Brevet FR2420470A1 — publié le 19791019

La présente invention se rapporte aux systèmes de commande hydrauliques et a notamment pour objet un système hydraulique de commande de direction d'un moyen de transport. Le système hydraulique proposé peut entre utilisé avec succès sur les tracteurs à roues et les machines utilisées dans les travaux publics. Il est possible d'utiliser le système hydraulique proposé sur d'autres moyens de transport, notamment sur les navires et les véhicules automobiles d'une capacité de charge relativement élevée. On connaît des systèmes hydrauliques de commande des moyens de transport, qui possèdent deux circuits hydrauliques un circuit de commande et un circuit de travail. Les courants de liquide sous pression des deux circuits se réunissent avant leur arrivée dans un servo-moteur. Le circuit hydraulique de commande comporte un dispositif de distribution communiquant avec une source de pression, et des canalisations hydrauliques dans lesquelles sont disposés des étrangleurs. Le dispositif de distribution du circuit de commande hydraulique est lié mécaniquement au volant de direction du moyen de transport. Le circuit de travail hydraulique comprend un dispositif de distribution à action continue, relié à la source de pression, et des canalisations hydrauliques dans lesquelles sont incorporés des étrangleurs. Dans le dispositif de distribution du circuit de travail hydraulique il y a des étrangleurs pour le réglage du courant de liquide du circuit de travail, allant de la source de pression à la conduite d'écoulement et au servo-moteur. Pour la commande du déplacement de son organe d'exécution, le dispositif de distribution du circuit de travail hydraulique est mis en communication, à travers des clapets antiretour, avec des canalisations hydrauliques reliées au dispositif de distribution du circuit de commande hydraulique et avec lea canalisations hydrauliques du circuit de travail hydraulique, reliées à ses étrangleurs. L'élément d'exécution du dispositif de distribution du circuit de commande est un organe de comparaison des efforts de pression du liquide et possède un nombre infini de positions de travail intermédiaires. Pour empocher ltécoulement inverse du liquide, des clapets antiretour sont montés parallèlement aux étrangleurs des circuits de commande et de travail. Les sources pour la création du courant de liquide sous pression de chacun des deux circuits hydrauliques sont indépendantes l'une de l'autre. Les systèmes hydrauliques connus précités comportent un nombre relativement grand d'éléments hydrauliques (étrangleurs, soupapes d'étranglement, clapets antiretour, soupapes d'arrêt, etc...) qui exigent un réglage précis, ce qui nuit à la fiabilité de fonctionnement du système hydraulique. En outre, pour le fonctionnement du système hydraulique décrit ci-dessus, il faut avoir deux sources de pression ou utiliser un dispositif de division des courants de liquide, ce qui complique encore le système de commande hydraulique. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés. On s'est proposé pour cela de mettre au point un système de commande hydraulique d'un moyen de transport, dans lequel les liaisons hydrauliques entre les dispositifs de distribution et les étrangleurs du circuit hydraulique de commande et du circuit hydraulique de travail seraient réalisées de manière simplifier le système hydraulique et à rendre ce système plus fiable au cours de son exploitation. Ce problème est résolu du fait que le système de commande hydraulique d'un moyen de transport, du type dans lequel le courant de liquide en provenance d'une source de pression arrive à un servo-moteur par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique de commande comportant un dispositif de distribution lié mécaniquement à l'organe de commande du moyen de transport, des canalisations hydrauliques et au moins un étrangleur, et par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique de travail comportant des canalisations hydrauliques, un étrangleur et un dispositif de distribution commandé par la pression du courant de liquide venant de canalisations hydrauliques reliées au