuis la cabine d'un véhicule si la benne est montée sur celui ci; en cas de panne dans le dispositif électro-pneumatique, des commandes manuelles peuvent être actionnces sur les distributeurs (2) et (6) et le déviateur (4). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé selon la séquence d'éjection par l'activation de l'électrovanne (10) pour l'ouverture de la porte arrière (80), I'activation de l'électrovanne (20) pour l'ouverture du distributeur (2) et l'expansion du vérin (1), I'activation simultanée des électrovannes jumelées (30) et (31) et actionnées en même temps avec une commande unique pour respectivement l'ouverture du déviateur (4) et du distributeur (2) afin d'opérer le retrait du vérin (1) et enfin I'activation de l'électrovanne (40) pour l'ouverture du distributeur (6) et la fermeture de la porte arrière (80). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par un interrupteur (50) de type contacteur de sécurité électrique ou électronique fixé sur la porte arrière (80) qui a r 2823476 pour fonction, la porte étant fermoe, d'ouvrir le circuit entre le circuit imprimé (60) et l'électrovanne (20) commandant le distributeur (2), empêchant ainsi l'activation de l'électrovanne (20) et donc l'expansion du vérin (1). 6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par des éléments hydrauliques de type distributeurs (2) et (6), diviseur de débit (3), limiteur de pression (5) et déviateur (4) pouvant fonctionner soit en basse pression, soit en haute pression et permettant d'actionner l 'expansion et le retrait d' un vérin hydra uliq ue à double effet et éléments multiples (1) ainsi que le ou les vérins à double effet contrôlant l'ouverture et la fermeture de la porte arrière (80). 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé par l'utilisation d'une seule pompe hydraulique à débit constant (11) pour l'alimentation de l'ensemble des éléments hydrauliques et lors de toutes les phases de fonctionnement. 8. Dispositif selon les revendications 6 et 7 caractérisé, lors de l'extension du vérin (1), par l'envoi de l'huile depuis le distributeur (2) dans la chambre d'expansion du vérin (1) par l'orifice (8), le retour de l'huile contenue dans la chambre de retrait s'effectuant par l'orifice (9) et le diviseur de débit double effet (3) dirigeant cette huile directement vers le retour réservoir (7). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé, pour le retrait du vérin (1), par l'envoi de l'huile par le distributeur (2) en passant par le diviseur de débit réglable à double effet (3), seule l'huile nacessaire entrant par l'orifice (9) dans la chambre de retrait du vérin (1), I'excédent de débit allant directement au retour réservoir (7); le déviateur (4) ouvert en même temps que le distributeur (2) laisse passer la q uasi-totalité de l' h uile provenant de l 'orifice (8) et contenue dans ia chambre d'expansion du vérin (1). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé par un limiteur de pression réglable (5) permettant une décharge d'huile à l'air libre lors de toute