Brevet FR2851800A1 — publié le 20040903

Domaine de l'invention La présente invention concerne une vanne de commande hydraulique associée à une conduite de pression reliant une source de fluide sous pression à au moins un consommateur et ayant une première s position dans laquelle la conduite de pression peut être mise en pression par la source de fluide sous pression et une seconde position dans laquelle le consommateur relié à la conduite de pression est déchargé, la vanne de commande étant sollicitée par l'intermédiaire d'une installation d'actionnement en direction de la première position et par une installation 10 de rappel en direction de la seconde position. Etat de la technique Selon le document DE 102 24 731 Ai, on connaît une vanne de commande du type défini ci-dessus comme installation de sécurité d'un système d'entraînement hydrostatique. La vanne de commande 15 utilisée comme installation de sécurité est installée selon un premier mode de réalisation dans une conduite de pression. Cette conduite de pression relie une source de fluide sous pression en forme de pompe d'alimentation à un consommateur réalisé sous la forme d'une vanne de commande amont d'un tiroir de distribution. Dans un second mode de réalisation, la 20 vanne de sécurité est installée dans une conduite de dérivation partant de la conduite de pression. Dans une première position de la vanne de commande, réalisée comme position de fonctionnement, la conduite de pression est ouverte et la conduite de dérivation est bloquée si bien que la conduite de pression peut être mise en pression. Ainsi, les vannes de 25 commande amonts sont exposées à la pression de commande générée par la pompe d'alimentation. Dans la première position de la vanne de sécurité, on peut actionner les distributeurs à tiroir par la commande des vannes de commande amonts. Dans la seconde position qui forme la position de sécurité de la vanne de commande, la conduite de pression est bloquée 30 et la conduite de dérivation est reliée à un réservoir pour garantir la décharge de la conduite de pression et ainsi des vannes de commande amonts en cas de perturbation, d'erreur de fonctionnement ou de défaut dans le système d'entraînement; ainsi les distributeurs à tiroir passent en position neutre et les moteurs du système d'entraînement sont mis à 35 l'arrêt. La vanne de commande utilisée comme vanne de sécurité est sollicitée par un ressort en direction de la seconde position et par un aimant de commutation en direction de la première position de commutation. Cette commutation de sécurité du système d'entraînement ne peut toutefois être obtenue avec la vanne de commande que si la vanne de commande n'est plus sollicitée à l'état commandé dans la seconde position. En particulier, des vannes de commande actionnées par des élec5 troaimants ont une force de ressorts de rappel relativement faible car celle-ci est limitée par la force de commutation engendrée par les électroaimants et l'utilisation d'électroaimants plus puissants pour vaincre des forces de ressorts de rappel plus forts nécessite un encombrement plus important et se traduit par des cots plus élevés. Du fait de cette force de 1o rappel de ressorts, faible, les vannes de commande du type défini cidessus ne peuvent garantir qu'en cas de mauvais fonctionnement de la vanne de commande, par exemple de grippage de celle-ci par encrassage, elle arrive dans la seconde position lorsque les électroaimants ne sont pas commandés, pour décharger les consommateurs, constitués par les van15 nes de commande amonts. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une vanne de commande du type défini ci-dessus garantissant avec des moyens réduits, de décharger le consommateur en cas de perturbation de fonction20 nement de la vanne de commande. Exposé de l'invention A cet effet, l'invention concerne une vanne de commande du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la vanne de commande présente une fonction de sécurité permettant, en cas de perturbation de 25 fonctionnement de cette vanne de commande de décharger vers un réservoir la conduite de pression indépendamment de la position de la vanne de commande. Ainsi, selon l'invention, la vanne de commande comporte une fonction de sécurité qui garantit avec des moyens réduits que la con30 duite de pression et ainsi le consommateur soient déchargés en cas de défaut de fonctionnement de la vanne de commande. La vanne de commande peut être installée dans ce cas dans une conduite de dérivation partant de la conduite de pression, pour commander la liaison entre la conduite de dérivation et le réservoir. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la vanne de commande est installée dans une conduite de pression reliant la source de fluide sous pression au consommateur et dans la première position la conduite de pression est ouverte, alors que dans la seconde posi- tion un segment de la conduite de pression relié à la source de fluide sous pression est bloqué et le segment de la conduite de pression relié au consommateur est ouvert en direction du réservoir. La décharge du consommateur en cas de défaut de fonc5 tionnement de la vanne de commande peut être garantie ainsi dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, de manière simple, si la fonction de sécurité permet de décharger le segment de la conduite de pression relié au consommateur vers le réservoir. Les moyens constructifs à mettre en oeuvre pour la fonction 10 de sécurité sont réduits dans le cas d'une vanne de commande ayant un tiroir de commande installé dans un perçage du boîtier, si la fonction de sécurité est assurée par une fonction de vanne intégrée dans le tiroir de commande de la vanne de commande. Selon un mode de réalisation avantageux, on réalise sim15 plement cette fonction de vanne si le tiroir de commande est muni d'un canal de décharge relié au segment de la conduite de pression allant vers le consommateur et vers le réservoir, la liaison du canal de décharge avec le réservoir étant commandée par l'installation d'actionnement. Un canal de décharge se réalise dans le tiroir de commande de la vanne de com20 mande avec des moyens supplémentaires réduits. Grâce à la commande de la liaison du canal de décharge au réservoir par l'installation d'actionnement de la vanne de commande on garantit de manière simple en cas de tiroir de commande grippé entre la première et la seconde position et d'une installation d'actionnement non commandée, la commande 25 d'ouverture du canal de décharge vers le réservoir, ainsi, on peut décharger le segment de conduite de pression du consommateur vers le réservoir. La fonction de sécurité peut être assurée dans toute la plage de commutation de la vanne de commande si, selon un développement avantageux de l'invention, le canal de décharge est branché dans la 30 première position et dans la seconde position sur le segment de la conduite de pression relié au consommateur. Selon un développement avantageux, le canal de décharge est relié à la face frontale du tiroir de commande et forme une ouverture de commande commandée par l'élément d'actionnement du tiroir de com35 mande, notamment un poussoir d'actionnement de l'installation d'actionnement et le tiroir de commande est prévu au niveau de la face frontale dans une chambre de pression de commande reliée au réservoir. A l'aide d'une ouverture de commande réalisée dans la face frontale du tiroir de commande, on peut commander de manière simple la liaison du canal de décharge avec le réservoir à partir de l'élément d'actionnement de l'installation d'actionnement. Dans la mesure o l'élément d'actionnement est sollicité s dans une position de blocage qui ferme l'ouverture de commande lorsque l'installation d'actionnement est commandée, on obtient de manière simple que le poussoir d'actionnement soit sollicité dans une position de fermeture de la liaison du canal de décharge vers le réservoir à partir de l'orifice de commande lorsque la vanne de commande est sollicitée dans sa 10 première position; ainsi, une pression peut s'établir dans la conduite de pression pour actionner le consommateur. Lorsque l'installation d'actionnement n'est pas commandée, cela permet de manière simple de conduire le poussoir d'actionnement par la pression appliquée au consommateur dans une position ouvrant la liaison du canal de décharge 15 vers le réservoir par l'ouverture de commande, pour qu'en cas de défaut de fonctionnement de la vanne de commande que l'installation de rappel n'amène pas dans la seconde position, le segment de la conduite de pression relié au consommateur vers le réservoir soit déchargé. D'une manière particulièrement avantageuse, l'élément 20 d'actionnement de l'installation d'actionnement est sollicité par un ressort en direction de la position fermant l'ouverture de