Brevet FR2121591A1 — publié le 19720825

' 2121591 Dans de nombreux appareils entraînés par une transmission hydraulique réversible à vitesse variable, il est préférable que certains réglages s'effectuent en déterminant la valeur du co.uple appliqué à la charge et non en déterminant la vitesse d'un moteur. 5 Ceci s'applique notamment à des appareils tels que les pelles à moteur ou les grues comportant un dispositif de commande qui fait pivoter l'ensemble autour d'un axe vertical. Dans ces appareils, l'opérateur doit pouvoir appliquer dans les deux sens des couples d'accélération ou de décélération d'une valeur choisie, y compris 10 un couple nul sods -l'action duquel l'ensemble commandé peut soit rester fixe, soit continuer à pivoter en raison de son inertie. Théoriquement, le réglage doit pouvoir s'effectuer lorsqu'il est nécessaire d'exercer une force pour entraîner la charge ou lorsque cette dernière fournit par inertie ou par gravité une énergie qui 15 doit être absorbée par la transmission. L'invention a pour objet un nouveau distributeur de commande pour une transmission hydraulique réversible à vitesse variable et qui permet de donner au couple appliqué à la charge par la transmission la valeur désirée, dans les deux sens du mouve-20 ment. Ce distributeur est simple, robuste et efficace, et sa fabrication est peu coûteuse. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ce distributeur destiné à être associé à une transmission hydraulique réversible réglable entre une vitesse maximale avant et une 25 vitesse maximale arrière au moyen d'un servo-moteur hydraulique, comprend un corps comportant des canaux d'entrée et d'échappement, et des canaux de distribution ,tous ces canaux étant reliés à un cariai central du corps, deux tiroirs cylindriques coulissant dans le canal central dont l'un peut également coulisser à l'in-30 térieur de l'autre, de manière à régler l'écoulement du fluide entre les différents canaux du corps, deux dispositifs à ressort opposés l'un à l'autre et s'opposant au déplacement d'un des tiroirs danses deux sens à partir d'une position centrale, deux dispositifs sensibles à la pression et permettant de déplacer ce 35 même tiroir contre l'un ou l'autre des dispositifs à ressort, et un dispositif de réglage, pouvant sélectivement déplacer le second tiroir de manière à le maintenir à n'importe quelle position neutre désirée de part et d'autre de la position centrale déterminée par les dispositifs à ressort seuls. 72 00212 2 2121591 L'invention sera décrite en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif, Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de 5 réalisation du distributeur hydraulique de l'invention; la figure 2 est une vue en plan d'une pompe hydraulique réversible à déplacement variable équipée du distributeur représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue en bout de la pompe représentée 10 sur la figure 2; la figure 4 est une élévation latérale de la pompe représentée sur la figure 2 ; la figure 5 est le schéma du circuit hydraulique d'un circuit de transmission hydraulique comportant le distributeur de 15 l'invention, et la figure 6 est une coupe partielle selon la ligne 6-6 de la figure 4. Le circuit hydraulique représenté sur la figure 5 est un exemple d'application du distributeur de l'invention. Ce circuit 20 comprend une pompe hydraulique réversible à déplacement variable 10 reliée par des conduits principaux 12 et 14 à un moteur hydraulique à déplacement 16. Le déplacement de la pompe 10 est réglé par un servo-moteur du type à surfaces différentielles et comprend un piston de faible surface 18 coulissant dans un cylindre et 25 un piston de grande surface 20 coulissant dans un second cylindre. Le rapport des surfaces des deux pistons est de 2 à 1. Le circuit comprend également les ao.cessoires habituels tels qu'un réservoir 22 relié au carter de la pompe 10 et dans lequel une pompe de commande 24 aspire le liquide et le dirige par les conduits 26, 28 30 et 30 vers des clapets anti-retour 32 et 34 correspondants qui lè'issent passer le fluide en direction des conduits principaux 14 et 12. Le circuit d'échappement comprend