CA1264642A - Valve pilotee pour le freinage ou la limitation de vitesse dans un circuit hydraulique - Google Patents
Valve pilotee pour le freinage ou la limitation de vitesse dans un circuit hydrauliqueInfo
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- CA1264642A CA1264642A CA000433195A CA433195A CA1264642A CA 1264642 A CA1264642 A CA 1264642A CA 000433195 A CA000433195 A CA 000433195A CA 433195 A CA433195 A CA 433195A CA 1264642 A CA1264642 A CA 1264642A
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/01—Locking-valves or other detent i.e. load-holding devices
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Abstract
"VALVE PILOTEE POUR LE FREINAGE OU LA LIMITATION DE
VITESSE DANS UN CIRCUIT HYDRAULIQUE "
L'invention concerne une valve pour la retenue d'un vérin retenant une charge motrice ?
La vlave de freinage comprend deux étages et , dont l'un a ssure la retennue de la pression dans la chambre , alors que l'antre module la pression de pilotage Pp?Ainsi, à diaque instant , la pression de pilotage Pp est adaptéa à la va-leur de la pression de retenue ?P1 Application : suppression des à-coups dans la retenue de la charge ?
VITESSE DANS UN CIRCUIT HYDRAULIQUE "
L'invention concerne une valve pour la retenue d'un vérin retenant une charge motrice ?
La vlave de freinage comprend deux étages et , dont l'un a ssure la retennue de la pression dans la chambre , alors que l'antre module la pression de pilotage Pp?Ainsi, à diaque instant , la pression de pilotage Pp est adaptéa à la va-leur de la pression de retenue ?P1 Application : suppression des à-coups dans la retenue de la charge ?
Description
1;264642 La présente invention est relative à une valve pilotée destinée à équiper un circuit hydraulique, et notamment une valve du type géneralement connu sous l'une ou l'autre des dénomina-tions suivantes: valve de freinage; valve d~equilibrage; limiteur de vitesse; valve de sécurité.
L'utilisation d'une valve de freinage de ce type est bien connue pour la commande des organes hydrauliques supportant de fortes charges. Ces valves sont concues de fa,con éviter une chute brutale et dangereuse de la charge souleve'e, et ceci meme en cas de rupture d'une canalisation.
D'une maniere generale, une telle valve est utilisee pour maintenir dans un moteur hydraulique ou dans un vérin hydraulique, une pression suffisante, pour permettre le contr~le du déplacement d'un couple ou d'une charge motrice. A titre d'example non limitatif, on notera qu'une telle valve de freinage peut etre utilisee:
- sur un véhicule à transmission hydrostatique à
circuit ouvert, lorsqu'il descend une pente ou lorsqu'il procède a un freinage;
- sur une grue hydraulique, lorsque celle-ci dépose au sol une charge.
Une valve de freinage de ce type est connu par exemple par le brevet fran~cais numero 2 469 597. Une telle valve connue est intercalée sur un circuit à haute pression, dont elle fait varier la section d'obturation, et sa commande est assurée par une pression de pilotage. Dans le cas du brevet franc~ais 2 469 597, on constate que cette pression de pilotage peut être amenée à varier en cours db fonctionnement, d'une fa~on qui n'est pas tou~ours maitrisée et peut conduire à ~apparition de mouvements saccadés sur les appareils récepteurs.
,!~/ _ 1 --~264642 Si par exemple, une telle valve est montée sur la com-mande des deux chambres d'un vérin de grue hydraulique, l'enreg-ristrement des pressions au démarrage du mouvement montre que la pression décroit dans la chambre du vérin qui retient la charge, et croit dans la chambre opposee. Ces variations de pressions correspondent a la phase d'accéleration de la masse mobile lieé
au verin. Lorsque la vitesse souhaitee est atteinte, la pression augmente dans la section chargée du vérin et diminue dans la section opposée, comme cela appara~it ci-;oint, sur la figure 1.
Sur cette figure, la courbe Pl, P'l, P"l, represente l'évolution de la pression - la -dans celle des chambres du vérin qui retient la charge.Par con-~er1a courbe P2,P'2,P"2 ,représente l'évolution de la pression dans la chambre opposée du vérin.En abcisse, est por~ le-t ~ 6 t.
Ce phénomène phys~que entraIne des problèmes d'a-daptation de la valve de freinage qui,par construction,est sen-sible ~ux varlations de la pression dans les sectlons chargée et opposée. !~
Un autre phénomène physique lié au f~ctionnement du v~rin perturbe le rég~me des pressions dans les chambres de ce vérin.Il s'agit deQ frottements.Si l'on prend comme exemple un v~rin dont le rendement est 0,95 retenant une masse qui con-dit~onne une pression de 300 bars dans la section chargé ,l'ac-tion des frottements est ~equivalente à une pression de 3~0.(1-0,95) = 15 bars. Suivant le sens de la vitesse moyenne,la variation de pression dans la section chargée pourra être de + 15 bars.
En réalité ,la vitesse moyenne est réglée par le dé-bit dans la section opposée.Donc,l'influence des variations dues au frottement est prise en charge par des variations de pression apparaissant par exemple dans la petite section.Si le rapport des sections du vérin est de 1,8 ,l'amplitude des variations de pression de la petite section sera de :+ 15 x 1,8 = + 27 bars.
