CA1093938A - Dispositif de poussage au moyen de verins hydrauliques - Google Patents

Abstract

B R E V E T D ' I N V E N T I O N Etablissement public dit : CHARBONNAGES DE FRANCE . Dispositif de poussage au moyen de vérins hydrauliques. DE DIVULGATION Dans un dispositif de poussage par une pluralité de vérins hydrauliques, les deux vérins différentiels, poussent de la droite vers la gauche selon la figure. Les chambres de réarmement sont en permanence sous pression hydraulique. A chaque vérin est associé un clapet piloté autoverrouillé mis en position active par un poussoir de fin de course de travail du piston et ramené en position inactive par un clapet piloté actionné par un poussoir de fin de course de retour du piston au départ. En position active, le clapet commande l'isolement par rapport à l'alimentation de toutes les chambres de travail et la mise a la bâche de la chambre de travail associée.

Description

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~ 'invention a pour objet un dispositif de poussage quasi-continu au moye~ d'une pluralité de veri~s hydrauliques.
0~ a besoin dans certaines applications tech-niques7 notamment minières, de pousser un objet ou dehale~ une machine ou un soutènement au moyen de plusieurs vérinsO Comme exemple d'application de poussage au moyen d'une pluralité de vérins, on peut citer le ripage de co~voyeurs blindés le lo~g d'un fro~t de taille d'abattage de charbo~ ou autre minéral, qui nécessite un grand nombre de verins poussants. On peut citer également l'avancement de piles de soutè~ement, soit par des vérins de ripage soit par des vérins à e~cliquetage iclus dans la pile elle-même. On trouvera des descriptio~s d'u~e telle pile danS la demande de brevet au Canada N 292,434 du 5 Décem-bre 1977 de la Demanderesse.
Dans tous les cas d'utilisation d'une pluralité
de véri~s pousseurs, se pose le problème du rappel en po-sition de départ du vérin qui est à bout de course de poussée. Dans la pratique, cette opération nécessite une multiplicité d'interventions manuelles difficiles a coor-do~ner. ~orsqu'un vérin est en fin cle course, il faut le réarmer~ mais en arrêtant l'autre ou les autres.
~e but de l'invention est de supprimer les interve~tions manuelles en asservissant les opérations les unes aux autres permetta~t ainsi une automatisation totale de la poussée.
A cet effét~ on part d'u~ dispositif de pous-sage quasi-conti~u au moyen d'u~e pluralité de vérins hy-drauliques~ do~t les chambres de travail so~t normalementalimentées en parallèle chacune par une canalisation d~alimentation de fluide hydraulique sous pressio~ alime~tée Yè~P
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~0~ 3 ~3 ~
par un gén~rateur de pression hydrauli~ue, comportant des moyens commandes de fermeture des canal.isatlons d'alimen-tation, ainsi que des moyens command~s de mise à la bache des chambres de travail, lesdits vérins étant des vérins à double e~fet comportant chacun un piston, présentant une face de travail définissant la chambre de travail et une face de réarmement définissa~t une chambre de réarme-ment, et pouvant se déplacer entre une position de départ et une position de fin de course de travail et inverse-me~t.
~ es buts de l'invention sont atteints par lefait qu~un dispositif du type precité comporte :
- associés à chaque verin, un dispositif bis-table de pilotage dont la mise en position active de pilo-tage est déclechée par l'arrivée du piston en position de fin de course de travail et un dispositif sensible au re-tour du piston à sa position de départ commandant le retour en position inactive du dispositif de pilota~e, - des moyes d'asservissement à la position active du dispositi~ de pilotage pour commander la mise à
la bâche de la chambre de travail du vérin associé et la fermeture des moyens comma~dés de fermeture des canalisa-tions d'alimentation des chambres de travail, - des moyens associés d'alimetation en fluide hydraulique sous pression de chacune des chambxes de réar-mement au moins pendant l'état de position active du dispo-sitif de pilotage associé.
Selon un mode de réalisation, chaque vérin est un vérin dif~érentiel dont la face du piston tournée vers la chambre de travail est plus grade que sa ~ace tour~ée ~ers la cha~bre de réarmement et chaque chambre de réarmement est alime~tée e~ permane~ce par les moyens d'alimeDtation en fluide hydraulique sous pressio~ aæsocié.

