Brevet FR2334861A1 — publié le 19770708

La présente invention concerne un système hydraulique comportant un organe de positionnement alimenté par une pompe, un réservoir, une valve de décharge et une vanne de commande pouvant etre amenée, à partir d'une position neutre, dans une position reliant l'organe de positionnement au réservoir, ou Dien dans une position reliant cet organe de positionnement à la pompe par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation, la vanne de commande pouvant être reliée au réservoir, dans sa position neutre et dans sa position reliant l'organe de positionnement au réservoir, par l'intermédiaire de la valve de décharge, Des système hydrauliques de ce type sont utilisés sur les tracteurs agricoles et présentent cet inconvénient que, lorsaue la vanne de commande est ramenée de sa position reliant la pompe à l'organe de positionnement dans sa position neutre, ce qui dans le cas de systèmes hydrauliques de régulation est assuré automatiquement en fonction de la position ou de la résistan- ce à la traction, c'est-à-dire sans interventinXn manuelle, la perte de charge ou chute de pression au droit de la vanne de commande est si grande qu'on ne dispos plus d'une quantité de fluide sous pression suffisante pour pourrir faire sortir l'orga- ne de positionnement, qu est par exemple un vérin ou cylindre alimenté hydrauliquement, jusque dans la position prédeterminée, de sorte qutune timonerie pouvant tre actionnée n fonction de la résistance à la traction ou de la position ne peut plus rame ner la vanne de commande, qui constitue le tout dernier élément de la channe, jusque dans sa position neutres Dans e cas du système hydraulique auquel l'invention apporte des perfectionne- ments, tel qu'il est décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amé- rique n 3.474.824, on remédie à cet Inconvénient par le Fait que l'on prévoit en neutre encore trois autres valves. Par opposition à ce qui précède, le but do l'nventlon ns d'assurer 'e retour d'une vanne de commande a' partir de Sa position reliant l'organe de positionnement à la pompe jusque dans sa position neutre par des moyes simples. On parvient à ce résultat, suivant lllnvention, par le fait que le conduit d'alimentation est relié au conduit de pe-s sion du système par l'intermédiaire d'un conduit comportant une valve de régulation, en contournant ou en court-circuitant la vanne de commande et la valve de décharge. De cette manière, on crée un conduit en dérivation associé à une valve de régulation, qui ne permet une mise en pression de l'organe de positionnement que lorsque la vanne de commande ne se trouve pas encore complètement à sa position neutre, de sorte que l'organe de position nement peut subir une mise en pression supplémentaire et que la vanne de commande peut être ramenée complètement dans sa position neutre, par exemple par l'intermédiaire d'une timonerie détectant la résistance. Judicieusement, suivant l'invention, la valve de régulation peut comporter un point d'étranglement et un clapet de retenue, qui est prévu dans le conduit auxiliaire ou en dérivation dans des conditions telles que seule une mise en pression soit possible de la pompe vers l'organe de positionnement, tandis qu'unie mise en pression en sens inverse est rendue impossible. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une représentation schématique du système hydraulique suivant l'invention. La Fig. 2 est une vue en coupe du corps de la vanne. Si l'on se reporte à la Fig. 1, on voit qu'on a représenté schématiquement un circuit de fluide comportant une pompe à débit constant 10, qui fournit du fluide sous pression à un conduit 12. Un conduit 18 communique avec le conduit 12 et aboutit à une soupape de sldreté 20 réagissant à la pression du fluide, qui renvoie le fluide à un réservoir 22. La soupape 20 est d'un type classique et limite la pression à l'intérieur du systé- me hydraulique, et en tant que telle elle évite une élévation de pression supérieure à celle pour laquelle le système est étudié. Le conduit 12 aboutit à un corps de vanne désigné d'une façon générale par la référence 24 et il est relié à un canal principal 26, puis à un premier conduit 28 aboutissant au côté d'entrée d'une vanne de servo-commanoe 30 fermée en position médiane et à une valve de détente ou de décharge 32. La vanne de servo-commande 30 fermée en position médiane est actionnée par un mécanisme 33 de construction connue, pour commander un vérin hydraulique 34 qui peut