Brevet FR2370317A1 — publié le 19780602

On sait déjà obtenir la variation d'un débit de fluide sous pression. Sont generalement utilisées pour ce faire des pompes spéciales, dites, a cylindrees variables, qui sont croûteuses, compte tenu de la qualite technologique de leur réalisation. L'invention entend remédier à l'inconvenient que représente le court de fabrication élevé des pompes a cylindrée variable et propose pour ce faire d'adopter des pompes à cylindrée constante, et même à débit constant, et de régler le débit effectivement dirigé vers le circuit d'utilisation. En outre, ce réglage de la quantité du débit effectivement dirigé vers le circuit d'utilisation est effectué électriquement ou > de préférence, électroniquemnt de sorte qu'il peut commodément être rendu.independant de l'entraînement de la pompe. Le débit renvoyé au reservoir, l'est pratiquement sans pression, de sorte que le rendement global n'est pratiquement pas diminué par l'adjonction du système proposé. L'invention a donc pour objet une source de fluide sous pression à débit variable comprenant au moins une pompe, sur le conduit de refoulement de laquelle est disposé un clapet de non-retour permettant le passage du fluide provenant de la pompe, et, un réservoir de décharge. Au moins une pompe est du type à débit constant, cependant que, sur un conduit de retour du fluide, reliant la partie du conduit de refoulement de la pompe à débit constant comprise entre ladite pompe et le clapet de non-retour,au réservoir, est disposé un distributeur à deux positions, qui est attelé a un organe de réglage cyclique de sa position le faisant passer de sa première à sa deuxième position, puis le ramenant à sa première position au cours d'un cycle de réglage et qui, dans sa première positibn,assure la continuité du conduit de retour, obturant au contraire ce conduit de retour dans sa deuxieme position. Ledit organe de réglage est en outre du type à commande électrique et permet- le choix du rapport du temps, durant un cycle, pendant lequel le distributeur est dans sa deuxième position à la période dudit cycle à une valeur comprise entre zéro et un. De manière avantageuse, ia commande électrique de l'organe de réglage est distincte et-indépen-dante du dispositif d'entraînement de la pompe à débit constant. Préférentiellement, l'organe de réglage comprend un organe de rappel élastique du distributeur- dans sa deuxieme position et un vérin de rappel dudit distributeur d'effet antagoniste de celui de l'organe de rappel élastique, un distributeur relais à deux positions attelé à un électro-aimant à alimentation cyclique, un premier conduit de liaison reliant le conduit de refoulement au vérin, un deuxieme conduit de liaison reliant le premier conduit de liaison au distributeur relais et un troisième conduit de liaison reliant le distributeur relais au réservoir.La première position du distributeur relaiS correspond à la mise en communication des deuxième et troisième conduits de liaison, la deuxième position de ce distributeur relais correspondant à l'isolement desdits deuxième et troisième conduits de liaison. Les dispositions suivantes sont par ailleurs souvent adoptées - une restriction est disposée sur la liaison constituée par les deuxième et troisième conduits de liaison et le distributeur relais placé dans sa premiere position - un autre vérin, ayant pour effet de rappeler le distributeur dans sa deuxième position, est relié au deuxième conduit de liaison entre ladite restriction et une autre restriction, placée entre le raccord du deuxième conduit au premier conduit et la restriction premiere citée ;; - la commande électrique de l'organe de réglage comprend un générateur de signaux en dents de scie de fréquence réglable, un discriminateur à seuil réglable entre zéro et l'amplitude maximale des signaux en dents de scie, un ampli ficateur de puissance délivrant un signal adapté à la commande de l'organe de réglage - ladite commande électrique peut comporter en outre un générateur de fonction commandant le seuil du discriminateur selon une fonction déterminée du temps ; - enfin, la fonction f du temps t est du type exponentiel de la forme f = fo (1 - e-t/to), dans laquelle fo et to sont des constantes;; L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations données ci-dessous a titre d'exemple. I1 est entendu que la description et les dessins ne sont donnes qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente le schéma d'une source de fluide sous pression conforme à l'invention ; - la figure 2 représente la variation du débit effectivement utilisé en fonction du temps - la figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif de commande cyclique que comporte la source de la figure 1 ; - les figures 4 à 7 représentent la variation en fonction du temps de divers tensions, intensités et débit du dispositif de la figure 3 et de la source de la figure 1 ; - la figure 8 représente schématiquement une variante de realisation d'un sous-ensemble du dispositif de la figure 8 ; et - la figure 9 représente la variation du débit Q7 en fonction du temps, obtenue par adoption du dispositif de la figure 3 tel que modifié conformément a la figure 8. Sur le schéma de la figure 1 sont représentées - une pompe a débit constant 1, - un moteur 2 d'entraînement de la