commande. Un ressort permet de maintenir le poussoir d'actionnement, de façon simple, en position d'appui dans l'ouverture de commande et de fermer ainsi le canal de décharge lorsque la vanne de commande fonctionne normalement. Il est particulièrement avantageux de réaliser le canal de décharge sous la forme d'un perçage longitudinal ouvert vers la face frontale et d'un perçage transversal dérivant du perçage longitudinal, et qui communiquent avec le segment de la conduite de pression relié au consommateur. Un perçage longitudinal et un perçage transversal se réalisent 30 simplement dans le tiroir de commande de la vanne de commande. De façon avantageuse, le tiroir de commande est muni d'une cavité de commande, notamment d'une rainure annulaire qui dans la seconde position ferme la communication entre le segment de la conduite de pression relié à la source de pression de commande et relié au 35 consommateur, alors que dans la première position elle relie le segment de la conduite de pression raccordé à la source de pression de commande au segment de la conduite de pression allant vers le consommateur. Une telle cavité de commande permet dans la première position de manière simple d'ouvrir la conduite de pression et de relier la source de pression au consommateur, et dans la seconde position de fermer cette communication. De façon particulièrement avantageuse, le segment de la conduite de pression raccordé à la source de pression de commande coms porte une installation de limitation de débit, en particulier une installation d'étranglement. Si le tiroir de commande est grippé entre la première et la seconde position, alors que la cavité de commande ouvre la conduite de pression et que le canal de décharge assure l'évacuation du segment de la conduite de pression communiquant avec le consommateur vers le réser10 voir, un organe d'étranglement ou une buse permettent d'assurer une limitation de débit dans le segment de la conduite de pression relié à la source de fluide sous pression et de garantir ainsi que le segment de la conduite de pression qui communique avec le consommateur soit déchargé vers le réservoir en cas de défaut de fonctionnement de la vanne de 15 commande en passant par le canal de décharge. L'installation d'actionnement est réalisée avantageusement sous la forme d'un électroaimant, notamment d'un électroaimant de commutation. L'installation de rappel de la vanne de commande est cons20 tituée avantageusement par un ressort. Il est particulièrement avantageux de réaliser la vanne de commande sous la forme d'une vanne de sécurité d'un système d'entraînement hydrostatique ayant au moins une installation de commande commandée par un dispositif d'actionnement hydraulique, la 25 vanne de commande assurant la commande de l'actionnement du dispositif d'actionnement par la pression de commande générée par une source d'alimentation en pression de commande. La fonction de sécurité selon l'invention de la vanne de commande permet de décharger le dispositif d'actionnement par exemple réalisé sous la forme de vannes de commande 30 amonts comme vannes de réduction de pression et ainsi de garantir la mise en position neutre des installations de vannes de commande assurant l'arrêt de l'entraînement du système d'entraînement si un défaut qui se produit au niveau du système d'entraînement conduit à un arrêt de la commande de l'électroaimant de la vanne de sécurité, et ne met pas le ti35 roir de commande de la vanne de sécurité dans sa seconde position du fait du défaut de fonctionnement, position qui est la position de sécurité. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement en coupe partielle longitudinale dans l'unique figure annexée. Description du mode de réalisation La coupe longitudinale de l'unique figure d'une vanne de sécurité montre une vanne de commande 1. La vanne de commande 1 comporte un tiroir de commande 3 coulissant longitudinalement dans un alésage 2 du boîtier. L'alésage 2 comporte un segment 4 de conduite de 10 pression 13 relié à une source de fluide sous pression. Au voisinage du branchement du segment 4, un segment 5 de la conduite de pression 13 est raccordé à l'alésage 2 du boîtier. Cet alésage est relié à un ou plusieurs consommateurs, par exemple des vannes de commande amonts des distributeurs à tiroir du système d'entraînement. Une conduite 6 est en outre 15 reliée à l'alésage 2. Cette conduite peut