En définitive,si l'on considère la valve de freina-ge décrite dans le brevet fransais 2 469 597 ,le rapport entre la section S sensible à la pression de pilotage et la section s sensible à la pression à freiner est :
S/s = 15 Dans ces conditions,on voit qu'un écart de 27 bars sur la pression de pilotage est équivalent à un écart de 27 ~ lS
= 405 bars sur la pression à freiner.
La superposition de ces deux phénomènes conduit aux i résultats illustrés sur la figure 3.Si l'on suppose un vérin 1 chargé dont le mouvement suivant la charge motrice-(sens de con-traction indiqué par la flèche 2) est contrôlé par une valve de sécurité 3 tarée à une pression P , et dont le rapport de pilo-tage est N,la condition d'ouverture de la valve est :
- P0 P1 + P2 . N
où:
- P0 est le seuil de tarage de la valve 3 ;
- P1 est la pression côté grosse section dans le vérin 1;
~264642 ~ 3 - P2 est la pressionJcôté petite section , utilisée pour pi-loter la valve de sécurité 3.
' Sans la phase de mise en vitesse du vérin 1 , P1 chute , afin d'obtenir une accélération de la masse atta-chée au vérin ; soit P la valeur de la pression correspondant à l'effort d'accélération . Pour l'effort de frottement ,on peut définir une pression correspondante Pf . Pendant la phase de mise en vitesse , il régnera dans la section chargée du vé-rin , une pression :
P 1 P1 ( Pm + Pf ) Pour que la valve de sécuruté soit ouverte ,il faut que P2 augmente de la valeur :
(Pm + Pf ) x N
Lorsque la vitesse est atteinte , la pression d'accélération est nulle . La pression dans le vérin prend alors la valeur P"1 , telle que P"l = Pl - Pf . De même P2 devient Ainsi , le spectre de la pression en fonction du temps est représenté figure 1.
Les raisonnements ci-dessus montrent la pré-carité d'une position d'équilibre ,lorsque la valve de sécuri-té est pilotée par la pression P2 de la section opposée (figu-re 2~ . Pourtant , cette solution est intéressante , car elle permet de détecter l'emballement de la charge ( en case de sur-vitesse , la pression de la section opposée s'annule) ; elle évite de ramener des ordres électriques ou hydrauliques sur la valve de sécurité et donc sur le vérin .Ce dernier point est particulièrement intéressant pour les machines équipées de dis-tributeurs à commande musculaire , et ne disposanttpour uniquesystème d'ordre que des déplacements de pièces mécaniques telles que leviers et biellettes de liaison entre l'opérateur ,et le groupe distributéurs.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en ré~ ant. une valve de freinage dont la pres-sion de pilotage peut varier du fait de la présence sur son cir-cuit de pilotage , d'une valve de réduction de pression , dont la pression réduite est fonction du tarage du ressort et de la - pression dans la section chargée du vérin.
Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention.
Figure 4 est un schema illustrant le principe de fonc-tionnement d'une valve de freinage selon l'invention.
Figure 5 correspond à une variante d'application del'invention.
lo Figure 6 montre un mode de realisation possible utill-sant le principe de la figure 4.
Figure 7 représente le montage sur la valve de secu-rite, de la valve de reduction de pression.
Figure 8 montre le schéma hydraulique d'une autre variante de l'invention.
Figure 9 illustre une realisation correspondante.
Figure 10 montre une autre variante qui correspond a un surtarage.
On a represente'sur la figure 4 un verin 1 qui tra-vaille en retenue, à l'encontre d'une charge qui tend a la fairerentrer, comme indiqué par la figure 2. La grosse section du verin correspond a une chambre de retenue 4, dans laquelle règne la pression Pl. La petite section correspond a la chambre opposeé 5, dans laquelle regne la pression P2.
Le fonctionnement de cette valve est le suivant:
Dans le c~rps 6 (figure 6), coullsse un tiroir 8, taré
par un ressort 9. La valve est alimentée en pression P2, par un orifice 10. Le tiroir 8 en position de repos relie l'orifice 10 à un orifice 11 delivrant la pression Pp. Lorsque cette pression ~264642 Pp est suffisante pour engendrer sur le tiroir 8 un effort super-ieur à celui du ressort 9, le tiroir 8 se deplace en comprimant ce ressort ~figure 6, flèche 12). Le déplacement se poursuit jusqu'à ce que le tiroir 8 coupe la liaison entre les orifices 10 et 11, c'est-à-dire entre P2 et Pp. S'il arrive que Pp continue a cro~tre sous l'action des fuites internes à la valve, ou sous l'action des fuites extérieures, le tiroir 8 se deplace encore contre le ressort 9, et établit la liaison avec un orifice 13 ou regne la pression du reservoir.
Sur le piston 14, situe à l'extremite du tiroir 8, - 4a -~264642 on applique une pression Pl , qui vient de la section char-gée 4 du vérin 1 à protéger . Cette action s'ajoute à celle de la pression Pp sur le tiroir ~ de la valve , et la ferme-ture de la liaison entre les orifices 10 et 11 a lieu lorsquela relation suivante est vérifiée :
Effort du ressort = effort dû à P + effort dû à P1.
