Contrle de charge motrice par soupape dquilibrage Montanhydraulik

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Soupape de freinage de fabrication Montanhydraulik

Origine Montanhydraulik http://www.glueckauf-hydraulik.de/

Principe de fonctionnement:

Position blocage

En position repos les clapets anti-retour sont maintenus plaqu sur leur sige

respectif par les ressorts de rappel -FR1- pour le clapet principal et un lger

ressort pour le clapet de dcompression -S4-. Ce qui interdit lcoulement du

fluide de lorifice -B- vers, lorifice -A-. Le piston de rgulation est repouss en

arrire par le ressort -FR2-. Le passage vers le clapet anti-retour est ainsi libre,

permettant lcoulement de lorifice -A- vers lorifice -B-.

80 NG 30 62 NG 20

Face Av tiroir regulation S1= 7.07cm S1= 3.14cm

Section dquilibrage S2= 6.97cm S2= 3.03cm

Section C-A-R S3= 7.15cm S3= 4.15cm

Section clapet dcomp S4= 0.28cm S4= 0.28cm

Section piston de pilote S5= 9.08cm S5= 6.16cm

S5+S2-S1=S6 S6= 8.98cm S6= 6.05cm

Cx= 100mm Cx= 88mm

Cy= 16mm Cy= 14mm

Cz= 60mm Cz= 44mm

FR1=ext37mm, fil5mm, Lg=73mm, Nb5 FR1=ext28mm, fil4mm, Lg=50mm, Nb6

FR2=ext43mm, fil6mm, Lg=123mm, Nb7 FR2=ext32mm, fil5mm, Lg=100mm, Nb6

Figure13 :

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Position rgulation (dbut douverture)

Lcoulement de lorifice -B- vers lorifice -A-, est contrl par le tiroir de

rgulation, Lorsquil se dplace vers la gauche en direction des clapets anti-

retour. Dans un premier temps, il provoque louverture du clapet anti-retour de

dcompression -S4- ds lors le fluide circule le long de la tige de pousse du

clapet de dcompression loge dans le clapet principal, puis alimente via un

canal perc dans le tiroir de rgulation la section dquilibrage -S2-.

Cette conception a pour effet dquilibrer les forces hydrauliques agissant sur le

tiroir de rgulation. Les sections -S1- et -S2- tant sensiblement identiques.

Dans un second temps le tiroir de rgulation dverrouille le clapet principal,

autorisant ainsi le passage de -B- vers -A-. Lcoulement du fluide est

maintenant contrl par les fentes de progressivits usines dans le tiroir de

rgulation. La section de passage varie en fonction de la course du tiroir.

La pression de pilotage dplace le tiroir de rgulation en agissant sur la section

-S5- du piston. Il comprime dans un premier temps le ressort -FR2-, ensuite

lorsque la face avant du tiroir sappuie sur le clapet principal -S3- le ressort

-FR1-, la pression de pilotage est maintenant lie la somme des forces des

deux ressorts FR1 + FR2.

Dimensions des ressorts :

Ressort du piston de rgulation:

Figure14 :

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Ressort du clapet anti-retour:

Course du tiroir avant le dbut douverture Cy =16mm

Compression du ressort du piston de rgulation avant le dbut douverture

Compression du ressort du clapet anti-retour pour aller en dbut douverture

Force du ressort du piston de rgulation louverture :

Raideur du ressort

Force du ressort du clapet anti-retour louverture:

Raideur du ressort

Force totale (pression nulle lorifice -B-), louverture :

Pression de pilotage en dbut douverture :

Les rsultats indiquent quune pression pilote denviron 21 bars est ncessaire

au dcollement du clapet principal -S3- de son sige les frottements des joints

dtanchits ne sont pas pris en compte.

Pression maximum de pilotage pour une 36mm de course du tiroir rgulateur :

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Pression de pilotage/course du tiroir de rgulation

Influence des pressions de charge, et de retour.

Equation dquilibre louverture

Pression de pilotage

Avec coulement

Considrions la rupture du ressort de rappel du tiroir de rgulation

Avec coulement

La commande du dbut douverture du clapet principal ne ncessite que 10.5bar

avec une pression lorifice -B- de 100bar, et 4bar lorifice -A-.

