Brevet FR2271418A1 — publié le 19751212

L'invention concerne un procédé de variationgà faible perte,du flux refoulé par une pompe à débit fixe ainsi qu un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procéde. Il existe des pompes a débit variable utilisées en particulier à la commande hydrostatique de puissance La variation de débit est toutefois liée en général à l'inconvénient qu'elle est très coûteuse et absorbe une force relativement grande de réglage. Cet in- convénient oblige en général l'utilisateur à prévoir par contre des pompes à débit fixe et à détruire l'énergie en excès dans des étran- gleurs. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de prélever un flux variable sur une pompe à debit fixe sans nécessite de détruire une quantité notable d'énergie de pompage. Le procédé de l'invention consiste essentiellement à subdiviser le débit de la pompe périodiquement en deux parties variables dont l'une forme le flux utile dirigé sur l'appareillage utilisateur et l'autre constitue le reflux évacué sans pression. Selon une particularité essentielle du dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre de ce procédé, un circuit de distribution comprenant un diaphragme rotatif et destiné à être raccordé à la sortie de la pompe dirige le débit de refoulement de cette dernière périodiquement et alternativement sur un conduit comprenant une soupape de retenue et destiné à être raccordé à l'appareillage utilisateur et sur un conduit de reflux destiné à être raccordé à un réservoir sans pression raccordé à l'aspiration de la pompe L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel :: la figure i est un schéma d'un dispositif selon l'invention associé à une pompe de refoulement et à un appareillage utilisateur pour constituer une commande hydrostatique de machine tournante les figures la et lb sont des graphiques illustrant la variation de la pression à l'entre de la pompe et à I'entrée de l'appareillage utilisateur du circuit de la figure 1 la figure 2 est une coupe longitudinale schématique d'un exemple de réalisation du circuit distributeur au dispositif selon l'invention ; et la figure 3 est une élévation d'un assemblage d'un dispositif selon l'invention et d'une pompe. La figure 1 représente schématiquement une commande hydrostatique complète de machine tournante comprenant une pompe 1 à débit fixe refoulant un fluide sous pression d'un réservoir 4 dans un circuit distributeur 2 qui comprend un diaphragme rotatif 3. Selon la position du diaphragme 3, le fluide soit reflue sans pression dans le réservoir 4 (position représentée d'ouverture du diaphragme) soit passe par une soupape 5 de retenue (position de fermeture du diaphragme) pour pénétrer dans un moteur hydraulique 6 qui constitue l'appareillage utilisateur. Le conduit sortant du circuit distributeur 2 et aboutissant au moteur hydraulique peut être raccordé b un accumulateur 7 pour des raisons qui seront indiquées plus bas. La figure la représente la variation dans le temps de la pression dans le conduit d'entrée du circuit distributeur 2, c'està-dire dans le conduit de sortie de la pompe 1. Lorsque le diaphragme 3 tournant en continu interdit au fluide refoule de passer de la pompe 1 dans le réservoir 4 pendant les périodes a, la pression p monte. Le flux de fluide sous pression montante ne peut s'échapper que par la soupape 5 de retenue et se diriger sur le moteur hydraulique 6. Dès que le diaphragme 3 s'ouvre pendant les périodes b, la pression du fluide tombe pratiquement à une valeur nulle, car ce fluide se dirige sur le réservoir 4 qui est précisément à pression nulle ; le moteur 6 n'est pas alimenté pendant cette période. La figure lb représente la variation correspondante de pression dans le temps dans le conduit qui sort du circuit distributeur 2 et aboutit au moteur 6. La pression monte légèrement pendant chaque période a pendant laquelle l'accumulateur 7 se charge. Pendant la période suivante b, seul l'accumulateur 7 qui s'est précédemment chargé alimente le moteur 6, de sorte que la pression tombe légèrement. L'ondulation de la variation de pression est fonction du rapport du volume de chaque impulsion de fluide (figure la) à la capacité de l'accumulateur 7. Une variation du rapport des périodes a/b permet de faire varier le fluide de flux refoulé vers le moteur hydraulique 6. Le dispositif décrit et plus particulièrement le processus qu'il exécute, correspond donc à une modulation de durée d'impulsions électriques, un filtre passe-bas convertissant les impulsions actives en un signal analogique. La figure 2 représente un exemple pratique de réalisation du circuit distributeur de la figure 1. Un circuit de ce type doit satisfaire aux critères suivants - le rapport entre le flux utile et le reflux du fluide refoulé par la pompe doit être réglable sous l'effet d'une faible force, c'est a dire pratiquement sans perte ; i - le flux que reçoit l'appareillage utilisateur ne doit pas être fortement pulsé.Donc, la fréquence de division du flux par le circuit distributeur doit être bien supérieure à la fréquence propre du circuit utilisateur. il est possible de satisfaire à ce critère en conférant au circuit distributeur une fréquence élevée de fonc tionnement et en abaissant si nécessaire la fréquence propre du circuit utilisateur au moyen d'un petit accumulateur si le volume de fluide que renferment les conduits ne suffit pas lui-même à lisser les impulsions actives - les impulsions actives produites par le circuit distributeur doivent avoir des flancs très raides de manière à abaisser les pertes