Brevet FR2870914A1 — publié le 20051202

Domaine de l'invention La présente invention concerne une installation de soupape hydraulique comportant un corps formant siège de soupape qui commande un siège de soupape et loge un plateau de soupape commandant le siège de soupape réalisé sur le corps formant siège de soupape, cette installation ayant pour une première direction d'actionnement, une fonction de limitation de pression et pour une seconde direction d'actionnement, une fonction de réaspiration. Etat de la technique Des installations de soupape combinant des soupapes de limitation de pression et des soupapes de réaspiration sont utilisées dans des systèmes d'entraînement hydrostatique pour protéger un consommateur. La fonction de limitation de pression de l'installation de soupape permet de protéger le consommateur contre la pression de travail maxi- male et contre toute surcharge. La fonction de réaspiration de l'installation de soupape permet d'éviter au niveau du consommateur dans des états de fonctionnement correspondant à une charge négative appliquée à un consommateur, d'éviter des effets de cavitation par la réaspiration à partir d'un branchement basse pression, par exemple un récipient. Le document DE 101 37 104 Al décrit une installation de soupape réalisée sous la forme d'une combinaison d'une soupape d'aspiration de pression et d'une soupape de réaspiration. Dans de telles installations de soupape, il est souhaitable que l'installation réponde lentement en cas de fonction de limitation de pression pour éviter les oscillations. En revanche dans le cas d'une fonction de réaspiration l'installation de soupape doit répondre rapidement pour éviter tout effet de cavitation au niveau du consommateur pendant l'ouverture de l'installation de soupape passant en fonction de réaspiration; à la fermeture de l'installation de soupape, il faut limiter dans la fonction de réaspiration que du liquide sous pression ne passe du con- sommateur dans la conduite basse pression et engendre ainsi des pertes. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une installation de soupape du type défini ci-dessus permettant d'avoir une réponse lente pour la fonction de limitation de pression avec des moyens constructifs réduits et aussi d'avoir une réponse rapide de l'installation de soupape pour la fonction de réaspiration. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne une installation de soupape du type défini ci-dessus, caractérisée par une installation d'amortissement pour la fonction de limitation de pression alors que la fonction de réaspi- ration travaille sans amortissement à l'ouverture et/ou à la fermeture. L'installation d'amortissement qui fonctionne dans l'installation de soupape pendant la mise en oeuvre de la fonction de limitation de pression permet ainsi avec des moyens réduits d'avoir une réponse lente pour l'installation de soupape, ce qui évite efficacement les vibrations pendant que l'installation de soupape fonctionne comme sou-pape de limitation de pression. Lorsque l'installation de soupape fonctionne comme soupape de réaspiration, lors de l'ouverture et/ou de la fermeture l'installation de soupape travaille sans amortissement ce qui permet une réponse rapide de l'installation de soupape permettant d'éviter efficacement les effets de cavitation et les pertes pendant que l'installation de soupape fonctionne comme soupape de réaspiration. Selon un mode de réalisation préférentiel, le plateau de soupape coulisse longitudinalement dans un alésage de boîtier, et dans la première direction d'actionnement pour la fonction de limitation de pres- Sion, le plateau de soupape forme une installation d'amortissement avec l'alésage de boîtier, notamment à l'aide d'un intervalle annulaire. Grâce à un intervalle annulaire formé entre le corps de sou-pape et l'alésage du boîtier on réalise ainsi une fonction de limitation de pression avec des moyens constructifs réduits pour une installation d'amortissement. Dans la mesure où le corps formant siège de soupape constitue avec l'alésage de boîtier une chambre de pression et une chambre haute pression, la seconde direction d'actionnement ayant à l'ouverture et/ou la fermeture de la fonction de réaspiration, une dérivation d'amortissement qui relie la chambre de pression à la chambre de haute pression, la chambre de pression peut être reliée pour la fonction de réaspiration en contournant l'intervalle annulaire par l'installation de contournement d'amortissement avec la chambre haute pression, ce qui permet une mise en oeuvre rapide de l'installation de soupape en fonction de réaspiration. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la dérivation d'amortissement est réalisée au moins comme une cavité en forme de rainure dans l'alésage du boîtier. Une cavité en forme de rainure se réalise de manière simple dans l'alésage de boîtier. Une telle dérivation d'amortissement permet une sollicitation rapide de l'installation de soupape à l'ouverture et à la fermeture de la fonction de réaspiration. Il est particulièrement avantageux si la dérivation d'amortissement est réalisée comme augmentation de diamètre de l'alésage du boîtier selon un autre mode de réalisation. Un diamètre augmenté de l'alésage du boîtier se réalise ainsi simplement et permet d'avoir une réponse rapide de l'installation de soupape à la fois à l'ouverture et à la fermeture de la fonction de réaspiration. Il est également simple de réaliser une dérivation d'amortissement comme soupape d'arrêt, notamment comme clapet anti-retour selon un mode de réalisation de l'invention, clapet installé dans la conduite reliant la chambre de pression à la chambre haute pression. Dans la mesure où la soupape d'arrêt s'ouvre en direction de la chambre haute pression, on réalise une mise en oeuvre plus rapide de l'installation de soupape après l'ouverture de la fonction de réaspiration. En outre il est possible de réaliser la soupape d'arrêt comme soupape s'ouvrant en direction de la chambre de pression ce qui permet une réponse rapide de l'installation de soupape à la fermeture de la fonction de réaspiration. La conduite de liaison équipée de la soupape d'arrêt peut être réalisée dans le boîtier de l'installation de soupape. L'encombrement sera faible si la soupape d'arrêt est prévue dans le plateau de la soupape et ainsi dans le corps de la soupape. Il est particulièrement avantageux si selon un développe-ment de l'invention, le plateau de soupape coopère avec une coupelle de ressort coulissant longitudinalement dans l'alésage de boîtier. Par un choix approprié du diamètre extérieur de la coupelle de ressort on réalise de manière simple l'intervalle annulaire constituant l'installation d'amortissement. De plus, une coupelle de ressort permet de réaliser simplement le canal de liaison avec la soupape d'arrêt et ainsi avec la dérivation d'amortissement. De façon avantageuse un premier élément de ressort est prévu pour la fonction de limitation de pression, ce premier élément étant appuyé contre le plateau de soupape et la coupelle de ressort. Un second élément de ressort pour la fonction de ré-aspirafion est prévu avantageusement dans la chambre de pression et s'appuie contre la coupelle de ressort. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés dans les des-sins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un premier mode de réalisation d'une installation de soupape selon l'invention, - la figure 2 montre un second mode de réalisation d'une installation de soupape selon l'invention. Description des modes de réalisation La figure 1 est une coupe longitudinale d'une installation de soupape 1 selon l'invention. L'installation de soupape 1 comporte un corps formant siège de soupape 3 coulissant longitudinalement dans un perçage de boîtier 2. Ce corps de siège 3 commande un siège de soupape 4 réalisé dans le perçage de boîtier. La zone du perçage de boîtier 2 située selon la figure 1 à droite du siège de soupape 4 constitue une chambre de basse pression 25 reliée par exemple à un réservoir. La zone du perçage de boîtier 2 si- tuée du côté gauche du siège de soupape 4 constitue une chambre de haute pression 24 reliée par exemple à un branchement de consommateur et recevant une pression de travail qu'il faut limiter. Le corps de siège 3 comporte un perçage longitudinal 5 dans lequel