La valve 15 qui vient d'être décrite est une valve de réduction de pression .On peut la compléter en y mon-tant une valve de sécurité 16 , comme illustré sur la figure7 .La pression P sortant de l'orifice 11 de la valve de réduc-tion de pression 15 s'applique sur le piston- de pilotage 17 de la valve de sécurité 16 . La pression du récepteur (sec-tion chargée 4) s'applique simultanément sur le piston 14 de lS la valve de réduction de pression, et sur le clapet de la val-ve de sécurité 15.
Pour comprendre le principe de la commande selon l'invention , on va écrire l'équation d'équilibre de la valve de sécurité 15 . Si PO est la pression de tarage , S désigne la section d'application de la pression de pilotage Pp dans la valve 15 ,s étant la section d'application de la pression à freiner P1 .
On a :
Po .S - Pl S + Pp. S
p (Po P1 ) . S
La valve de réduction de pression 16 est organisée de fason que la pression réduite s'applique sur une section Sl , et la pression à freiner sur une section sl . Par construction, on a :
sl s Sl S
Par ailleurs , en l'absence de pression à frei-ner , la presslon réduite est tarée à la valeur P O = PO x ~S~-~
Sl ou : Ppo = PO x -- -- , ce qui est la condition d'ouverture de la valve de sé- 1 -curité 15.
Ainsi , l'équa tion d'équilibre de la valve de réduction de pression 16 s'écrit :
Ppo X Sl = Pp X Sl + P~ X
ou ~26~6~2 pO Pp + P~ X ---l_ 6 Si l'on prend la condition dse tarage de la valve de résduction de pressiosn 16 PpO PO Sl , on a :
P x --~~ p 1 x ----ou encore :
P x _ _ s--~ p 1 x ----------Ceci est l'équation d'quilibre- de la valve de freinage 7 selon l'invention ; Ainsi ,la pression pilote est en permanence adaptée à sa juste valeur.
La valve de réduction de pression 15 peut etre tarée :
- mécaniquement ou par un ressort ;
- hydrauliquement ;
- électriquement.
L'ouverture du clapet de la valve de sécurité
15 est tarée à une pression P .Celle-ci est définie de la fa-po çon suivante :
p + p __ 1 _ , o u P p = P
20Si P est réglée en dessous de la valeur théo-iq O S ' p sera plus faible . Pour obtenir l'ouverture de la valve , il faudra que Pl augmente , ce qui entraine 1' augmentation de P2 .On favorise ainsi le fonctionnement en li-miteur de pression pour la valve de sécurité.
Si P est réglée en dessus de la~valeur théo-rique ,Pp augmente : on favorise ainsi l'ouverture par le pilo-tage de la valve , donc son fonctionnement en limiteur de dé-bit .
Certaines valves de securité ne sont pas équi-librées à la pression de retour . Tel est par exemple le cas de la variante illustrée sur la figure 5 . Dans ce cas ,le cla-pet ou système de freinage 18 est soumis à des efforts de ferme-ture et à des efforts d'ouverture correspondant aux équations efforts de fermeture : P .s + Pr . s efforts d'ouverture : Pl .s + P . S
Par conséquent , lorsque ces efforts s'équi-~ librent , on a :
P . s + P . s = P .s + P . s o r l p ~126~642 Po ( Pl Pr ) + Pp s Si l'on rajoute à la valeur de réduction de pression 15 ou balance hydraulique , un piston 19 de scetion s1 sur le-quel s'applique la pression de retour Prcréant un effort qui s' ajoute à l'effort de tarage , on aura ( figures 8 et 9) :
po Sl + Pr Sl = Pl Sl + Pp S
po Sl ( Pl - Pr ) Sl + Pp X S
avec la condition de tarage : s Ppo = Po X -S--- o X S
on retrouve : s S 1 1 ( P 1 S - P r ) S 1 + P x S
P = (P - P ) + P --------o 1 r p s La pression de pilotage P est à nouveau adaptée.
Dans l'exemple de réalisation donné sur les figures 8 et 9 , la valve de réduction de pression 16 précédemment dé-crite (figure 6) est tarée hydrauliquement , par action d'une pression de tarage dans une chambre 20 . Cette pression est définie par le limiteur de pression 21 agissant sur le débit contrôlé par un gicleur 22 . Le piston supplémentaire 19 de section sl engendre sur le tiroir 8 , sous l'action de P , un effort qui s'ajoute à celui que donne la pression de pilotage.
D'autres cas de fonctionnement peuvent être prévus.
Par exemple ,lorsque la pression P2 ~oi~ ~tre motric~ ..il.est alors nécessaire de piloter franc~æ~ la valve de séCurité`l5~
afin qu'elle s'ouvre au maximum , pour limiter la contre-pression sur la section normalement freinée . Il sera nécessaire de dis-poser sur le pilotage de la valve de sécruité 15 une séquence qui relie directement le pilotage de la valve à la pression P2.
Cette séquence peut d'ailleurs , par une organisation judicieuse, être intégrée à la valve de réduction de pression 16.
Disposition pour limiter la pression P-2 :
- valve de séquence tarée ;
- surtarage du ressort ;
- application d'un effort fonction de P2 sur le tiroir de la val-ve de réduction de pression.
