Brevet FR2871544A1 — publié le 20051216

Domaine de l'invention La présente invention concerne un distributeur de commande électromagnétique comportant un tiroir de commande coulissant longitudinalement dans un alésage de boîtier et actionné par un dispositif d'actionnement en forme d'électro-aimant, l'électro-aimant ayant un poussoir d'actionnement coopérant avec le tiroir de commande, et la position de fin de course du poussoir d'actionnement étant détectée à l'aide de la courbe d'intensité de l'électro-aimant. Etat de la technique Les distributeurs de commande électromagnétiques s'utilisent comme soupape de sécurité dans les systèmes d'entraînement hydrostatiques. Une telle application est par exemple décrite dans le document DE 102 24 731 Al. La soupape ou vanne de sécurité présente une position de fonctionnement dans laquelle le système d'entraînement travaille normalement et une position de sécurité correspondant à la position neutre dans laquelle en cas d'incident, de défaut de fonctionnement ou de défaut du système d'entraînement, on arrête le moteur du système d'entraînement. Le distributeur de commande est sollicité par un ressort en direction de la position de sécurité et un électro-aimant sollicite le dis- tributeur vers sa position de fonctionnement. Cette position de sécurité du système d'entraînement ne peut être obtenue que par le distributeur de commande s'il est certain que celui-ci n'est pas sollicité à l'état commandé par le ressort en position de sécurité. En particulier les distributeurs de commande à actionnement électromagnétique ont une force de rappel relativement faible développée par le ressort car la force de commutation est générée par un électroaimant et utiliser un électro-aimant plus puissant pour vaincre des ressorts de rappel plus forts se traduit par un plus grand encombrement et un coût plus élevé. Du fait de cette faible force de rappel de ressort, dans le cas des distributeurs de commande du type défini ci-dessus, on ne peut être certain qu'en cas de défaut de fonctionnement du distributeur de commande, par exemple en cas de grippage du tiroir du distributeur dû à un encrassage, celui-ci soit conduit dans sa position de sécurité lorsque l'électro-aimant n'est pas commandé. On connaît déjà des procédés détectant la position de fin de course du poussoir d'actionnement à partir de la courbe d'intensité (ou caractéristique d'intensité) de l'électro-aimant c'est-à-dire du chronogramme de l'intensité lors d'une commande de l'électro-aimant. Un tel procédé est par exemple décrit dans le document DE 101 50 199 Al. Pour saisir la position de fin de course du poussoir d'actionnement de l'électro-aimant, on détecte un effondrement caractéristique de l'intensité et ainsi un effondrement de la pente de la courbe d'intensité lorsque l'électro- aimant est commandé ; cet effondrement se produit en fonctionnement normal lorsque le poussoir d'actionnement arrive en position de fin de course. Lorsque le poussoir d'actionnement est bloqué, la courbe d'intensité augmente de manière continue sans effondrement de l'intensité. Cette différence des courbes caractéristiques de l'intensité permet ainsi de reconnaître un poussoir d'actionnement bloqué et de détecter ainsi un défaut de fonctionnement de l'électro-aimant. Mais ce procédé ne permet pas toujours de déceler avec certitude le grippage du tiroir de commande et ainsi un défaut de fonctionnement du distributeur de commande. Dans la mesure où partant de la position de fonctionnement, le distributeur de commande est poussé en position de sécurité par la fin de la commande de l'électro-aimant et qu'alors le distributeur de commande reste grippé dans une position intermédiaire, le poussoir d'actionnement de l'électro-aimant passe en position de repos. Lors d'une nouvelle commande de l'électro-aimant pour solliciter le distributeur de commande en position de fonctionnement, on constatera alors un fonctionnement normal de l'électro-aimant en s'appuyant sur la courbe d'intensité, car il y a effondrement de l'intensité de la courbe d'intensité si le poussoir d'actionnement est en appui contre le tiroir de commande grippé. La saisie de la courbe de courant de l'électro-aimant permet ainsi de reconnaître un fonctionnement normal de l'électro-aimant et ainsi du distributeur de commande bien que le distributeur de commande soit défectueux. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un distri- buteur de commande du type défini ci-dessus permettant, grâce à la saisie de la courbe d'intensité de l'électro-aimant, de garantir la détection d'un défaut de fonctionnement du distributeur de commande. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un distributeur du type défi-35 ni ci-dessus, caractérisé en ce qu'un organe de sollicitation sollicite le poussoir d'actionnement en direction du tiroir de commande. L'organe de sollicitation garantit ainsi que le poussoir d'actionnement n'est pas tenu en appui contre le tiroir de commande du distributeur de commande lorsque l'électro-aimant n'est pas commandé. Dans la mesure où partant de la position de fonctionnement, le distributeur de commande est sollicité en position de sécurité à la fin de la commande de l'électroaimant alors que le distributeur de commande se grippe dans une position intermédiaire, l'organe de sollicitation garantit que le poussoir d'actionnement de l'électro-aimant soit maintenu en appui contre le tiroir de commande. Lors de la nouvelle commande de l'électro-aimant, il n'y aura pas de déplacement du poussoir d'actionnement si bien que l'intensité du courant dans l'électro-aimant augmente de manière continue en fonction du temps et il n'y aura pas de chute d'intensité caractéristique dans la courbe caractéristique d'intensité. L'absence de chute de courant dans la courbe caractéristique d'intensité de l'électro- aimant permet ainsi de reconnaître en sécurité un défaut de fonctionne- ment du distributeur de commande. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'organe de sollicitation est en forme de ressort. A l'aide d'un ressort sollicitant le poussoir d'actionnement, on obtient de manière simple le main-tien du poussoir d'actionnement en appui contre le tiroir de commande du distributeur de commande. Le tiroir de commande est avantageusement sollicité par un organe de rappel en direction de la position neutre lorsque l'électro-aimant n'est pas commandé. Un organe de rappel sollicitant le tiroir de commande du distributeur de commande permet de façon simple d'obtenir que le tiroir de commande et le poussoir d'actionnement passe en position neutre lorsque l'électro-aimant n'est pas commandé. Dans la mesure où l'organe de rappel est un ressort, les moyens à mettre en oeuvre du point de vue constructif sont réduits. L'organe de sollicitation agit avantageusement contre l'organe de rappel. On obtient ainsi de manière simple que l'organe de rappel sollicite le tiroir de commande et le poussoir d'actionnement en position neutre lorsque l'électro-aimant n'est pas commandé et que le poussoir d'actionnement soit tenu en appui contre le tiroir de commande du distributeur de commande par l'organe de sollicitation. De façon particulièrement avantageuse, à l'aide de la courbe d'intensité de l'électro-aimant, on génère un signal de défaut et on affiche celui-ci à l'aide d'un moyen d'affichage ou dispositif d'affichage. Un défaut de fonctionnement du distributeur de commande, par exemple le grippage du tiroir de commande, peut se détecter en toute sécurité en s'appuyant sur la courbe d'intensité de l'électro-aimant à l'aide de l'organe de sollicitation selon l'invention et le défaut de fonctionnement du distributeur de commande est affiché simplement à l'utilisateur par un moyen d'affichage tel qu'un moyen d'avertissement acoustique ou optique. Il est particulièrement avantageux de réaliser le distributeur de commande comme soupape de sécurité d'un système d'entraînement hydrostatique. Tout défaut de fonctionnement de la soupape de sécurité peut être saisi de façon garantie par l'organe de sollicitation selon l'invention grâce à la courbe d'intensité de l'électro-aimant pour être affiché à l'opérateur et garantir ainsi la sécurité du système d'entraînement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement et en coupe longitudinale partielle dans l'unique figure annexée. Description des modes de réalisation La figure montre une coupe longitudinale d'un distributeur de commande 1 selon l'invention réalisé sous la forme d'une soupape de sécurité d'un système d'entraînement hydrostatique. Le distributeur de commande 1 comporte un tiroir de commande 3 coulissant longitudinale- ment dans l'alésage 2 d'un boîtier. L'alésage 2 est raccordé au segment 4 d'une conduite de pression 13 reliée à une source de fluide sous pression. Au voisinage du branchement du segment 4, il y a un segment de la conduite de pression 13 raccordé au perçage 2 du boîtier et conduisant à un ou plusieurs utilisateurs par exemple les distributeurs de commande amont des distributeurs de commande du système d'entraînement. En outre une conduite 6 débouche dans l'alésage 2 du boîtier. Cette conduite peut être une dérivation signalant la pression de charge. L'extrémité fron- tale gauche de l'alésage 2 représentée à la figure est déchargée vers un réservoir par l'intermédiaire d'un canal 7. L'extrémité droite de l'alésage 2 selon la figure est munie d'un épaulement de boîtier 9 de diamètre agran- di. La chambre de pression de commande 10 formée par l'épaulement 9 se décharge également vers le réservoir ou bâche par un canal 8. L'épaulement 9 du boîtier sert d'appui à un dispositif de rappel 11 en forme de ressort coopérant avec une collerette 12 du tiroir de commande 3. Le tiroir de commande 3 comporte une cavité de commande 15 en forme de rainure annulaire pour commander la communication du segment 4 avec le segment 5 de la conduite de pression 13. Une autre ca- vité de commande 16 en forme de rainure annulaire réalisée sur le tiroir de commande 3 permet de commander la liaison entre la conduite 6 et la chambre de pression de commande 10 et ainsi celle vers le réservoir. Un électro-aimant 17 par exemple un électro-aimant de commutation assure l'actionnement du distributeur de commande 1. L'électro-aimant 17 est fixé dans l'alésage 2 du boîtier au niveau de la chambre de pression de commande 10 et comporte un poussoir d'actionnement 18 qui coopère avec la face frontale droite selon la figure du tiroir de commande 3. io L'organe de rappel 11 sollicite le tiroir de commande 3 vers la position neutre représentée à la figure; pour cette position, la cavité de commande 15 se trouve au niveau de l'embranchement du premier segment 4 de la conduite de pression 13. En position neutre, la cavité de commande 15 coupe la liaison entre le segment 4 et le segment 5 de la conduite de pression 13 et bloque ainsi la conduite de pression 13. Le canal 6 est déchargé par la cavité de commande 16 vers la chambre de commande de pression 10 et ainsi vers le réservoir. La position neutre constitue de la sorte un moyen de sécurité pour lequel la conduite de dérivation de signalisation de pression de charge est évacuée vers le réservoir et la liaison entre la conduite de pression 13 et les distributeurs de commande amont des distributeurs de commande du système d'entraînement est coupée. La commande de l'électro-aimant 17 sollicite le tiroir de commande 3 par le poussoir d'actionnement 18 contre la force développée par l'organe de rappel 11 vers la gauche selon la figure, dans une position de fonctionnement dans laquelle le segment 4 est relié au segment 5 de la conduite de pression 13 par la cavité de commande 15. La conduite de pression 13 est ainsi ouverte en position de fonctionnement. Dans la première position, la cavité de commande 16 coupe la liaison du canal 6 vers la chambre de commande de pression 10 et ainsi la liaison de la conduite de signalisation de pression de charge vers le réservoir de sorte que le système d'entraînement fonctionne normalement. Le distributeur de commande 1 présente en outre une fonc- tion de sécurité permettant d'évacuer la conduite de fluide sous pression 13 vers le réservoir indépendamment de la position du distributeur de commande 1. La fonction de sécurité est formée par une fonction de sou- pape 20 intégrée au tiroir de commande 3. A cet effet on a un canal de dé- charge 25 formé par un perçage longitudinal 27 réalisé 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 que dans une première position et dans une seconde position du tiroir de commande 3, ce perçage communique avec le segment 5 de la con- duite de pression à l'utilisateur. Le perçage longitudinal 27 s'étend vers la face frontale droite du tiroir de commande 3 représenté à la figure et forme au niveau de cette face frontale, une ouverture de commande 28 commandée par l'élément d'actionnement 18 de l'installation d'actionnement 17. Un organe de limitation de débit 30 en forme d'organe d'étranglement ou buse est prévu dans le segment 4 de la conduite de pression 13. Selon l'invention, le poussoir d'actionnement 17 est sollicité par un organe de sollicitation 29 en forme de ressort en direction du tiroir 15 de commande 3. Une installation 31 permet de saisir la caractéristique d'intensité du courant de l'électro-aimant 17 lorsque l'électro-aimant 17 est commandé. L'installation 31 peut détecter grâce à la caractéristique d'intensité un grippage du poussoir d'actionnement 18 et ainsi du tiroir de commande 3 du distributeur 1 lors de la commande par l'électro-aimant 17; cette information est transmise à l'installation d'affichage 32 par exemple un voyant lumineux ou un avertisseur acoustique, un moyen de signalisation d'erreur par voie optique ou acoustique. Le distributeur de commande 1 réalisé comme soupape de 25 sécurité selon l'invention fonctionne comme suit: lorsque le système d'entraînement protégé par le distributeur de com- mande 1 fonctionne normalement, l'électro-aimant 17 est commandé et le poussoir d'actionnement 18 sollicite le tiroir de commande 3 dans sa po- sition de fonctionnement à gauche sur la figure; dans cette position la communication entre le canal 6 et la chambre de pression de commande est coupée par la cavité de commande 16; la liaison entre la conduite de pression 13 du segment 4 vers le segment 5 est ouverte par la cavité de commande 15. Le poussoir d'actionnement 18 ferme l'ouverture de com- mande 28 ce qui bloque la fonction de soupape 20. Cela permet de générer une pression d'actionnement du consommateur par exemple des distri- buteurs ou soupape de commande amont des distributeurs du système d'entraînement dans le segment 5 de la conduite de pression 13. L'installation 31 saisit à cet effet le fonctionnement normal de l'électro- aimant en s'appuyant sur la courbe caractéristique de l'intensité car il y a chute d'intensité, caractéristique dans la courbe caractéristique d'intensité lorsque le poussoir d'actionnement 18 et ainsi le tiroir de commande 3 atteignent leur position de fin de course. En cas de perturbation de fonctionnement du système d'entraînement, la commande de l'électro-aimant 17 s'arrête si bien que le tiroir de commande 3 est sollicité par l'organe de rappel 11 dans la position neutre telle que représentée et constituant la position de sécurité ; dans cette position, le canal 6 est relié par la cavité de commande 16 à la chambre de pression de commande 10 pour être évacué vers le réservoir. Dans la seconde position du distributeur de commande 1, la liaison du segment 4 avec le segment 5 de la conduite de pression 13 est coupée par la cavité de commande 15. Si à ce moment il y a perturbation du fonctionnement des distributeurs de commande 1, par exemple le grippage du tiroir de commande 3 entre la position de fonctionnement et la position de sécurité (grippage résultant par exemple d'un encrassage), le canal de décharge 25 est relié par le perçage transversal 26 au segment 5 de la conduite de pression 13. La pression régnant dans le segment 5 de la conduite de pression 13 et ainsi transmise par le perçage transversal 26 au perçage longitudinal 27 et sollicitant l'orifice de commande 28 du poussoir d'actionnement 18 de l'électro-aimant 17 non commandé est dirigée vers la droite selon la figure en direction de la position d'ouverture de la fonction de soupape 20; le canal de décharge 25 est ainsi évacué par l'orifice de commande 28 vers la chambre de commande de pression 10 et ainsi vers le réservoir. La pression régnant dans le segment 5 de la conduite de pression 13 est ainsi évacuée ce qui décharge les soupapes de commande amont des distributeurs du système d'entraînement et les distributeurs passent ainsi en position neutre, ce qui arrête le moteur du système d'entraînement. Le segment 5 de la conduite de pression 13 est également évacué vers le réservoir si en cas de perturbation de fonctionnement des distributeurs de commande 1, la cavité de commande 15 relie le segment 4 au segment 5 de la conduite de pression 13 car l'installation de limitation de débit 30 limite l'alimentation du segment 5. L'organe de sollicitation 29 maintient le poussoir d'actionnement 18 de l'électro-aimant 17 en appui contre le tiroir 3 du distributeur 1 en cas de perturbation du fonctionnement du distributeur de commande 1. Dans la mesure où le tiroir de commande 3 est grippé entre la position de fonctionnement et la position de sécurité et que l'électro-aimant 17 est de nouveau commandé, il s'établira alors une courbe d'intensité augmentant de manière continue sans la chute d'intensité caractéristique du fonctionnement normal de l'électro-aimant 17 vers la position de fin de course du poussoir d'actionnement 18. L'installation 31 peut ainsi constater un défaut de fonctionnement du distributeur de commande 1 à partir de la différence des courbes caractéristiques d'intensité lorsque l'électro-aimant 17 est commandé et générer un signal de défaut pour le moyen d'affichage 32. Cela garantit que l'incident de fonctionnement du distributeur de commande 1 sera détecté et affiché. A la place de la courbe ou caractéristique d'intensité, on peut également saisir la position de fin de course du poussoir d'actionnement 18 à l'aide de la caractéristique de tension de l'électro- aimant 17 au moment de sa commande. REVENDICATIONS 1 ) Distributeur de commande électromagnétique comportant un tiroir de commande coulissant longitudinalement dans un alésage de boîtier et actionné par un dispositif d'actionnement en forme d'électro-aimant, l'électro-aimant ayant un poussoir d'actionnement coopérant avec le tiroir de commande, et la position de fin de course du poussoir d'actionnement étant détectée à l'aide de la courbe d'intensité de l'électro-aimant, caractérisé en ce qu' un organe de sollicitation (29) sollicite le poussoir d'actionnement (18) en 10 direction du tiroir de commande (3). 2 ) Distributeur de commande électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de sollicitation (29) est un ressort. 3 ) Distributeur de commande électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir de commande (3) est sollicité par un organe de rappel (11) en di-rection d'une position neutre lorsque l'électro-aimant (17) n'est pas corn-20 mandé. 4 ) Distributeur de commande électromagnétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de rappel (11) est un ressort. 5 ) Distributeur de commande électromagnétique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'organe de sollicitation (29) agit contre l'organe de rappel (11). 6 ) Distributeur de commande électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un signal de défaut est généré à partir de la courbe d'intensité de l'électro-aimant (17) et est affiché par un moyen d'affichage (32). 7 ) Distributeur de commande électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que io le distributeur de commande (1) est réalisé comme soupape de sécurité d'un système d'entraînement hydrostatique.