titre utilisé pour toute fonction désirée, par exemple pour actionner un arbre oscillant sur lequel les bras de levage d'un tracteur sont montés. Le vérin 34 est associé fonctionnellement à une timonerie de servocommande 37 qui fournit une réaction au mécanisme d'actionnement 33. Un second canal ou conduit 36, qui est relié à un conduit d'alimentation 38, assure le transfert du fluide de la vanne de commande au vérin 34. Un clapet de retenue taré 40 est monté dans le conduit d'alimentation 38, pour éviter tout reflux de fluide quand la pression du fluide dans le vérin 34 est supérieure à la pression régnant dans le second conduit d'alimentation 36, par exemple quand le vérin 34 est soumis à l'effet d'une charge indiquée en 41. Un premier conduit 42 aboutissant au réservoir, qui est relié au conduit d'alimentation 38 entre le clapet de retenue taré 40 et le vérin 34, agit de manière à évacuer le fluide à partir du vérin 34 par l'intermédiaire de la vanne de commande 30, en direction d'un second conduit d'écoulement 44 et ainsi vers le réservoir 22. Le premier conduit d'alimentation 28 est en outre relié au conduit d'alimentation 38 par un conduit en dérivation 46. Un clapet de retenue en dérivation 48 et un dispositif d'étranglement 50 sont prévus dans le conduit en dérivation 46, pour empêcher tout reflux du fluide par ce conduit en dérivation 46 quand la pression du fluide dans le vérin 34 est supérieure à celle régnant dans le premier canal 'alimentation 28, et pour assurer un écoulement étranglé entre le premier canal d'alimentation 28 et le canal d'alimentation 38 lorsqu'il se produit un écoulement par le clapet de retenue en dérivation 48 comme ex plique plus loin. La valve de décharge 32 relie sélectivenent le premier canal d'alimentation 28 avec un canal ou conduit de décharge 52. La valve de décharge 32 réagit, comme décrit plus loin, au fluide de sous pression qui se trouve dans le premier canal d'alimentation 28, pour faire communiquer ce premier canal d'alimentation 28 avec le conduit de décharge 52, et elle réagit au fluide sous pression qui se trouve dans le second conduit d'alimentation 36, pour isoler le premier conduit d'alimentation 28 du conduit de décharge 52. La valve de décharge 32 comporte en outre un dispositif d'étranglement 54, qui permet un passage étranglé du fluide depuis le second conduit d'alimentation 36 en direction du conduit de décharge 52. Ce conduit de décharge 52 est en outre relié à une vanne de commande 55 ouverte en position médiane, qui peut être déplacée de façon à établir une communication avec le réservoir 22 ou avec un vérin 56 placé à distance.La vanne 55 et le vérin 56 ne font pas partie de l'invention, mais sont représentés pour illustrer un circuit complet dans lequel l'invention peut être utilisée. Si l'on se reporte maintenant à la Fig. 2, on voit qu'on a représenté en coupe le corps de vanne 24, comprenant la vanne de commande 30, la valve de décharge 32, le clapet de retenue taré 40 et le clapet de retenue en dérivation 48. La vanne de commande 30 est constituée par une soupape de relevage 60 et une soupape d'abaissement ou de descente 62. Les soupapes 60 et 62 comprennent des boisseaux ou tiroirs 64 et 68 qui peuvent coulisser respectivement dans des alésages 70 et 72 du corps de vanne 24 et qui divisent ces alésages en une première et une seconde chambres 74, 76 et 78, 80 respectivement. Les boisseaux 64 et 68 ont la forme de cylindres creux et sont munis d'épaulements intérieurs et extérieurs 82, 84 et 86, 88 respectivement, associés à des orifices 90 et 92 traversant les deux épaulements. Les parties supérieures des boisseaux 64 et 68 sont munis d'épaulements d'étanchéité 94 et 96 et sont appliqués contre le corps de vanne 24, pour isoler les premières chambres 74 et 76 par rapport à deux troisièmes chambres 98 et 100 respectivement, par les ressorts 102 et 104 des soupapes de relevage et d'abaissement.Les ressorts 102 et 104 appliquent des billes 106 et 108 contre les épaulements intérieurs 82 et 84 respectivement, pour isoler des trous longitudinaux 107 et 109 reliant les secondes et troisièmes chambres 78, 80 et 98, 100 des soupapes 60 et 62. I1 est prévu, dans une relation de butée par rapport aux billes 106 et 108, deux poussoirs 110 et 112 qui sont actionnés par le mécanisme d'actionnement 33, lequel est commandé à son tour par un levier de commande classique 114 et par une tringlerie de servo-commande également classique 37. La valve de décharge 32 comprend un