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Selon u~e ~ariante, ~6 moyens d'alimentation de chaque chambre ds r~armeme~t en fluide hydraulique sous pre~sio~ sont asservis à la positioD active de pilota-ge du dispositif bistable de pilota~e associé.
D'autres caractéristiques et particularités ressortiro~t de la descriptio~ qui sera donée ci-après uniquement à titre d'exemple de modes de réalisation de l'invention.
On se reportera à cet effet aux de~sins anne-xés, dans lesquels :
- la figure 1 est le schéma d'un dispositif de poussage à deux vérins selon l'inve~tio~, - la figure 2 est un schéma partiel d'un dis-positif selon l'invention montrant la possibilité d'éten-dre au-delà de deux le nombre de vérins, - la figure ~ est uDe variante du schema de la fi~ure 10 On a rsprésenté à la figure 1 le schema d'un diapositif selon l'invention de poussage ~ydraulique ~uasi-continu à deux vérins.
Deux véri~s à double ef~et 10 et 20 sont pré-~us pour pousser d'u~e position de départ, la plus à droite sur la figure7 vers une position de fin de course de tra-vail, la plus à gauche sur la figureO Ces vérins so~t iden-tiquas et comportent, chacun, un pisto~ 11 auquel est asso-ciée une tige de ~érin 12. Le piston délimite, dans le cy-: lindre 13 de chaque vérin, une chambre de travail 14 et u~e chambre de réarmeme~t 15 et présente donc, respective-me~t, une face de travail 16 et une face de réarmement 17.
~0 Chacune des chambres de travail 14 est alimen-tée par une canalisation d'alimentation de fluide sous pression 1 pour la chambre 14 du vérin 10 et 2 pour la _ ~, _ .. . . : ~

1~ ~ 3 ~ 3 ~

chambre 14 du vexin 20. Une pompe hydraulique 8, alimentée par une bâche 9~ alimente normalement en fluide hydraulique sous pre~sion les deux canalisations 1 et 2 en parallèle~
comme il sera explique plus loin, au moyen d'une canalisa-tion générale 41, sur la~uelle est installée une vanne deréglage de débit 42 et co~portant un régulateur de pression 470 ~es canalisations 1 et 2 so~t reliées à la canalisation 41 à travers de~ clapets pilotés, respectivement 3 et 40 Sur les canalisations 1 et 2 sont raccordés, en dérivation sur des branchements 21 et 22, des clapets pilotés, res-pectiveme~t 5 et 6 de mise à la bâche des chambres de tra~
vail des vérins 10 et 20.
A la tige 12 de chaque verin est associé un clapet piloté autoverrouillé 23 a~ant une position active de pilotage et une position passive, cette dernière étant celle qui est représentée sur la figure.
Chaque clapet pilote 23 présente un poussoir Z4 s'enfonc~ant dans le corps du clapet au fur et à mesure qle la tige ~2 du vérin 10 ou 20 se dirige vers la position de fin de course de travail. Lorsque le poussoir 24 atteint sa position extrême, vers la gauche de la figure 1, corres-pondant ~ la position de fin de course de travail du piston 11 as~ocié, il repousse une bille 26 formant soupape appli-quée jusqu'alors contre un ~iège 27 par un ressort 25 et une pression de fluide hydraulique appliquée en permanence, par une canalisation 40, dans le corps du clapet piloté 230 Celui-ci reste donc en position inactive aussi longtemps que la poussoir 24 n'a pas repoussé, à gauche selon la fi-gure, la bille 26 constituant clapetO Du côté du siège 27 opposé à la bille 26S le clapet piloté 23 comporte une chambre de pilotage 28 à la~uelle est raccordée une canali-sation de pilotage 290 Le clapet piloté 23 comporte en outre ~0~3'~3~
un cylin~re d.e verrouillage 30 dans lequel se déplace un piston 31 rigidement lie au poussoir 24. 3ans le cylindre 30 dé~ouche, du c8t~ poussant le piston dans le sens de la position active de pilotage, une canalisation 32 raccordée eD d~rivation de la canalisation 29 a traver~ u~ étrangleur 33.
On voit que le clapet piloté 23 constitue un dispositif bistable, dont la mise en position active de pi-lotage est decleDch&e par l'a~rivee du piston 11 en position de fin de course de travail et qu~il reste en5uite en posi-tion acti~e, tout au moins aussi longtemps que la pression hydraulique est maintenue sur le piston 31, même si le pi5-ton 11 quitte sa position de fin de course de travaila com-me représenté à la ~igure.
Du c8té du verin 10 ou 20 opposé à la tige 12, se trouve un clapet piloté simple 34, dont une bille 35 est appliquée contre un siège 36 par un ressort 37 et éven-tuellement par la pression hydraulique provenant d'une ca-nalisation 38 dérivée de la canalisation 32. ~a bil].e peut être écartée du ~iège 36 par un poussoir 39 sensible à la présence du piston 11 en position de départ. Dans cette po-sition écartée de la bille 35 la ca~alisation 38 est mise à la bâche par une canalisation 19 débouchant dans le corps du clapet 34 du c8té du siège 36 OppOSé à la bille 35.
On voit que le retour du piston 11 en position de départ met donc à la bâche le circuit maintenant en pression le piston 31 et déverrouille ainsi le clapet pi-loté auto~errouillé 23, qui revient alors a sa position inactive.
~inaleolent le clapet piloté auto-verrouillé
23 est en position inactive aussi longtemps que le vérin reste en posltion de dép~rt et pousse, mais il bascule en ~ 5 --~ 3 ~

