Brevet FR2110368A1 — publié le 19720602

Les installations hydrauliques motrices, à commande manuelle, destinées à l'entraînement de charges à inertie élevée, telles que des grues, des pelles à moteur, etc., ont comporté jusqu'à présent, des distributeurs directionnels manuels,qui permettent 5 la détermination directe par un opérateur de l'importance et du sens de l'ouverture ou de la fermeture du distributeur. Une manipulation régulière de la charge nécessite beaucoup d'adresse et d'expérience de la part de l'opérateur. Lorsque la charge se déplace à grande vitesse, une fermeture trop brusque du distributeur 10 peut se traduire par des pressions excessives dues à l'inertie importante de la charge. Il peut en résulter un fonctionnement saccadé, ainsi que des efforts élevés imposés aux mécanismes mécaniques et hydrauliques. Les tentatives qui ont été faites pour la réalisation d'un dispositif de commande permettant d'exercer sur 15 la charge des pressions ou des couples modulés ou régies ont rencontré des difficultés. En conséquence, la présente invention concerne un distributeur directionnel de commande permettant une modulation ou un réglage de la pression et remédiant à ces difficultés, il permet d'-20 appliquer à la charge une pression ou un couple de valeur quelconque voulue, afin d'accélérer son déplacement e.t d'exercer ensuite sur elle un couple voulu d'entraînement. Le distributeur selon l'invention permet à la charge de se déplacer sur sa lancée ou de subir une pression de freinage variable lorsque, du fait de son 25 inertie, sa vitesse devient trop élevée. Un seul levier manuel qui peut pivoter d'une façon naturelle de part et d'autre d'une position neutre, commande un tel fonctionnement. La présente invention concerne un distributeur directionnel de commande de modulation ou de réglage de la pression qui comprend 30 deux distributeurs à trois directions qui commandent chacun l'écoulement d'un fluide entre un orifice de travail d'une part et un orifice d'admission et un orifice de sortie d'autre part, chaque distributeur étant repoussé par un ressort vers la position dans laquelle l'orifice de travail et l'orifice d'admission sont reliés. 35 Une souoape de sQretc ou de décompression disposée entre orifice un. çessort'de maniéré d'entrée et l'orifice de sortie est repoussee par/ à maintenir"au niveau de l'orifice d'admission une faible pression minimale. Un dispositif "hydraulique repousse fortement la soupape de décompression. Des canaux reliant par des clapets de retenue individuels 40 .l'orifice d'admission à chaque distributeur à trois directions,de Y COPY 71 36524 2 2110368 manière que la pression régnant au niveau de l'orifice d'admission repousse le distributeur contre la force de son dispositif de rappel. Des dispositifs à commande manuelle fonctionnant alternativement sont destinés à provoquer un accroissement de la pression 5 qui s'exerce sur la soupape de décompression et bloque l'écouler.;&r. du fluide dans l'un des clapets de retenue, afin dé maintenir le premier distributeur ouvert au fluide admis tandis que le second distributeur est déplacé jusqu'à une position dans laquelle il permet au fluide de sortir , car celui-ci s'écoule dans le clapet 10 de retenue associé. La pression au niveau de l'orifice d'entrée est réglée par la soupape de décompression. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va • suivre, faite en regard du dessin annexé, dont la figure unique 15 est une vue schématique du distributeur de commande selon l'invention, ainsi que de ses liaisons avec une installation hydraulique motrice qui constitue une forme avantageuse de la présente invention. Une pompe 1 à course fixe entraînée par un moteur est alir-t 20 en fluide par un réservoir 2. Un filtre 3 est monté sur la canalisation de retour vers le réservoir. L'orifice de refoulement de la pompe est relié à l'orifice d'admission 5 d'un distributeur directionnel 4 de réglage de la pression selon l'invention. La pression de refoulement de la pompe est transmise, à l'intérieur 25 du distributeur 4, par un canal 6 à plusieurs distributeurs. Le canal 6 est relié à une soupape 7 de décompression ou de réglage de la pression et aux tiroirs de deux distributeurs 8 et 9 de commande directionnels à trois directions. Le canal d'admission 6 est également relié à des chambres 23 et 24 situées aux extrémité 30 droites des distributeurs 9 et 8. Ces liaisons sont réalisées par un canal 37, des clapets de retenue individuels 38 et 39 et des canaux 40 et 41. Normalement, les clapets sont fermés par d ressorts 42 et 43 afin de permettre au fluide du canal d'admissi:.. 