coulisse un plateau de soupape 6, muni d'une surface de siège de soupape de forme conique et qui commande un siège de soupape 7 réalisé du côté frontal droit du corps de siège 3, du côté tourné vers la chambre basse pression 25. Entre le corps de siège 3 et le plateau de soupape 6, il y a 30 un volume annulaire 8 relié d'une manière non détaillée à la chambre haute pression 24. Le plateau de soupape 6 comporte une tige 9 coopérant avec une coupelle de ressort 10. La coupelle de ressort 10 est coulissante longitudinalement dans un perçage de boîtier 11 d'un bouchon 12 logé dans le perçage 2 du boîtier. Un premier élément de ressort 13 est installé dans la zone de la chambre de pression 24 entre la coupelle de ressort 10 et le corps formant siège de soupape 3. Ce premier élément à ressort sollicite le pla- teau de soupape 6 en direction du siège de soupape 7 et ainsi en direction de la position de fermeture. Le plateau de soupape 6 et l'élément de ressort 13 forment dans ces conditions la fonction de limitation de pression sollicitée dans la direction d'actionnement 20 vers une position d'ouverture. Un second élément à ressort 14 est installé entre la coupelle de ressort 10 et la pièce de liaison 12 dans une chambre de pression 27 fonctionnant dans la direction de la position de blocage de la fonction de réaspiration, et sollicite le siège de soupape 3 par l'élément à ressort 13 dans la direction du siège de soupape 4 et ainsi dans la direction du blocage. L'élément de ressort 14 et le corps formant siège de soupape 3 constituent ainsi la fonction de réaspiration qui est sollicitée en position d'ouverture pour la direction d'actionnement 21. Le plateau de soupape 6 présente une première surface de pression 15 agissant dans la direction d'actionnement 20 pour la fonction de limitation de pression; cette fonction sollicite le plateau de soupape 6 contre la force de l'élément de ressort 13 dans la position d'ouverture pour laquelle le siège de soupape 7 est ouvert et la chambre de pression 24 du côté haute pression communique avec la chambre basse pression 25. La première surface de poussée 15 est sollicitée par la pression appliquée du côté haute pression par la chambre de pression 24. Le bouchon 12 comporte une installation de piston 16 en forme de piston 16 prévue coaxialement à l'axe 9 et ainsi au plateau de soupape 6. La surface frontale gauche de l'installation de piston 16 selon la figure 1 forme une seconde surface de poussée 17 de la fonction de li- mitation de pression. La seconde surface de poussée se trouve dans une chambre de pression 18 réalisée dans la pièce de fermeture 12 dans laquelle règne une seconde pression de travail de limitation transmise par le perçage 19. La face frontale droite du corps formant siège de soupape 3 selon la figure 1 comporte une surface de poussée 26 pour la fonction de réaspiration. Cette surface est exposée à la pression régnant dans la chambre de pression 25 et pousse en position d'ouverture le corps formant siège de soupape 3 ainsi que le plateau de soupape 6 contre la force développée par l'élément de ressort 14 dans la direction d'actionnement 21; dans cette position d'ouverture, le siège de soupape 4 est ouvert et la chambre haute pression 24 est reliée à la chambre basse pression 25. Le diamètre extérieur de la coupelle à ressort 10 et le dia-mètre intérieur de l'alésage de boîtier 11 sont choisis pour avoir un faible intervalle et ainsi un intervalle annulaire 30 constituant une installation d'amortissement pour amortir le mouvement du plateau de soupape 6 lorsque le plateau 6 est sollicité dans la direction d'actionnement 21, c'est-à-dire dans le sens de la fonction de limitation de pression. L'alésage 11 du boîtier comporte une dérivation d'amortissement 23 réalisée par exemple par une cavité 22 en forme de rainure s'étendant de la position neutre de l'installation de soupape 1 telle que représentée, à la figure 1, vers la droite dans l'installation d'actionnement 21 et ainsi en direction de la fonction de ré-aspiration. 10 Dans la position neutre telle que représentée, la cavité 22 en forme de rai- nure est couverte par la surface périphérique de la coupelle à ressort 10 de sorte qu'elle est fermée. Le mode de réalisation de l'installation de soupape 1 selon la figure 2 comporte une dérivation d'amortissement 23 formée par une soupape d'arrêt 28 fonctionnant comme clapet antiretour équipant la con- duite 29 reliant la chambre de pression 27 à la chambre de pression 24 et s'ouvrant en direction de la chambre de pression 24. La conduite de liai- son 29 équipée de la soupape d'arrêt 28 est réalisée selon la figure 2 dans la coupelle de ressort 10 coopérant avec le plateau de soupape 6. La conduite de liaison 29 équipée de la soupape d'arrêt 28 peut toutefois être également réalisée dans le bouchon 12 ou dans le boîtier de l'installation de soupape 1. La soupape d'arrêt 28 peut dans ce cas également être réalisée sous la forme d'une soupape d'arrêt s'ouvrant en direction de la 25 chambre de pression 27. Si la pression de travail appliquée à la première surface de pression 15 c'est-à-dire la pression régnant dans la chambre de haute pression 24 dépasse le réglage de l'élément à ressort 13, le plateau de soupape 6 est sollicité selon les figures 1 ou 2, vers la droite dans la di- rection d'actionnement 21 vers une position d'ouverture de sorte que la chambre de pression 24 est reliée par la chambre annulaire 8 et le siège de soupape s'est ouvert à la chambre basse pression 25 ce qui limite la pression de travail appliquée à la chambre haute pression 24. Pour une pression de travail appliquée à la seconde surface de pression 17, l'installation de piston 16 est sollicitée selon la figure, vers la droite en appui contre la tige 9 du plateau de soupape 6. Si la pression de travail appliquée à la seconde surface de pression 17 dépasse la force de l'élément de ressort 13, le plateau de soupape 6 est sollicité dans la di- rection d'actionnement 20 vers la position d'ouverture si bien que la chambre haute pression 24 communique avec la chambre basse pression 25. Pendant la fonction de limitation de pression, lorsque le plateau de soupape 6 est sollicité dans la direction d'actionnement 20, grâce à l'intervalle annulaire 30 formé entre la coupelle de ressort 10 et l'alésage de boîtier 11 et ainsi la direction d'amortissement réalisant à la fois l'ouverture et la fermeture de la fonction de limitation de pression, l'amortissement du plateau de soupape 6 et ainsi une sollicitation lente de façon à éviter les vibrations pour la fonction de limitation de pression. Pour réaspirer du liquide sous pression à partir de la chambre basse pression 25 dans la chambre haute pression 24, on sollicite le corps formant siège de soupape 3 avec la pression appliquée à la surface de pression 26 contre la force développée par l'élément de ressort 14, vers la gauche selon les figures 1 et 2 dans la direction d'actionnement 21; le siège de soupape 4 s'ouvre ainsi et le liquide sous pression que l'on veut réaspirer passe de la chambre basse pression 25 dans la chambre haute pression 24. La coupelle de ressort 10 commande ainsi pour un mouvement dans la direction d'actionnement 21, la cavité 22 selon la fi- gure 1 pour relier la chambre de pression 27 par la cavité ouverte 22 à la chambre de pression 24 et ainsi le mouvement du corps formant siège de soupape 3 dans la direction d'actionnement 21 se fait de manière non amortie à la fin de l'ouverture et à la fermeture de la fonction de réaspiration. Dans l'installation de soupape 1 selon la figure 2, lorsque le corps formant siège de soupape 3 se déplace dans la direction d'actionnement 21 pour ouvrir la fonction de réaspiration en reliant la chambre de pression 27 à travers la soupape d'arrêt 28 ouverte, à la chambre de pression 24, de façon que le corps formant siège de soupape 3 soit sollicité de façon non amortie dans la direction d'actionnement 21 et ainsi on réalise un mouvement non amorti du corps formant siège de sou- pape 3 lors de l'ouverture de la fonction de réaspiration. Dans la mesure où la soupape d'arrêt 28 est réalisée comme une soupape d'arrêt s'ouvrant en direction de la chambre de pression 27, lors de la fermeture de la fonc- tion de réaspiration, la chambre de pression 24 est reliée à la chambre de pression 27 par la soupape d'arrêt 28 ouverte; ainsi le corps formant siège de soupape 3 est sollicité de manière non amortie dans la direction d'actionnement 21 et permet de réaliser un mouvement non amorti du corps formant siège de soupape 3 lors de la fermeture de la fonction de réaspiration. La dérivation d'amortissement 23 formée par la cavité 22 ou la soupape d'arrêt 28 permet une ouverture et/ou fermeture du plateau de soupape 6, ce qui donne une fonction de réaspiration avec une forte dynamique et permet d'éviter efficacement l'effet de cavitation dans la chambre haute pression 24 lors de l'ouverture de la fonction de réaspiration; lors de la fermeture de la fonction de réaspiration on évite ainsi les pertes de liquide sous pression passant de la chambre haute pression 24 à la chambre basse pression 25. REVENDICATIONS 11 Installation de soupape hydraulique comportant un corps formant siège de soupape qui commande un siège de soupape et loge un plateau de soupape commandant le siège de soupape réalisé sur le corps formant siège de soupape, cette installation ayant pour une première direction d'actionnement, une fonction de limitation de pression et pour une seconde direction d'actionnement, une fonction de réaspiration, caractérisée par une installation d'amortissement pour la fonction de limitation de pression alors que la fonction de réaspiration travaille sans amortissement à l'ouverture et/ou à la fermeture. 2 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau (6) de soupape coulisse longitudinalement dans un alésage de boîtier (11), et dans la première direction d'actionnement (20) pour la fonction de limitation de pression, le plateau (6) de soupape forme une installation d'amortissement avec l'alésage de boîtier (11), notamment à l'aide d'un intervalle annulaire (30). 3 ) Installation de soupape hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que le plateau de soupape (6) forme avec l'alésage (11) du boîtier, une chambre de pression (27) et une chambre de haute pression (24), et dans la deuxième direction d'actionnement (21), à l'ouverture et/ ou à la fermeture de la fonction de réaspiration, une dérivation d'amortissement (23) relie la chambre de pression (27) à la chambre de pression (24) située du côté haute pression. 4 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 3, caractérisée en ce que la dérivation d'amortissement (23) est réalisée au moins sous la forme d'une cavité en forme de rainure (22) dans le perçage de boîtier. 5 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 3, io caractérisée en ce que la dérivation d'amortissement (23) est réalisée sous la forme d'une augmentation du diamètre dans le perçage de boîtier (11). 6 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 3, caractérisée en ce que la dérivation d'amortissement (23) est réalisée sous la forme d'une sou-pape d'arrêt (28), notamment d'un clapet antiretour installé dans la con-duite (29) reliant la chambre de pression (27) à la chambre de haute pression (24). 7 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la soupape d'arrêt (28) se ferme en direction de la chambre haute pression (24). 8 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la soupape d'arrêt (28) se ferme en direction de la chambre de pression (27). 9 ) Installation de soupape hydraulique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la soupape d'arrêt (28) est prévue dans le plateau de soupape (6). 10 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le plateau de soupape (6) coopère avec une coupelle de ressort (10) coulis-30 sant longitudinalement dans le perçage (11) du boîtier. 11 ) Installation de soupape hydraulique selon la revendication 10, caractérisée en ce que pour la fonction de limitation de pression, un premier élément de ressort 35 (13) s'appuie contre le corps formant siège de soupape (3) et la coupelle de ressort (10) . ii 12 ) Installation de soupape hydraulique selon l'une quelconque des Tevendications 10 ou 11, caractérisée en ce que pour la fonction de réaspiration, un second élément à ressort (14) est ins-5 tallé dans la chambre de pression (27) et s'appuie contre la coupelle de ressort (10). 1 o