Un exemple de surtarage est donné par la figure 10.
Sur la valve de réduction de pression 15 , on rajoute un ensem-ble comprenant un corps 23 dans lequel coulisse un piston à dou-12646~2 ble tige 24 . Ce piston détermine avec les alésages du corps et le palier 25 ,deux chambres reliées aux orifices 26 et 27 , recevant respectivement les pressions P2 ét Pr .
.Les sections annulaires des chambres sont égales , et leurs valeurs sont déterminées pour que le ressort soit surtaré sitot que la différence P2 ~ Pr = ~ P , est supé-- rieure ~ la tension du ressort rapportée à la section annulaire définie par les cotes de construction.
La tension du ressort 28 est fixée par la vis de réglage 29.
. D'une manière générale , on voit que , dans toutes les variantes qui viennent d'être décrites ,la balance hydraulique assure à chaque instant l'égalité entre la pres-sion à retenir Pl et la pression de retour Pr . Autrement dit, la pression de pilotage est adaptée en fonction du régime des pressions rencontrées par la valve de freinage elle-même . On équilibre , non seulement la pression de retenue Pl , mais aussi la pression de pilotage P
. .
L'utilisation d'une valve de freinage de ce type est bien connue pour la commande des organes hydrauliques supportant de fortes charges. Ces valves sont concues de fa,con éviter une chute brutale et dangereuse de la charge souleve'e, et ceci meme en cas de rupture d'une canalisation.
D'une maniere generale, une telle valve est utilisee pour maintenir dans un moteur hydraulique ou dans un vérin hydraulique, une pression suffisante, pour permettre le contr~le du déplacement d'un couple ou d'une charge motrice. A titre d'example non limitatif, on notera qu'une telle valve de freinage peut etre utilisee:
- sur un véhicule à transmission hydrostatique à
circuit ouvert, lorsqu'il descend une pente ou lorsqu'il procède a un freinage;
- sur une grue hydraulique, lorsque celle-ci dépose au sol une charge.
Une valve de freinage de ce type est connu par exemple par le brevet fran~cais numero 2 469 597. Une telle valve connue est intercalée sur un circuit à haute pression, dont elle fait varier la section d'obturation, et sa commande est assurée par une pression de pilotage. Dans le cas du brevet franc~ais 2 469 597, on constate que cette pression de pilotage peut être amenée à varier en cours db fonctionnement, d'une fa~on qui n'est pas tou~ours maitrisée et peut conduire à ~apparition de mouvements saccadés sur les appareils récepteurs.
,!~/ _ 1 --~264642 Si par exemple, une telle valve est montée sur la com-mande des deux chambres d'un vérin de grue hydraulique, l'enreg-ristrement des pressions au démarrage du mouvement montre que la pression décroit dans la chambre du vérin qui retient la charge, et croit dans la chambre opposee. Ces variations de pressions correspondent a la phase d'accéleration de la masse mobile lieé
au verin. Lorsque la vitesse souhaitee est atteinte, la pression augmente dans la section chargée du vérin et diminue dans la section opposée, comme cela appara~it ci-;oint, sur la figure 1.
Sur cette figure, la courbe Pl, P'l, P"l, represente l'évolution de la pression - la -dans celle des chambres du vérin qui retient la charge.Par con-~er1a courbe P2,P'2,P"2 ,représente l'évolution de la pression dans la chambre opposée du vérin.En abcisse, est por~ le-t ~ 6 t.
Ce phénomène phys~que entraIne des problèmes d'a-daptation de la valve de freinage qui,par construction,est sen-sible ~ux varlations de la pression dans les sectlons chargée et opposée. !~
Un autre phénomène physique lié au f~ctionnement du v~rin perturbe le rég~me des pressions dans les chambres de ce vérin.Il s'agit deQ frottements.Si l'on prend comme exemple un v~rin dont le rendement est 0,95 retenant une masse qui con-dit~onne une pression de 300 bars dans la section chargé ,l'ac-tion des frottements est ~equivalente à une pression de 3~0.(1-0,95) = 15 bars. Suivant le sens de la vitesse moyenne,la variation de pression dans la section chargée pourra être de + 15 bars.
En réalité ,la vitesse moyenne est réglée par le dé-bit dans la section opposée.Donc,l'influence des variations dues au frottement est prise en charge par des variations de pression apparaissant par exemple dans la petite section.Si le rapport des sections du vérin est de 1,8 ,l'amplitude des variations de pression de la petite section sera de :+ 15 x 1,8 = + 27 bars.
En définitive,si l'on considère la valve de freina-ge décrite dans le brevet fransais 2 469 597 ,le rapport entre la section S sensible à la pression de pilotage et la section s sensible à la pression à freiner est :
S/s = 15 Dans ces conditions,on voit qu'un écart de 27 bars sur la pression de pilotage est équivalent à un écart de 27 ~ lS
= 405 bars sur la pression à freiner.