pompe i, - réservoir de fluide 3, - le conduit d'aspiration 4 de la pompe 1, relié au réservoir 3, - un circuit d'utilisation 5, - le conduit de refoulement 6 de là pompe 1, relié au circuit d'utilisation 5, - un clapet de non-retour 7, disposé sur le conduit de refoulement 6, entre la pompe 1 et le circuit d'utilisation 5 > et permettant le passage du fluide de la pompe 1 vers le circuit 5, - un conduit de retour en deux parties-8a, 8b reliant le conduit de refoulement 6 au réservoir 3, la partie 8a étant raccordée, d'une part à la partie du conduit de refoulement 6 comprise entre la pompe 1 et le clapet de non-retour 7, d'autre part, a un distributeur 9 a deux positions, et la partie 8b reliant ce distribu teur 9 au réservoir 3, - un organe de rappel élastique 10 attelé au distributeur 9 et tendant à rappeler celui-ci dans sa deuxième position, - un premier vérin de rappel 11, ayant un effet opposé à celui de l'organe 10, également attelé au distributeur 9, - un premier conduit de liaison 12 reliant ce premier vérin il à la partie du con duit de refoulement comprise entre la pompe I et le clapet de non-retour 7, - un distributeur relais 13 à deux positions, - un électro-aimant de commande 14 attelé au distributeur relais 13, - un deuxième conduit de liaison 15 reliant le premier conduit de liaison 12 au distributeur relais 13, - un troisième conduit de liaison 16 reliant le distributeur relais 13 au ré. servoir 3, - un dispositif de commande cyclique 17 de I'électrp-aimant 14 relié à cet électro-aimant par un cblc 18, - une première restriction 19 disposée sur un conduit 20 interne au distributeur relais 13, reliant le deuxième conduit de liaison 15 au troisième conduit de liaison 16, lorsque le distributeur 13 est dans sa première position, - un vérin de rappel 29 attelé au distributeur relais 13, d'effet antagoniste a celui de l'électro-aimant 14, - un conduit 30 reliant le vérin 29 au conduit-iS > entre la restriction 23 définie ci-apres et le distributeur relais 13, - une deuxième restriction 23 disposée sur le deuxième conduit-de liaison lS, - un deuxième vérin de rappel 21 attelé au distributeur 9, qu'il tend à rappeler dans sa deuxième position ,et relié, par un conduit 22, au deuxième conduit de liaison 15 entre la première restriction 23 et le dis tributeur relaisl3. Les deux positions du distributeur 9 correspondent - la première position, à la mise en communication des conduits 8a et 8b, et - la deuxième position, à l'obturation des conduits 8a et 8b. Les deux positions du distributeurs relais 13 correspondent e la première position, à la mise en communication des deuxième et troisième conduits de liaison 15 et 16 au moyen du conduit 20, et - la deuxième position, à l'obturation desdits conduits de liaison 15 et 16. La figure 2 représente la variation du débit q7 traversant le clapet de non-retour 7 en fonction- du temps t. Le distributeur 9 est mis périodiquement dans sa première position, puis ramené dans sa deuxième position selon le fonctionnement qui sera plus loin exposé. T est la periode du cycle de commande du dispositif 17 > A est la fraction de la période T pendant laquelle le distributeur 9 est placé dans sa deuxième position (d'obturation du conduit 6a) et R est le rapport A/T.Le- débit constant de la pompe 1 étant et Qm étant le débit moyen traversant le clapet de non-retour 7, les relations suivantes sont obtenues R = A/T Cl) Qm = Qc x R (2) Le dispositif de commande cyclique 17 est, dans l'ensemble représenté sur la figure 3, du type électronique et comprend successivement: - une source d'énergie électrique développant une différence de potentiel V par rapport à une terre 24 - un générateur de signaux en dents de scie 25, - un discriminateur 26 permettant de traiter les signaux émis par le généra teur 25, - une commande manuelle 27 du seuil du discriminateur, - un amplificateur de puissance 28 du signal émis par le discriminateur, qui alimente l'électro-aimant 14. La constitution mèma de ces divers éléments est relativement banale, de sorte qu'il ne parait pas indispensable d'en donner la description détalllde, par ailleurs représentée sur le dessin. Les figures 4, 5, 6 et 7 représentent les variations, respec vivement de la tension V25 du générateur 25, de la tension V26 du discriminateur 26, de l'intensité I14 dans l'électro-aimantî4et du débit Qg traversant le distributeur 9 en fonction du temps t. s est le seuil du discriminateur, réglable au moyen de la commande 27. Il peut cependant être apporté une modification au schéma de la figure 3, qui consiste à remplacer la commande manuelle 27 par une commande automatique. Une telle commande automatique (figure 8) comprend un inverseur à deux positions 28a et 28b et procure une commande exponentielle décroissante du seuil du discriminateur. Ainsi est obtenu, lorsque l'inverseur est dans sa position 28a, un débit Q7 à travers le clapet de non-retour 7, tel que celui représente sur la figure 9. Le débit Q7 est ici donné par la formule Q7 = Qc (1 - e-t/to) (3) to étant unie constante de to étant une constante de temps. Lorsque l'inverseur est dans sa position 28b, le débit Q7 est nul. Le fonctionnement du dispositif des figures 1 à 7 va maintenant etre exposé. Le générateur 25 émet donc des signaux V25 en dents de scie (figure 4) qui alimentent le