Une diminution des pressions de fonctionnement diminuera encore la pression

de pilotage

Figure15 :

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Dfaillance de la soupape de freinage de contrle de charge :

Dpose de la superstructure au sol :

Lopration se ralise en deux tapes :

1re

: la flche est descendue jusquau sol par le vrin de manuvre la vitesse de

rentre (descente) est contrle par la soupape de freinage 80/NG30. Lorsque la

roue place la pointe de la flche touche le sol le mouvement est stopp, laxe

de verrouillage de lquipement sur la charpente est maintenant retir.

2me

: la descente de la superstructure jusquau sol sopre en sortant le vrin de

manuvre. La vitesse de sortie est contrle par la soupape de freinage

62/NG20. Lorsque la position basse est atteinte le mouvement est interrompu et

bloqu par le clapet anti retour log lintrieur de la soupape de freinage.

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Serie1 : efforts

Srie2 : pression

Figure16 :

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37

Force/pression

Srie1 Srie2

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La manuvre tant exceptionnelle est dlicate les vitesses de manuvre sont

rduite. La pression atteint 350bar dans la chambre annulaire du vrin lorsque

lquipement est horizontal. Le graphe ci-dessus reprsente les efforts et

pression contrler durant la phase de descente.

On calcule :

1re

: la pression pilote de la soupape -80NG30- pour rentrer le vrin charge

nulle et petite vitesse.

Equation dquilibre louverture :

On pose :

Force dapplication du clapet de la soupape -62NG20- sur son sige :

Raideur du ressort

Pression douverture du clapet :

Pression dalimentation de la section annulaire Pm2 :

2me

: la pression pilote pour rentrer le vrin charge nulle et petite vitesse,

avec le ressort de rappel du tiroir de rgulation cass.

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Pression dalimentation de la section annulaire Pm2 devient :

3me

la pression en -Pm2- pour rentrer le vrin avec une pression de charge gale

100bar, petite vitesse et avec le ressort de rappel du tiroir de rgulation

cass. -Pm4- = 1.5bar

Pression dalimentation de la section annulaire Pm2 :

3

me : calcul de la course du tiroir de rgulation de la soupape de freinage -

80/NG30- avec une pression de pilotage de 9bar et le ressort du de rgulation

cass et une pression Pm4 nulle.

Course du tiroir de rgulation en fonction de la force du piston de pilotage

9.08 x 9 = 81daN

81 / (49/13) = 21mm

Le tiroir de rgulation de la soupape de freinage -80/NN30- un dbit de -B-

vers -A- de 220l/mn sous une P de 30bar. La pression cre par la charge

motrice varie de 30bar 70bar en passant par un maximum de 120bar environ.

Le dbit maximum expuls par le vrin est gal : mnl /44030120220

Lorsque celui-ci atteint le maximum de 440l/mn la pression de retour qui rgne

en Pm4 a tendance repousser le tiroir de rgulation dans le sens de la

fermeture.

Il se produit donc un pseudo contrle de la charge mais avec une vitesse

excessive.

Le dbit ainsi vacu par la section piston -SP- du vrin est suprieur au dbit de

remplissage de la section annulaire un vide partiel se cre dans le volume

annulaire -SA- du vrin.

Il y aura donc chute de lquipement lorsque laxe de verrouillage sera retir.

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Remdes :

By passer les soupapes de freinage par des clapets anti retour largement dimensionn afin dliminer toutes les pertes de charge nuisibles au

fonctionnement.

Monter des prises de pression pour surveiller la pression directement dans les chambres du vrin afin dinterdire toutes manuvre en cas de pression

ngatives

Il est donc trs important de raliser une analyse fonctionnelle approfondie du

schma ainsi que des composants qui le constituent car une succession de petit

dsordre peuvent engendrer de srieux accidents.

Rien ne laiss entrevoir que le ressort du tiroir de rgulation de la soupape

-80/NG30- puisse se rompre, et que la pression douverture du clapet anti retour

de la soupape -62/NG20- serait aussi importante.

(3bar en standard dans la fiche technique du constructeur).

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Bouton1: Bouton2: