Brevet FR2450368A1 — publié le 19800926

La présente invention due à la collaboration de Monsieur Michel FAYOLLE est relative à un servo-réducteur de pression à trois voies Elle porte sur un composant électro-hydraulique capable de faire correspondre à un ordre de commande électrique un règlage de pression dans un circuit hydraulique. Plus particulièrement, l'invention concerne les appareils réglant une pression P, comprise entre deux niveaux de pression de référence, l'un bas PB, l'autre haut PH fonction sensiblement univoque de tordre de commande électrique, quelque soit le sens du débit s'écoulant au travers de l'appareil en question. Les applications industrielles de l'appareil selon l'invention se situent dans les domaines de la machine-outil, des presses, de la sidérurgie, soit partout où l'on peut avoir à règler un niveau de pression, quelque soit le sens d'écoulement, en fonction d'un ordre électrique. Ces applications sont appelées à se développer car, du fait de la sophistication des commandes rendue possible par les progres, effectues en électro-informatique il y a de plus en plus besoin d'organes de conversion entre les signaux de commande, de nature électrique, et les organes de puissance, par exemple hydraulique. Une application particulière est celle de ltéquilibrage hydraulique d'une masse, comme indiqué sur la figure 1 où l'effort dû à la masse m, soit d'intensité mg, doit être équilibré par les efforts de pression régnant dans la chambre 1 d'un vérin d'aquilibrage 2. Ces efforts, donc la pression d'équilibrage, sont fonction de l'angle e représenté sur la figure. On peut donc détecter la valeur de ltangle e et en déduire par calcul la valeur de la pression P correspondante. Le servo-réducteur de pression à trois voies objet de l'invention permet de règler cette valeur P, quelque soit le sens de déplacement de la masse m. Suivant l'invention, le servo-réducteur de pression trois voies qui est du type comprenant un réducteur de pression à trois voies et un limiteur de pression à commande électrique est remarquable en ce que les orifices de retour et de drainage du reducteur de pression sont reliés entre eux et sont raccordés à l'orifice d'entrée du limiteur de pression. Suivant une caractéristique de réalisation, le limiteur de pression à commande électrique comprend un limiteur de pression pilotable dont l'orifice de pilotage est relié à orifice d'entrée d'un servo-limiteur de pression. Suivant une autre caracteristique de réalisation le volume en amont de l'orifice d'entrée du servo-limiteur de pression est relié à orifice de pression d'alimentation du dispositif par l'intermédiaire d'un gicleur. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet on se reportera aux dessins joints dans lesquels - la figure 1 illustre succinctementune application particulière utilisant le dispositif suivant l'invention - la figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'un servoréducteur de pression trois voies suivant la présente invention ; - la figure 3 illustre une courbe explicative du fonctionnement du servo-réducteur de pression de la figure 2 ; et, - la figure 4 illustre un second mode de ~réalisation du servoréducteur de pression suivant l'invention. Les mêmes références désignent les mêmes éléments sur les différentes figures. La description qui suit s'applique à un servo-réducteur de pression trois voies capable de contrôler des débits importants. Il est obtenu par combinaison d'appareils existant sur le marché à savoir suivant l'illustration de la figure 2 - un réducteur de pression trois voies 6 non pilotable extérieurement - un limiteur de pression 12 à pilotage externe - un servo-limiteur de pression 16 à commande électrique 17 A la figure 2, le servo-réducteur de pression suivant la présente invention est schématisé à l'intérieur du trait mixte. Il est relie, d'une part à une source de pression extérieure Po par l'intermédiaire des canalisations de pression 31 et de retour 32 et d'autre part à un actionneur, ici un vérin double effet 3, par deux canalisations 4 et 5. La canalisation 5 qui est reliée directement à celle de retour 32, par l'intermédiaire ou non du servoréducteur, est facultative. Le réducteur de pression trois voies 6 est relié à la canalisation d'amenée de pression 31 par l'intermédiaire de son orifice 7 let à la charge par son orifice 8. Ses orifices de retour 9 et de drainage 10 sont reliés entre eux et à l'orifice d'entrée 11 du limiteur de pression pilotable 12. L'orifice 13 de sortie de ce dernier est en communication avec la canalisation de retour 32. L'orifice de pilotage 14 est relié à l'orifice d'entrée 15 du servo-limiteur 