discriminateur 26 pour, compte tenu de la valeur du seuil s, lui faire produire les signaux rectangulaires V26. Le courant d'excitation 114 de l'électro-aimant 14 excite cet électro-aimant et place le distributeur relais 13 dans sa deuxième position, lorsqu'il est différent de zéro.En outre, les positions de même rang des distributeurs 9 et 13 se correspondent, la première de l'un correspondant è la première de l'autre. Naturellement, on comprend aussi que, si Qg est le débit traversant le distributeur 9, la formule (4) est satisfaite Q7 + Q9 Qc (4) car le débit Q s'écoule, soit à travers le clapet de non-retour 7, soit à travers le distributeur 9. On retrouve done,en correspondance de la courbe de variation de Qg de la figure 7, la courbe de variation de Q7 de la figure 2. Le rôle des restrictions 19 et 23 est d'éviter l'instabilité de fonctionnement qui pourrait résulter d'une commande cyclique : il s'agit seulement de créer un amortissement du régime vibratoire. Enfin, le débit Q7 de la figure 9 est intéressant dans certaines applications telles que la commande de rotation de la tourelle d'une pelle hydraulique munie d'une tourelle. L'invention n'est pas limitée aux réalisations qui ont été représentées, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur Stre-apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. X titre indicatif, il peut être note que le distributeur relais est avantageusement constitué par un pointeau attelé a l'électro-aimant et se déplaçant en regard d'un siège. Lorsqu'il est en appui sur ledit siège sous I'action de ltelectro aimant, ce pointeau assure l'étancheite, lors que, dans son autre position, le pointeau est soulevé de son siège. REVENDICATIONS 1. Source de fluide sous pression à débit variable comprenant au moins une pompe (I), sur le conduit de refoulement (6) de laquelle est disposé un clapet de non-retour (7) permettant le passage du fluide provenant de la pompe, et un réservoir de décharge (3), caractérisée en ce qu'au moins une pompe (1) est du type a débit constant, en ce que, sur un conduit de retour du fluide (Sa, 8b) reliant la partie du conduit de refoulement (6) de la pompe a débit constant comprise enctre cette pompe (1) et le clapet de non-retour (7) au réser voir (3), est disposé un distributeur (9) 2e sa première à sa deuxième position, puis le- ramenant a sa première position au cours d'un cycle de réglage et qui, dans sa premiere position, assure la continuité du conduit de retour, obturant au contraire ce conduit de retour dans sa deuxième position, cependant que, ledit organe de réglage (13) est du type à commande élec- trique (14) et permet le choix du rapport (A/T) du temps (A), durant un cycle pendant lequel le distributeur (9) est dans sa deuxième position a la periode (T) dudit cycle a une valeur comprise entre zéro et un. 2. Source selon la revendication 1, caractérisée en ce que la commande électrique (14) de l'organe de réglage (13) est distincte et indépendante du dispositif d'entraînement (2) de la pompe (1) à débit constant. 3. Source selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que organe de réglage comprend un organe de rappel élastique (13).è deux positions attelé a un électro-aimant (14) à alimentation cyclique (17), un premier conduit de liaison (12) reliant le conduit de refoulement (6) au vérin (in), un deuxième conduit de liaison (15) reliant le premier conduit de liaison (12) au distributeur relais (13) et, un troisième conduit de liaison (16) reliant le distributeur relais (13) au réservoir (3), cependant que la première position du distributeur relais (13) correspond à la mise en communication des deuxième (15) et troisième (16) conduits de liaison, la deuxième position de ce distributeur relais (13) correspondant à l'isolement desdits deuxième (15) et troisième (16) conduits de liaison. 4. Source selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une restrie- tion (19) est disposée sur la liaison constituée par les deuxième (15) et tro- sième (16) conduits de liaison et le distributeur relais (13) placé dans sa première position. 5. Source selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un autre vérin (21), ayant pour effet de rappeler le distributeur (9) dans sa deuxième position, est relié au deuxième conduit de liaison (15) entre ladite. restriction (19) et une autre restriction (23), placée entre le raccord du deuxième eonduit (15) au premier conduit (12) et la restriction (19) première citée. 6. Source selpn l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisée en ce que la commande électrique de l'organe de réglage comprend un générateur de signaux en dents de scie(25) de frequence réglable, un discriminateur (26) à seuil reglable entre zéro et l'amplitude maximale des signaux en dents de scie, un amplificateur de puissance (28) délivrant un signal adapté à la commande de l'organe de réglage(i4). 7. Source selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite commande électrique comporte en outre un générateur de fonction (27, 28a) commandant le seuil du discriminateur selon une fonction déterminée du temps. 8. Source selon la revendication 7, caractérisée en ce que la fonction (28a) f du temps t est du type exponentiel de la forme -t/to f = fo (l - e ), dans laquelle fo et to sont.des constantes.