dispositif de distribution du circuit hydraulique de commande, est caractérisé, suivant l'invention, en ce que l'étrangleur du circuit hydraulique de travail est monté dans sa canalisation hydraulique en amont de son point de raccordement à l'entrée du dispositif de distribution, tandis que le circuit hydraulique de commande est relié à la canalisation hydraulique du circuit hydraulique de travail en un point situé entre on entrée dans le dispositif de distribution et l'étrangleur du circuit de travail, le dispositif de distribution du circuit hydraulique de travail étant du type à fonctionnement discret comportant trois positions. Avantageusement, les canalisations hydrauliques du circuit hydraulique de commande raccordées à son dispositif de distribution sont reliées sélectivement à son étrangleur à l'aide du dispositif à fonctionnement discret à trois positions du circuit hydraulique de travail. Une telle liaison entre le dispositif de distribution du circuit hydraulique de commande et son étrangleur est celle qui assure la plus grande fiabilité au cours de l'exploitation du système. Il n'est pas moins avantageux que le système hydraulique comprenne une valve pour l'égalisation des pressions des courants de liquide avant leur entrée, respectivement, dans l'étrangleur du circuit hydraulique de commande et dans l'étrangleur du circuit hydraulique de travail, ladite valve étant montée dans la canalisation hydraulique de travail, en série avec son étrangleur, et étant commandée par la différence de pression du liquide dans les canalisations hydrauliques, en amont de ces étrangleurs. La présence de cette soupape assure une augmentation de la précision de réglage de la valeur du courant de liquide dans le circuit hydraulique de travail en fonction de la valeur du courant de liquide dans le circuit hydraulique de commande. Il est possible de prévoir dans la canalisation hydraulique une valve intercalée entre la source de pression et le dispositif de distribution du circuit hydraulique- de commande, ladite valve limitant la valeur du courant de liquide arrivant dans ledit dispositif de distribution et étant reliée à l'évacuation. Il est rationnel de monter ces valves dans des systèmes hydrauliques dans lesquels les valeurs des courants de travail sont relativement élevées dépassant la valeur maximale du courant admissible pour le dispositif de distribution du circuit de commande hydraulique. L'étrangleur d'au moins l'un des circuits hydrauliques peut être réalisé de manière à permettre le réglage de sa section de passage, ce qui permet de modifier le rapport des courants des circuits hydrauliques de commande et de travail grace à un réglage peu compliqué. Le système de commande hydraulique, objet de la présente invention, est de construction simple, possède un petit nombre d'éléments hydrauliques et est fiable en cours d'exploitation. Deux variantes concrètes mais non limitatives de réalisation de la présente invention sont décrites dans ce qui suit, avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre schématiquement un système de commande hydraulique d'un moyen de transport, suivant l'invention; - la figure 2 illustre une variante de réalisation du système de commande de la figure 1. Le système de commande hydraulique de direction d'un moyen de transport possède une pompe 1 créant un courant de liquide sous pression. La pompe 1 communique-par une canalisation hydraulique 2 avec un circuit hydraulique de commande 3 et avec un circuit hydraulique de travail 4. Le circuit hydraulique de commande 3 comporte un dispositif de distribution 5, des canalisations hydrauliques 6, 7, une valve 8, des canalisations hydrauliques 9, 10 et 11 et un étrangleur 12o Le dispositif de distribution 5 comprend un distributeur 13 et un moteur de dosage 14 reliés hydrauliquement entre eux. Pour la commande du déplacement de son organe d'exécution (non représenté), le distributeur 13 est lié mécaniquement au volant de direction 15. Le distributeur 13 est relié par les canalisations hydrauliques 6 et 7 aux enceintes de la valve 8, disposées de part et d'autre de son organe mobile 16. La valve 8 sert à relier