6 de s'écouler vers les chambres d'extrémité 23 et 24, ou de blc-35 quer son reflux. Des canaux internes 10 et 11 des distributeurs à trois directions 8 et 9, sont reliés , à la position représentée sur le dessin, aux orifices de travail 14 et 15 ainsi qu'au canal d'admission 6. Des ressorts 12 et 13 poussent normalement les tiroir. 40 ^es distributeurs 8 et 9 vers leurs positions de droite qu'on vc_" 71 36524 3 2110365 sur la figure. Las orifices de travail 14 et 15 sont re.liés à un moteur à fluide 16 à course fixe qui peut entraîner une charge d'inertie élevée. Lorsque l'un ou l'autre des distributeur 8 ou 9 est déplacé vers la gauche, il relie son orifice de travail 14 ou 5 15 au canal de retour 36 et à l'orifice extérieur 54 qui est relié par le filtre 3 au réservoir 2. Les canaux internes 10 et 11 des tiroirs des distributeurs comportent des étranglements 18 et 17 situés à leurs extrémités de gauche et des étranglements 22 et 21 à leurs extrémités de droite. 10 Les chambres 19 et 20 qui contiennent les ressorts communi quent avec des soupapes à clapets , 25 et 26, par des canaux 27 et 28 et par des. étranglements 29 et 30. Lorsque les distributeurs 8 et 9 occupent les positions représentées, les chambres 20 et 19 sont reliées égalenent à la chambre 31 qui contient le ressort 15 de la soupape de compression 7 par des canaux 33 et 34>niais ces canaux sont fermés par l'un ou l'autre distributeur lorsque du fait de son déplacement vers"la gauche son orifice de travail commence à être relié à la chambre de retour 36. La soupape de décompression 7 est poussée par un ressort 35 20 suffisamment fort pour ne maintenir qu'une faible pression de commande minimale dans le canal d'admission 6. Le débit à la position neutre du distributeur absorbe sensiblement tout le fluide refoulé par la pompe 1 dans l'orifice d'admission 5* le canal 6, le distributeur 7, le canal 36 et l'orifice de sortie 54 d'où 25 il retourne par le filtre 3 au réservoir 2. Le faible débit dans les soupapes 25 ou 26 produit une faible poussée hydraulique qui s'ajoute à la poussée exercée par le ressert sur la soupape de décompression 7. Des dispositifs hydrauliques à fonctionnement alternatif 30 permettent un accroissement de la poussée exercée sur la soupape de décompression 7* Us permettent également à l'un ou l'autre des distributeurs à trois directions 8 et 9, de se déplacer par rapport à la position représentée. En conséquence, le distributeur 8 ou 9 se déplace de la position dans laquelle son orifice de tra-35 vail est relié à l'orifice d'admission vers son autre position dans laquelle son orifice de travail est relié à l'orifice de sortie. Les dispositifs hydrauliques à fonctionnement alternatif comprennent les soupapes à clapets 25, et 26, qui constituent des soupapes de décompression auxiliaires dont les ressorts 4-5 et 46 40 poussent les soupapes de manière à maintenir une pression très 9 71 36524 4 2110368 faible à leurs orifices d'entrée correspondants. Des tiges de poussée 47 et 48 butent contre des taquets réglables, 49 et 50, montés sur un bras transversal 51 qu'un levier à main 44 peut faire pivoter d'un Côté à l'autre d'une position neutre. Les deux soupa-5 pes de décompressinn auxiliaires 25 et 26 débouchent dans une chambre auxiliaire 52 du carter qui est reliée au canal de retour 36 par un canal de liaison 53• Pendant le fonctionnement, le distributeur directionnel de réglage de la pression peut fonctionner suivant divers modes, 10 point mort ou position neutre, accélération modulée ou réglée (vers la gauche ou vers la droite), couple constant réglé (vers la gauche ou vers la droite), roue libre (vers la gauche ou vers la droite) et freinage réglé ou modulé (vers la gauche ou vers la droite). A la position neutre, le levier 44 est centré et les deux 15 distribureurs 8 et 9 sont maintenus à leurs positions de droite représentées, par les ressorts 12 et 13. Les deux orifices de travail 14 et 15 reliés au moteur 16 sont la pression de refoulement de la pompe qui règne dans le canal 6, de sorte qu'il n'y a aucune différence de pression qui mette le moteur 16 en mouvement. 