d'énergie. Le composant essentiel du circuit distributeur de la figure 2 est le diaphragme rotatif qui, selon la position angulaire qu'il occupe, dirige le flux de fluide, par exemple un flux d'huile refoulé par la pompe non représentée et arrivant par un raccord 8 dans le sens de la flèche, soit sur un raccord 9 de reflux, soit sur un raccord 13 aboutissant à un appareillage utilisateur par l'inter- médiaire d'une soupape de retenue montée dans un conduit 10 de liaison et se composant d'un siège 11, d'un plateau 12 et d'un ressort de rappel 12'. Le diaphragme rotatif représenté se compose d'un manchon 15 solidaire d'une douille curviligne et calé par une clavette 16 sur un arbre de commande 14 qui lui transmet le couple de rotation et qui est mobile axialement. Ces deux éléments rotatifs, à savoir l'arbre 14 de commande et le manchon 15 à douille curviligne sont centrés par des roulements 17 et 18 dans un carter 19 de manière que les parties en relief constituées par la douille 151 ferment de manière étanche un canal 20 d'évacuation réalisé dans le carter 19, les faibles fuites s'échappant par le åeu entre éléments mises à part. Le canal 20 d'évacuation communique avec le conduit 10 qui est aussi constitué d'un perçage réalisé dans le carter 19. Lorsque le manchon 15 est dans la position représentée dans laquelle la douille curviligne 15' en relief obture le canal 20, la pompe refoule dans l'appareillage utilisateur, ctest-à-dire vers le raccord 13. Dans la suite du mouvement de rotation de l'arbre 14 de commande et donc du manchon 15 dans le sens indiqué par la flèche, ces éléments atteignent une position dans laquelle le b ssage 15' constitué par la douille curviligne libère le canal 20. Lorsque la douille curviligne occupe cette position, la pompe refoule vers le raccord 9 de reflux, c'est-à-dire sans pression dans le réservoir de fluide par l'intermédiaire d'une chambre 21 renfermant le diaphragme et délimitée par des joints 22 et 23 de traversée d'arbre. Le rapport d'impulsions a/b (figures 1, la, lb) est réglable par déplacement de la douille curviligne du manchon 15 claveté sur l'arbre 14 de commande. Dans exemple représenté de réalisationi, le rapport d'impulsions a/b augmente lorsque le manchon 15 subit un déplacement vers la droite. La vitesse de rotation de l'arbre 14 de commande ainsi que le nombre des bossages de la douille curviligne 15' déterminent la fréquence des impulsions. La figure 3 représente un circuit distributeur 2' dont la réalisation correspond par exemple à celle de la figure 2, et qui est directement bridé sur une pompe 1' à engrenage, l'arbre 14' de commande du circuit 2' qui supporte le diaphragme rotatif, c'est-à-dire le manchon à douille curviligne de la figure 2, étant entraîné au moyen d'une transmission à courroie par l'arbre 24 de la pompe. Le rapport des diamètres des poulies 25 et 26 calées sur les arbres 24 et 14' ainsi que la vitesse de rotation de la pompe déterminent la fréquence des impulsions. Le circuit distributeur 2' comprend par ailleurs aussi un conduit 9' de reflux qui débouche sans pression dans le réservoir 4, ainsi qu'un conduit 13' aboutissant à l'appareillage utilisateur. Lorsque la fréquence adoptée d'impulsions doit être élevée de manière que les ondulations soient faibles et qu'il ne soit pas nécessaire que l'accumulateur soit grand, de sorte que la soupape 5 de retenue (figure 1) ou 11, 12, 12' n'est plus capable de suivre des fluctuations du courant, sa fonction peut être assumée par un diaphragme rotatif conçu en conséquence. Il va de soi que le procédé et le dispositif décrits et représentés peuvent subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de variation, à faible perte, du flux de refoulement d'une pompe débit fixe, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à subdiviser le flux refoulé par la pompe périodique- ment en deux parties variables dont l'une constitue le flux utile dirigé sur l'appareillage utilisateur et irautre représente un reflux évacué sans pression. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit distributeur comportant un diaphragme rotatif, destiné à être raccordé à la sortie de la pompe et dirigeant périodiquement et alternativement le fluide refoulé par cette dernière soit sur un conduit comprenant une soupape de retenue et destiné à être raccordé à l'appareillage utilisateur, soit sur un conduit de reflux destiné à être raccordé à un réservoir sans pression du fluide aspiré par la pompe. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diaphragme rotatif comprend une douille curviligne mobile axialement et entraînée en rotation par un arbre de commande sur lequel elle est montée et qui lui-meme est monté dans un carter, les bossages de ladite douille obturant ou faisant communiquer avec le reflux par intermittences un canal d'évacuation relié au refoulement de la pompe, lors de la rotation dudit arbre de commande, la durée pendans laquelle ladite communication est établie étant réglable par rapport à la durée d'une révolution complète de l'arbre de commande par déplacement de la douille curviligne dans la direetion de l'axe. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit canal d'évacuation communique par une extrémité avec le refoulement de la pompe et par l'autre extrémité avec un canal réalisé dans le carter, comportant la soupape de retenue et aboutissant à un raccord avec l'appareillage utilisateur. 5. Dispositif selon ltune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le diaphragme rotatif est associé à des organes d'accouplement à l'arbre de la pompe.