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:
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