Brevet FR2444397A1 — publié le 19800718

L'invention est relative à une installation hydraulique de commande pour distribuer de l'huile sous pression, provenant d'au moins une et en particulier de deux sources d'huile (ou autre liquide) sous pression, entre plusieurs dispositifs consommateurs de rangs différents dont l'un exige un débit accru d'huile sous pression pendant un court espace de temps. De telles installations ont été décrites dans les demandes de brevet allemand 2. & 5.101 et 2.625.134. Dans ce cas, le dispositif consommateur de second rang peut être le circuit hydraulique de direction d'un véhicule tandis que le dispositif consommateur de premier rang ou prioritaire est un système hydraulique à dispositifs auxiliaires tels que vérins de relevage et dispositif régulateur de charrue. Dans l'installation que décrit la demande de brevet allemand 2.625.101, l'huile d'appoint qui est prélevée dans le circuit de direction au profit de 11 installation hydraulique a dispositifs auxiliaires nécessite une augmentation de la vitesse du moteur ou du véhicule, en particulier dans la gamme des vitesses moyennes. Parmi les dispositifs consommateurs qui ne nécessitent un débit accru d'huile sous pression que pendant un court espace de temps, un exemple typique est constitué par une charrue attelée qui doit être relevée au bord d'un champ ou à l'extrémité des sillons. Dans ce cas, un tel engin aratoire doit être releve aussi vite que possible sans que les sources d'huile sous pression doivent pour cela répondre à des spécifications trop sévères en ce qui concerne leur débit.Ainsi qu'il ressort de la pratique, le véhicule est fortement ralenti en atteignant le bord d'un champ ou l'extrémité d'un sillon, ce qui provoque une baisse de la. vitesse du moteur et par conséquent du débit des popes qui dépend de cette vitesse. Dans l'installation que décrit la demande de brevet allemand .2.625.134, une soupape commutatrice, lorsque le vérin de relevage est mis en action pour soulever la charrue, fait passer la totalité du débit de la pompe, alimentant le circuit de direction en huile sous pression, dans la canalisation sous pression du circuit hydraulique com pprtant le vérin de relevage et relie en même temps la canalisation de travail d'un accumulateur dténergie à la canalisation sous pression du circuit de direction qui aboutit à la soupape de direction. il est certes possible ainsi de désacoupler hydrauliquement le circuit de direction et le dispositif consommateur auxiliaire mais, pendant le relevage de la charrue, seule la pression établie dans l'accumulateur d'énergie reste disponible pour la direction du tracteur. Dans la demande de brevet allemand 2.751.449, il a déjà été proposé, dans une installation destinée à régler la position et/ou la profondeur d'enfoncement d'outils sur des machines agricoles, d'interdire le passage de l'huile sous pression dans l'une de deux canalisations de commande, par la mise en position d'obturation d'une soupape à 2/2 voies, de sorte que la pression ainsi établie amène une servo-soupape en une position de fin de course dans laquelle la pleine pression peut être utilisée pour relever l'outil attelé. Ceci étant rappelé, l'invention a pour but de créer une installation hydraulique, du genre défini en préambule, dans laquelle le vérin de relevage puisse être actionne à une allure accélérée, en vue de relever rapidement l'coutil attelé au tracteur agricole, au bord d'un champ ou à la fin d'un sillon, et dans laquelle il reste suffisamment de la pression de la pompe alimentant le circuit de direction à la disposition de ce circuit pour assurer la direction du tracteur. L'invention a pour origine la reconnaissance du fait que le relevage de l'coutil attelé ne prend qu'un court espace de temps, par rapport à la durée totale d'utilisation de cet outil, et que, pour des raisons économiques, la pompe n'a pas besoin de répondre aux spécifications sévères qui correspondent à cet espace de temps. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que l'installation hydraulique comprend un vérin hydraulique de relevage qui est destiné au relevage et à l'abaissement d'engins aratoires attelés à un tracteur agricole et que celle des extrémités du cylindre de ce vérin qui est traversée par la tige de piston du vérin est rc3.". & à- l'e:-trmit t-' opposée de ce cylindre par l'intermédiaire dsun clapet anti-retour qui empêche la circulation en direction de l'extrémité du cylindre tournée vers la tige de piston. Il en résulte que lthuile refoulée lors des mouve ments du-piston qui font sortir sa tige du cylindre du vérin de relevage est ramenée devant le piston, par l'in termédiaire du clapet anti-retour qui s'ouvre vers l'extré- mité du cylindre tournée vers la tête du piston, et assiste le débit de la pompe pour faire sortir la tige de piston, ce qui augmente la vitesse à laquelle cette tige sort du cylindre et l'outil est relevé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention vont être décrits en détail en référence à la figure unique du dessin annexé qui représente un mode de réali- sation particulier de l'invention. Le système hydraulique représenté comprend une première pompe à huile (ou autre liquide approprie) 1-pour alimenter un vérin hydraulique de relevage 2 et un dispositif consommateur supplémentaire 3. Une canalisation d'aspiration 4 fait communiquer la pompe 1 avec un réservoir d'huile 5 auquel est également reliée une deuxième pompe à huile 6, associee au circuit (non montré) d'une direction hydrostatique. Sur le refoulement de cette deuxième pompe 6 est monte, -en aval d'un filtre 9, un diviseur de débit 27 d'où un courant partiel peut être conduit au refoulement de la premièrepompe 1, par l'intermédiaire d'une canalisation 10 et d'un clapet anti-retour 29 qui s'ouvre vers l'aval du diviseur de débit 27. Une soupape 2/2 voies 12 est branchée sur la canalisation 10, entre le diviseur de débit 27 et le clapet anti-retour.29, et la canalisation de pilotage 15 de cette soupape 12, qui est reliée à la canalisation 10 par l'intermédiaire d'un étranglement 13, aboutit à une autre soupape à-2/2 voies 16, agissant en soupape de coupure. Dans sa position permettant ltécoulement, cette soupape 16 s'ouvre vers une canalisation de retour 26 qui aboutit au réservoir 5. En aval d'un Filtre 17, la canalisation de refou le-rent 7 de I première pompe se divise cn trois branches 8, 18, 28 dont chacune est équipée d'une soupape commuta- trice , 14, 1, 23, agencée en soupape à 2/2 voies. En sa position d'ouverture, la soupape commutatrice 23 est reliée au dispositif consommateur supplémentaire 3 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour double 24 du type coupleur rapide ainsi qu'à sa canalisation de pilotage 32 par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 30 et d'un orifice calibré 31 de réglage du débit. Lorsqu'une soupape de priorité 25, asservie au fonctionnement du vérin de relevage 2, occupe sa position permettant l'écoulement, la canalisation de pilotage 32 est reliée à une soupape de commande auxiliaire 33, actionnée à la main et agencée en soupape à 3/3 voies. Dans la position neutre représentée sur le dessin, la canalisation de pilotage 32 est obturée par la soupape de commande auxiliaire 33. La soupape commutatrice 19, qui est raccordée à la branche 18 et à la canalisation de retour 26, possède une canalisation de pilotage, 34 qui aboutit au raccord d'entrée d'une soupape à 3/3 voies 35. A la position neutre de cette soupape 35, la canalisation de pilotage 7 est ouverte vers la soupape de commande auxiliaire 33, par l'intermédiaire d'un étranglement 36 qui court-circuite la soupape commutatrice 19. Une soupape réductrice de pression 37 est branchée sur la canalisation de pilotage 34. La soupape commutatrice Il possède une butée 14 pour un étranglement servant à limiter le débit de passage. En aval d'un étranglement 38, cette soupape commutatrice 11 est reliée par une canalisation de pilotage 39 au raccord de retour de la soupape à 3/3 voies 35 et à une soupape réductrice de pression 40. Dans sa position de droite,la soupape à 3/3 voies 35 relie la canalisation de refoulement 7 à la canalisation de pilotage 39, ce qui a pour effet de maintenir fermée la soupape commutatrice 11. Dans la position d'ouverture de la soupape 11, la branche 8 est reliée, par l'intermédiaire d'un orifice calibré 41, à celle des extrémités du cylindre du vérin de relevage 2 qui est tournée vers la tete de son piston et de là, par-l'intermediaire d'un clapet anti-retour 42, à l'extrémité opposée de ce cylindre (c'est-à-dire l'extrémité traversée par la tige de piston) ainsi qu'à l'un des raccords d'une soupape à 2/2 voies 20.Le tiroir de cette soupape 20 est soumis, par une extrémité, à l'action d'un ressort 21 et,par son autre ex trémité, une canalisation de pilotage 22 le relie à celle des extrémités du cylindre du vérin de-relevage 2 qui est tournée vers la tête de son