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BREVET D'INVENTION valve de commandé et de réglage des appareils hydrauliques.
La présente invention est relative à des valves de commande uti- lisées pour le réglage de l'admission d'un liquide hydraulique dans une presse ou tel autre cylindre hydraulique, et de l'échappement de ce li- quide d'un tel appareil, ces valves étant du type qui comporte des moyens qui empêchent la valve d'ouvrir complètement le cylindre hydraulique sur l'échappement avant que la pression qui règne dans le cylindre soit tom- bée à un niveau de sécurité, en évitant par ce moyen une augmentation brusque de la pression dans la conduite hydraulique, comme il s'en pro- duirait autrement si on laissait s'échapper brusquement la pression qui règne dans le cylindre hydraulique.
Dans la demande de brevet anglais n 524.564 déposée par les de- mandeurs le 21 janvier 1939, a été décrite une valve de commande du ty- pe précité dans laquelle un mouvement initial du piston de valve ouvre un conduit de section réduite ou étranglée allant à l'échappement, tandis qu'un mouvement ultérieur ou plus prononcé de ce piston ouvrant l'échap- pement d'une façon complète, se heurte à la résistance opposée par une butée d'arrêt consistant en un petit cylindre hydraulique soumis à l'ac- tion de la pression qui règne dans le cylindre de la presse qui est sous
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l'action de la commande de réglage,
de telle sorte que le mouvement qui fait passer le piston de valve dans la position d'ouverture complète de l'échappement est rendu impossible jusqu'à ce que la pression qui règne dans le cylindre de la presse soit tombée à un niveau de sécurité auquel l'ouvrier peut surmonter la résistance du piston hydraulique antagonis- te et faire passer le piston de valve dans la position dans laquelle l'ouverture de l'échappement est complète. Le but de la présente inven- tion est de parvenir à un procédé nouveau de réalisation de la résistan- ce au mouvement libre du piston de valve qui doit être une fonction du débit de liquide passant à l'échappement.
On parvient à ce but selon la présente invention grâce à deux caractéristiques fondamentales dont la première consiste en ce que l'o- rifice d'échappement initial du liquide est tel qu'il limite cet échap- pement dans une mesure suffisante pour produire à l'arrière de cet ori- fice une pression de retenue, et la seconde en ce que l'on exécute le piston de valve de façon que cette pression de retenue puisse être uti- lisée pour résister au mouvement libre du piston de valve jusqu'à ce que la vitesse du liquide qui s'échappe se soit abaissée jusqu'à la va- leur à laquelle on peut surmonter la pression de retenue.
Dans une valve de commande selon l'une des formes de réalisation de la présente invention, le piston de valve comporte un conduit longi- tudinal percé en son centre à partir de l'une de ses extrémités et qui se termine à peu de distance de l'extrémité opposée, de telle sorte que cette dernière extrémité est fermée. Le piston comporte entre ces extré- mités une partie de section réduite, pour réaliser un conduit continu de transfert autour de la circonférence du piston, en vue de faire pas- ser le liquide sous pression d'un orifice d'admission dans une gorge annulaire prévue dans l'alésage du corps de la valve, d'où il a accès au cylindre de la presse. Une autre rainure est prévue autour du piston de valve et communique avec l'intérieur de ce piston de valve, près de son extrémité fermée, par des conduits radiaux.
Cette rainure est amenée par un mouvement longitudinal approprié du piston de valve en coïncidence
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avec la rainure annulaire de l'alésage de la valve, pour ouvrir le cy- lindre de la presse sur l'échappement.
L'extrémité opposée ou ouverte du piston de valve est d'un dia- mètre réduit, pour réaliser un conduit pour le liquide qui s'échappe et qui passe dans ce conduit en provenant de l'intérieur du piston de val- ve à travers une autre série de conduits radiaux. Ces conduits sont d'@- ne dimension qui limite le libre échappement du liquide dans une mesure suffisante pour donner naissance à une pression de retenue à l'intérieur du piston de valve creux. Cette pression de retenue existe jusqu'à ce que la vitesse du liquide qui s'échappe à travers le conduit de section réduite diminue, et on l'utilise pour éviter que le piston de valve soit lancé rapidement dans la position correspondant à l'ouverture complète de l'échappement.