16 à commande électrique 17. te fonctionnement d'un tel ensemble est te suivant - lorsque le vérin 3 est en extension (sens a sur la figure 2)le réducteur de pression 6 règle la pression aval P1 quelles que soient les fluctuations de la pression d'alimentation Po, dans la mesure où Po est supérieure à P1. Cette pression P1 est règlée par rapport à la pression P2 régnant sur l'orifice de drain 10 du réducteur de pression 6. Plus explicitement, on a la relation P1 = P2 + EP où EP représente la pression minimum de règlage due au tarage du ressort 18. De même, la pression P2 s'établit par rapport à la pression P3 régnant sur ltorifice de pilotage 14 du limiteur de pression 12. Elle vaut : P2 = P3 + où (ex)' correspond au tarage minimum du ressort 19 du limiteur de pression 12. ta pression P3 est règlée par le servo-limiteur 16 à partir d'une commande électrique 17, sous forme de courant traversant les bobinages. Ainsi, à une pression P3, règlée à partir d'un ordre électrique i, correspond une pression P1 dans la canalisation 4 de liaison avec l'actionneur, telle que P1 = P3 + P + soit P1 = f (i) + EP + Lorsque l'actionneur est à l'arrêt, aucun débit ne s'écoule entre les canalisations 31 et 32, hormis les fuites du réducteur de pression et éventuellement de l'actionneur. Les pertes sont donc extrêmement faibles. Lors des phases de rétraction, de l'huile comprise dans le vérin 3 doit être refoulée vers la canalisation de retour 32. Le réducteur de pression trois voies 6 travaille alors en limiteur de pression dans lequel l'huile est laminée de l'orifice 8 vers l'orifice 9. Or l'orifice 9 est relié à orifice 10 de drainage du réducteur de pression, si bien qu'il y régne la même pression P2. Donc, la pression P1 qui est règlée lorsque la tige du vérin 3 se rétracte est comme précédemment égale à P1 = P2 + P = P3 + P + (P)' = f (i) + SP + (aP)' On a bien réalisé un servo-réducteur de pression trois voies, tel que présenté ci-avant, dont la caractéristique statique est montrée figure 3 pour un servo-limiteur de pression à caractéristique P3 = f (i) linéaire, ce qui n'est pas un critère impératif. Un tel servo-réducteur de pression fonctionne correctement en statique. Néanmoins, son temps de réponse, fonction décroissante du rapport entre le débit de fluide qf s'écoulant par l'orifice de pilotage 14 du limiteur de pression et le volume V compris entre les orifices 14 et 15, est limité. Un dessin judicieux du bloc intégrant l'ensemble des composants 6, 12 et 16 permet de minimiser le volume V , mais une amélioration déterminante du temps de réponse peut venir d'une augmentation du débit alimentant ce volume V . On a donc relié celui-ci, par l'intermédiaire d'un gicleur 21 à la canalisation d'amenée de pression 31 de sorte qu'il s'écoule en permanence un débit q' au travers du gicleur, fonction de la différence de pression PO - P3 et du dimensionnement du gicleur. Le servo-réducteur de pression trois voies qui vient d'être décrit permet de contrôler des débits importants à partir d'un organe de conversion électro-hydraulique, le servo-limiteur de pression, de faible capacité en débit assurant le pilotage d'un limiteur de pression : il suffit pour cela de dimensionner correctement le réducteur de pression trois voies 6 et le limiteur de pression pilotable 12. Néanmoins, si les débits à contrôler restent faibles, il est possible d'utiliser directement le servo-limiteur de pression 16 à la place du limiteur pilotable 12, comme il est indiqué sur la figure 4. L'orifice 100 du réducteur de pression 101 est alors relié à l'orifice 102 du servo-limiteur 103, qui doit alors être capable de contrôler le débit maximum pouvant être refoulé par l'actionneur 104. REVENDICATIONS 1) Servo-réducteur de pression trois voies comportant notamment un réducteur de pression trois voies et un limiteur de pression à commande électrique, caractérisé en ce que les orifices de retour (9) et de drainage (10) du réducteur de pression (6, 101) sont reliés entre eux et sont raccordés à l'orifice d'entrée (11, 102) du limiteur de pression (12, 103). 2) Servo-réducteur de pression trois voies suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le limiteur de pression à commande électrique comprend un limiteur de pression pilotable (12) dont l'orifice de pilotage (14) est relié à l'orifice d'entrée (15) d'un servo-limiteur de pression (16). 3) Servo-réducteur de pression trois voies suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le volume en amont de l'orifice d'entrée (15, 102) du servo-limiteur de pression (16, 103) est relié à l'orifice de pression d'alimentation (31) par l'intermédiaire d'un gicleur (21).