piston. L'amont et l'aval de l'orifice calibré 41 sont reliés respectivement par des canalisations de pilotage 43, 44 aux deux extrémités du tiroir de la soupape de priorité 25, cette soupape 25 s'ouvrant en position neutre et se fermant à ses deux positions extrêmes. Des canalisations relient à la canalisation de retour 26 la sortie de la soupape de commande auxiliaire 33 ainsi que la sortie de la soupape à 2/2 voies 20. Un clapet anti-retour 45 est placé entre la canal il sation de retour 26 et celle des extrémités du cylindre du vérin de relevage 2 qui est traversée par la tige du piston de façon à s'ouvrir vers cette extrémité du cylindre. Le clapet anti-retour 45 agit en soupape de réaspiration lorsque la tige de piston du vérin de relevage 2 s'enfonce dans le cylindre de celui-ci. Le système hydraulique de commande qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante. La force maximale est exigée immédiatement au commencement du relevage de l'outil, tel qu'une charrue, qui est porté par l'attelage à trois pointa d'un tracteur agricole. Une pression élevée stétablit rionc dans la canalisation d'alimentation aboutissant à celle des extrémités du cylindre du vérin de relevage 2 qui est tournée vers la tête de son piston et par conséquent dans la canalisation de pilotage 22 de la soupape à 2/2 voies 20; cette pression ouvre la soupape à 2/2 voies 20, de sorte que le piston du vérin de relevage 2-est alors-efficace par la-totalité de sa surface.Dès que les corps de charrue ont éte écartés du sol, la force nécessaire diminue considérablemènt; il en va de même pour la pression régnant dans la canalisation d'alimentation qui aboutit au cylindre du vérin 2, Si bien que la soupape à 272 voies 20 se ferme. En traversant le clapet antiretour 42, -l'huile refoulée par celle des faces du piston du vérin hydraulique de relevage 2 qui porte la tige de piston s'ajoute au débit de la pompe qui est fourni par la branche 8 et qui est conduit sur la eace opposée (face dé pourvue de tige) du piston du vérin de relevage 2.Le piston du vérin de relevage ne devient donc efficace que par la section de sa tige, ce qui a pour effet d'augmenter la vitesse à laquelle la tige de piston du vérin de relevage 2 sort de son cylindre et à laquelle l'outil attelé se trouve relevé. Lorsque le vérin de relevage 2 est ainsi alimenté, on observe l'existence d'un étage de marche accélérée. Avec un tel mode d'alimentation, on dispose de la totalité du volume d'huile refoulé par la pompe 1. Le grand débit d'huile que l'on souhaitait pour-le relevage de l'outil attelé est donc effectivement disponible. Inversement, le clapet antiretour 29 qui est monté dans la canalisation 10 interdit à l'huile refoulée par la première pompe 1 de parvenir au système hydraulique de la deuxième pompe 6, c'est-à-dire au circuit de la direction du tracteur. Il se produit donc, immédiatement au commencement du relevage, une sortie lente de la tige de piston du vé- rin de relevage 2 avec une grande force, la soupape à 2/2 voies 20 étant ouverte, puis, après que les corps de charrue se sont dégagés du sol au cours de la deuxième phase de l'opération de relevage, une sortie rapide de la tige de piston avec une force réduite, la soupape 20 étant fermez. Au cas où la charrue attelée est du type réversible, on peut la faire tourner sur elle-même après relevage. A cet effet, on peut utiliser en commun une partie du débit de la pompe 6, prélevée par l'intermédiaire du diviseur de débit 27. Ltorifice calibré 41, monté dans la branche 8 servant à alimenter le vérin de relevage 2, a pour but, chaque fois que de l'huile circule dans cette branche (c'est-àdire aussi lorsque la tige de piston du vérin de relevage 2 rentre dans son cylindre), d'engendrer une chute de pression qui a pour effet, par l'intermédiaire des canalisations de pilotage 43, 44, d'amener la soupape de priorité 25 à l'une ou l'autre de ses positions de fin de course pour lesquelles elle interdit l'alimentation du'dispositif consommateur sup plémentaire 3. Ce dispositif consommateur supplémentaire 3 ne peut donc âtre mis en action que lorsque le vérin dc relavage 2 se trouve au repos et qu'en outre une pression est appliquée à la soupape de commande supplémentaire 33.Dans ces conditions, un courant prélevé par le diviseur de débit 27 pour le dispositif consommateur supplémentaire 3 ne peut d'ailleurs devenir effectif que lorsque la soupape à 2/2 voies 12, raccordée à la canalisation 10, se trouve