sélectivement l'une ou l'autre canalisation hydraulique 6 ou 7 à la canalisation hydraulique 9. Le distributeur 13 est relié par la canalisation 17 à une conduite d'évacuation aboutissant au réservoir 18. Le circuit hydraulique de travail 4 possède une canalisation hydraulique 19 reliée à la pompe 1 par la canalisation hydraulique 2, un dispositif de distribution 20 relié par des canalisations hydrauliques 21 et 22 à un servo-moteur 23 lié cinématiquement à un mécanisme (non représenté) de virage du moyen de transport, et par une canalisation hydraulique 24, au réservoir 18. Dans la canalisation hydraulique 19, en amont de son point de raccordement à l'entrée du dispositif de distribution 20 est placé un étrangleur 25. Pour éviter le retour du liquide, un clapet antiretour 26 est monté dans la lignihydraulique 19. Le dispositif de distribution 20 est relié aux canalisations hydrauliques 10 et AI du circuit hydraulique de commande, pour la commande du déplacement de son organe d'exécution (non représenté). Le circuit hydraulique de commande 3 est relié à la canalisation hydraulique 19 du circuit hydraul que de travail 4 en un point "a" situé entre l'entrée de cette mssme canalisation hydraulique 19 dans le dispositif de distribution 20 et l'étrangleur 19 du circuit hydraulique de commande 3. Le dispositif de distribution 20 est du type à fonctionnement discret comportant trois positions de travail, et sera dénommé ci-après "distributeur 20" . Ce distributeur assure la fermeture des canalisations hydrauliques 19, 24, 21 et 22, lorsque son organe d'exécution se trouve dans la position neutre, et la liaison sélective des canalisations hydrauliques 21 et 22 avec les canalisations hydrauliques 19 et 24 quand son organe d'exécution occupe l'mou l'autre de ses positions extrêmes. La canalisation hydraulique 2 est reliée à la canalisation hydraulique 17 à l'aide d'une canalisation hydraulique 27 dans laquelle est monté un clapet antiretour 28. Ce clapet s'ouvre lors du mouvement du courant de liquide dans le sens allant de la ligne hydraulique 17 à la canalisation hydraulique 2. Une valve de sûreté 29 est interposée entre la canalisation hydraulique 19 et le réservoir 180 Dans la variante de réalisation du système hydraulique montrée sur la figure 2 il y a deux circuits hydrallliques : le circuit de commande 30 et le circuit de travail 31. Le dispositif de distribution 5 du circuit hydraulique de commande 30 est conçu de la même manière que celui précédemment décrit, c'est pourquoi il est marqué du mOme chiffre de référence. Dans la description qui va suivre, les éléments analogues à ceux décrits ci-dessus sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans la canalisation hydraulique 2 reliant le distributeur 13 à la pompe 1, est montée une valve 32 limitant la valeur du courant de liquide arrivant à ce distributeur. La valve 32 est reliée par une canalisation hydraulique 33 au réservoir 18. L'élément mobile 34 de la valve 32 comporte un orifice d'étranglement 35 et un ressort 36. La canalisation hydraulique 19 du circuit hydraulique de travail 31, reliant la pompe 1 au distributeur 37 de ce circuit, débouche dans la canalisation hydraulique 2 en un point situé entre la pompe 1 et la valve 320 Dans la canalisation hydraulique 19, entre le clapet antiretour 26 et l'étrangleur 38 est montée une valve 39 pour l'égalisation des pressions des courants de liquide en amont de leur entrée, respectivement, dans l'étrangleur 40 du circuit de commande hydraulique 30 et dans l'étrangleur 38 du circuit hydraulique de travail 31. La valve 39 possède un tiroir 41 qui, au cours de son mouvement, étrangle le courant de liquide allant de la canalisation hydraulique 19 à l'étrangleur 38. Les enceintes 42 et 43 situées de part et d'autre du tiroir 41 sont reliées, l'une (42), à la canalisation hydraulique 44 du circuit de commande hydraulique 30, reliée à l'étrangleur 40, et l'autre (43), à la canalisation hydraulique 45 du circuit hydraulique de travail, reliée à la canalisation hydraulique 19 en amont de son point de raccordement à l'étrangleur 38. Le distributeur 13 du circuit hydraulique de commande 30 est