La superposition de ces deux phénomènes conduit aux i résultats illustrés sur la figure 3.Si l'on suppose un vérin 1 chargé dont le mouvement suivant la charge motrice-(sens de con-traction indiqué par la flèche 2) est contrôlé par une valve de sécurité 3 tarée à une pression P , et dont le rapport de pilo-tage est N,la condition d'ouverture de la valve est :
- P0 P1 + P2 . N
où:
- P0 est le seuil de tarage de la valve 3 ;
- P1 est la pression côté grosse section dans le vérin 1;
~264642 ~ 3 - P2 est la pressionJcôté petite section , utilisée pour pi-loter la valve de sécurité 3.
' Sans la phase de mise en vitesse du vérin 1 , P1 chute , afin d'obtenir une accélération de la masse atta-chée au vérin ; soit P la valeur de la pression correspondant à l'effort d'accélération . Pour l'effort de frottement ,on peut définir une pression correspondante Pf . Pendant la phase de mise en vitesse , il régnera dans la section chargée du vé-rin , une pression :
P 1 P1 ( Pm + Pf ) Pour que la valve de sécuruté soit ouverte ,il faut que P2 augmente de la valeur :
(Pm + Pf ) x N
Lorsque la vitesse est atteinte , la pression d'accélération est nulle . La pression dans le vérin prend alors la valeur P"1 , telle que P"l = Pl - Pf . De même P2 devient Ainsi , le spectre de la pression en fonction du temps est représenté figure 1.
Les raisonnements ci-dessus montrent la pré-carité d'une position d'équilibre ,lorsque la valve de sécuri-té est pilotée par la pression P2 de la section opposée (figu-re 2~ . Pourtant , cette solution est intéressante , car elle permet de détecter l'emballement de la charge ( en case de sur-vitesse , la pression de la section opposée s'annule) ; elle évite de ramener des ordres électriques ou hydrauliques sur la valve de sécurité et donc sur le vérin .Ce dernier point est particulièrement intéressant pour les machines équipées de dis-tributeurs à commande musculaire , et ne disposanttpour uniquesystème d'ordre que des déplacements de pièces mécaniques telles que leviers et biellettes de liaison entre l'opérateur ,et le groupe distributéurs.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en ré~ ant. une valve de freinage dont la pres-sion de pilotage peut varier du fait de la présence sur son cir-cuit de pilotage , d'une valve de réduction de pression , dont la pression réduite est fonction du tarage du ressort et de la - pression dans la section chargée du vérin.
Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention.
Figure 4 est un schema illustrant le principe de fonc-tionnement d'une valve de freinage selon l'invention.
Figure 5 correspond à une variante d'application del'invention.
lo Figure 6 montre un mode de realisation possible utill-sant le principe de la figure 4.
Figure 7 représente le montage sur la valve de secu-rite, de la valve de reduction de pression.
Figure 8 montre le schéma hydraulique d'une autre variante de l'invention.
Figure 9 illustre une realisation correspondante.
Figure 10 montre une autre variante qui correspond a un surtarage.
On a represente'sur la figure 4 un verin 1 qui tra-vaille en retenue, à l'encontre d'une charge qui tend a la fairerentrer, comme indiqué par la figure 2. La grosse section du verin correspond a une chambre de retenue 4, dans laquelle règne la pression Pl. La petite section correspond a la chambre opposeé 5, dans laquelle regne la pression P2.
Le fonctionnement de cette valve est le suivant:
Dans le c~rps 6 (figure 6), coullsse un tiroir 8, taré
par un ressort 9. La valve est alimentée en pression P2, par un orifice 10. Le tiroir 8 en position de repos relie l'orifice 10 à un orifice 11 delivrant la pression Pp. Lorsque cette pression ~264642 Pp est suffisante pour engendrer sur le tiroir 8 un effort super-ieur à celui du ressort 9, le tiroir 8 se deplace en comprimant ce ressort ~figure 6, flèche 12). Le déplacement se poursuit jusqu'à ce que le tiroir 8 coupe la liaison entre les orifices 10 et 11, c'est-à-dire entre P2 et Pp. S'il arrive que Pp continue a cro~tre sous l'action des fuites internes à la valve, ou sous l'action des fuites extérieures, le tiroir 8 se deplace encore contre le ressort 9, et établit la liaison avec un orifice 13 ou regne la pression du reservoir.
Sur le piston 14, situe à l'extremite du tiroir 8, - 4a -~264642 on applique une pression Pl , qui vient de la section char-gée 4 du vérin 1 à protéger . Cette action s'ajoute à celle de la pression Pp sur le tiroir ~ de la valve , et la ferme-ture de la liaison entre les orifices 10 et 11 a lieu lorsquela relation suivante est vérifiée :
Effort du ressort = effort dû à P + effort dû à P1.
La valve 15 qui vient d'être décrite est une valve de réduction de pression .On peut la compléter en y mon-tant une valve de sécurité 16 , comme illustré sur la figure7 .La pression P sortant de l'orifice 11 de la valve de réduc-tion de pression 15 s'applique sur le piston- de pilotage 17 de la valve de sécurité 16 . La pression du récepteur (sec-tion chargée 4) s'applique simultanément sur le piston 14 de lS la valve de réduction de pression, et sur le clapet de la val-ve de sécurité 15.
Pour comprendre le principe de la commande selon l'invention , on va écrire l'équation d'équilibre de la valve de sécurité 15 . Si PO est la pression de tarage , S désigne la section d'application de la pression de pilotage Pp dans la valve 15 ,s étant la section d'application de la pression à freiner P1 .
