Brevet FR2096505A1 — publié le 19720218

La présente invention concerne un mécanisme d'inversion hydrostatique comportant une pompe hydraulique et un moteur hydraulique et dans lequel les branchements de la pompe hydraulique et du moteur hydraulique prévus pour les deux côtés de pres-5 sion sont reliés entre eux par des conduits qui sont alimentés au moyen d'une pompe de remplissage par l'intermédiaire de clapets de retenue et qui sont rincés par l'intermédiaire d'un tiroir de "balayage, une soupape de limitation de la pression à commande préalable étant prévue pour limiter la pression exercée 10 sur les deux côtés. Des mécanismes d'inversion hydrostatiques sont connus sous de nombreuses formes. Dans celles-ci il est nécessaire de prévoir des dispositifs pour limiter la pression exercée sur les deux côtés puisque la pression de service s'établit suivant la direc-15 tion de commande tantôt dans l'tm et tantôt dans l'autre des deux côtés de pression. Dans ce cas la solution la plus simple consiste à prévoir pour chaque côté de pression un dispositif de limitation de pression séparé. Ces dispositifs sont le plus souvent réalisés sous forme de tiroirs ou de soupapes à siège sur les-20 quels s'applique une force prédéterminée, par exemple celle d'un ressort hélicoïdal soumis à une tension initiale. L'utilisation de deux dispositifs de limitation de la pression, c'est-à-dire un pour chaque côté de pression, est relativement coûteuse, en particulier parce que ces dispositifs doi-25 vent avoir des dimensions suffisantes pour le débit de refoulement maximal puisse être évacué sans accroissement important de la pression. Il est en outre connu d'utiliser, pour limiter la pression, des soupapes à commande préalable, ce qui permet d'une part de 30 contrôler la pression de réponse de manière plus précise et d'autre part de réduire l'encombrement de ces soupapes. Cependant, la nécessité d'utiliser deux dispositifs de limitation de la pression, c'est-à-dire un par côté de pression, subsiste également en cas d'utilisation de ces soupapes. 35 Etant donné que la pression de service ne s'exerce à chaque fois que sur un seul côté, il suffit que l'une des deux soupapes soit prête à limiter la pression sur le côté concerné, de sorte que l'une des deux soupapes est toujours hors d'action. Ceci a incité à n'utiliser qu'une seule soupape de limitation de la près- 71 22675 2 2096505 sion et on connaît des mécanismes d'inversion qui limitent la pression exercée sur les deux côtés au moyen d'une seule et même soupape. Pour cela il faut prévoir un dispositif d'inversion qui relie avec la soupape le côté soumis à la pression de servi-5 ce. Un tel dispositif d'inversion peut être réalisé de manière relativement simple, par exemple au moyen de deux clapets de retenue montés en opposition, de sorte que cette solution est indiscutablement moins onéreuse que celle utilisant un dispositif 10 de limitation de pression pour chaque côté. Dans une autre forme de réalisation connue comportant tin dispositif de limitation de la pression on n'utilise plus de dispositif d'inversion séparé, la fonction d'inversion étant alors confiée au tiroir de balayage. - Cette réalisation est fondée 15 sur la notion suivant laquelle le tiroir de balayage constitue déjà en lui un organe d'inversion au moyen duquel le rinçage du côté soumis à la plus faible pression peut toujours s'effectuer en direction du même réservoir de décharge. Il est à présent relativement simple de modifier ce tiroir de balayage de telle 20 façon qu'il puisse également assurer la fonction d'inversion prévue pour le dispositif de limitation de la pression en permettant chaque fois à la pression de service d'être appliquée à la soupape de limitation de la pression. Au moyen d'un tel tiroir de balayage modifié on peut renoncer aux clapets de retenue cités 25 et réduire encore la dépense. Les deux dernières réalisations ont cependant pour inconvénient considérable que le dispositif d'inversion est prévu sous la forme de clapets de retenue ou d'un tiroir de balayage dans le conduit reliant chaque fois le côté de pression où 30 s'exerce la pression de service avec le dispositif de limitation de la pression. Ce dispositif d'inversion constitue, en raison ses rétrécissements de section transversale et d'un ou plusieurs changements de direction, un obstacle ou un étranglement qui peut, comme l'expérience l'a effectivement montré, empêcher la mise à 35 profit de la capacité d'absorption totale du dispositif de limitation de la pression puisque le fait de prévoir des dimensions suffisantes pour les canaux du dispositif d'inversion compromettrait pratiquement la réduction de frais désirée. En particulier, le tiroir de balayage devrait, s'il s'agit de :i*utiliser en tant 40 qu'organe d'inversion pour le dispositif de limitation de la près- 71 22676 5 2096505 sion, avoir des dimensions "beaucoup plus grandes que celles correspondant à sa fonction de vidange puisqu'elle est normalement conçue seulement pour environ 10 à 15 % du débit de refoulement maximal de service. Un tel tiroir de balayage aurait par 5 conséquent, s'il est utilisé en même temps en tant qu'organe d'inversion pour un dispositif de limitation de la pression, des dimensions trop grandes pour la fonction de rinçage, de sorte que les économies réalisées par rapport à un organe d'inversion séparé sont relativement faibles. 10 La présente invention a pour objet d'éviter l'inconvénient cité et de permettre l'utilisation d'un seul dispositif de limitation de la pression sans qu'un dispositif d'inversion à effet d'étranglement doive être prévu dans le conduit reliant le côté de pression concerné où règne la pression de service avec le 15 dispositif de limitation de la pression, de sorte que la pression peut s'appliquer sur le dispositif de limitation de la pression sans passer par des étranglements. Ce résultat est obtenu suivant la présente invention au moyen d'un dispositif de limitation de la pression à commande 20 préalable qui est caractérisé par un piston principal du dispositif de limitation de la pression qui est relié aux deux côtés de pression par l'intermédiaire de conduits de raccordement non commandés et en ce que la soupape de commande préalable du dispositif de limitation de la pression communique par l'intermé-25 diaire d'un conduit commandé par le tiroir de balayage avec le côté soumis à la pression plus élevée. Etant donné que seule la quantité beaucoup plus petite, nécessaire à la commande préalable du dispositif de limitation de la pression doit être commandée par le piston du tiroir de 50 balayage, on peut, d'une part, conserver les mêmes dimensions pour ce tiroir de balayage que précédemment et, d'autre part, créer une liaison directe entre le côté de pression et le dispositif de limitation de la pression. Les deux côtés du piston principal du dispositif de limita-55 tion de la pression communiquent avantageusement par l'intermédiaire de conduits, commandés par le tiroir de balayage, avec le côté soumis à la pression plus élevée. Ainsi on obtient une réponse rapide du piston principal du dispositif de limitation de la pression. 71 22676 4 20965Ô5 Dans une autre forme de réalisation de la présente invention, le conduit servant à appliquer la pression sur la soupape de cominande préalable présente un étranglement. De ce fait on obtiart^ au moment de l'entrée en action de la soupape de commande préala-5 ble, sur les deux côtés du piston principal une différence de pression permettant à celui-ci d'agir rapidement. Les conduits, commandés par le tiroir de balayage, peuvent avantageusement être reliés à deux chambres dans lesquelles se trouvent des moyens élastiques pour centrer le piston du tiroir 10 de balayage. De ce fait, le piston se trouve dans une position médiane et agit aussi rapidement d'un côté que de l'autre. Suivant encore une autre forme de réalisation de la présente invention le piston du tiroir de balayage ferme dans chacune des deux positions extrêmes l'une des chambres ën ouvrant 15 l'autre, les conduits étant soumis à la plus haute pression du côté de pression concerné à travers la chambre ouverte et indirectement à travers la chambre fermée pair l'intermédiaire d'un alésage longitudinal prévu dans le tiroir de balayage. La présente invention est expliquée plus en détail ci-dessous 20 à l'aide d'un exemple de réalisation, représenté au dessin annexé. La fig. 1 représente schématiquement et de manière simplifiée le circuit d'un mécanisme d'inversion