être réalisée sous la forme d'une conduite de dérivation pour signaler la pression de charge. L'extrémité frontale gauche du perçage longitudinal ou alésage longitudinal 2 selon la figure est déchargée par l'intermédiaire d'un canal 7 vers un réservoir. L'extrémité droite de l'alésage longitudinal 2 selon la figure est munie d'un 20 décrochement de boîtier 9 de diamètre augmenté. La chambre de pression de commande 10 formée par le décrochement de boîtier 9 est également déchargée vers le réservoir par un canal 8. Le décrochement de boîtier 9 sert d'appui à une installation de rappel 11 en forme de ressort coopérant avec une collerette 12 du tiroir de commande 3. Le tiroir de commande 3 est muni d'une cavité de commande 15 en forme de rainure annulaire pour commander la communication entre le segment 4 et le segment 5 de la conduite de pression 13. Une autre cavité de commande 16 en forme de rainure annulaire réalisée dans le tiroir de commande 3 permet de commander la communication de la 30 conduite 6 vers la chambre de pression de commande 10 et ainsi vers le réservoir. Une installation d'actionnement 17, réalisée sous la forme d'un électroaimant, notamment d'un électroaimant de commutation, assure l'actionnement de la vanne de commande 1. L'installation 35 d'actionnement 17 est fixée au niveau de la chambre de pression de commande 10 dans l'alésage 2; cette installation comporte un élément d'actionnement 18 en forme de poussoir d'actionnement. Cet élément d'actionnement coopère avec la face frontale droite selon la figure du tiroir 3. L'installation de rappel 11 sollicite le tiroir de commande 3 vers la seconde position représentée à la figure. Dans cette position, la ca5 vité de commande 13 est prévue au niveau du branchement du premier segment 4 de la conduite de pression 13. Dans la seconde position, la cavité de commande 13 coupe la communication entre le segment 4 et le segment 5 de la conduite de pression 13 et ferme ainsi cette conduite de pression 13. Le canal 6 est déchargé par la cavité de commande 16 vers la 10 chambre de pression de commande 10 et ainsi vers le réservoir. Lorsque l'installation d'actionnement 17 est commandée, le tiroir de commande 3 est sollicité par l'élément d'actionnement 18 contre la force développée par l'installation de rappel 11 vers la première position à gauche de la figure. Dans cette position, le segment 4 est relié au seg15 ment 5 de la conduite de pression 13 par la cavité de commande 15. La conduite de pression 13 est ainsi ouverte dans la première position. Dans cette première position, la cavité de commande 16 bloque la communication du canal 6 vers la chambre de pression de commande 10. Selon l'invention, la vanne de commande 1, réalisée sous la 20 forme d'une vanne de commutation, est munie d'une fonction de sécurité permettant de décharger la conduite de fluide sous pression 13 vers le réservoir indépendamment de la position de la vanne de commande 1. La fonction de sécurité est formée par une fonction de vanne 20 intégrée au tiroir de commande 3. A cet effet, il est prévu un canal de décharge 25 25 constitué par un perçage longitudinal 27 dans le tiroir de commande 3 et un perçage transversal 26 dérivant du perçage longitudinal 27. Le perçage transversal 26 est réalisé dans le tiroir de commande 3 pour communiquer avec le segment 5 de la conduite de pression relié au consommateur lorsque le tiroir de commande 3 occupe sa première ou sa seconde posi30 tion. Le perçage longitudinal 27 s'étend vers la face frontale droite selon la figure, du tiroir de commande 3 et au niveau de cette face frontale il forme une ouverture de commande 28 commandée par l'élément d'actionnement de l'installation d'actionnement 17. En cas de commande de l'installation de fonctionnement 35 17, l'élément d'actionnement 18 est sollicité par l'ouverture de commande 28 en direction d'une position de fermeture de la fonction de vanne 20; la communication du segment 4 de la conduite de pression 13 avec la chambre de pression de commande 18 communiquant avec le réservoir est alors bloquée par le canal de décharge 25. L'élément d'actionnement 18 est en outre sollicité par un ressort 29 dans une position de blocage qui ferme l'ouverture de commande 28. Une installation de limitation de débit 30 en forme d'organe 5 d'étranglement ou de buse équipe le segment 4 de la conduite de pression 13. La vanne de commande 1 fonctionnant comme vanne de sécurité selon l'invention fonctionne de la manière suivante: En fonctionnement normal du système d'entraînement 10 protégé par la vanne de commande 1, l'installation d'actionnement 17 est commandée et le tiroir de commande 3 est sollicité par l'élément d'actionnement 18 vers la première position à gauche selon la figure. Dans cette position, la communication du canal 6 avec la chambre de pression de commande 10 est fermée par la cavité de commande 16; la communi15 cation de la conduite de pression 13 du segment 4 vers le segment 5 est ouverte par la cavité de commande 15. L'élément d'actionnement 18 ferme l'ouverture de commande 28 si bien que la fonction de vanne 20 est bloquée. Il peut ainsi s'établir une pression dans le segment 5 de la conduite de pression 13 pour actionner le consommateur, par exemple les vannes 20 de commande amonts des distributeurs à tiroir du système d'entraînement. En cas de perturbation de fonctionnement du système d'entraînement, la commande de l'installation d'actionnement 17 se termine, si bien que le tiroir de commande 3 est sollicité par l'installation de 25 rappel 11 pour venir dans la seconde position représentée; dans cette position, le canal 6 est relié à la chambre de pression de commande 10 par la cavité de commande 16 pour être ainsi déchargé vers le réservoir. Dans la seconde position de la vanne de commande 1, la communication du segment 4 avec le segment 5 de la conduite de pression 13 est fermée par 30 la cavité de commande 15. En cas de perturbation de fonctionnement de la vanne de commande 1, par exemple en cas de grippage du tiroir de commande 3, entre sa première et sa seconde position (par exemple à cause d'un encrassage), le canal de décharge 25 est relié par le perçage transversal 26 35 au segment 5 de la conduite de pression 13. La pression qui règne dans le segment 5 de la conduite de pression 13 et ainsi dans le perçage longitudinal 27 par l'intermédiaire du perçage transversal 26, sollicite l'élément d'actionnement 18 au niveau de l'orifice de commande 28 par l'installation d'actionnement 17 non commandée, vers la droite selon la figure, en direction de la position d'ouverture de la fonction de vanne 20; ainsi, le canal de décharge 27 se décharge par l'orifice de commande 28 vers la chambre de pression de commande 10 et ainsi vers le réservoir. La pres5 sion régnant dans le segment 5 de la conduite de pression 13 est ainsi évacuée si bien que la vanne de commande amont du distributeur à tiroir du système d'entraînement se décharge et vient en position neutre arrêtant ainsi l'entraînement du système d'entraînement. Le segment 5 de la conduite de pression 13 est ainsi déchargé également vers le réservoir si 1o en cas de perturbation de fonctionnement de la vanne de commande 1, la cavité de commande 15 établit la liaison entre le segment 4 et le segment 5 de la conduite de pression 13 car l'installation de limitation de débit 30 limite l'alimentation du segment 5. La fonction de sécurité selon l'invention formée comme 15 fonction de vanne 20 par le canal de décharge 25, l'orifice de commande 28 et l'élément d'actionnement 18, peut ainsi décharger le segment 5 de la conduite de pression 13 vers le réservoir en cas de perturbation de fonctionnement de la vanne de commande, 1 et garantit ainsi la décharge des vannes de commande amonts des distributeurs à tiroir pour arrêter les 20 moteurs du système d'entraînement. REVENDICATIONS 10) Vanne de commande hydraulique associée à une conduite de pression reliant une source de fluide sous pression à au moins un consommateur et ayant une première position dans laquelle la conduite de pression peut 5 être mise en pression par la source de fluide sous pression et une seconde position dans laquelle le consommateur relié à la conduite de pression est déchargé, la vanne de commande étant sollicitée par l'intermédiaire d'une installation d'actionnement en direction de la première position et par une insi0 tallation de rappel en direction de la seconde position, caractérisée en ce que la vanne de commande (1) présente une fonction de sécurité permettant, en cas de perturbation de fonctionnement de cette vanne de commande (1) de décharger vers un réservoir la conduite de pression (13) indépendam15 ment de la position de la vanne de commande (1). 