20 La plus grande part du débit de la pompe passe par le soupape de décompression 7 qui maintient dans le canal 6 la pression à une faible valeur minimale, déterminée par la force du ressort 35 complétée par la force hydraulique qui règne dans la chambre 31 et qui est déterminé par la charge préalable qu'exercent les ressorts 45 25 et 46 sur les soupapes de décompression auxiliaires 25 et 26 et qui est encore augmentée par la faible chute de pression dans les orifices 17 et 18, 29 et 30. Lorsqu'on désire accélérer la charge entraînée par le moteur 16, on peut faire pivoter le levier à commande manuelle 44 30 dans le sens approprié par rapport à son centre. Si on suppose qu'on le fait pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre, le ressort 45 comprimé, charge la soupape 25 de manière à limiter encore plus le débit auxiliaire de la chambre 6 par le canal intérieur 11 du distributeur 9. La pression s'élève dans la chambre 19 35 et dans le canal 33 de la soupape navette 32 qui se déplace immédiatement de manière à fermer le canal 34. En raëme temps, la pression agit dans la chambre 31 de façon à augmenter la poussée qui s'exerce sur la soupape de décompression 7. La pression d'admission dans la chambre 6 s'élève , en conséquence, jusqu'à une nou-40 velle valeur et elle est transmise par le canal 37 et le clapet de \ COPY 71 36524 2110368 retenue 38 à l'extrémité droite du distributeur 8". Du faïz que la soupape navette 32 emp8che l'accroissement de pression d'être transmis à la chambre 20 et du fait que l'étranglement 22 empêche le fluide de s'écouler librement de la chambre 24 par le canal 10, le 5 tiroir 8 est déplacé vers la gauche de sorte que l'orifice de travail 14 est isolé de 1'orifice d'admission 6 et est relié au canal de sortie 36. En même temps,, la chambre 20 est isolée du canal 34. Au contraire, le distributeur 9 reste à sa position de droite du fait de la poussée exercée par le ressort 13 et de la pression 10 accrue maintenue dans la chambre 19 par la soupape de décompression auxiliaire 25 et qui est transmise à la chambre d'extrémité 23 par le canal 1.1, tandis que le clapet de retenue 39 bloque l'é-, coulement du fluide. Dans ce mode de fonctionnement, l'opérateur peut moduler ou régler la pression transmise du canal d'admission 15 6 au moteur 16 et, en conséquence, exercer n'importe quel couple voulu sur la charge à laquelle est relié le moteur 16. Lorsque le moteur est en rotation, le retour du fluide s'effectue par 1'.orifice 14, le distributeur 8, le canal 36 et l'orifice 54, vers le réservoir. 20 Dès que le couple exercé sur le moteur 16 a été suffisant pour accélérer la charge jusqu'à la vitesse voulue, le rappel du levier à main 44 sur une faible distance, dans la direction de sa position neutre, permet le maintien d'un couple de valeur appropriée sur la charge et son entraînement à la vitesse voulue. De 25 même, si les conditions de la charge sont telles qu'elle est poussée d'une façon continue dans une direction opposée au mouvement accéléré, par exemple lorsqu'une, grue se trouve sur le flanc d'une colline ou lorsqu'un vent fort s'exerce sur elle, la charge peut être maintenue immobile contre ces forces de poussée par un réglage 30 approprié du levier 44, tel que le moteur 16 exerce le couple nécessaire . Si, lorsque le moteur a atteint la vitesse voulue, l'opérateur désire que la charge continue à se déplacer du fait de sa propre inertie, il remet le levier 44 à sa position neutre dans 35 laquelle les conditions d'écoulement décrites pi-'écéderrraent sont telles que les deux côtés du moteur sont en communication par l'orifice 14, le distributeur 8, le canal 6, le distributeur 9 et l'orifice 15. Pendant ce passage du fonctionnement commandé par le moteur au fonctionnement en roue libre, le distributeur 8 se dé-40 place vers sa position de droite et il est ralenti par le fait que COPY 71 36524 6 2110368 le fluide emprisonné dans la chambre 24 par le clapet de retenue 38 ne peut s'échapper que par l'orifice 22. En conséquence, il se produit un effet de freinage momentanné pendant que le distributeur 8 étrangle le fluide renvoyé de l'orifice 14 au canal de re-5 tour 36. La pression dans l'orifice 14 est réglée, à ce moment, par la force de poussée du ressort 12. Si les conditions de fonctionnement sont telles que l'inertie de la charge entraîne le moteur et le fait fonctionner comme une pompe, c'est-à-dire que lorsque le moteur est entraîné, il 10 peut être avantageux qu'une force de freinage s'exerce sur la charge. Dans ce but, le levier à main 44 est écarté de sa position neutre, en sens opposé, c'est-à-dire en sens inverse des aiguilles d'une montre. Le ressort 46 de la soupape auxiliaire 26 est comprimé de sorte que la pression augmente dans le canal 28 dans lequel 15 le fluide admis est introduit par le clapet de retenue 38 et le canal interne 10 du distributeur 8. Il convient de noter qu'à ce moment, le distributeur 8 est déplacé vers la gauche et qu'il obture le canal 34. De ce fait, le fluide ne peut s'écouler vers la soupape navette 32 ni vers la chambre de poussée 31 du distribu-20 teur 7. En conséquence, le moteur 16 qui fonctionne comme une pompe doit augmenter suffisamment la pression dans