un distributeur classique à tiroir 36 relié à une soupape de sûreté de pression maximale 38 qui communique par les conduits 40 et 42 avec le carter 35 10 de la pompe et avec le tiroir 22. Une soupape de décharge à basse pression 44 limite la charge maximale de la pression de commande. Les soupapes de décharge 46 et 48 dérivent le fluide de l'un ou l'autre des conduits 12 et 14 vers un conduit 50 de fluide 72 0021/ 2121S91 de commande qui comprend un réducteur de pression 52 et qui alimente par les conduits 54 et 56 la chambre du cylindre contenant le piston de faible surface 18 et par le conduit 58 un distributeur de servo-commande 60 qui règle l'alimentatioiy'^ échappement 5 du fluide du cylindre contenant le piston de grande surface 20 par un conduit 61. Un conduit 62 relie le distributeur 60 au carter de la pompe 10 et au réservoir 22. Un tel circuit est classique dans les techniques de commande hydraulique , sauf en ce qui concerne le distributeur 60 de l'invention. Il convient de noter 10 que ce dernier peut être également appliqué à de nombreux types de circuits hydrauliques différents. Les figures 2, 3 et 4 représentent une pompe réversible à déplacement variable 10 d'un type classique et qui comporte un servo-moteur hydraulique qui règle le sens et l'amplitude de son 15 déplacement. La pompe comporte un arbre de sortie 64 cannelé. Le distributeur de commande de l'invention est de préférence constitué par un ensemble 60 rapporté sur le côté du carter de la pompe 10. Les conduits principaux d'alimentation 12 et 14 sont reliés à la pompe et des branchements 66 et 68 relient respectivement 20 les conduits 12 et 14 aux extrémités opposées du distributeur 60. Ce dernier est représenté en détail sur la figure 1, Il comprend un corps 70 qui comporte une portée cylindrique extérieure étagée 72 qui permet de le fixer sur la paroi de la pompe 10. Son canal intérieur communique par des canaux 74 de la portée 25 72 avec l'enceinte intérieure du carter de la pompe 10. Bien entendu, le distributeur 60 peut être également indépendant de la pompe et être relié au circuit hydraulique par des conduits extérieurs appropriés. Les canaux 74 sont des canaux d'échappement. Le corps 70 comporte également un canal d'entrée 76 et un canal 30 de distribution 78. Ces canaux communiquent respectivement avec les conduits 58 et 61 du schéma de la figure 5 par des trous non représentés percés dans la portée cylindrique 72 et dans le carter de la pompe 10. Le corps 70 comporte un canal central longitudinal 80 35 qui délimite à chacune de ses extrémités une chambre cylindrique de plus grand diamètre 82 et 84. Un tiroir cylindrique creux 86 coulisse dans le canal central 80 et il comporte deux canaux radiaux 88 et 90 qui communiquent respectivement avec le canal d'en- 72 00212 * 2121591- trée 76 et le canal de distribution 78, quelle que soit la position longitudinale du tiroir 86 dans le corps 70. Le canal radial 91 -est un canal d'échappement. Le tiroir ;86 comporte une gorge circulaire 92 ménagée au voisinage de son extrémité droite. Un arbre 5 radial oscillant 94 tourne dans le corps 70 et son extrémité infé-• rieure comporte un doigt excentré 96 qui est engagé dans la gorge circulaire 92 du tiroir. Un levier de commande 98 est fixé à l'autre extrémité de l'arbre oscillant 94 et il peut pivoter entre deux butées réglables 100 (figure 4) vissées dans des bossages corres-10 pondants 102 solidaires de la paroi extérieure du corps. De ce fait, une trLnglerie de commande reliée à'l'extrémité libre du.levier 98 permet de faire tourner l'arbre 94 de manière que le doigt excentré 96 déplace le tiroir 86 dans les deux sens vers n'importe quelle position axiale désirée à partir de sa position centrale 15 représentée sur la figure 1. Un tiroir intérieur 104 coulisse dans l'alésage central du tiroir creux 86. Il comprend des portées et des gorges qui permettent de relier sélectivement le canal de dis- 1 tribution 90 soit au canal de pression 88,soit au canal d'échappement 91 du tiroir creux 86. Le tiroir intérieur 104 est sensible 20 aux variations de pression dans les conduits principaux de la transmission. A cet effet,des