2 ) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vanne de commande (1) est installée dans une conduite de pression (13) 20 reliant la source de pression au consommateur et dans sa première position, la conduite de pression (13) est ouverte alors que dans sa seconde position un segment (4) de la conduite de pression (13) communiquant avec la source de fluide sous pression est fermé et un segment (5) de la conduite de pression (13) communiquant avec le consommateur peut être 25 déchargé vers le réservoir. 30) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fonction de sécurité permet de décharger vers le réservoir le segment (5) 30 de la conduite de pression (13) communiquant avec le consommateur. 40) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 1, la vanne de commande (1) ayant un tiroir de commande (3) logé dans un alésage (2) du boîtier de la vanne, caractérisée en ce que la fonction de sécurité est assurée par une fonction de vanne (20) intégrée au tiroir de commande (3) de la vanne de commande (1). 5 ) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le tiroir de commande (3) est muni d'un canal de décharge (25) relié au segment (5) de la conduite de pression (13) allant vers le consommateur et 5 au réservoir, la liaison du canal de décharge (25) avec le réservoir étant commandée par l'installation d'actionnement (17). 60) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que 1o dans la première position et dans la seconde position le canal de décharge (25) est raccordé au segment (5) de la conduite de pression (13) relié au consommateur. 70) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 5, 15 caractérisée en ce que le canal de décharge (25) est relié à une face frontale du tiroir de commande (3) et formé par une ouverture de commande (28) commandée par un élément d'actionnement (18) qui manoeuvre le tiroir de commande (3), en particulier un poussoir d'actionnement de l'installation d'actionnement 20 (17), le tiroir de commande (3) étant situé au niveau de la face frontale dans une chambre de pression de commande (10) reliée au réservoir. 80) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (18) est sollicité en direction d'une position de blocage fermant l'ouverture de commande (28) lorsque l'installation d'actionnement (17) est commandée. 90) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 7, 30 caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (18) de l'installation d'actionnement (17) est sollicité par un ressort (29) en direction de sa position de blocage fermant l'ouverture de commande (28). 1 00) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canal de décharge (25) est réalisé sous la forme d'un perçage longitudinal (27) ouvert vers une face frontale et d'un perçage transversal (26) déri- vant du perçage longitudinal (27), ce perçage transversal communiquant avec le segment (5) de la conduite de pression (13) relié au consommateur. 110) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tiroir de commande (3) est muni d'une cavité de commande (15) , notamment d'une rainure annulaire, qui dans la seconde position ferme la liaison entre le segment (4) de la conduite de pression (13) raccordé à la source de pression de commande et le segment (5) de la conduite de pres0o sion (13) relié au consommateur et qui relie dans la première position le segment (4) de la conduite de pression (13) raccordé à la source de pression de commande avec le segment (5) de la conduite de pression (13) aboutissant au consommateur. 120) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 2, caractérisée en ce que dans le segment (4) de la conduite de pression (13) relié à la source de pression de commande il est prévu une installation de limitation de débit (30), notamment une installation d'étranglement. 20 130) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation d'actionnement (13) est un électroaimant, notamment un électroaimant de commutation. 140) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de rappel (11) est un ressort. 150) Vanne de commande hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vanne de commande (1) est la vanne de sécurité d'un système d'entraînement hydrostatique avec au moins une installation de vanne de commande à commande par un dispositif d'actionnement hydraulique, la 35 vanne de commande (1) commandant la sollicitation du dispositif d'actionnement en fournissant la pression de commande générée par une source de pression de commande.