On a :
Po .S - Pl S + Pp. S
p (Po P1 ) . S
La valve de réduction de pression 16 est organisée de fason que la pression réduite s'applique sur une section Sl , et la pression à freiner sur une section sl . Par construction, on a :
sl s Sl S
Par ailleurs , en l'absence de pression à frei-ner , la presslon réduite est tarée à la valeur P O = PO x ~S~-~
Sl ou : Ppo = PO x -- -- , ce qui est la condition d'ouverture de la valve de sé- 1 -curité 15.
Ainsi , l'équa tion d'équilibre de la valve de réduction de pression 16 s'écrit :
Ppo X Sl = Pp X Sl + P~ X
ou ~26~6~2 pO Pp + P~ X ---l_ 6 Si l'on prend la condition dse tarage de la valve de résduction de pressiosn 16 PpO PO Sl , on a :
P x --~~ p 1 x ----ou encore :
P x _ _ s--~ p 1 x ----------Ceci est l'équation d'quilibre- de la valve de freinage 7 selon l'invention ; Ainsi ,la pression pilote est en permanence adaptée à sa juste valeur.
La valve de réduction de pression 15 peut etre tarée :
- mécaniquement ou par un ressort ;
- hydrauliquement ;
- électriquement.
L'ouverture du clapet de la valve de sécurité
15 est tarée à une pression P .Celle-ci est définie de la fa-po çon suivante :
p + p __ 1 _ , o u P p = P
20Si P est réglée en dessous de la valeur théo-iq O S ' p sera plus faible . Pour obtenir l'ouverture de la valve , il faudra que Pl augmente , ce qui entraine 1' augmentation de P2 .On favorise ainsi le fonctionnement en li-miteur de pression pour la valve de sécurité.
Si P est réglée en dessus de la~valeur théo-rique ,Pp augmente : on favorise ainsi l'ouverture par le pilo-tage de la valve , donc son fonctionnement en limiteur de dé-bit .
Certaines valves de securité ne sont pas équi-librées à la pression de retour . Tel est par exemple le cas de la variante illustrée sur la figure 5 . Dans ce cas ,le cla-pet ou système de freinage 18 est soumis à des efforts de ferme-ture et à des efforts d'ouverture correspondant aux équations efforts de fermeture : P .s + Pr . s efforts d'ouverture : Pl .s + P . S
Par conséquent , lorsque ces efforts s'équi-~ librent , on a :
P . s + P . s = P .s + P . s o r l p ~126~642 Po ( Pl Pr ) + Pp s Si l'on rajoute à la valeur de réduction de pression 15 ou balance hydraulique , un piston 19 de scetion s1 sur le-quel s'applique la pression de retour Prcréant un effort qui s' ajoute à l'effort de tarage , on aura ( figures 8 et 9) :
po Sl + Pr Sl = Pl Sl + Pp S
po Sl ( Pl - Pr ) Sl + Pp X S
avec la condition de tarage : s Ppo = Po X -S--- o X S
on retrouve : s S 1 1 ( P 1 S - P r ) S 1 + P x S
P = (P - P ) + P --------o 1 r p s La pression de pilotage P est à nouveau adaptée.
Dans l'exemple de réalisation donné sur les figures 8 et 9 , la valve de réduction de pression 16 précédemment dé-crite (figure 6) est tarée hydrauliquement , par action d'une pression de tarage dans une chambre 20 . Cette pression est définie par le limiteur de pression 21 agissant sur le débit contrôlé par un gicleur 22 . Le piston supplémentaire 19 de section sl engendre sur le tiroir 8 , sous l'action de P , un effort qui s'ajoute à celui que donne la pression de pilotage.
D'autres cas de fonctionnement peuvent être prévus.
Par exemple ,lorsque la pression P2 ~oi~ ~tre motric~ ..il.est alors nécessaire de piloter franc~æ~ la valve de séCurité`l5~
afin qu'elle s'ouvre au maximum , pour limiter la contre-pression sur la section normalement freinée . Il sera nécessaire de dis-poser sur le pilotage de la valve de sécruité 15 une séquence qui relie directement le pilotage de la valve à la pression P2.
Cette séquence peut d'ailleurs , par une organisation judicieuse, être intégrée à la valve de réduction de pression 16.
Disposition pour limiter la pression P-2 :
- valve de séquence tarée ;
- surtarage du ressort ;
- application d'un effort fonction de P2 sur le tiroir de la val-ve de réduction de pression.
Un exemple de surtarage est donné par la figure 10.
Sur la valve de réduction de pression 15 , on rajoute un ensem-ble comprenant un corps 23 dans lequel coulisse un piston à dou-12646~2 ble tige 24 . Ce piston détermine avec les alésages du corps et le palier 25 ,deux chambres reliées aux orifices 26 et 27 , recevant respectivement les pressions P2 ét Pr .
.Les sections annulaires des chambres sont égales , et leurs valeurs sont déterminées pour que le ressort soit surtaré sitot que la différence P2 ~ Pr = ~ P , est supé-- rieure ~ la tension du ressort rapportée à la section annulaire définie par les cotes de construction.
