FR2509391A1 - Valve de frein de securite hydraulique - Google Patents

Abstract

LA VALVE DE FREIN DE SECURITE HYDRAULIQUE SELON L'INVENTION EST DISPOSEE DANS LES CONDUITES D'ARRIVEE 5, 15 D'UN RECEPTEUR HYDRAULIQUE 2 A DOUBLE EFFET, RESTANT EN CHARGE. LA VALVE COMPORTE UNE SOUPAPE A ETRANGLEMENT 7 DANS LA CONDUITE DE MONTEE 5 ET UN DISPOSITIF DE MESURE DE DEBIT 50 DANS LA CONDUITE DE DESCENTE 15. LA SOUPAPE A ETRANGLEMENT EST COMMANDEE PAR LE DISPOSITIF DE MESURE DE DEBIT, DANS LE SENS DE L'OUVERTURE POUR UN DEBIT CROISSANT ET DANS LE SENS DE LA FERMETURE POUR UN DEBIT DECROISSANT.

Description

VALVE DE FREIN DE SURETE HDRAULIQUE
La présente invention concerne une valve de frein de sureté hydraulique dans les conduites d'alimentation d'un récepteur hydraulique à double effet, restant en charge, comme un moteur hydraulique, un vérin ou similaire, avec une conduite de montée pour faire fonctionner le récepteur contre la charge et une conduite de descente pour faire fonctionner le récepteur dans le sens de la charge, cette valve de frein de sureté commandant la conduite de montée pendant le fonctionnement du récepteur dans le sens de la charge.

Le fonctionnement d'un récepteur actionné hydrauliquement, et qui reste en charge, notamment le fonctionnement d'un excavateur, d'une grue, d'un élévateur, pose le problème qui est d'éviter que le récepteur ne cède à la charge dans le cas d' une rupture de conduite, à savoir celle qui alimente le récepteur en liquide hydraulique s'opposant à la charge. C'est là une prescription de sécurité pour les excavateurs, les grues et les élévaleurs, car, en l'absence d'une valve de frein de sécurité de ce genre, une rupture de conduite entraînerait une chute de la charge. Dans le cadre de l'invention, les récepteurs consistent notamment en des moteurs hydrauliques et les vérins.

Pour le fonctionnement d'un récepteur hydraulique contre la charge, c'est-à-dire pour la marche avant d'un excavateur, d'une grue ou d'un élévateur, la valve de frein de sureté peut etre réalisée dans le cas le plus simple sous la forme d'une soupape de retenue qui est reliée au récepteur hydraulique, donc par exemple au vérin hydraulique, d'une manière assurée contre les ruptures, par exemple comme une partie intégrante du cylindre, ou bridée sur ce cylindre.

Mais au cours d'un mouvement dans le sens de la charge, une pression est appliquée au récepteur dans le sens de la charge, de sorte que la soupape de retenue pour le reflux depuis le récepteur doit être ouverte ou inversée. Mais s'il se produit alors une rupture de la conduite de montée, qui dans ce cas de fonctionnement conduit le débit d'huile en retour du récepteur dans la pompe, la soupape de retenue est inopérante et des dispositions hydrauliques appropriées doivent être prises pour la remettre en fonction ou pour fermer également la conduite de dérivation qui contourne la soupape de retenue ou pour maintenir l'ouverture sous contrôle et éviter ainsi toute autre descente de la charge à une vitesse non con trôlée (chute de la charge). A cet effet, des valves de frein de sûreté sont connues.

Les inconvénients essentiels des valves de frein de sûreté connues peuvent se regrouper sous le fait qu'elles apportent aussi une perturbation au fonctionnement du récepteur, particulièrement de son mouvement de descente. I1 se produit particulièrement des retards au démarrage et des variations de régime, ainsi qu'une dépendance entre le régime du récepteur et la valeur de la pression statique.

L'invention a donc pour objet de proposer une valve de frein de sureté hydraulique pour un récepteur hydraulique restant en charge, et qui, sans utilisation de commande supplémentaire, -notamment sans conduire supplémentaire, satisfait d'une part aux éxigences de sécurité qui ont été mentionnées ci-dessus, mais qui, d'autre part ne perturbe pas de façon sensible le fonctionnement du récepteur en régime et en pression.

Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que la valve de frein de sécurité comporte une soupape à étranglement dans la conduite de montée et un dispositif de mesure de débit dans la conduite de descente, la soupape à étranglement étant commandée par le dispositif de mesure de débit, dans le sens de l'ouverture dans le cas d'une valeur croissante du débit et dans le sens de la fermeture dans le cas d'une valeur décroissante du débit.

L'invention repose sur le principe que, pour le mouvement de descente du récepteur, la valeur du débit dans la conduite de descente qui, dans cet état, conduit l'huile refoulée par la pompe, est mesurée et que la valeur de mesure est utilisée pour commander l'ouverture d'une soupape à étranglement intercalée dans la conduite de montée, cette dernière conduisant le courant de reflux d'huile du récepteur vers leréservoir dans cet état de descente.

Grâce à cette commande du courant de retour d'huile en fonction du courant d'huile provenant de la pompe, le mouvement de descente du récepteur est indépendant des chutes de pression résultant d'une rupture de conduite, dans la conduite de montée qui, dans cet état de fonctionnement, conduit le courant d'huile en retour. Il est même préférable de prévoir que, dans le cas de descente, la conduite de montée soit essentiellement sans pression de sorte qu'à la rupture de conduite , la différence de pression n'augmente pas à la soupape à étranglement ce qui n'entraîne donc pas non plus une augmentation du courant d'huile en retour.