position active jusqu'à ce que le v~ri~ arrive en fin de course, et il reste dans cette position aussi longtemps que le vcrin n'est pas ramene à sa position de départ, puis il bascule a nouveau en position inacti~e dès que le vérin est reve~u à sa position de départ .
Chaque canalisation de pilotage 29, mise e~
pression lorsque le clapet pilote autoverrouillé 2~ est en position active agit, d'autre part, sur un clapet piloté
simple 5, associé au vérin 10, ou 6, associé au verin 20.
~e clapet, 5 ou 6~ recevant la pression du circuit de pilo-tage 29 met à la bâche, respectivement, la canalisation 1 ou 2, c'est-à-dire la cham~re de travail associee.
A ce moment, il est alors nécessaire d'isoler l'alimentation de la canalisation 1 ou 2 de la canalisation génerale 41. A cet effet, les canalisations 1 et 2 sont raccordees chacune à la canalisation générale 41 à travers un clapet piloté, respectivement 3 et 4, fermant l'alimen-tation sous l'effet de l'apparition d'une pression de pilo-tage dans l'une des canalisations de pilota~e 29~ ~es deux canalisations 29 sont montees en opposition aux deux entrées symetriques d'un sélecteur de circuit 7 à pointeau obtura-teur flottant 70 alimentant en parallèle les deux clapets pilotés ~ et 4 par des canalisations 18 et 19. De cette ~`açon l'appaxition d'une pression de pilotage sur l'un quelcon~ue des circuits de pilotage 29 ferme les deux cla-pets ~ et 4, isolant ainsi l'alimentation des vérins 10 et 11. ~a conséquence est que le vérin dont le circuit de pi-lotage est actif est mis à la bâche et peut revenix en posi-tion de départ, ta~dis que l'autre est bloqué immobilisé
jusqu'à ce que le premier soit revenu à sa position de dé-part.
Sur les canalisations 1 et 2 sont interposées ;