boisseau ou tiroir 116 qui est monté à coulissement à l'intérieur d'unalésage 118 de façon à diviser cet alésage en une première chambre 120 et en une seconde chambre 122. Le boisseau 116 de la valve de décharge a la forme d'un cylindre creux qui est plus étroit à une extrémité, de façon à ménager un épaulement 124 et un épaulement d'é tanchéité 126. Un ressort 128 applique l'épaulement d'étanchéité 126 contre le corps de vanne 24, pour isoler a première chambre 120 par rapport à une troisième chambre 129 qui est reliée au canal de décharge 52. Le boisseau 116 comporte en outre un élé ment d'étranglement 54 qui relie les seconde et troisième chambre 122 et 129. Le clapet de retenue taré 40 comprend un ressort 43 et une bille 45 qui repose sur une partie du corps de vanne 24, pour isoler le conduit d'alimentation 38. Le clapet de retenue en dérivation 48 comprend une bille 51 qui repose sur le corps de vanne 24 pour isoler le dispositif d'étranglement 50, et dont la course est limitée dans le corps 24 par une butée 49. Le système décrit fonctionne de la manière suivante Lorsque la vanne de commande 30 se trouve dans sa position neutre, ltécoulement du fluide à partir de la pompe à débit constant 10 s'effectue librement vers le corps de vanne 24, et ce fluide pénètre dans la première chambre 74 de la soupape de relevage 60 et dans la première chambre 120 de la valve de décharge 32. Etant donné que la première chambre 74 est Isolée de la troisième chambre 98 de la soupape de relevage sous leffet de la sollicitation exercée par le ressort 102, le fluide va passer à travers l'orifice 90, pour pénétrer dans la seconde chambre 78, afin de fournir une presslon d'étancheité additionnelle. Lorsque la pression de fluide augmente dans la première chambre 120 de la valve de décharge 32, elle agit sur ltépaule- ment 124 jusqutà ce qu'elle depasse la force exercée par le ressort associé 128. A ce moment, le boisseau 116 est repoussé vers le haut, pour permettre au fluide de s'écouler entre la première chambre 120 et la troisième chambre 129, ce qui permet ainsi au fluide provenant de la pompe à débit constant 10 dtasreindre la vanne de commande 55 ouverte en position médiane. Quand la vanne de commande 30 est amenée à sa position de relevage, que ce soit à la main, sous l'effet du levier de commande 114, ou bien de façon automatique par la tringlerie de servo-commande 37, le poussoir 110 et la bille 106 sont abaissés. Il en résulte que la pression de fluide qui règne dans la seconde chambre 78 disparaît, étant donné que l'orifice 90 assure un étranglement supérieur à icelui correspondant = la etion d'tés coulement autour de la bille abaissée 10 et à avers le trou 107. La différence de pression ainsi créée entre la première chambre 74 et la seconde chambre 78 engendre une force s'exerçant sur l'épaulement 86, et il en résulte que le boisseau 64 de la soupape de relevage suit la bille 106 dans son mouvement vers le bas. Lorsque le boisseau 64 de la soupape de relevage se déplace vers le bas afin d'établir une communication pour le fluide entre la première chambre 74 et la troisième chambre 98, le fluide s'écoule par le second conduit d'alimentation 36, pour parvenir dans la seconde chambre 122 de la valve de décharge 32 pliis vite qu'il ne peut s'échapper à travers le point d'étranglement 54, de sorte que la pression qui règne dans cette seconde chambre 122 augmente. Lorsque la pression dans la seconde chambre 122 augmente, elle exerce une force sur le boisseau 116 de la valve de décharge, qui en combinaison avec la force exercée par le ressort associé 128 est supérieure à la force qui résulte la pression de fluide s'exerçant sur l'épaulement 124. Cette force différentielle déplace le boisseau 116 de la valve de décharge, pour empocher toute communication pour le fluide entre la première chambre 120 et la troisième chambre 129. Quand la valve de décharge 32 se trouve dans sa position de blocage, le fluide dirigé par la vanne de commande 30 franchit le clapet de retenue taré 40 et parvient par le conduit d'alimentation 38 au vérin 34. En outre, le fluide va passer par le clapet de retenue 48 et par les conduits 46 et 38 pour parvenir également à ce vérin 34. Quand la vanne de commande 30 est amenée dans sa position neutre d'une façon automatique par la tringlerie de servocommande 378 le poussoir 110 de la soupape de relevage 60 se déplace vers le haut, de sorte que le ressort associé 102 applique la bille 106 contre l'épaulement intérieur 