Le dispositif de mesure de débit utilisé dans la conduite de descente qui conduit le courant d'huile refoulée par la pompe peut, dans le cas le plus simple, consister en un diaphragme rigide dont la pression différentielle - si cela est nécessaire, après une amplification - est utilisée pour commander la soupape à étranglement dans la conduite de montée. Le diaphragme rigide présente néanmoins l'inconvénient d'une dépendance quadratique entre la vitesse du courant et la pression différentielle. Il est également concevable d'utiliser des dispositifs de mesure de débit conçus selon d'autres principes de fonctionnement, avec des signaux de sortie autres que hydrauliques.

Le piston à étranglement de la soupape à étranglement est commandé de préférence hydrauliquement. A cet effet, le piston à étranglement est chargé dans le sens de la fermeture par un ressort et par la pression de sortie du dispositif de mesure de débit, et dans le sens de l'ouverture, par la pression à l'entrée du dispositif de mesure de débit. Ainsi, le piston à étranglement dans la conduite de montée qui conduit le débit d'huile en retour, adopte une position d'équilibre qui dépend de la valeur du débit dans la conduite de descente conduisant le courant d'huile refoulé par la pompe. Dans le cas de montée, c'est-à-direquano la conduite de montée conduit l'huile refoulée par la pompe, le piston à étranglement se ferme.

La pression- différentielle qui, selon une reglémentation, dépend de la valeur du débit, de préférence linéairement, est produite dans un mode préféré de réalisation de l'invention par le fait que le dispositif de mesure de débit est réalisé comme une soupape à pression différentielle avec un piston à étranglement. Ce piston à étranglement est commandé dans le sens de la fermeture par un ressort et la pression de sortie de la soupape à pression différentielle, et dans le sens de l'ouverture par la pression à l'entrée de la soupape à pression différentielle. Par la disposition de la région d'étranglement, il est possible d'obtenir une dépendance prédéterminée entre la pression différentielle produite (pression d'entrée moins pression de sortie) et la valeur du débit.

L'ouverture du piston à étranglement de la soupape à pression différentielle peut être limitée par une tige de butée réglable. Il est en outre possible et souhaitable de pouvoir régler la tension de rappel des ressorts s'exer çant sur les pistons à étranglement, d'une part de la soupape à pression différentielle et d'autre part de la soupape à étranglement. Il est ainsi possible d'accorder entre eux le comportement en pression et le comportement en débit de la soupape à pression différentielle et de la soupape à étranglement.

Une surpression dans la conduite de montée conduisant le courant d'huile en retour, pouvant apparai- tre particulièrement saus effet de charges par à coups ou par des manoeuvres brusques, est évitée par une soupape de limitation de pression secondaire dans la conduite de montée, entre le récepteur et la soupape à étranglement.

Une soupape d'aspiration, reliant au réservoir la conduite de descente entre le récepteur et la soupape à pression différentielle, garantit que dans le cas d'un mouvement rapide de descente, le courant d'huile n'est pas interrompu sur le côté de descente du récepteur.

Il a déjà été indiqué que selon l'invention, la conduite de montée entre le distributeur de commande et la soupape à étranglement doit être branchée sans pression.

Bien que diverses mesures puissent être envisagées à cet effet, il est préférable que ce branchement sans pression se fasse à l'aide de la valve de frein de sureté. A cet effet, le piston à étranglement de la soupape à étranglement ou de la soupape à pression différentielle comporte un bord de commande qui relie la conduite de montée avec le réservoir, en fonction de la position du piston à étranglement.

Selon une autre solution, qui se distingue par le fait qu'elle peut être intégrée dans un distributeur decommande existant, un distributeur à trois voies est branché dans la conduite de montée, et ne libère la liaison entre le distributeur de commande et la soupape à étranglement que lorsqu'il apparaît une pression à la sortie du distributeur de commande. Dans sa position zéro, ce distributeur à trds voies relie la soupape à étranglement avec le réservoir.

De préférence, une soupape de retenue permettant ltopération de montée est disposée dans le piston à étranglement de la so-upape à étranglement. Une soupape de retenue est également prévue dans la conduite de descente disposée également de préférence dans le piston à étranglement de la soupape à pression différentielle.

Une caractéristique essentielle de l'invention dans ses autres développements réside dans une réalisation essentiellement identique pour la soupape à pression différentielle et la soupape à étranglement. En plus des avantages que cela apporte dans le domaine de la fabrication, les fonctions des deux soupapes peuvent être interverties lorsque le sens de la charge du récepteur est inversé. Cela se présente particulièrement avec des récepteurs qui passent par un point mort au cours de leur mouvement. C'est le cas par exemple pour les bras d'excavateurs qui passent par une position verticale.

Une valve de frein de sureté réversible se caractérise selon l'invention par le fait que les pistons à étranglement des deux parties de la valve (soupape à étranglement, soupape pression différentielle) sont chargées avec la pression de la conduite de commande qui conduit le courant d'huile refoulé par la pompe vers la valve de frein de sureté. Les cotés des pistons à étranglement où se trouvent les ressorts sont chargés avec la plus faible des pressions dans les conduites, ces conduites reliant la valve de frein de sureté avec le récepteur.

A cet effet est utiliséede préférence d'une part une soupape à deux voies, d'autre part un distributeur à trois voies dont les deux positions sont commandées par la pression dans les deux conduites de liaison entre la valve de frein de sureté et le récepteur de manière que la pression la plus basse soit appliquée sur le côté du piston à étranglement où se trouve le ressort.