position de feretre, par absence de mise à la décharge de sa canalisation de pilotage. Ceci est le cas lorsque la soupape à 2/2 voies 16, agissant en soupape de coupure, est bloquée et que la pression régnant en aval de ltétranglement 13, majorée de la force d'un ressort tendant à maintenir la soupape 16 en sa position de fermeture, est supérieure à la pression régnant dans la canalisation 10. Lors de l'abaissement de l'outil attelé et de la rentrée de la tige de piston du vérin de relevage 2 dans son cylindre, le clapet anti-retour 42, monté dans la canalisation de court-circuit, empêche celle des extrémités de ce cylindre qui est tournée vers la tête de piston de communiquer avec ltextrétrité opposée, c'est-à-dire celle qui est traversée par la tige de piston. L'huile qui est refoulée par la tête de piston du vérin de relevage 2 s'échappe-donc par la branche 8 à orifice calibré 41, la différence de pression engendrée par ce dernier amenant à nouveau la soupape de priorité 25 à l'une de ses positions obturatrices de fin de course si bien que, pendant que se produit l'écoulement dans cette branche 8, le dispositif consommateur supplémentaire reste hors circuit. Pendant la rentrée de la tige de piston du vérin de relevage 2 dans son cylindre, l'huile provenant du réservoir 5 arrive à celle des extrémités du cylindre du vérin de relevage 2 qui est traversée par la tige de piston en passant par le clapet anti-retour 45 agissant en soupape de réaspiration. REVENDICAT10. ' 1. Installation hydraulique de commande pour dis- tribuer de l'huile sous pression, provenant d'au moins une et en particulier de deux sources d'huile (ou autre liquide) sous pression, entre plusieurs dispositifs consommateurs de rangs différents dont l'un exige un débit accru d'huile sous pression pendant un court espace de temps, caractérisée en ce qu'elle comprend un vérin hydraulique de relevage (2) qui est destiné au relevage et à l'abaissement d'engins aratoires attelés à un tracteur agricole et en ce que celle des extrémités du cylindre de ce vérin qui est traversée par la tige de piston du vérin est reliée à l'extrémité opposée de ce cylindre par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (42) qui empêche la circulation en direction de l'extrémité du cylindre tournée vers la tige de piston. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que des canalisations de pilotage (23, 24) partent respectivement de l'amont et de l'aval d'un orifice calibré (18) placé dans la canalisation d'alimentation (8) du vérin de relevage (2) et en ce que la différence de pression engendrée par le courant dans cette canalisation d'alimentation (8) amène, à l'une de ses positions obturatrices de fin de course, le tiroir d'une soupape de priorité (25) qui est propre à mettre en circuit un dispositif consommateur supplémentaire (3) de deuxième rang. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une soupape commutatrice (20), agencée en soupape à 2/2 voies, est disposée entre celle des extrémités du cylindre du vérin de relevage (2) qui est traversée par sa tige de piston et la canalisation de retour (26) qui aboutit au réservoir (5) et en ce que cette soupape commutatrice (20) est maintenue à sa position de blocage par un ressort (21) et est déplaçable vers sa position d'ouverture par une pression qui surmonte l'action du ressort (21) et qui s'etablit dans une canalisation de pilotage (22) par-tant de celle des extrémités du cylindre du vérin de relevage (2) qui est tournée vers la tête de piston. 4. Installation selon a re-ndic-ticn 1, car?:.'té risée entre que la canalisation d'ali:-entation (8) du virln de relevage (2) part de la canalisation de refoulement (7) du circuit hydraulique qui comporte le vérin de relevage (2) et qui est alimenté en huile sous pression par la première pompe (1) et partiellement, par T'intermédiaire d'un diviseur de débit (27), par la deuxième pompe (6) associée à un dispositif consommateur de même rang et en ce qutune soupape commutatrice (11), agencée en soupape à 2/2 voies et munie d'une butée (14) pour un étranglement servant à limiter le débit de passage, est disposée dans cette canalisation d'alimentation (8). 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la canalisation de refoulement (7) dé la première pompe (1) est reliée au diviseur de débit (27) de la deuxième pompe (-6) par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (29) qui empêche la circulation vers cette deuxième pompe (6).