Dans un exemple de réalisation, les moyens utilisés pour la mise à profit de cette pression de retenue dans le but précité, comprennent un organe agencé de façon à assurer la fermeture de l'extrémité ouverte du piston de valve et de façon à permettre à ce piston de se déplacer par rapport à cet organe et axialement. Cet organe est réalisé de pré- férence sous la forme d'un dé adapté par-dessus l'extrémité ouverte ou de section réduite du piston de valve, de façon à pouvoir coulisser sur ce dernier, un petit ressort étant disposé à l'intérieur du dé, de façon à buter contre le fond du dé et contre l'extrémité annulaire ouverte du piston de valve. Ce dé bute à son tour contre une butée à l'intérieur du boîtier de la valve.
Pour mettre le cylindre de la presse en communication avec l'é- chappement à l'aide de cette valve de commande perfectionnée, on fait passer le piston de valve au moyen d'un levier de commande à main en di- rection du dé, et, quand on opère de cette façon, le petit ressort inter- posé se comprime partiellement. On continue ce mouvement jusqu'à ce que la rainure qui se trouve dans le piston de valve recouvre la rainure annulaire de l'alésage de la valve partiellement et dans une mesure suf- fisante pour donner naissance à une fente très faible à travers laquelle
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le liquide qui s'échappe peut passer à l'intérieur du piston de valve.
Par suite de l'orifice de sortie de section réduite qui se trouve à l'ex- trémité opposée, ce liquide ne peut s'échapper librement, et une pres- sion de retenue se produit instantanément et provoque une réaction entre les surfaces opposées constituées d'une part par la face intérieure du dé, et d'autre part par l'extrémité intérieure et fermée du conduit lon- gitudinal percé à l'intérieur du piston de valve. La continuation du mou- vement d'ouverture du piston de valve se heurte par conséquent à une ré- sistance jusqu'à ce que cette pression de retenue tombe, et à ce moment on peut faire passer le piston de valve rapidement dans la position qui correspond à l'ouverture complète de l'échappement.
Quand on opère de cette façon, on peut provoquer l'ouverture d'une valve du type d'une soupape à plateau et laisser le reste du liquide s'échapper brusquement en direction de l'orifice d'échappement, étant donné que cette fois la pression qui règne à l'intérieur du cylindre de la. presse s'est abais- sée au niveau de sécurité.
Avec la construction décrite ci-dessus, il est possible d'ouvrir la valve dans une proportion excessive par une pression trop rapide et trop violente exercée sur le levier de commande, et pour éviter une tel- le manoeuvre, on propose, dans une autre forme de réalisation, de pré- voir un clapet de retenue sur l'extrémité du piston de valve et à l'in- térieur du dé, de façon à faire passer la pression librement dans l'es- pace situé à l'extrémité intérieure du dé et à. éviter l'échappement de ce liquide, sauf par l'intermédiaire d'un conduit de section réduite autour ou en travers de l'arête d'un piston faisant partie de la con- struction du clapet de retenue. Grâce à ce perfectionnement, on évite un mouvement brusque du piston de valve par l'action d'amortissement à la façon d'un dashpot exercée par le liquide enfermé à l'intérieur du dé.
Même lorsque la pression de retenue qui empêche les mouvements du pis- ton de valve s'est abaissée, la suite du mouvement de ce piston de val- ve se fait avec une certaine limitation semblable, au moyen du même ef- fet de dash-pot, de telle sorte que ce mouvement est graduel et régu- lier.
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La description qui va suivre en regard des dessins annexés don- nés à titre d'exemples non limitatifs, va bien faire ressortir comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une coupe longitudinale de la valve complète.
La figure 2 représente un détail du dé et du dispositif de dash- pot à plus grande échelle.
Dans l'exemple représenté, la valve de commande comporte un orga- ne de valve sous la forme d'un piston 1 sans joint qui est monté de fa- çon à coulisser dans le sens longitudinal dans un alésage 2 par rapport à trois gorges annulaires 3, 4 et .5 prévues dans le corps de la valve.
