Brevet FR2124406A1 — publié le 19720922

La présente invention concerne un dispositif pour le réglage continu de la puissance tran^ise dans une installation hydraulique à courant alternatif comprenant au cein.5 un générateur de pulsations au d'oscillations de pression et av. moins appareil consommateur d'énergie relié à ce générateur par un conduit fermé, il est pcssible de régler la puissance transmise dans une îrïi-tallatioïi hydraulique à couvant alternatif - composée dans le cas le plus simple d'un générateur d'oscillations de pression entraîné, d'un conduit fermé et d'un vérin hydraulique agissant comme appareil consommateur d'énergie et raccordé à ce conduit - en utilisant un générateur droscillations de pression fonctionnant suivant le principe d'une pompe à pistons radiaux sphériques,. comme celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.415.059. Ce générateur d'oscillations de pression connu comprend, l'un derrière l:autre dans le sens axial, deux groupes identiques de pistons sphériques disposés dans des alésages radiaux et s'appuyant sur des cames annulaires, le réglage de la puissance transmise étant obtenu par le décalage angulaire d'un des groupes de pistons sphériques par rapport à l'autre groupe. Cette façon de régler la puissance transmise serait satisfaisante s'il ne fallait pas utiliser un générateur d'oscillations de pression particulier, d'un prix élevé. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif permettant de régler en continu la puissance transmise dans une installation hydraulique à courant continu de façon fiable, sans que cela entraîne une dépense élevée et sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un générateur d'oscillations de pression particulier. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par le fait qu'une chambre d'expansion d'un volume variable et constituée par un piston auxiliaire glissant dans un alésage est raccordée au conduit, de préférence à proximité du générateur d'oscillations de pression. La prévision d'une telle chambre d'expansion permet l'utilisation de n'importe quel générateur d'oscillations de pression disponible. Grâce à sa conception, le dispositif suivant l'invention peut facilement être adapté aux différentes conditions d'exploitation. Bien entendu, un dispositif suivant l'invention peut également être réalisé comme une partie intégrante d'un générateur d'oscillations de pression. Il est particulièrement avantageux de limiter le mouvement du piston auxiliaire par une butée fixe, mais dont la position peut être ajustée. 72 03507 2 2124406 Grâce à ces mesures, l'allure de la pression et la durée des ondes de pression peuvent être variées de manière simple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus elaireir.ert de la description qui va suivre, donnée uniquement 5 à titre d'exemple non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, représentant une installation hydraulique à courant alternatif comprenant un dispositif suivant l'invention monté sur le générateur d'oscillations de pression. Le dessin représente un générateur d'oscillations de pression 1, 10 relié par un conduit fermé 2 à un appareil consommateur d'énergie sous la forme d'un vérin hydraulique 3. Le générateur d'oscillations de pression 1 comprend un carter 4, présentant un alésage 5 dans lequel peut coulisser à joint étariche un piston moteur 6. Ce piston 6 est mû par un. excentrique 9, par l'intermédiaire d'un poussoir 7 et d'un élément de transmission 8 qui transmet seulement les 15 forces axiales. L'excentrique 9 est. entraîné par un moteur non représenté. L'élément de transmission 8 est maintenu appliqué contre l'excentrique par la pression de système agissant sur le piston moteur 6 et par un ressort hélicoïdal 10. Un dispositif suivant l'invention, désigné par 20 et ayant 20 essentiellement la forme d'une cartouche, est bridé sur l'extrémité du carter 4 qui est située à lropposé de l'excentrique 9. Ce dispositif comprend une partie de raccordement cylindrique 20' dans laquelle est réalisé, coaxialement par rapport à l'alésage 5, un passage 12 dont le diamètre est légèrement inférieur à celui de l'alésage 5 dans cet