Un avantage particulier de la réalisation de la soupape à étranglement réside dans le fait que son piston se ferme automatiquement, sous l'effet de la force du courant, en fonction de la valeur du débit. Cela veut dire d'une part que la force du ressort de la soupape à étranglement peut être comparativement faible. Cela veut dire d'autre part que dans le cas d'une forte fuite, il apparait une force de rappel accrue du piston à étranglement dans le sens de la fermeture. La force axiale qui s'exerce sur le piston à étranglement, est:

Le ressort a une force de rappel de 3 à 10 bars.

En plus de la liaison hydraulique déjà décrite entre le piston à étranglement de la soupape à pression différentielle et le piston à étranglement de la soupape à étranglement, une liaison mécanique est également possible garantissant que les deux pistons à étranglement effectuent des mouvements dans le même sens, dans le sens de l'ouverture et dans le sens de fermeture. Une telle liaison mécanique peut être obtenue de préférence par le fait que les deux pistons à étranglement sont des parties intégrantes d'un même piston de commande qui est mobile axialement dans le cylindre et qui subit, sur un côté chargé par un ressort, la pression de sortie du courant d'huile de la pompe provenant de la valve de frein sureté, et sur son autre côté, la pression d'entrée du courant d'huile de la pompe dans la valve de frein de sureté.Dans ce cas, une région d'étranglement du piston de commande est intercalée dans la conduite de descente et une autre région d'étranglement dans la conduite de montée. Un autre bord de commande peut être prévu par lequel la conduite de montée est reliée au réservoir par l'ouverture de la position d'étranglement.

Dans le cas de liaison hydraulique, les deux pistons à étranglement peuvent être disposés parallèlement entre eux, dans un carter commune ou dans deux carters séparés. Mais il est également possible que les deux pistons à étranglement soient alignés l'un derrièrel''autre dans un cylindre de manière que les surfaces d'extrémité soumises à la pression d'entrée du courant d'huile de la pompe soient en face l'une de l'autre dans la même chambre du cylindre. Dans ce cas, le mouvement axial l'un vers l'autre des pistons à étranglement est limité par des butées.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invent ion apparaitront au cours de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se ré- férant aux dessins annexés sur lesquels
La Figure 1 représente un mode de réalisation dans lequel les soupapes de la valve de frein de sécurité sont mobiles l'une par rapport à l'autre avec leurs axes parallèles,
la Figure 2 représente un mode de réalisation dans lequel les éléments de la valve de frein de sureté sont alignés dans un cylindre,
la Figure 3 est semblable à la Figure 2 mais avec une Çonduite de retour sans pression,
la Figure 4 représente un distributeur à trois voies pour le mode de réalisation de la Figure 3,
la Figure 5 représente un mode de réalisation dans lequel les éléments de soupape de la valve de frein de sureté sont accouplés mécaniquement,
la Figure 6 représente un mode de réalisation d'un circuit pour le fonctionnement avec inversion de charge, et
la Figure 7 représente un mode de réalisation d'un distributeur d'inversion,
la Figure 1 représente, en partie schématiquement, la disposition de la valve l de frein de sureté dans un circuit de commande hydraulique, destiné à actionner un récepteur 2 à double effet. Dans le cas présent, le ré- cepteur 2 consiste en une unité de vérin hydraulique, pouvant etre utilisé par exemple pour actionner des excavateurs, des grues, des élévateurs etc. Le piston de ce vérin subit une charge. La flèche 26 indique le sens du mouvement de descente et le sens dans lequel s'exerce la charge. Une pompe hydraulique 3 refoule du liquide hydraulique dans un distributeur 4 à quatre voies, trois positions. Dans la position médiane de ce dernier, le courant de refoulement de la pompe 3 peut s'écouler sans pression vers le réservoir. En actionnant le distributeur 4, le récepteur 2 peut être commandé dans le sens voulu, avec une vitesse quelconque. Pour la montée, c'est-à-dire pour le mouvement du piston contre le sens 26 dans lequel s'exerce la charge, le côté de montée 27 du récepteur 2 est relié à la pompe 3 par la conduite de montée 5 et le raccord 6 de conduite de montée. Le distributeur 4 est alors déplacé de manière que le courant d'huile provenant du côté de descente 28 du récepteur 2 puisse s'écouler sans pression vers le réservoir 29.Pour la descente de la charge, avec le mouvement de descente 26, le distributeur 4 est déplacé de manière que le courant d'huile provenant de la pompe 3 arrive au côté de descente 28 du récepteur par la conduite de descente 15 et le raccord 14 de conduite de descente. L'huile provenant du côté de montée 27 s'écoule alors par le raccord 6 et la conduite de montée 5, en retour vers le réservoir 29.

La disposition représentée sur la Figure 1 est telle que le récepteur 2, consistant en un vérin à double effet, est poussé par la charge dans le sens désigné par 26, de sorte que la tige de piston serait repoussée dans le cylindre si le piston ne pouvait pas s'appuyer sur la colonne liquide du côté de montée 27.

La valve 1 de frein de sureté a pour fonction de maintenir le contrôle des mouvements de montée et de descente dans le cas d'une rupture de conduite. Cela sera expliqué en détail par la suite. Il faut cependantremarquer que l'objet de l'invention est avant toute chose d'assurer la sécurité du mouvement de descente dans lequel le distributeur 4 se trouvant dans la position de droite relie la pompe 3 avec le côté de descente 28 du récepteur par l'intermédiaire de la conduite de descente 15 et le raccord 14 de la conduite de descente etle côté de montée 27 du récepteur 2 avec le réservoir 29 par le raccord 6 et la conduite de montée 5.

Si la valve 1 de frein de sureté n'était pas prévue, une rupturede la conduite 5 entre le récepteur 2 et le distributeur 4 aurait pour résultat, sous effet de la charge, un retrait non contrôlé de la tige de piston dans le cylindre et par conséquent, un mouvement non contrôlé de la charge. Il faut remarquer que la valve 1 de frein de sûreté est reliée au récepteur 2 de manière qu'il ne puisse se produire aucune rupture dans le raccord 6 ou le raccord 14. A cet effet, la valve de frein de sûreté peut être par exemple bridée sur le récepteur 2 ou lui être reliée rigidement.

La valve i de fretin de sûreté comporte une soupape à étranglement 7, avec un piston à étranglement 30 et un dispositif 50 de mesure de débit constitué par une soupape 48 à pression différentielle, dont la réalisation sera décrite par la suite. I1 y a lieu d'abord de décrire là réalisation de la soupape à étranglement 7.

La soupape à étranglement 7 comporte un piston à étranglement 30 mobile dans un cylindre, et comportant un bord de commande 31 et une région d'étranglement conique 32. Le carter 16 de la soupape à étranglement communique avec la conduite de montée 5 et le raccord 6 de conduite de montée par les raccords 33 et 34. A l'intérieur du piston à étranglement 30, dans un passage de dérivation 35 vers le bord de commande 31 qui, par des trous 36, 37 relie les raccords 33, 34 en évitant le bord de commande 31, se trouve une soupape de retenue 8 qui s'ouvre par l'écoulement dans le sens de la conduite de montée 5 vers le raccord 6, par conséquent par la montée du récepteur.

Le passage entre les raccords 33 et 34 par le bord de commande 31 est fermé aussi bien à l'état d'ar rêt du récepteur 2 que pendant son mouvement de montée.

Pendant le mouvement de montée, le liquide hydraulique p ovenant de la pompe 3 circule par la conduite de montée 5 et le passage d'élévation 35 avec la soupape de retenue 8 et le raccord 6 vers le récepteur, à son côté de montée 27. Une rupture de la conduite 5 avec la chute de pression qui en résulte entraîne la fermeture immédiate de la soupape de retenue 8. Dans tous les cas, le ressort de compression 9 maintient le piston à étranglement 30 dans sa position de fermeture. Si un écoulement exempt de fuite est souhaité, le piston à étranglement 30 peut être muni d'une collerette 38, et le carter de soupape 16 d'un siège 39.

Pour assurer la sécurité du mouvement de descente, le piston à étranglement 30 est commandé en fonction du débit, ce dernier étant mesuré au moyen d'un dispositif de mesure de débit 50 entre la conduite de descente 15 et le raccord 14 de conduite de descente. Différents appareils produisant différents signaux de sortie peuvent être utilisés pour le dispositif de mesure de débit 50. Dans le but d'éviter une conversion du signal de sortie du dispositif de mesure 50, une commande hydraulique est prévue, selon l'invention, pour le piston à étranglement 30.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 1, le dispositif 50 de mesure de débit est réa- lisé sous la forme d'une soupape 48 à pression différentielle. Cette soupape à pression différentielle comporte un piston 40, réalisé sous la forme d'un piston à étranglement comprenant un bord de commande 41 et une région d'étranglement 1 conique 42 qui relie la conduite de descente 15 avec le raccord 14 de conduite de descente, par les raccords 43, 44 dans une position correspondante du bord de commande 41. Un ressort de compression 17 pousse le piston 40 dans sa position de fermeture.Dans cette position de fermeture, il se produit une circulation d'huile depuis le côté de descente 28, par le raccord 14 vers la conduite de descente 15 et dans le réservoir 29 par le passage de dérivation 45 entre les trous 46 et 47 et la soupape de retenue 13 qui s'y trouve et qui est ouverte dans ce sens de circulation.

Le piston 40 de la saupape 48 à pression différentielle est commandé hydrauliquement, en ce que la pression d'entrée dans la conduite de descente 15, et le raccord 43, est appliquée sur une surface d'extrémité 49 par la conduite 19 et que la pression de sortie de la soupape différentielle 48 dans le raccord 43 est appliquée sur l'autre surface d'extrémité par la conduite de commande 23, avec la force de rappel du ressort de compression 17.

Si maintenant la tige de piston du vérin se rétracte, la charge descend donc dans le sens du mouvement 26, de sorte que par le distributeur 4, la pompe est reliée à la conduite de descente 15 tandis que la conduite 5 est en liaison avec le réservoir 29. Le piston à étranglement 40 de la soupape 48 à pression différentielle est maintenu en position de fermeture contre la butée 18, par le ressort de compression 17 lorsqu'il n'y a aucun débit de la conduite 15 vers le raccord 14 de conduite de descente.Mais sous 11 effet d'une ouverture correspondante du distributeur 4, le débit produit une différence de pression entre la conduite de descente 15 avec le raccord 43 et le raccord 44, ou le raccord 14 de conduite de descente, car ce n'est que par cette différence de pression qu'il apparait une ouverture de passage pour le débit au bord de commande 41.

Selon l'invention, cette différence de pression est utilisée pour la commande de la soupape à étranglement7, en ce que la pression dans la conduite de descente 15 s'exerce sur une surface d'extrémité 51 du piston à étranglement 30 par la conduite de commande 19, et la pression plus basse dans le raccord 44, à savoir le raccord 14 de la conduite de descente et la conduite de commande 23 sur l'autre surface d'extrémité 11 du piston à étranglement 30 > avec la force de rappel du ressort de compression 9. Ainsi, l'ouverture au bord de commande 31 du piston à étranglement 30 est commandée, dans le sens de l'ouverture, en fonction de la différence de pression dans la soupape différentielle 48 et par conséquent, en fonction de la valeur du débit. Avec un débit croissant, l'ouverture de passage au cône 21 de la ré- gion d'étranglement 42 du piston 40 de la soupape à pres sion différentielle 48 s'agrandit, de sorte que la dif férence de pression proportionnelle au débit augmente et par conséquent aussi l'ouverture de passage au piston à étranglement O de la soupape à étranglement 7 s'ouvre proportionnellement à cette différence de pression.

La dépendance entre la pression différentielle et le débit peut être influencée à volonté par la force du ressort 17 et par le profil du cône 21 dans la région d'étranglement 42. La pression statique du système n'a aucune influence sur la position du piston 40 de la soupape 48 à pression différentielle, car ses surfaces d'extrémité des deux côtés sont identiques.

La différence de pression s'exerce dans le sens de l'ouverture sur le piston à étranglement 30 de la soupape à étranglement 7 par les conduites de commande 23 et 19, et le déplace contre la force du ressort 9. Etant donné qu'aussi sur ce piston à étranglement 30, la surpression statique n'a aucun effet (mêmes surfaces d'extré mité), la section d'ouverture au cône 25 dans la région d'étranglement 32 du piston 30 ne peut être commandée que par le débit de la conduite de descente 15 vers le raccord 14 de cette conduite de descente. Ainsi, un mouvement de rentrée précis de la tige de piston du vérin est possible par la manoeuvre du distributeur de commande 4 à l'entrée du récepteur 2. L'ouverture maximale du piston 30 et 40 peut être réglée par les butées 52 et 53 qui consistent de préférence en des vis de butée.Il est en outre possible, d'une manière non représenté?, que les forces de rappel des ressorts de compression 9 et 17 soient adaptées l'une à l'autre de manière que la section de passage au. bord de commande 31 soit adaptée à la valeur du débit au bord de commande 41.

Dans le cas d'une rupture de la conduite 5 pendant le mouvement dedescentecommandée de la tige de piston, dans la direction de la flèche 26, la vitesse de rentrée commandée reste constante et la charge peut être maintenue sous le contrôle du conducteur. Mais cela suppose que la section d'étranglement du cône 25 dans la région de commande 32 du piston à étranglement 30 est nettement plus réduite que la section d'étranglement au distributeur 4 entrela conduite 5 et le réservoir 29 pour que la rupture de la conduite 5 ne produise pas une grande variation de pression dans cette dernière et que la chute de pression entre le raccord 6 et la conduite de montée 5 n'augmente pas de façon sensible.Cela veut dire que la commande de la vitesse de rentrée de la tige de piston est assurée essentiellement par le cône 25 dans la région d'étranglement 32 et non par la section de reflux au distributeur 4, ce qui peut être obtenu par un dimensionnement approprié des bords de commande. Si cette condition n'est pas remplie, ou ne l'est quepartiéllement, cela n'a pas comme conséquence un non fonctionnement de la valve de frein de sûreté. I1 apparaît plutôt dans ce cas, à la rupture de la conduite de montée 5, une chute de pression accrue au bord de commande 31 du piston à étranglement 30 et par conséquent, un débit accru. Cela a pour conséquence une augmentation de la vitesse de descente dans le sens du mouvement 26.Cette vitesse de descente accrue ne se fait pas hors de tout contrôle, mais reste possible à commander l'invention apportant l'avantage particulier que sous l'effet d'une plus grande vitesse d'écoulement au bord de commande 31, une force axiale plus élevée s'exerce également sur le piston à étranglement 30 dans le sens de la fermeture, et le courant est freiné en raison de 1' effet de réglage automatique qui enrésulte. Pour cette raison, le ressort 9 peut être comparativement faible, ce qui a pour résultat une faible perte d'énergie. Par exemple, le ressort pourrait développer une pression de 3 à 10 bars.

Par ailleurs, également dans le cas de l'apparition d'une plus forte chute de pression, le piston à étranglement 30 continue à être commandé par le dispositif 50 de mesure de débit.

I1 y a lieu de remarquer à ce point que dans un mode avantageux de réalisation représenté sur la
Figure 3, il peut être prévu de façon particulièrement fonctionnelle que la conduite s soit sens pression pendant le mouvement de descente. Cela sera expliqué par la suite.

La Figure 4 représente un autre dispositif grâce auquel la conduite de montée 5 peut être placée sans pression dans le cas d'un mouvement de descente. Il s'agit d'un distributeur 90 à trois voies qui estbranché dans la conduite de montée 5 entre la sortie du distributeur de commande 4 et le raccord 23 de la soupape à étranglement 5. Ce distributeur 90 à trois voies est pla cé d'une part par une force constante P et la pression au raccord 33 dans sa première position, de manière que le rapport 33 soit relié au réservoir 29 et d'autre part il est placé dans sa seconde position par la pression à la sortie du distributeur 4 pour que cette sortie soit reliée au raccord 33.