La gorge 3 communique avec le cylindre de la presse la gorge centrale 4 avec la conduite de fourniture de la pression ou la pompe, et la gorge avec le ou les cylindres de rappel de la presse. Le liquide sous pres- sion qui provient de la rainure 4 est admis dans les gorges µ et 2 d'une façon alternée à travers un conduit continu de transfert 6 réalisé par une section de diamètre réduit sur une partie de la longueur du piston de valve, et par suite d'un mouvement longitudinal approprié du piston de valve.
Ce mouvement est communiquépar un levier 1 de commande à main, et le mouvement vers la droite à partir de la position neutre re- présentée, et dans le sens de l'axe, se heurte à la résistance offerte par un ressort 8 ou une autre charge qui tend à pousser le piston de valve en retour vers sa position neutre quand on retire la pression im- posée par le levier de commande à main.
Tout ce qui a été. décrit ci-dessus relève, naturellement, de la pratique courante, mais dans le perfectionnement selon la présente in- vention, on a percé un conduit longitudinal 2 le long de l'axe du pis- ton de valve à partir de son extrémité gauche qui est ouverte, et jus- qu'en un point situé juste au delà de la rainure 3 quand le piston est dans sa position neutre, cette dernière extrémité étant fermée. Ce con- duit longitudinal est exécuté de façon à s'ouvrir dans la rainure 3 lorsque'on déplace le piston de valve vers la gauche par un mouvement approprié, et à cet effet ce piston comporte à cette extrémité et à
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l'extérieur une rainure 10 sur sa surface extérieure, tandis que des conduits radiaux 11 font communiquer cette rainure avec le conduit à proximité de son extrémité fermée.
L'extrémité gauche du piston de valve est d'un diamètre réduit, de manière à réaliser deux sections en échelons, une section intérieure 12 pour réaliser avec le corps de valve qui l'entoure un conduit annu- laire 13 pour l'échappement du liquide, et une section extérieure 14 d'un diamètre plus faible pour réaliser un montage destiné à recevoir un dé 15 pouvant coulisser. Le conduit prévu à l'intérieur du piston de valve communique avec le conduit annulaire 13 au moyen de conduits radiaux 16.
Ces conduits ont un diamètre d'une valeur fixée d'avance, de telle sorte que leur section totale limite le libre échappement du liquide hors du conduit , au cours de la première période d'échappement du liquide provenant du cylindre de la presse, et cela dans une mesure suffisante pour donner naissance à une pression de retenue à l'intérieur de ce conduit. Cette pression de retenue existe jusqu'à ce que la vites- se d'échappement du liquide tombe à un point où la pression de retenue disparaît, cette pression de retenue étant utilisée, selon la présente invention, pour éviter que le piston de valve soit lancé rapidement dans la position d'ouverture complète de l'échappement.
La résistance imposée de cette façon par la pression de retenue provient d'une réaction entre des surfaces opposées consistant d'une part en l'extrémité fermée du conduit 9, et d'autre part en l'extrémité extérieure ouverte du dé.
Ainsi que cela a été exposé ci-dessus, le dé 15 peut coulisser librement sur la partie 14 de section réduite du piston de valve, et ce mouvement est limité à un mouvement non proportionnel par un goujon à clavette 17 dont les extrémités s'engagent dans des rainures longitu- dinales opposées 18 prévues dans la paroi du dé. Ces rainures sont fer- mées aux deux extrémités, de telle sorte que dans son mouvement vers la droite, le piston de valve ne peut s'extraire de lui-même du dé.
Dans le fonctionnement, le piston de valve est mobile librement vers la gauche avec le dé jusqu'à ce que l'extrémité extérieurefermée
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du dé vienne au contact d'une butée opposée 19, alors que le mouvement du piston de valve vers la gauche doit se faire par rapport au dé. Ce mouvement se heurte toutefois à la réaction de la pression de retenue précitée, et dans les mains d'un ouvrier attentif, cette résistance est suffisante pour l'empêcher de faire usage de la force excessive qui est nécessaire pour la surmonter. Il est bon toutefois que le mouvement du piston de valve provoquant une ouverture excessive du cylindre de la presse vers l'échappement par une pression trop rapide et trop violonte sur le levier de commande soit impossible.
