fonctionnement des soupapes de séquence hydrauliques

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Il existe 2 types de valves de séquence :

Valves de séquence avec pilotage interne.
Valves de séquence avec pilotage externe.

Les valves de séquence sont montées en série sur le circuit hydraulique. Elles sont normalement fermées, pilotées sur l’entrée ou avec un pilotage externe et drainées externes.

Prenons l’exemple d’un schéma simple avec 2 vérins commandés par un seul distributeur. La vitesse d’un des vérins est ralentie par un limiteur de débit.

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1 - Schéma : stand-by

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Le schéma ci-dessus représente le circuit hydraulique d’une porte de benne.

On retrouve :

Un réservoir hydraulique (rep 1)
Une pompe cylindrée fixe entraînée par un moteur thermique (rep2)
Un limiteur de pression (rep 3)
Un distributeur 4/3 TOR centre ouvert de P vers T (rep 4)
Un vérin de porte : double effets, rapport de section = 2 (rep 6)
Un vérin de verrouillage : double effets, rapport de section = 2 (rep7)
Une valve de séquence pilotée externe (rep 8)
Un limiteur de débit unidirectionnel (rep 9)

Avec un seul distributeur, pour l’ouverture il faudra dans un premier temps déverrouiller la porte, puis ensuite ouvrir la porte de la benne.

Pour la fermeture de la porte, il faudra dans un premier temps fermer la porte, puis ensuite verrouiller la porte.

Cycle ouverture : distributeur flèches droites :

1^er Sortir la tige du vérin (rep 7) : Déverrouillage porte
2^èmeSortir la tige du vérin (rep6) : Ouverture porte

Cycle fermeture : distributeur flèches croisées :

1^er Rentrer la tige du vérin (rep 6) : Fermeture porte
2^èmeRentrer la tige du vérin (rep7) : Verrouillage porte.

La schématique de la valve de séquence (rep 8) est représentative de sa mécanique.

On observe (Fig. A) :

Le clapet (rep 8a) représenté par une flèche.
Le ressort (rep 8b).
La vis de réglage (rep 8c) représentée par une flèche.
Le drainage de la boîte à ressort (rep 8d) représenté par des traits discontinus.
Un clapet de by-pass (rep 8e)
Le pilotage externe (rep 8f) représenté par des traits discontinus.

En stand-by, la pompe entraînée par le moteur thermique au régime travail débite 30 l/min. Le distributeur est au repos et tout le débit de la pompe retourne au réservoir par le centre du distributeur (de P vers T). Les vérins ne bougent pas.

En négligeant les pertes de charge (frottement de l’huile dans la tuyauterie), nous constatons les valeurs suivantes :

M1 : 0 bar	Ligne P : 30 l/min
M2 : 0 bar	Ligne T : 30 l/min
M3 : 0 bar

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2 - Schéma : phase rentrée vérins

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Lorsque la bobine (b) du distributeur est alimentée, le tiroir se déplace vers la droite (flèches croisées du symbole du distributeur) et oriente l’huile issue de la pompe vers les vérins montés en parallèle sur le circuit. L’huile se cumule dans le circuit et monte en pression instantanément jusqu’à la pression de déplacement du vérin de la porte (rep 6). Le vérin de la porte rentre seul sous une pression de 80 bars (2 fois plus de pression quand sortant : rapport de section du vérin). Lorsqu’il arrive en butée mécanique, la pression monte à 120 bars et le vérin du verrou rentre (rep 7). L’huile de retour des vérins retourne au réservoir à l’aide du distributeur en passant par les clapets de by-pass de la valve de séquence (rep 8e) et du limiteur de débit (rep 9a).

Nous constatons que le cycle est respecté, le vérin le moins chargé rentre en premier (fermeture porte).

En négligeant les pertes de charge, nous constatons les valeurs suivantes :

1^er Phase :

M1 : 80 bars	Ligne P : 30 l/min
M2 : 0 bar	Ligne T : 60 l/min
M3 : 80 bars

2^ème Phase :

M1 : 120 bars	Ligne P : 30 l/min
M2 : 0 bar	Ligne T : 60 l/min
M3 : 120 bars

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3 - Schéma : phase sortie verrou

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Lorsque la bobine (a) du distributeur est alimentée, le tiroir se déplace vers la gauche (flèches droites du symbole du distributeur) et oriente l’huile issue de la pompe vers les vérins montés en parallèle sur le circuit. L’huile se cumule dans le circuit et monte en pression instantanément jusqu’à la pression de déplacement du vérin de déverrouillage (rep 7). Le vérin du verrou sort seul sous 60 bars. La pression de 60 bars orientée grâce au pilotage externe est insuffisante pour contrer le ressort de 80 bars de la valve de séquence (rep 8).

On constate que tout le débit de la pompe ne passe pas par le limiteur de débit (rep 9). 10 l/min vont au vérin et le débit excédentaire (20 l/min) retourne au réservoir en soulevant le limiteur de pression sous 200 bars.

A noter (Fig. B) : La surface 8.3 est égale à la surface 8.2. Les efforts mécaniques provoqués par la pression s’appliquant sur ces surfaces s’annulent. Seule la pression d’huile agissant sur la surface 8.1 amenée par le pilotage externe permet de contrer l’effort mécanique du ressort de tarage.

En négligeant les pertes de charge, nous constatons les valeurs suivantes :

M1 : 200 bars	Ligne P : 10 l/min
M2 : 0 bar	Ligne T : 5 l/min
M3 : 0 bar
M4 : 60 bars

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4 - Schéma : phase sortie porte

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Lorsque le vérin du verrou (rep 7) arrive en butée mécanique, l’huile se cumule dans la chambre du vérin, la pression monte dans le pilotage externe et déclenche l’ouverture de la valve de séquence. A cet instant, la pression en sortie de pompe descend à 80 bars (pression nécessaire pour maintenir la valve de séquence ouverte), le vérin de la porte sort sous une pression de 40 bars.

En négligeant les pertes de charge, nous constatons les valeurs suivantes :

M1 : 80 bars	Ligne P : 30 l/min
M2 : 40 bars	Ligne T : 15 l/min
M3 : 0 bar
M4 : 80 bars

A noter : La boite à ressort est drainée externe, ce qui permet d’évacuer les fuites internes du clapet. Sans ce drainage externe, l’huile de fuite se cumule dans la boîte à ressort, monte en pression et change la valeur de réglage de la valve jusqu’à rendre son ouverture impossible. Le drainage externe est indispensable pour toutes les valves montées en série sur les circuits hydrauliques.