I1 faut noter qu'un distributeur 90 à trois voies de ce genre peut etre disposé à la place de la soupape à surpression secondaire prévue habituellement dans un distributeur de commande .

Dans le mode de réalisation de la Figure 2, le récepteur 2 est également commandé par un distributeur 4, par l'intermédiaire d'une valve 1 de frein de sûreté.

Cette valve 1 de frein de sûreté est constituée par la soupape à étranglement 7 et le dispositif 90 de mesure de débit qui est également réalisé comme une soupape 48 à pression différentielle. La particularité de ce mode ue réalisation réside dans le fait que le piston à étranle- ment 30 de la soupape à étranglement 7 et le piston à étranglement 40 de la soupape 48 à pression différentielle sont disposés et guidés coaxialement dans un cylindre de manière que leurs surfaces d'extrémité 49, 1 soumises à la pression d'entrée de la conduite de descente 15 se font face, ces surfaces d'extrémité s'appuyant contre es butées 10 et 18.La description de ce mode de réa- lisation est par ailleurs semblable à celle faite en re gard de la Fi-* 1, restant bien entendu que le uistribu- teur 90 à trois voies de la Fig. 4 ou les mesures complémentaires selon la Figure 3 sont également utilisables.

I1 faut encore mentionner la soupape 4 à surpression secondaire qui, comme le montre aussi la Figure 1, se trouve au raccord 6 de conduite de montée entre le côté de montée 27 du récepteur 2 et le raccord 34 de la soupape à étranglement 7 de la valve de frein de sûreté, et qui libère une dérivation vers le réservoir 29 lorsqu'est uépassée une pression prédéterminée par un aspect je sécurité. A cet effet, sur la Figure 2, laréfére,nce 55 désigne une soupape d'aspiration. Cette dernière est réalisée comme une soupape de retenue, avec le passage depuis le réservoir 29 vers le côté de descente 28 du récepteur.

Cette soupape d'aspiration 95 a pour but de libérer une alimentation supplémentaire en huile, lorsqu'en raison d'une trop grande vitesse de descente, la section d'étranglement dans le distributeur 4 et le dispositif 50 de mesure de débit n'autorisent pas un débit suffisant.

Il faut remarquer que dans ces modes de réalisation, les régions d'étranglement 32 et 42 de la soupape 48 à pression différentielle et de la soupape à étranglement 7 sont représentées comme des cônes 21 et 25. Elles peuvent néanmoins consister en des fentes, des encoches ou toute autre disposition de ces régions, produisant un élar;issement de la section d'étranglement sous l'effet d'un mouvement axial du piston à étranglement 3U, 40, selon une règle déterminée. De préférence, la variation de la section d'ouverture est proportionnelle au mouvement axial des pistons 3), 40.

La Figure 3 représente également un mode de réa
Jisation qui est essentiellement identique à celui de la
Figure 2. Cela ressortira en reparu de la description qui va suivre. La particularité de ce mode de réalisation réside dans le fait que, comme cela a déjà été mentionné au cours de la description de la Figure 1, u.le disposition particulière a été adoptée pour que la conduite se montée 5 entre la sortie du distributeur de commande 4 et le raccord 33 de la soupape à étranglement 7 soit placée hors de pression. A cet effet, la conduite de montée 5 comporte une dérivation 56 vers le réservoir 29, qui est commandée par un bord de commande 57 du piston à étranglement 30.Le recouvrement au bord de commande ;7 et le recouvrement au bord de commande 31 du piston de commande 30 sont choisis de manière que le piston à étranglement 30 au bord de commande 31 ouvre d'abord une petite valeur déterminée, avant que la dérivation 56 vers le ré- servoir 29 soit aussi ouverte au bord de commande 57.

Il y a lieu de noter que cette commande de mise hors pression de la conduite de montée 5 peut aussi se faire sous la même forme par le piston à étranXlement 40 de la soupape 48 à pression différentielle, car selon l'invention, les deux mouvements sont proportionnels entre eux.

Le mode de réalisation représenté sur la Figure 5 présente la particularité que les pistons à étranglement 30 et 40 de la soupape à étranglement 7 et de la soupape 48 à pression différentielle sont accouplés mécaniquement entreeux et sont donc réalisés sous la forme d'un tiroir 58. Ce tiroir 58 est poussé par le ressort commun 59 avec les bordsde commande 31, 57 et 41 en position de fermeture. Par sa surface d'extrémité 60, le tiroir 58 est soumis à la pression d'entrée de la conduite de descente 15.A l'ouverture de la section de passage par le bord de commande 41, le côté du ressort 61 du tiroir ;8 est soumis par la conduite 62 à la pression de sortie de la soupape 48 à pression différentielle dans le raccord 44, la région d'étranglement 42 étant également réalisée de manière que selon une réglementation, la pression dif férentielle augmente de préférence proportionnellement au mouvement d'ouverture du piston 40.

Le débit de sortie d'huile du récepteur 2 sur le côté de montée 27, par le raccord 34 et le raccord 33 de la soupape à étranglement 7, ainsi que par la conduite de montée 5, est commandé en fonction de la pression différentielle à la soupape 48 à pression différentielle, le recouvrement du bord de commande 31 ainsi que la configuration de la région d'étranglement 32 pouvant également avoir leur influence.

I1 faut remarquer que dans ce cas également, un bord de commande 57 est prévu sur le piston de commande 58, ayant pour fonction de commander sans pression la conduite de montée 5 entre la sortie du distributeur de commande 4 et le raccord 33 de la soupape à étranglement 7 dans le cas du mouvement de descente 26 du récepteur 2.

Il faut remarquer pour être complet que, contrairement aux modes de réalisation déjà décrits, la soupape de retenue 13 de la soupape 48 à pression différentielle ne se trouve pas dans le piston 40. En place, une conduite parallèle au cylindre du piston à étranlement 40 relie le raccord 44 de la soupape à pression différentielle 48 avec son raccord 43. Une particularité de la valve 1 de frein de sûreté selon l'invention réside dans le fait que ses éléments, à savoir le dispositif de mesure de débit 53 et la soupape à étranglement 7 peuvent être réalisés de façon identique. Cela offre l'avantage de permettre d'utiliser également la valve de frein de sûreté 1 avec un récepteur 2 qui supporte des charges dans les deux sens 63.Une telle inversion du sens d'application de la charge apparaît en pratique, par exemple avec des récepteurs 2 qui franchissent un point mort déterminé pendant leur fonctionnement. C'est par exemple le cas' des bras ou des flèches d'excavateurs ou de grues qui, en fonctionnement, peuvent passer par un point mort en position verticale.

La Figure 6 représente un exemple d'un circuit montrant de quelle manière la valve 1 de frein de sûreté selon l'invention peut entre associée avec un récepteur 2 de ce genre.

Le récepteur 2 avec sa charte réversible 63 est commandé par un distributeur 4 Les deux éléments 66 et 67 de la valve de sûreté 1 sont placés dans les conduites de commande 6's et 63. Ces éléments 66 et 67 sont identiques, et sont réalisés par exemple selon la
Figure 1, 2 ou 3. I1 faut remarquer que l'exemple de réalisation représenté sur la Figure ; peut aussi être utilisé dans le circuit pour ce cas de charge, avec des modifications déterminées. Les éléments 66 et 67 de la valve 1 de frein de sûreté sont reliés aux deux côtés du récepteur par les conduites de raccordement 68 et 69.

I1 faut rappeler que dans les modes Je réalisée tion représentés, une pression plus élevée reine dans la conduite par laquelle le courant d'huile est dirigé vers le récepteur 2. Cette pression plus élevée est appliquée par la soupape à deux voies 70 sur les surfaces d'extrémité 49 et 51 des pistons à étran,lement 3D et 40 des deux éléments 66 et 67 de la valve 1 de frein de sûreté, par la conduite 71 avec les dérivations 72 et 73.

La soupape à deux voies 70 a pour fonction que la pression qui s'exerce soit la plus élevée.

Les cotés des ressorts (ressorts 9, 17) des pistons à étranglement 30, 40 sont reliés par le åistribu- teur 74 à trois voies, deux positions, à la conduite de raccordement 68 et 68 dans laquelle règne la pression la plus basse. Pour cette raison, le distributeur 74 est amené dans la position voulue par la pression la plus élevée. Pour des raisons de sécurité, comme cela a déjà été indiqué, les soupapes de surpression secondaire 34 sont prévues pour les deux conduites de raccordement 66 et 69.

La Figure 7 représente un mode de réalisation d'un tel distributeur 74 à trois voies et yeux positions.

La liaison des conduites 73, 76 conduisant aux conduites de raccordement 68, 69 avec la conduite 78, avec les dérivations 79 et SO, est commandée par le tiroir 77.

Le tiroir 7, est aussi commandé hydrauliquement par les conduites de commanue 81 et 82 provenant des raccord i je s

Claims (21)

REVENDICATIONS

1 - Valve de frein de sûreté hydraulique uans les conduites d'alimentation (5, 15) d'un récepteur ( ) hydraulique à double effet, restant en charge, par exemple un moteur hydraulique, un vérin ou similaire, avec une conduite de montée (5) pour actionner le récepteur (2) contre la charge (26) et une conduite de descente (15) pour actionner le récepteur avec la charge, ladite valve de frein de sûreté commandant la conduite de montée (5) pendant le fonctionnement du récepteur (2) dans le sens de la charge (26), valve caractérisée en ce qu'elle comporte une soupape à étranglement (7) dans la conduite de montée (5) et un dispositif de mesure de débit (-0) dans la conduite de descente (15), la soupape à étranglement étant commandée par le dispositif de mesure de débit, dans le sens de l'ouverture dans le cas d'un débit croissant et dans le sens de la fermeture dans le cas d'un débit décrosssant.

2 - Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif ( > 0) de mesure de débit est une soupape (48) à pression différentielle avec un piston à étranglement (40) commandé hydrauliquement, qui est chargé sur une surface d'extrémité (49) dans le sens de l'ouverture par la pression statique d'entrée de la sot± pape (48) à pression différentielle et sur l'autre surface d'extrémité, dans le sens de la fermeture, par un ressort (17) de préférence réglable et par la pression de sortie (44) de la soupape à pression différentielle.

3 - Valve selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le piston à étranglement (4-) de la soupape (48) à pression différentielle comporte une ré- gion d'étranglement (42) qui libère une section croissante pour l'écoulement en fonction du mouvement axial uu piston (4C) de préférence proportionnellement au mouvement axial du piston(40).

4 - Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston à étranglement (4~)) de la soupape à pression différentielle comporte une région 'étranQle- ment (42) conique.

5 - Valve selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une tige de butée (91) ré volable pour limiter l'ouverture dela soupape (48) à pression différentielle.

6 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une soupape (54) de limitation de pression secondaire dans la conduite de montée (,) entre le récepteur (2) et la soupape à étranglement (7).

7 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une soupape d'aspiration (55) dans la conduite de descente (14) entre le récepteur (2) etla soupape (48) à pression différentielle avec son sens de passage depuis le réser- voir (19) dans la conduite de descente (14).

8 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par une commande hydraulique de la soupape à étranglement (7) dont le piston à étranglement (30) est chargé sur une surface d'extrémité (51) dans le sens del' ouverture par la pression d'entrée (43) de la soupape (48) à pression différentielle et sur l'autre surface d'extrémité dans le sens de la fermeture par un ressort (9)de préférence réglable et par la pression de sortie (44)due la soupape (48) à pression différentielle.

9 - Valve selon la revendication 8, caractérisée en ce que les pistons à étranglement (30, 40) de la soupape à étranglement (7)et de la soupape (48) à pression différentielle sont alignés dans un cylindre, les surfaces d'extrémité (49, 51) qui supportent la pression d'entrée de la soupape à pression différentielle se faisant face.

10 - Valve selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des carters séparés pour la soupape à étranglement et la soupape à pression différen- tielle.

il - Valve selon la revendication 8. caractérisée en ce que la soupape à étranglement (7) et la soupape (48) à pression différentielle sont logées dans un carter commun avec des cylindres dont les axes sont parallèles (Figure 1).

12 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,caractérisée en ce que les pistons à étranglement (30, 40) de la soupape à étranglement et de la soupape à pression différentielle sont accouplés mécaniquement de manière que l'ouverture de la soupape à pression différentielle entraîne également l'ouverture ( > e la soupape à étranglement.

13 - Valve selon la revendication 12, caractérisée en ce que les pistons à étranglement (3DJ 40) de la soupape à étranglement et de la soupape à pression diffé- rentielle sont alignés dans un cylindre et accouplé mécaniquement, par exemple en forme ae parties intégrantes (30, 40) d'un tiroir (58), Figure 5).

14 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que, pour obtenir une bonne étanchéité de la soupape à étranglement (7) en position de fermeture, la soupape à étranglement et son piston à étranglement (30) sont munis d'un siège (38 39) et sont étanches par rapport à la chambre du ressort (9).

1 - Valve selon l'une quelconque des revenui- cations 1 à 14, caractérisée en ce que, pendant l'opération de descente (26) du récepteur (2), la conduite de montée (j est branchée essentiellement sans pression entre la soupape à étranglement (7) et le distributeur ue commande (4).

16 - Valve selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que le piston à étranglement (30, 40) de la soupape à étranvlement ou ue la soupape à pressions différentielle, ou des deux, est accouplé avec une soupape à coulisse (@7) par laquelle pour une ouverture prédéterminée de la soupape à étranglement (7), la conduite de montée (5) est commandée avec un sens d'écoulement ers le réservoir (29) entre la soupape à étranglement (7) et le distributeur de commande (4).

17 - Valve selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte un distributeur à trois voies qui, dans sa position initiale, relie la soupape à étranglement (7) par le raccord (33) avec le réservoir (29) et, dans sa position d'aiguillage qui est établie par la pression à la sortie du distributeur de commande (4), relie la sortie du distributeur de commande (4) avec le raccord (33) de la soupape à étranglement (7).

18 - Soupape selon l'une quelconque des revendications 2 à 17, caractérisée en ce que la soupape (66) à pression différentielle et la soupape à étranglement (67) réaliséesdepréférence de façon identique sont interchangeables dans leurs fonctions, leurs pistons à étranglement (30, 40) étant chargés sur un côté, par l'intermédiaire d'une soupape à deux voies par la pression d'arrivée de la partie de soupape (66, 67) se trouvant dans le courant de refoulement de la pompe, et, sur le côté du ressort, par la plus faible des pressions dans les conduites de branchement (68, 69) entre la valve de frein de sûreté (66, 67) et le récepteur.

19 - Valve selon la revendication 18, caractérisée en ce que les parties de soupape (66, 67) de la valve de frein de sûreté (1) sont reliées par une soupape à deux voies (70) avec la conduite de commande (64, 65 dans laquelle rène la pression la plus haute.

20 - Valve selon la revendication 18 ou 19, caractérisée en ce qu'elle comporte un uistributeur (74) à trois voies et deux positions, dont chacune des deux conduites d'arrivée (75, 76) est reliée avec l'un aes tronçons de conduite (68, 69j entre le récepteur (2) et la valve (1) de frein de sûreté, et dont une sorte est reliée avec les côtés des ressorts des pistons à étran lement des parties (66, 67) de la valve de frein ue sûreté, le distributeur étant commandé des deux côtés par la pression de sortie du récepteur (2) de manière que la plus basse des pressions qui règnent dans les conduites (68, 69) soit appliquée sur les côtés des ressorts des pistons à étranglement de la valve.

21 - Valve selon l'une quelconque des reven dications 1 à 20, caractérisée en ce qu'elle comporte une soupape de retenue (8, 13) dans la conduite de montée (5) ou dans la conduite de descente (15) ou les deux, avec le sens de passage pour la montée du récepteur (2), et disposée parallèlement à la soupape à étranglement (7) ou au dispositif de mesure de débit (50).

22 - Valve selon la revendication l, caractérisée en ce que les soupapes de retenue (8, 13) sont disposées dans les pistons à étranglement (30, 40) de la soupape à étranglement (7) ou de la soupape (48) à pression différentielle.