La tension du ressort 28 est fixée par la vis de réglage 29.
. D'une manière générale , on voit que , dans toutes les variantes qui viennent d'être décrites ,la balance hydraulique assure à chaque instant l'égalité entre la pres-sion à retenir Pl et la pression de retour Pr . Autrement dit, la pression de pilotage est adaptée en fonction du régime des pressions rencontrées par la valve de freinage elle-même . On équilibre , non seulement la pression de retenue Pl , mais aussi la pression de pilotage P
. .
Claims (13)
EXCLUSIF DE PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST REVENDIQUE SONT
DEFINIES COMME IL SUIT:
1. Valve de freinage pour retenir une pression de charge P1 dans un circuit hydraulique, comprenant un organe de retenue piloté par une pression hydraulique Pp, et une valve de réduction fournissant ladite pression de pilotage audit organe de retenue, ladite valve de réduction comprenant des moyens pour varier la pression de pilotage Pp au sens contraire relative à pression de charge P1 et pour maintenir ladite pression hydraulique Pp inférieure a une valeur de seuil déterminée.
2. Valve de freinage suivant la revendication 1, selon laquelle la pression à retenir P1 règne, entre autres, dans la chambre à grande section d'un vérin à double effet.
3. Valve de freinage suivant la revendication 1, selon laquelle la pression Pp pour le pilotage de la valve de freinage est déterminée à partir d'une balance hydraulique, ce qui équilibre ladite pression de retenue P1 à retenir appliquée à une première section S1 et ladite pression de pilotage Pp appliquée à une deuxième section, une contre-pression étant appliquée à une troisième section opposée.
4. Valve de freinage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, selon laquelle la pression Pp pour le pilotage de la valve de freinage est obtenue à partir de la pression P2 de la deuxième section opposée à la première section chargée dudit vérin à double effet.
5. Valve pilotée destinée à commander la pression de charge au côté de charge d'une charge, ladite valve pilotée comprenant:
une valve de réduction de pression accouplée à ladite charge et présentant un organe de valve pilotée sensible à une force de pression de pilotage de tarage opposée par une force étant la somme d'une force de pression de charge fournie par ladite pression de charge et une force de pression de pilotage fournie par une pression de pilotage, ladite pression de pilotage étant reliée à une pression de réservoir lorsque ladite somme de force de pression dépasse ladite force de pression de pilotage de tarage; et une valve de sécurité accouplée à ladite valve de réduction de pression et ladite charge présentant un organe de valve de sécurité sensible à une force de pression de sécurité de tarage et la somme de la force de pression de sécurité
fournie par ladite pression de charge de charge et une force de pilotage fournie par la pression de pilotage.
une valve de réduction de pression accouplée à ladite charge et présentant un organe de valve pilotée sensible à une force de pression de pilotage de tarage opposée par une force étant la somme d'une force de pression de charge fournie par ladite pression de charge et une force de pression de pilotage fournie par une pression de pilotage, ladite pression de pilotage étant reliée à une pression de réservoir lorsque ladite somme de force de pression dépasse ladite force de pression de pilotage de tarage; et une valve de sécurité accouplée à ladite valve de réduction de pression et ladite charge présentant un organe de valve de sécurité sensible à une force de pression de sécurité de tarage et la somme de la force de pression de sécurité
fournie par ladite pression de charge de charge et une force de pilotage fournie par la pression de pilotage.
6. Valve pilotée suivant la revendication 5, dans laquelle ladite valve de réduction de pression comprend une première section et une deuxième section de pilotage définissant un rapport de section de pilotage de ladite première section de pilotage divisée par ladite deuxième section de pilotge, et ladite valve de sécurité comprend une première section de sécurité et une deuxième section de sécurité définissant un rapport de sécurité de ladite première section de sécurité
divisée par ladite deuxième section de sécurité.
divisée par ladite deuxième section de sécurité.
7. Valve pilotée suivant la revendication 6, dans laquelle ledit rapport de section de pilotage est égal audit rapport de section de sécurité.
8. Valve pilotée suivant la revendication 6, dans laquelle ladite pression de charge est appliquée à ladite première section de pilotage, et ladite pression de pilotage est appliquée à ladite deuxième section de pilotage de façon que ladite pression de pilotage est égale au produit dudit rapport de pilotage de section multiplié par une différence de pression entre ladite pression de charge et une pression de pilotage de tarage définie par le rapport de ladite force de pression de pilotage de targage à ladite première section.
9. Valve pilotée suivant la revendication 7, dans laquelle ladite force de pression de pilotage de tarage divisée par ladite première section de pilotage est égale au produit de ladite force de pression de sécurité de tarage divisée par lafite première section et un rapport de ladite section de pilotage et ledit rapport de section de sécurité.
10. Valve pilotée suivant la revendication 7, dans laquelle la pression de pilotage de tarage déterminée par le rapport de ladite force de pression de pilotage de tarage à ladite première section de pilotage est établie à un niveau inférieur au produit d'une section de sécurité pression de tarage de section de sécurité déterminée par le rapport de ladite force de pression de sécurité à ladite première section de sécurité et ledit rapport de façon que ladite valve de sécurité fonctionne comme un dispositif limitant la pression de charge suivant la différence entre ladite pression de tarage et ledit produit de ladite pression de sécurité de tarage et ledit rapport.