hydrostatique. La fig. 2 est une coupe longitudinale d'un dispositif de limitation de la pression dans lequel la pression appliquée sur 25 la soupape de commande préalable est commandée par un tiroir de balayage. Le mécanisme d'inversion représenté à la fig. 1 est constitué par une pompe hydraulique 1 qui est commandée par un moteur II. Ce dernier commande en outre une pompe d'alimenta-30 tion 2 qui aspire le fluide hydraulique à partir d'un réservoir 3 pour l'appliquer par l'intermédiaire des conduits 4- et 5 et des clapets de retenue 6 et ? sur les deux côtés de pression 8 et 9 suivant que l'un ou l'autre de ces conduits constitue chaque fois le côté basse pression du mécanisme d'inversion. 35 Les conduits 8 et 9 relient la pompe hydraulique 1 à un moteur hydraulique 10 dont l'arbre agit sur une charge ou une machine utilisatrice désignée par L. Les deux côtés de pression 8 et 9 sont reliés respectivement par les conduits 12 et 13 à un corps à soupapes désigné dans son ensemble par 15 qui 40 contient un dispositif de limitation de la pression encore à pré 71 22676 5 209650S ciser, la pression appliquée sur la commande préalable étant commandée par l'intermédiaire d'un tiroir de balayage. La figure montre le conduit de rinçage 16 par lequel l'huile de rinçage fournie par la pompe d'alimentation 2 est 5 évacuée dans le réservoir 3» éventuellement par l'intermédiaire d'un dispositif de limitation de basse pression non représenté. Le dispositif de limitation de la pression représenté à la fig. 2 et désigné dans son ensemble par 15 est constitué par un corps 20 et des couvercles 21 et 22 qui sont vissés sur 10 le corps 20 avec des vis 23. Dans le corps 20 il se trouve dans un alésage 25 le piston 26 d'un tiroir de balayage qui dans la position représentée à la fig. 2 ferme le conduit de décharge 16 (fig. 1). Le piston 26 du tiroir de vidange présente des fraisures 27 au 15 moyen desquelles le piston 26 du tiroir relie dans l'une de ses deux positions extrêmes les canaux 28 et 29 avec le conduit de rinçage 16. Dans les canaux 28 et 29 débouchent les conduits 12 et 13 représentés à la fig. 1 et qui relient respectivement l'un des deux côtés de pression 8 et 9 du mécanisme d'inversion 20 avec le dispositif de limitation de la pression 15. De chaque côté du piston 26 du tiroir de balayage sont placées des pièces d'insertion 30 et 3^ qui forment des chambres 32 et 33. Ces dernières présentent des ouvertures 34- et 35 dans lesquelles le piston 26 du tiroir de balayage pénètre 25 avec ses extrémité décolletées 36 e"b 37 sans cependant fermer entièrement les chambres 32 et 33 dans la position médiane représentée à la fig. 2 mais en laissant libre un passage réduit. On a en outre logé dans les chambres 32 et 33 71 22676 6 2096505 L'espace 54 de l'alésage 48 communique par l'intermédiaire d'un canal 55 avec une soupape de. commande préalable constituée par un cône 57 soumis à la charge d'un ressort de compression 56 et qui ferme le canal 54. Au moyen d'une tige 5 filetée 58 la tension initiale du ressort 56 peut être réglée en fonction de la pression de service maximale admissible dans les côtés de pression 8 et 9. Dans la position de fermeture le piston principal 50 sépare les deux conduits 15 et 14 l'un de l'autre ; ce piston 50 10 peut être réalisé sous la forme d'une soupape à siège ou à piston , comme il est représenté à la fig. 2 par le siège étroit 60. Le conduit 47 présente en outre un étranglement 61 qui lors de l'ouverture du cône de soupape 57 doit provoquer une chute de pression suffisante dans l'espace 54 pour que le pis-15 ton principal 50 s'ouvre rapidement sous l'effet de la pression plus élevée agissant dans l'espace 53- S'il se produit par exemple sur le côté de pression 8 et dans le conduit 12 une pression correspondant à la charge du mécanisme d'inversion et qui est plus élevée que celle régnant 20 dans les conduits 9 et 13, le piston 26 du tiroir de balayage est dans le cas représenté à la fig. 2, poussé dans sa position extrême droite de sorte que la chambre 33 se trouve fermée par rapport au canal 29 qui communique avec le conduit 13, le canal 29 se trouvant en même temps relié avec le conduit de 25 rinçage 16. Le déplacement du piston 26 du tiroir de balayage libère l'ouverture 34 de la chambre 32 de sorte que la pression élevée peut s'établir dans la chambre 32, les alésages 44, le canal 46 et l'espace 53- En même temps la pression est amenée par un alésage axial 62, prévu dans le piston 26 du 30 tiroir de balayage, à la chambre 33 et de celle-ci par l'intermédiaire du passage 45, de l'étranglement 61 et du canal 47 dans l'espace 54 de sorte que la haute pression s'applique également sur le corps de soupape 57 Par l'intermédiaire du conduit 55- H règne par conséquent aussi bien dans l'espace 35 53 que dans l'espace 54 la même pression que dans le conduit 12. Si la plus haute pression se trouve dans le côté 9 et le conduit 13, le piston 26 du tiroir de balayage se déplace vers la gauche à la fig. 2. On obtient ainai un passage direct du 71 22676 7 2096505 canal 29 vers la chambre 33» tandis que l'espace rjL est également soumis à la plus haute pression indirectement par l'intermédiaire de l'alésage 62 prévu dans le piston 26 du tiroir de balayage. En conséquence, la pression plus élevée agit 5 également dans les deux espaces 53 et 54. Si à présent la pression plus élevée atteint la pression limite admissible, le cône de soupape. 57 se trouve soulevé de son siège de sorte que par suite de l'étranglement 61 il se produit une chute de pression dans l'espace 54 Le piston principal 50 est maintenu sur son siège 60 par un ressort de compression 63 relativement faible. La fig. 2 montre clairement que les conduits 12 et 13 communiquent directement, c'est-à-dire sans aucun obstacle, avec 25 le piston principal 50 du dispositif de limitation de la pression, alors que la pression dans les espaces 53» 54 et dans la conduit 55 est commandée de telle façon par le tiroir de balayage qui, indépendamment et sans tenir compte de savoir si \ la plus haute pression règne dans le conduit 12 ou dans le 30 conduit 13, cette plus haute pression étant toujours amenée dans les chambres 53 et 54 et le conduit 55- 71 22676 8 2096505 REVENDICATIONS 1 - Mécanisme d'inversion hydrostatique comportant au moins une pompe hydraulique et un moteur hydraulique et dans lequel les "branchements de la pompe hydraulique et du moteur hydrauli-5 que prévus pour chacun des deux côtés de pression sont reliés entre eux au moyen de conduite qui sont alimentés au moyen d'une pompe de remplissage par l'intermédiaire de clapets de retenue et qui sont rinçés par l'intermédiaire d'un tiroir de "balayage, un dispositif de limitation de la pression à commande 10 préalable étant prévu pour limiter la pression exercée sur les deux côtés de pression, caractérisé en ce que le piston principal 50 du dispositif de limitation de la pression peut être chargé aux deux côtés de pression 8 et 9 par l'intermédiaire de conduits de raccordement non commandés 12 et 15 et en ce 15 que la soupape de commande préalable 56, 57 20 2 - Mécanisme d'inversion hydrostatique suivant la revendi cation 1, caractérisé en ce que les deux côtés 5^ » 52 du piston principal 50 du dispositif de limitation de la pression communiquent, par l'intermédiaire de conduits 46 et 4-7 commandés par le piston 26 du tiroir de balayage, avec le côté de 25 pression qui est soumis à la pression plus élevée. 3 - Mécanisme d'inversion hydrostatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit 4-7 permettant d'appliquer la pression sur la soupape de commande préalable présente un étranglement 61. 30 4- - Mécanisme d'inversion hydrostatique suivant la revendi cation 2, caractérisé en ce que les conduits 46 et 47 commandés parle piston 26 du tiroir de balayage sont reliés à deux • chambres 32 et 33 dans lesquelles se trouvent des moyens élastiques 40, 41 pour centrer le piston 26 du tiroir de balayage. ,35 5 - Mécanisme d'inversion hydrostatique suivant la revendi cation 4, caractérisé en ce que dans chacune de ses deux positions extrêmes le piston 26 du tiroir de balayage ouvre une chambre en fermant l'autre, de sorte que les conduits 46, 47 71 22676 9 2096505 peuvent être soumis, d'une part, directement à travers la chambre ouverte et, d'autre part, indirectement à travers la chambre fermée par l'intermédiaire d'un alésage axial 62 prévu dans le piston 26 du tiroir de balayage, à la pression plus élevée du côté concerné.