A cet effet, le liquide est enfermé à l'intérieur du dé de façon à produire un effet de dash-pot.
Dans ce but, on prévoit à l'extrémité gauche du piston de valve un cla- pet de retenue faisant passer le liquide librement à l'intérieur du dé, mais qui empêche son échappement, sauf à une allure relativement lente.
Ce clapet de retenue comprend un tampon de caoutchouc 20 disposé entre une rondelle 21 fixée à l'intérieur de l'extrémité ouverte du conduit prévu dans le piston de valve, et un organe de valve libre 22 comportant une face munie d'une cavité en son milieu, et qui est appliqué avec for- ce contre le tampon de caoutchouc par un ressort 23. Le liquide sous pression passe à travers la valve et dans la chambre 24 à l'arrière de l'organe de la valve 22 par l'intermédiaire de conduits 25, mais son échappement par le même chemin est rendu impossible par l'action du tam- pon de caoutchouc. Cet échappement doit, par conséquent, s'effectuer à travers un passage de section réduite qui, dans le présent exemple, est représenté par le jeu qui existe entre la périphérie de l'organe de val- ve 22 et la rondelle 21, et la paroi du dé qui les entoure.
On voit ain- si que le liquide enfermé de cette façon empêche le piston de valve ainsi que les éléments du clapet de retenue d'être poussés à l'intérieur du dé, et que même quand la pression de retenue est tombée, ce mouve- ment relatif du piston de valve doit nécessairement être graduel et ré- gulier, et que son allure est déterminée par le régime auquel le liquide enfermé peut s'échapper.
Le liquide qui se trouve dans le cylindre de la presse doit,
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pour fuir par l'échappement, passer à travers le conduit d'échappement 26. C'est ce qu'il fait au début au régime réduit nécessaire, en passant par le conduit longitudinal ., les orifices de sortie 16 de section ré- duite, et le conduit annulaire 13. L'échappement complet et libre s'ef- fectue toutefois à travers la soupape 27 à plateau et en provenance d'u- ne chambre 28 située du côté extérieur, espace qui est en communication constante avec la rainure annulaire 1 à travers des conduits 29. La val- ve 27 à plateau est ainsi solidement maintenue sur son siège par la pression du liquide qui se trouve dans la chambre 28 et doit, pour s'ou- vrir, être repoussé pax la pression qui agit de l'autre côté.
Cette pres- sion est appliquée par l'extrémité extérieure du dé lorsqu'il est au contact de la butée 19 supportée par l'extrémité de la tige 30 de la valve d'échappement, par suite du mouvement effectué vers la gauche par le piston de valve par la manoeuvre du levier 7. de commande à main.
Pour ouvrir le cylindre de la presse sur l'échappement avec une valve de commande comme celle qui vient d'être décrite, on fait passer le piston de valve à gauche pour mettre le dé au contact de la butée 19 et comprimer partiellement le ressort 23. Par suite de ce mouvement par- tiel ou initial, il se forme une fente étroite à travers laquelle le li- quide sous pression peut s'échapper dans le conduit longitudinal . La suite du mouvement du piston de valve se heurte alors à la résistance produite d'une part par la réaction due à la pression de retenue préci- tée, et, d'autre part, par le liquide retenu à l'intérieur du dé.
Le cylindre de la presse continue ainsi à laisser échapper le liquide 8. un taux réduit, jusqu'à ce que la pression qui règne dans le conduit soit tombée suffisamment pour que la pression de retenue cesse, où l'ouvrier peut alors déplacer le piston de valve davantage vers la gauche, jusqu'- à ce que l'extrémité de ce piston rencontre l'extrémité opposée du dé et soulève ainsi la valve à plateau sur son siège, en permettant au liquide contenu dans le cylindre de la presse de s'échapper librement et directement par le conduit de sortie 26. Quand l'échappement est terminé, le piston de valve revient dans sa. position neutre sous l'ac- tion du ressort 8, et la valve à plateau sur son siège par celle du
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ressort 31.