11. Valve pilotée suivant la revendication 7, dans laquelle une pression de pilotage de tarage déterminée par le rapport de ladite pression de pilotage de tarage à ladite première section de pilotage est établie à un niveau supérieur au produit de la pression de sécurité de tarage déterminée par le rapport de ladite force de pression de sécurité de tarage à ladite première section de sécurité and ledit rapport, de façon que la valve de sécurité fonctionne comme un dispostif limitant le flux augmentant ladite pression de pilotage selon le surcroît de ladite pression de pilotage de tarage par rapport au produit de ladite pression de sécurité et ledit rapport.
12. Valve pilotée destinée à commander la pression de charge au côté de charge d'une charge, ladite valve pilotée comprenant:
une valve de réduction de pression présentant une ouverture de charge en communication avec une source de pression, une //
ouverture de source en communication avec une source de pression, et une ouverture de réservoir en communication avec la pression de réservoir, ladite valve de réduction de pression comprenant de plus une organe de valve de pilotage déplaçable entre une position ouverte, une position fermée et une position de réservoir, ladite position ouverte établissant communication entre l'ouverture de source et ladite ouverture de pilotage, ladite position fermée bloquant communication entre ladite ouverture de source et ladite ouverture de pilotage, et ladite position de réservoir établissant communication entre ladite ouverture de réservoir et ladite ouverture de pilotage, et des moyens de pilotage de tarage fournissant une force de pression de pilotage de tarage normalement encourageant l'organe de valve de pilotage vers ladite position ouverte lorsque la somme de la force de pression d'une force de pression de charge de pilotage fournie par ladite pression de charge et une force de pression de pilotage fournie par ladite pression de pilotage, ledit organe de valve de pilotage étant déplacé vers ladite position fermée lorsque la somme de force de pression de pilotage est sensiblement égale à ladite force de pression de pilotage de tarage et ledit organe de valve de pilotage étant déplacé à la position de réservoir lorsque ladite force de pression de pilotage dépasse ladite force de pression de pilotage par une force de pression déterminée; et une valce de sécurité présentant une ouverture de charge en communication avec ledit côté de charge de ladite charge pour fournir une force de pression de charge de sécurité, une ouverture de pilotage en communication avec ladite ouverture de pilotage de ladite valve de réduction de pression pour fournir une force de pression de pilotage de sécurité, et une ouverture de réservoir en communication avec ladite pression de réservoir, ladite valve de sécurité comprenant de plus des moyens de sécurité de tarage appliquant une force de pression de sécurité de tarage à un organe de valve de sécuritédans le sens opposé à ladite force de pression de charge. de façon que ladite pression de charge varie suivant la force de pression de sécurité de charge, ladite force de pression déterminée, et ladite force de pression de sécurité de tarage.
une valve de réduction de pression présentant une ouverture de charge en communication avec une source de pression, une //
ouverture de source en communication avec une source de pression, et une ouverture de réservoir en communication avec la pression de réservoir, ladite valve de réduction de pression comprenant de plus une organe de valve de pilotage déplaçable entre une position ouverte, une position fermée et une position de réservoir, ladite position ouverte établissant communication entre l'ouverture de source et ladite ouverture de pilotage, ladite position fermée bloquant communication entre ladite ouverture de source et ladite ouverture de pilotage, et ladite position de réservoir établissant communication entre ladite ouverture de réservoir et ladite ouverture de pilotage, et des moyens de pilotage de tarage fournissant une force de pression de pilotage de tarage normalement encourageant l'organe de valve de pilotage vers ladite position ouverte lorsque la somme de la force de pression d'une force de pression de charge de pilotage fournie par ladite pression de charge et une force de pression de pilotage fournie par ladite pression de pilotage, ledit organe de valve de pilotage étant déplacé vers ladite position fermée lorsque la somme de force de pression de pilotage est sensiblement égale à ladite force de pression de pilotage de tarage et ledit organe de valve de pilotage étant déplacé à la position de réservoir lorsque ladite force de pression de pilotage dépasse ladite force de pression de pilotage par une force de pression déterminée; et une valce de sécurité présentant une ouverture de charge en communication avec ledit côté de charge de ladite charge pour fournir une force de pression de charge de sécurité, une ouverture de pilotage en communication avec ladite ouverture de pilotage de ladite valve de réduction de pression pour fournir une force de pression de pilotage de sécurité, et une ouverture de réservoir en communication avec ladite pression de réservoir, ladite valve de sécurité comprenant de plus des moyens de sécurité de tarage appliquant une force de pression de sécurité de tarage à un organe de valve de sécuritédans le sens opposé à ladite force de pression de charge. de façon que ladite pression de charge varie suivant la force de pression de sécurité de charge, ladite force de pression déterminée, et ladite force de pression de sécurité de tarage.
13. Valve pilotée suivant la revendication 12, dans laquelle ladite charge comprend un côté opposé fournissant une pression de côté opposé et ladite ouverture de source de ladite valve de réduxtion est en communication avec ledit côté opposé, de façon que ladite pression de pilotage varie selon la différence netre ladite pression de charge et ladite pression de côté opposé.
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