mis en communication à l'aide des canalisations hydrauliques 46 et 47, avec le distributeur 37 du type à fonctionnement discret comportant trois positions. Les canalisations hydrauliques 46 et 47 sont mises en communication avec l'étrangleur 40 par la canalisation hydraulique 44 quand l'organe d'exécution du distributeur 37 occupe l'une de ses positions extrêmes. Les étrangleurs 38 et 40 sont exécutés de manière à permettre le réglage de ieurs sections de passage, pour la modification du rapport des courants de liquide du circuit hydraulique de commande et du circuit hydraulique de travail. Ce réglage peut entre effectué par n'importe quel moyen connu approprié. Le système hydraulique de commande de direction du moyen-de transport fonctionne de la manière décrite ci-après0 Lors du mouvement rectiligne du moyen de transport, le courant de liquide venant de la pompe 1 passe par la canalisation hydraulique 2 et arrive dans le dispositif de distribution 5. Du fait que l'organe d'exécution-de ce dernier occupe sa position neutre, le courant passe par la canalisation hydraulique 17 et arrive dans le réservoir 18. Pour le virage du moyen de transport, on tourne le volant de direction 15 dans le sens voulu. L'organe d'exécution du dispositif de distribution 5, lié mécaniquement au volant, se déplace alors en étranglant le courant de liquide allant de la pompe 1 à la canalisation hydraulique 17,et en dirigeant une partie de celui-ci vers la canalisation hydraulique 6 communiquant par l'intermédiaire de la canalisation 10 avec le distributeur 20, de manière à déplacer son organe d'exécution. A ce moment, la canalisation hydraulique 7 et la canalisation hydraulique Il reliée à celle-ci sont mises en communication, au moyen du distributeur 13, avec la canalisation hydraulique 17. Sous l'action de la pression du courant de liquide dans la canalisation hydraulique 6, l'organe mobile 16 de la valve 8 se déplace à droite (selon le dessin) et-le courant de liquide arrive dans la canalisation hydraulique 9 et, en passant par l'étrangleur 12, dans la canalisation hydraulique 19. A ce moment, sous l'action de la pression du courant de liquide dans la canalisation hydraulique 10, l'organe d'exécution du distributeur 20 se déplace de sa position neutre à l'une des positions extrêmes, montrée à gauche du distributeur. Une autre partie du courant arrivant de la pompe 1 est acheminée à travers la canalisation hydraulique 19 et ltétrangleur 25 vers le distributeur 20. Au point "a" situé entre l'étrangleur 25 et l'entrée de la canalisation hydraulique 19 dans le distributeur 20, le courant de liquide venant de l'étrangleur 12 se réunit avec le courant arrivant de ltétrangleur 25. Ce courant commun arrive au distributeur 20 et, à travers celui-ci, dans la canalisation hydraulique 21 et ensuite dans l'enceinte du servo-moteur 23, dont il déplace l'organe d'exécution relié au mécanisme de virage du moyen de transport. De l'autre enceinte du servo-moteur 23, le liquide arrive, à travers la canalisation hydraulique 22, le distributeur 20, la canalisation hydraulique 24, au réservoir 18. En cas de rotation du volant de direction dans le sens inverse, le système hydraulique fonctionne de la même manière, les canalisations hydrauliques 7, 11, 22 étant reliées à la pompe 1, et les canalisations hydrauliques 21, 10 et 6, au réservoir 18. La condition nécessaire du fonctionnement du système hydraulique décrit est la dépendance fonctionnelle de la valeur du courant du circuit hydraulique de travail 4 de la valeur du courant du circuit hydraulique de commande 3, commandé par le dispositif de distribution 5. Du fait que les courants du circuit hydraulique de commande et du circuit hydraulique de travail partent d'une meme canalisation hydraulique 2 en communication avec la pompe 1, les différences de pression dans ces circuits, depuis leur début jusqu'au point "a" de réunion du courant de commande et du courant de travail, situé en aval des étrangleurs 12 et 25, sont égales. A condition que les pertes hydrauliques dans les canalisations hydrauliques et dans le dispositif de distribution 5 soient insignifiantes, les différences de pression aux étrangleurs 12 et 25 sont pratiquement égales. Par conséquent, le rapport des courants des deux circuits est déterminé par le rapport des aires des orifices de passage des étrangleurs 12 et 25.Si l'on modifie, à l'aide du dispositif de distribution 5, la valeur du courant du circuit de commande 3, la différence de pression à ltétrangleur 12 se modifie elle aussi. Dans une mesure correspondante se modifient la pression développée par la pompe 1 et, par conséquent, la différence de pression à ltétrangleur 25, ce qui met la valeur du courant de travail en accord avec la valeur du courant de commande. La partie excédentaire du courant de liquide créé par la pompe 1 s'achemine alors à travers la canalisation hydraulique 17 vers le réservoir 18. Dans le cas où les pertes de pression dans les canalisations hydrauliques et dans le dispositif de distribution 5 sont impor- tantes, le rapport des valeurs des courants des deux circuits dépendra non seulement des aires des orifices de passage des étrangleurs 12 et 25, mais aussi des résistances hydrauliques dans les deux circuits. Néanmoins, dans ce cas aussi, dans le système hydraulique sera remplie la condition de la dépendance fonctionnelle entre la valeur du courant de travail et la valeur du courant de commande, du fait que les différences de pression dans ces circuits seront touJours égales.Toutefois, pour assurer, dans ce cas, la dépendance quantitative requnse entre la valeur du courant de travail et celle du courant de commande, il faudra choisir les aires des oriîces de passage des étrangleurs 42 et 25 en tenant compte des résistances dans les canalisations hydrauliques. Le système hydraulique conforme à la variante de réalisation montrée sur la figure 2 fonctionne sensiblement de la même manière que celui de la variante décrite ci-dessus. Lors de la rotation du volant de direction 15 dans un sens, le courant de liquide passe du distributeur 13 dans la canalisation hydraulique 46 ou (en cas de rotation du volant de direction dans l'autre sens) dans la canalisation hydraulique 47 et ensuite, à travers le distributeur à fonctionnement discret à trois positions, dans la canalisation hydraulique 44, vers 1'étrangleur 40 du circuit de commande hydraulique 30. Le courant de liquide du circuit hydraulique de travail 31, en amont de ltétrangleur 38 arrive dans la valve 39, dont le tiroir 41 se déplace alors sous l'action de la différence de pression dans les enceintes 42 et 43 reliées aux étrangleurs 38 et 40. Dans ce cas, lorsque la pression en amont de ltétran- gleur 38 est supérieure à la pression en amont de ltétrangleur 40, le tiroir 41 se déplace à gauche (suivant le dessin) et empoche le libre passage du courant de liquide vers l'étrangleur 38. De ce fait, la pression en amont de l'étrangleur 38 diminue. Dans le cas où la pression en amont de l'étrangleur 38 est inférieure à la pression en amont de l'étrangleur 40, le tiroir 41 se déplace à droite et ouvre ainsi le passage du liquide vers ltétrangleur 38, et la pression en amont de ltétrangleur 38 augmente. De la sorte, le tiroir 41 occupe toujours une position dans laquelle les pressions en amont des. étrangleurs 38 et 40 sont égales et, par conséquent, les valeurs des courants de liquide des circuits hydrauliques de commande et de travail 30 et 31 correspondent avec les aires des orifices de passage des étrangleurs 38 et 40. En cas de modification des orifices de passage de l'un ou des deux étrangleurs 38, bO, le rapport des courants des circuits hydrauliques de commande et de travail se modifie, et de cette façon on peut, par réglage, obtenir pour une même valeur du courant du circuit hydraulique de commande 30 différentes valeurs des courants et modifier la vitesse de virage du moyen de transport, ce qui est nécessaire, par exemple, en cas de changement de régime d'exploitation du moyen de transport. Dans un cas particulier, quand l'étrangleur 40 est complètement fermé, la vitesse de virage est maximale. Le courant de liquide en provenance de la pompe 1 arrive au distributeur 13 à travers l'orifice 35 de la valve 32, et seulement une partie du courant de liquide créé par la pompe arrive alors au distributeur. L'autre partie du courant de liquide, en cas de déplacement rectiligne du moyen de transport, passe à travers la valve 32 et arrive dans la canalisation hydraulique 33 reliée au réservoir 18. Lors du virage du moyen de transport, le distributeur 13 étrangle le courant de liquide arrivant dans celui-ci à partir de la pompe 1. Dans ce cas, le courant de liquide sous pression est acheminé vers le circuit hydraulique 31. La partie excédentaire du courant est étranglée par la valve -32 en amont de la canalisation hydraulique 33. Dans le cas où la pompe 1 est au repos, le système hydraulique fonctionne de la manière exposée ci-après. Le moteur de dosage 14 travaille comme une pompe à main actionnée à partir du volant de direction 153 Le courant de liquide arrive alors dans la canalisation hydraulique 2 à travers le clapet antiretour 28, et dans la canalisation hydraulique 27 à partir de la canalisation hydraulique 17. Le courant de liquide allant du dispositif de distribution 5 au servo-motur 23 passe dela manière décrite plus hautypour le cas où la pompe 1 est branchée aucun courant ne passe dans le circuit de travail hydraulique et le clapet antiretour 26 est fermé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ntont été donnes que titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont executées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent0 R E V E N D-I C A T I O N S 1 système de commande hydraulique d'un moyen de transport, du type dans lequel un courant de liquide en provenance d'une source de pression est amené à un servo-moteur par l'intermé aviaire d'un circuit hydraulique de commande comprenant un dispositif de distribution lié mécaniquement à l'organe de commande du moyen de transport, des canalisations hydrauliques et au moins un étrangleur, et par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique de travail, un étrangleur et un dispositif de distribution commandé par la pression d'un courant liquide venait de canalisations hydrauliques communiquant avec le dispositif de distribution du circuit hydraulique de commande, caractérisé en ce que l'étrangleur 25 du circuit hydraulique de commande 4 est monté dans sa canalisation hydraulique 19 en amont de son raccordement à l'entrée du dispositif de distribution 20, tandis que le circuit hydraulique de commande 3 est relié à la canalisation hydraulique 19 du circuit hydraulique de travail 4 en un endroit situé entre son entrée dans le dispositif de distribution 20 et l'étrangleur 25 du circuit de travail 4, ledit dispositif de distribution du circuit hydraulique de travail étant du type à fonctionnement discret à trois positions. 2.- Système hydraulique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les canalisations hydrauliques du circuit hydraulique de commande raccordées à son dispositif de distribution sont reliées sélectivement à son étrangleur par l'intermédiaire du dispositif de distribution à fonctionnement discret à trois positions du circuit hydraulique de travail. 3.- Système hydraulique conformément à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qusil possède une valve pour l'égalisation des pressions des courants de liquide en amont de leur entrée, respectivement, dans l'étrangleur du circuit hydraulique de commande et dans l'étrangleur du circuit hydraulique de travail, cette valve étant montée dans la canalisation hydraulique du circuit de travail, en série avec l'étrangleur de celui-ci, et étant commandée par la différence de pression de liquide existant dans les canalisations hydrauliques en amont de ces étrangleurs. 4.- Système hydraulique conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans la canalisation -hydraulique comprise entre la source de pression et le dispositif de distribution du circuit hydraulique de commande, est placée une valve limitant la valeur du courant de liquide arrivant à ce dispositif de distribution, et reliée à une conduite d'évacuation. 5.- Système hydraulique conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section de passage de ltétran- gleur d'au moins l'un desdits circuits hydrauliques est réglable.