bouchons 106 et 108,fixés chacun à une extrémité du corps 70,comportent un trou central relié aux conduits de commande correspondants 66 et 68,et ces trous centraux contiennent chacun un petit piston 110 et 112. L'extrémité inté-25 rieure de chaque piston porte contre l'extrémité correspondante du tiroir intérieur 104. Par ailleurs, deux plateaux de retenue 114 et 116 sont appliqués chacun contre une extrémité du tiroir intérieur 104, et des ressorts 118 et 120 s'appuient chacun contre le plateau correspondant.. Ces ressorts sont relativement légers 30 et s'opposent seuls à la pression exercée par le fluide sur les pistons au début du déplacement axial du tiroir 104 à partir de sa position centrale. De ce fait, le taux d'augmentation de pression par rapport au déplacement initial du tiroir 104 est relativement faible étant donnée la faible surface des pistons 110 et 35 112 et la souplesse relative des ressorts 118 et 120. Deux autres ressorts 122 et 124 plus puissants sont également montés chacun dans la chambre correspondante de l'extrémité du corps 70, mais ils ne portent pas contre les plateaux de retenue 114 et 116 au COPY 72 00212 5 2121591 début du déplacement du tiroir intérieur 104 à partir de sa position centrale. Des bagues de retenue 126 et 128 maintiennent nor malement ces ressorts puissants à l'écart des plateaux de retenue 114 et 116, et si on le désire, les ressorts puissants peu-5 vent être faiblement préchargés par les bagues de retenue 126 et 128. La soupape de réduction de pression 52 est représentée sur la figure '6. Elle comprend un tiroir 13.0, piloté, qui coulisse dans un alésage 132 et qui r.ègle le débit du fluide entre 10 un canal d'entrée 134 relié au conduit 50 de la figure 5 et un canal de sortie 136 relié au conduit 54. Une soupape de pilotage 138 réagit en fonction de la pression dans le canal de sortie avec lequel elle communique par un canal de freinage intérieur du . tiroir 130 et un canal de passage 140. Lorsque la pression de 15 sortie dépasse une valeur prédéterminée, la soupape de pilotage, qui est chargée par un ressort, s'ouvre et purge la chambre ménagée à la partie supérieure du canal 132 dans le canal d'échappement 142, et de ce fait, le tiroir 130 se soulève. Lorsque le levier de commande 98 est centré et qu'aucune 20 charge n'est appliquée.au moteur 16, la pompe de commande 24 dirige le fluide par le conduit 26 et deux des clapets anti-retour 32, 34, 46 et 48, dans le conduit 50 et vers la soupape de réduction 52. Le volume de fluide en excès débité par la pompe de charge 24 est évacué par la soupape de décharge 44 et le con-25 duit 42 vers le réservoir 22. La pression s'exerce par les conduits 54 et 56 sur la face correspondante du pi'ston de faible surface 18 du dispositif de servo-moteur de la pompe 10 et il est dirigé par un conduit 58 vers le canal d'entrée 76 du distributeur 60. Avant d'atteindre sa position neutre,le distributeur 60 30 a dirigé le fluide par le conduit 61 vers la face correspondante du piston de grande surface 20, sous une pression égale à la moitié de la pression du fluide dirigé vers le piston de faible diamètre 18, et de ce fait, le servo-moteur de la pompe 10 reste immobile. Cet effet est obtenu quelle que soit la position du 35 déplacement de la pompe soit en marche avant,soit en marche arrière, et le moteur 16 continue à tourner avec la charge sans l'entraîner ni la freiner. Par contre, si le distributeur 60 se place en position neutre lorsque le servo-moteur de la pompe 10 est également en position neutre, le moteur 16 reste stoppé. COPY 72 00212 6 2121591 Pour exercer un couple sur la charge, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre, l'opérateur fait tourner la broche excentrée 96 pour déplacer le tiroir extérieur 86, par exemple vers la gauche selon la figure 1. De ce fait, le canal 90 est mis 5 en communication avec le canal 88 et le fluide sous pression est admis par le conduit 61 derrière le piston de grande surface 20. Lorsque les éléments sont dans la position représentée sur la figure 5, ce déplacement du tiroir extérieur entraîne une réduction du déplacement de la pompe 10 qui exerce une force