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des va~nes de reg~e 51 e-t 52 permett~ t de régler rela-tivement les unes par rapport aux autres les poussées des vérins 10 et 20, par exemple pour faire prendre un virage à la machine que ces vérins pousse~tO Un combi~ateur 50 permet d'assurer le réglage en une seule opératio~.
Da~s l'exemple décrit à la figure 1, les deux vérins so~t du type différe~tiel, c'est-à-dire que la face de travail 16 du piston 11 est de plus grande surface effi-cace que sa face de réarmement 17. C'est pourquoi on a choiæi d'alimenter en permanence en fluide hgdraulique sou9 pression les deux chambres de réarmemenb 150 A cet effet débouche, dans chacune de ces chambres, une canalisa-tion 44~ les deux canalisations 44 étant dérivées en pa-rallèle d'une canalisation générale auxilialre 43, elle-même dérivée de la canalisation générale 41. De cette façon toute mise à la bâche de la chambre de travail 14, provoque une action de retour du pi.ston par effet de la pression perma-nente dans la chambre de réarmementO
Pour compléter la description de la fi~ure 1, il convie~t sncore de mentionner que~ pour limiter les co~-séque~ces de fuites éventuelles, les canalisations de pilo-tage 29 comportent des étranglements calibrés 45 déboucha~t à la bâcheO
~e schéma de la figure 1 aya~t été décrit avec détails~ on peut maintena~t décrire très brièveme~t le mode de fonctio~nement du dispositif.
~ 'avance d'u~e machine ou la poussée dlu~
obaet au ~oye~ du dispositif est assurée par la poussée si-multanée des deux véri~s h~drauliques à double effet et ide~tiquesO ~orsqulun des vérins arrive en fin de course, il s'inverse automatiquement. Si on a pris soi~ selon la pratique, d'amarrer soit la tige~ soit le vérin, par exemple ~ 7 --3'33~
par encliquetage, le vérin se rétracte sans exercer d'ef-fort sur la machine ou l'objet~ c'est-à-dire qu'il ~ait un retour à vide. Pendant le retour à ~ide du vérin, l'autre vérin est verrouillé hydrauliquement e~ po~ition, puisque 50~ clapet pilote d'alimentation 3 ou 4, est en position de fermeture. Dès que le premier vérin a accompli sa course retour, le~ deux vérins sont remis e pression de tra~ail.
Si, par exception, les deux vérins arrivent simulta~eme~t e~ fin de course, ils so~t mis simultanément à la bâche et remis en pression de travail dès qu'ils ont atteint, tous deux, leurs positions de départ.
Dans tous les cas on obtient une poussée pa-rallèle en équilibrant la poussée sur les vérins 0t on obtient u~e poussée en viraæe par action différetielle 6ur les vérins au moyen du combinateur 50 agi6sant 6ur le6 vannes de reglage 51 et 52. ~e combinateur peut également être utilisé en l'a~servissant automatiqueme~t à une base de référe~ce, par exemple l'inclinaison observée par rap-port à la faca d'un objet à pousserO
~ a figure 2 montre comment on peut associerplusieurs dispositi~s à deux vérins pour réaliser un dispo-sitif comportat ue pluralité de plus de deux vérins.
Dans un dispositif à n vérins, il y a autant de fois n clapets pilotes 23, ~4, 5 ou 6, et 3 ou 4, ainsi ~ue les canalisations de pilotage as60ciées.
~ es canalisations de pilotage 29 sont associées par paires pour piloter un sélecteur de circuit 7, par exemple deux canalisation6 29 pour piloter un sélecteur 7 ~0 et deux ca~alisations 29' pour piloter un sélecteur 7'0 A
leur tour, les sélecteurs 7, 7~,... sont associés deux par deux pour piloter, par une canalisation 56~ 56~, un sélecteur .

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57 pouva~t alimenter en parallèle les n clapets, 3, 4, 3', 4', ... au mQyen d'une canalisation 58. On peut ainsi constituer des eta~es de sélecteurs en cascade. Si n n'est pas une puissance de 2, on rattachera~ en tant que besoin~ un vérin ou un ou plusieurs selecteurs à un étage décal~ par rapport aux autres.
A la figure 3, on a représenté une variante du dispositif de la ~igure 1, dans laquelle les chambres de réarmement ne sont pas alimentées en permanence, mais alimentées par pilotage par le dispositif de pilotage seulement lorsqu'il est en positio~ active de pilotage. On reconna~tra ~ur la figure 3, les éléments constitutifs du dispositif de la figure 1. ~ stallation en diffère, pour l'essentiel, par le fait qu'un distributeur 3 voies 60 est intercalé sur la canalisation 43, lequel distributeur n'au-torise l'alimentation des chambres de réarmement en fluide hydraulique sous pression que lorsque l'un des dispositifs de pilotage est dans son état actif. A cet effet le distri-buteur 60 est piloté par l'intermédiaire d'u~e canalisation 61 raccordée en dérivation sur les canalisatlons 18 et 19.
~orsque le sélecteur 7, ou les sélecteurs s'il y a plus de deux vérins, ne délivre plus, ou ne délivrent plus~ de pression, un ressort 62 remet à la bâche les chambres de réaxmement des vérins, ce qui permet leur poussée sans contre-pression hydraulique.
Selon une variante, les étrangleurs 45 de la figure 1 sont remplacés à la figure 3 par des organes à
clapets verrouillés 46 laissant écouler normalement une ~ulte, mais se verrouillant en position fermée lorsque le débit devient important au moment de la mise en positio~
active de pilota~e du clapet piloté autoverrouillé 23 coxrespondant.

lO~ P3~

Le fonctio~nement du dispositif est exacteme~t le même que dans le cas de la figure 1~ sauf que 1'action hydrauli~ue dans le sens de la poussée ~'e~t pas différen-tielle.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de poussage quasi-continu au moyen d'une pluralité de vérins hydrauliques, dont les chambres de travail sont normalement alimentées en parallè-le chacune par une canalisation d'alimentation de fluide hydraulique sous pression alimentée par un générateur de pression hydraulique, comportant des moyens commandés de fermeture des canalisations d'alimentation, ainsi que des moyens commandés de mise à la bâche des chambres de travail, lesdits vérins étant des vérins à double effet comportant chacun un piston, présentant une face de travail définissant la chambre de travail et une face de réarmement définissant une chambre de réarmement, et pouvant se déplacer entre une position de départ et une position de fin de course de tra-vail, et inversement, comportant :
- associés à chaque vérin (10, 20), un dispo-sitif bistable de pilotage (23) dont la mise en position active de pilotage est déclenchée par l'arrivée du piston (11) en position de fin de course de travail et un disposi-tif (34) sensible au retour du piston (11) à sa position de départ commandant le retour en position inactive du disposi-tif de pilotage (23), - des moyens d'asservissement à la position active du dispositif de pilotage (23) pour commander la mise à la bâche de la chambre de travail (14) du vérin (10, 20) associé à la fermeture des moyens commandés de fermeture (3, 4) des canalisations d'alimentation (1, 2) des chambres de travail (14), - des moyens associés d'alimentation (43, 44) en fluide hydraulique sous pression de chacune des chambres de réarmement (15) au moins pendant l'état de position active du dispositif de pilotage associé (23).

2) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel chaque vérin (10, 20) est un vérin différentiel dont la face (16) du piston (11) tournée vers la chambre de travail (14) est plus grande que sa face (17) tournée vers la chambre de réarmement (15) et chaque chaque chambre de réarmement est alimentée en permanence par les moyens d'alimentation (43, 44) en fluide hydraulique sous pression associés.

3) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'alimentation (43, 44) de chaque chambre de réarmement (15) en fluide hydraulique sous pression sont asservis à la position active de pilotage du dispositif bistable de pilotage (23) associé.

4) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dispositif bistable de pilotage (23) est un clapet piloté autoverrouillé commande par un poussoir (24) sensi-ble à la position de fin de course de travail.

5) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dispositif sensible (34) au retour du piston (11) à sa position de départ est un clapet piloté simple comman-de par un poussoir (39) sensible au retour du piston (11) à sa position de départ et commandant la mise à la bâche du circuit de verrouillage (32) du clapet piloté autoverrouillé.

6) Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la fermeture des moyens commandés de fermeture (3, 4) des canalisations d'alimentation des chambres de travail (14) est commandée à travers un dispositif a au moins un sélec-teur (7, 7', 57) de circuit sensible à la mise en position active de pilotage de l'un quelconque des dispositifs de pilotage (23).