exemple de réalisation. Ce passage 25 forme l'embouchure du conduit 2 dans l'alésage 5. Deux perçages coaxiaux 11,13, orientés perpendiculairement au passage 12, débouchent dans celui-ci, à peu près au milieu de la partie de raccordement 20'. Le perçage 11, dont le diamètre est notablement inférieur à celui du passage 12, sert au raccordement d'un système de compensation de 30 fuites d'huile, servant d'une part à la compensation des pertes d'huile de l'installation et d'autre part au maintien d'une surpression dans le système, nécessaire pour éviter la cavitation. Le système de compensation des fuites d'huile se compose essentiellement d'une pompe 14 qui aspire du fluide d'un réservoir 7 à travers 35 un filtre 15. La pression nécessaire dans le système de l'installation est ajustée sur une soupape Imitatrice de la pression 17. Le fluide sous pression destiné à compenser les pertes d'huile pénètre dans le perçage 11, donc dans 72 03507 3 2124406 le système hydraulique a courant, alternatif proprement dit5 après avoir traversé un clapet de retenue 18. Sur le perçage 11 est branché en outre un conduit retournant au réservoir 16 et contenant une soupape de sûreté 19. Le perçage 13, drrvt" le diamètre correspond à peu près à celui 5 du passage 12, débauche dans alésage 21. Dans ce dernier peut coulisser à joint étanche un piston auxiliaire 22, s'appuyant, sur un ressort de compression 23 d'une faible force qui s'appuie lui-même sur le fond de l'alésage 21. La paroi de ce dernier présente, près du fond, un orifice pour l'évacuation du fluide qui a pu passer entre l'alésage 21 et le piston 22. 10 Dans le fond de l'alésage 21 est réalisé, concentriquement à cet alésage, un trou 24 pour le guidage d'une tige 25 solidaire du piston auxiliaire 22 et faisant saillie, par son autre extrémité, dans une chambre 26, également cylindrique, dans la paroi de laquelle est réalisé un filetage. Dans ce filetage est vissée une douille filetée 27, dans 15 laquelle est guidée une butée 28 - semblable à un piston - pour la tige de piston 23. Cette butée peut s'appuyer sur un empilage de ressorts à disques 29. La rigidité de cet empilage 29 peut être modifiée en remplaçant la pièce intercalaire 30 par des ressorts à disques supplémentaires, par exemple. Dans une installation hydraulique à courant alternatif, la 20 transmission de l'énergie s'effectue par le mouvement alternatif dans un sens puis dans l'autre d'un fluide renfermé dans le conduit 2. Dans l'exemple décrit, les oscillations de pression sont produites par le fait que le piston moteur 6 refoule à chaque fcis une faible quantité de fluide hors de l'alésage, ce qui produit à chaque fois une augmentation de la pression, suivant la 25 résistance rencontrée. Dans une celle installation, il n'y a pas de circulation de liquide comme dans une installation hydraulique à courant continu. La puissance transmise ou puissance de sortie appliquée à l'appareil consommateur d'énergie, en l'occurrence au vérin hydraulique 3, peut être réglée aussi 30 bien par la variation de l'allure de la pression que par la variation de 1*amplitude des ondes de pression, lin dispositif suivant l'invention permet en même temps un début de mouvement ralenti du piston. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus pour régler la grandeur de la puissance transmise est comme suit : 35 Lorsque l'excentrique 9 est mis en rotation par le moteur d'entraînement - à partir de la position représentée sur le dessin - le piston moteur 6 est poussé davantage dans l'alésage 5. La quantité de liquide ainsi 72 03507 4 2124406 refoulée écarte tout d'abord le piston auxiliaire 22 contre la force du faible ressort hélicoïdal 23. La faible montée de pression ainsi produite dans le système ne suffit pas, en règle générale, pour déplacer le piston dans le vérin hydraulique 3 contre l'action d'un ressort et contre la charge de 5 l'appareil que ce piston doit entraîner. Le plus souvent, le piston auxiliaire 22 est écarté, c'est-à-dire la chambre d'expansion délimitée par ce piston est agrandie, jusqu'à ce que la tige de piston 25 heurte la butée 28. L'empilage de ressorts à disques 29 encaisse l'impact du piston auxiliaire 22, et la pression dans le système commence ensuite à monter rapidement, contre la 10 résistance produite par les ressorts à disques et contre la charge du piston dans le vérin 3. Ce piston est descendu, dans l'agencement représenté, et transmet une puissance à l'appareil, commandé. Le moment où la pression dans le système commence à monter dépend donc de la façon dont le piston auxiliaire 22 est freiné dans son 15 mouvement et du moment où commence ce freinage, c'est-à-dire du moment où la tige de piston 25 heurte la butée 28. Par conséquent, si la douille filetée 27 est vissée à tel point dans la cartouche 20 que le piston auxiliaire ne peut plus s'écarter du tout - l'empilage de ressorts à disques 29 pouvant en outre être remplacé p^r 20 une douille intercalaire 30 pour exclure totalement un tel écartement - la montée de la pression et par suite la transmission de la puissance dans le système hydraulique à courant alternatif commencent déjà dans le point inférieur mort du piston moteur 6 (ce point correspondant à la position représentée sur le dessin). 25 L'autre cas extrême correspond à la suppression pure et simple de la butée 28, le piston auxiliaire 28 pouvant s'écarter alors à tel point que toute la quantité de liquide refoulée lors de chaque course de travail par le piston 6 peut être introduite sans résistance notable dans la chambre d'expansion. Une transmission de puissance n'est pas possible dans ce cas. 30 L'allure de la montée de pression peut être changée et adaptée aux besoins de chaque application par la variation de la rigidité de l'empilage de ressorts à disques 29 ou par l'utilisation d'autres ressorts ou de systèmes hydrauliques remplissant une telle fonction. Il est cependant essentiel que, dans tous les cas, la course du piston moteur 6 reste inchangée. 35 A la différence de l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit, il est bien entendu également possible de monter un dispositif suivant l'invention en n'importe quel autre point du conduit 2. 72 03507 5 2124406 Il est également concevable de prévoir en outre une régulation de la vitesse de rotation de la machine d'entraînement du générateur d'oscillations de pression, c'est-à-dire de l'excentrique 9. Une telle régulation permettrait le changement de la fréquence des ondes de pression produites. Selon un autre exemple de réalisation, la tige de piston 25 solidaire du piston auxiliaire 22 peut également être réalisée sous la forme d'un prolongement de la butée 28, afin de diminuer la masse oscillante. 72 03507 6 2124406 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le réglage continu de la puissance transmise dans une installation hydraulique à courant alternatif comprenant au moins un générateur de pulsations ou d'oscillations de pression et au moins un appareil consommateur d'énergie relié à ce générateur par un conduit fermé, caractérisé 5 en ce qu'une chambre d'expansion d'un volume variable et constituée par un piston auxiliaire glissant dans un alésage est raccordée au conduit, de préférence à proximité du générateur d'oscillations de pression. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston auxiliaire est supporte élastiquement, notamment par un ressort de 10 compression. 3. Dispositif selcn la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le mouvement du piston, auxiliaire est limité par une butée fixe, mais dont la position peut être ajustée. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 15 caractérisé en ce que la butée est montée élastiquement, de manière qu'elle puisse s'écarter, notamment au moyen de ressorts. 5. Dispositif selon la revendication 4> caractérisé en ce -que la butée s'appuie sur au moins un ressort à disque. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 20 caractérisé en ce que la butée s'appuie sur un ressort hydraulique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le générateur des ondes de pression est un excentrique commandant un piston moteur. 8. Dispositif selon la revendication. 7, caractérisé en ce que le 25 piston moteur et le pistor: auxiliaire sont montés dans un carter commun ou composé de plusieurs parties assemblées.