84, pour supprimer toute communication pour le fluide entre la seconde chambre 78 et la troisième chambre 98. Quand ce phénomène se produit, la pression s'accumule dans la seconde chambre 78, de façon à solliciter le boisseau 64 de la soupape de relevage vers une position dans laquelle il isole la première chambre 74 de la troi siéme chambre 98. Toutefois, quand on se rapproche du point de blocage, la chute de pression ou perte de charge à travers lté- paulement d'étanchéité 94 et le corps de vanne 24 augmente jus qu'3 ce que la pression régnant dans la troisième chambre 98 soit insuffisante pour que le vérin hydraulique 34 soulève la charge 41 pour le dernier mouvement élémentaire nécessaire pour permettre au poussoir 110 de s'écarter complètement du mécanisme d'actionnement 33. Dans cette condition, il se produit une fuite continue de fluide à partir du conduit d'alimentation principal 26, par l'épaulement d'étanchéité 94 et à travers le second conduit d'alimentation 36, en direction de l'organe d'étranglement 54, et le vérin 34 ne va pas parvenir à sa position limite désirée. Un circuit en dérivation a été prévu dans le système pour corriger la situation indiquée ci-avant, de telle sorte que le vérin 34 atteigne la position désirée. Lorsque la chute de pression entre la première et la troisième chambres 74 et 78 augmente, la pression régnant dans la première chambre 120 de la valve de décharge 32 augmente également. Etant donné que la fuite au droit de l'épaulement d'étanchéité 94 va maintenir une certaine pression de fluide dans la seconde chambre 122, le boisseau 116 de valve de décharge est empêché de se déplacer, et la pression de fluide s'exerçant à travers le point d'étranglement 50 et agissant sur la bille 51 permet l'écoulement étran glé de fluide sous pression par le dispositif d'étranglement 50 en dérivation, à partir du premier conduit d'alimentation 28 vers le conduit en dérivation 46.L'écoulement du fluide par le clapet de retenue en dérivation 48 et le dispositif d'étranglement en dérivation 50 fournit une pression suffisante pour amener le vérin 34 à la position désirée et pour permettre à la soupape de relevage 60 de se fermer. Quand la soupape 60 est fermée, la seconde chambre 122 se vide par le dispositif d'étranglement 54, et la pression dans la première chambre 120 de la valve de décharge 32 devient suffisante pour déplacer le boisseau 116 de cette valve et pour établir une communication pour le fluide entre la première chambre 120 et la troisième chambre 129. Lorsque la valve de décharge 32 s'ouvre, la pression dans le premier conduit d'alimentation 28 et dans la première chambre 120 diminue, pour permettre à la pression du vérin agissant sur le clapet de retenue en dérivation 48 de bloquer le dispositif d'étranglement 50. Ainsi, le système est ramené à une position dt équilibre. Quand la vanne de commande 30 est amenée à sa position inférieure, la soupape d'abaissement 62 agit sensiblement à la même manière que la soupape de relevage 60. Etant donné que la charge 41 tend à provoquer la descente du vérin 34, la perte de charge à travers la soupape d'abaissement 62 ne pose pas de problêmes. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système hydraulique comportant un organe de positionnement ou de déplacement soumis à 11 action d'une pompe, un réservoir, une valve de décharge et une vanne de commande pouvant être amenée à partir de sa position neutre dans une position reliant l'organe de positionnement au réservoir, ou bien dans une position reliant cet organe de positionnement à la pompe par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation, cette vanne pouvant être reliée, dans sa position neutre et dans sa position reliant l'organe de positionnement au réservoir, à ce réservoir lui-meme, par l'intermédiaire d'une valve de décharge, caractérisée en ce que le conduit d'alimentation (38) est relié par l'intermédiaire d'un conduit en dérivation (46) présentant une valve de régulation au conduit de pression (26, 28), en-contournant ou en court-circu4tant la vanne de commande (30) et la valve de décharge (32 > . 2.- Système hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valve de régulation comprend un dispositif d'étranglement (50) et un clapet de retenue (48). 3.- Système hydraulique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit en dérivation (46) comprenant le dispositif d'étranglement (50) et le clapet de retenue (48) est monté en parallèle avec la vanne de commande (30).