de freinage sur 10 le moteur 16 et sur la charge, et la pression augmente dans le conduit principal 12 et dans le branchement 68. Cette augmentation de pression est transmise au piston 112 qui déplace le tiroir intérieur 104 contre la force du ressort 118 et éventuellement celle du ressort puissant 122. Ce déplacement s'arrête lorsque le tiroir 15 104 arrive en positioi>6eutre par rapport à la nouvelle position du tiroir extérieur 86. Les variations de la réaction de la charge qui sont transmises au moteur 16 entraînent des variations de pression dans le conduit 12 ainsi que dans le branchement 68, et le tiroir intérieur 104 se déplace vers la gauche oi^rers la droite 20 selon le cas en agissant sur le servo-moteur réglant le déplacement de la pompe 10 jusqu'à n'importe quelle position nécessaire à déterminer la même valeur de la pression dans le conduit principal 12. Il en résulte soit une accélération,soit un ralentissement soit, une inversion du mouvement." 25 Pour appliquer le couple sur la charge en sens inverse, le tiroir extérieur 86 doit se déplacer vers la droite à partir de sa position centrale, et de la même manière, la pression augmente dans le conduit principal 14 et se maintient à la valeur déterminée par l'amplitude du déplacement axial du tiroir creux 86 à partir 30 de sa position centrale. Etant donné que ce tiroir 86 est de faible dimension et léger, et qu'il est par ailleurs isolé mécaniquement des éléments sensibles à la pression,il suffit d'une légère force pour le déplacer,et de ce fait, il peut être commandé soit à la main,soit par un dispositif électrique ou un autre dispositif 35 moteur à vitesse lente. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit sans sortir du cadre de l'invention. 72 00212 ( 2121591 REVENDICATIONS 1 - Distributeur à commande sélective et piloté par pression, destiné à être associé à un^transmission hydraulique réversible commandée par un servo-moteur hydraulique et pouvant tourner 5 dans une plage de vitesses comprise entre une vitesse maximale de marche avant et une vitesse maximale de marche arrière, ce distributeur étant caractérisé en ce qu'il comprend des canaux d'entrée, d'échappement et des canaux de distribution communiquant avec un canal central, des chambres ménagées à chaque extrémité du canal 10 central, deux tiroirs cylindriques concentriques coulissant dans le canal central et coulissant l'un dans l'autre de manière à régler l'écoulement du fluide hydraulique entre les canaux ménagés dans le corps , deux dispositifs à ressort agissant en sens inverses et s'opposant au déplacement du premier tiroir dans un sens 15 ou dans l'autre à partir d'une position centrale, des éléments sensibles à la pression déplaçant le premier tiroir contre l'un ou l'autre des dispositifs à ressort, et un dispositif de réglage déplaçant sélectivement le second tiroir pour déterminer n'importe quelle position neutre à partir de la position centrale déterminée 20 par les dispositifs à ressort seuls. 2 - Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir extérieur des deux tiroirs concentriques comporte une gorge circonférentielle extérieure voisine d'une de ses extrémités, le corps supportant un élément oscillant autour d'un axe 25 perpendiculaire au tiroir et comportant un doigt excentré engagé dans la gorge du tiroir et permettant de déplacer sélectivement ce dernier. 3 - Distributeur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande sélective comprend 30 l'élément oscillant. 4 - Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dispositifs à ressort comprennent une première paire de ressorts légers appliqués contre le tiroir lorsqu'il est à sa position centrale et une seconde paire de res-35 sorts puissants d'une longueur inférieure à la course totale du tiroir de manière que l'augmentation de pression soit faible pendant la première partie du déplacement du tiroir à partir du centre et qu'elle augmente lorsque le tiroir vient porter contre un 72 00212 O 2121591 des ressorts puissants. 5 - Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de butée limitant la course d'allongement des ressorts puissants à une valeur prédéterminée.