l'orifice 14 pour prédominer non seulement la force de poussée du ressort 12, mais également la force de poussée due au fluide dans la chambre 20 dont la pression est accrue. A ce moment ces pressions sont beau-25 coup plus élevées que la pression dans la chambre d'admission 6 et en conséquence l'orifice 18 provoque une chute de pression entre l'orifice 14 et la chambre 20 de sorte que le distributeur 8 fonctionne momentanément comme soupape de décompression auxiliaire commandée par la soupape 26. En conséquence, une contre-pression 30 voulue agit dans l'orifice de sortie du moteur 16 de façon à freiner la charge entraînée par son inertie. Lorsqu'un opérateur met en oeuvre le distributeur selon l'invention, la commande qu'il exerce à l'aide du levier à main 44 est instinctive d'une façon inhérente. Le levier poussé dans un 35 premier sens fait exercer sur la charge un couple qui est sensiblement proportionnel à la distance sur laquelle le levier est déplacé. Le rappel du levier à sa position neutre supprime le couple et une poussée en sens opposé permet à un couple antagoniste, à nouveau sensiblement proportionnel.à la distance sur laquelle le 40 levier est déplacé, de s'exercer sur la charge. Tout couple exté- 71 36524 7 2110368 rieur qui peut agir sur le moteur du fait de l'inertie de la char ge ou par d'autres forces externes peut être surpassé par l'opéra teur du fait des mouvements instinctifs qu'il imprime au levier à main 44. 5 II va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif "et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 71 36524 2110368 REVENDICATIONS 1 - Distributeur directionnel de commande et de réglage de la pression, caractérisé en ce qu'il comprend deux distributeurs à trois directions dont chacun commande l'écoulement d'un 5 fluide entre un orifice de travail , d'une part et un orifice d'admission et un orifice de sortie d'autre part, chaque distributeur à trois directions étant repoussé par un ressort de manière que son orifice de travail soit relié à l'orifice d'admission. Une soupape de décompression disposée entre l'orifice d'admission 10 l'orifice de sortie, repoussée de manière que la pression ait• une faible valeur au niveau de l'orifice d'admission et subissant des forces élevées exercées par un dispositif hydraulique, des canaux reliant l'orifice d'admission à chaque distributeur à trois directions par l'intermédiaire de clapets de retenue individuels, 15 de façon que la pression d'admission déplace le distributeur malgré la poussée qui s'exerce sur lui des organes destinés à être manoeuvrés alternativement à la main assurant l'accroissement de la poussée qu'exerce la pression sur la soupape de décompression et bloquent l'écoulement du fluide dans l'un des clapets de rete-20 nue afin de maintenir le premier distributeur à trois directions dans une position dans laquelle il est ouvert à l'écoulement du fluide admis tandis que le second distributeur à trois directions est déplacé, par le fluide s'écoulant dans son clapet de retenue, vers une position dans laquelle il assure la sortie du 25 fluide , la pression au niveau de l'orifice d'admission étant réglée par la soupape de décompression. 2 - Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes comprennent une vanne sélectrice commandée par la pression qui repousse la soupape de décompression 30 vers la position dans laquelle elle bloque le passage du fluide dans lesdits organes. 3 - Distributeur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque organe est relié à l'orifice d'ad--mission par un canal qui passe par l'un des distributeurs à trois 35 directions et par son clapet de retenue. 4 - Distributeur suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une branche dudit canal débouche dans l'orifice relié au moteur associé au distributeur. 5 - Distributeur suivant l'une, quelconque des revendica-40 tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'un dispositif monté sur chaque 71 36524 9 2110368 distributeur à trois diï'ections assure la commande de celui-ci par la pression régnant dans l'orifice relié au moteur, lorsque cette pression est plus élevée que la pression d'admission, dans le cas où le moteur entraîné par sa charge fonctionne comme une 5 pompe. 6 - Distributeur suivant l'une, quelconque des revendications ,1 à 5, caractérisé en ce que lesdits organes comprennent deux soupapes de décompr-ession auxiliaires repoussées par des ressorts et une poignée oscillante montée de manière à comprimer de 10 façon variable l'un ou l'autre des ressorts des soupapes de décompression lorsqu'elle se déplace dans un sens ou dans l'autre par rappoi^t à une- position neutre.