Brevet FR2448179A1 — publié le 19800829

DESCRIPTION La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant dans un circuit hydrauliqus doté de pomptes et de accepteurs ou de moteurs à cylindrée fixe, de faire varier le débit du fluide, c'est-à-dire la vitesse du moteur pour toutes les plages de vitesse souhaites et maint-nir une consir. oz vitesse précise quelles que soient les variations de charge ou de couple de ce moteur. dans les dispositifs de ce genre il est nécessaire dans le cas où l'on veut faire varier la vitesse ou le débit d'un moteur hydraulique à cylindrée fixe ali mentée par une pompe aussi à cylindree fixe de faire varier le débit d'alimentation du moteur à l'aide d'une vanne, en amont de cette vanne il faut un recyclage pour évacuer l'excédent de débit, il faut aussi une régulation de la pression pour dégonfler le circuit en amont de la vanne. I1 existe des limiteurs de débit à pressions compensées qui permettent une variation de débit, c'est-à-dire de vitesse dans une certaine plage, mais tous ces systèmes sont réalisés à partir de clapets, valves ou tiroirs pilotés par des ressorts, ce qui ne permet pas une grande précision de la consigne de vitesse et altère considérablement la fiabilité du composant Actuellement les pompes et moteurs à cylindrées variables permettent de réaliser des transmissions à vitesse variable mais il s'agit de composants très sophistiqués et relativement couteux pour certaines applications. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Con formément à la présents on utilise un procuré ou l'on "hache" en permanence un débit de fluide de recyclage à l'aide d'un piston double effet auto-piloté par une pression différentielle créée en amont et en aval de la vanne et agissant sur celui-ci dans un sens ou dans l'autre, dans le but de dégonfler la pression en amont de la vanne et recycler le débit en excédent afin de permettre une variation de vitesse-du moteur de Vo à V maximum, avec une stabilité de vitesse de consigne indépendante des variations de couple ou de charge du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, description faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure I de la planche I/3 est une vue en coupe d'un dispositif variateur suivant l'invention La figure 2-de la planche II/3 est un schéma d'implantation du variateur La figure 3 de la planche III/3 est une courbe de rendement du variateur en fonction du débit d'alimentation du moteur, c'est-à-dire de sa vitesse. Le dispositif variateur objet de l'invention est constitué d'un bloc dans lequel on a obtenu par perçage ou fonderie les conduits suivants: Deux conduits d'alimentation du fluide venant de la pompe (I0)-(II) Un conduit de recyclage et de détection de la pression amont de la vanne tl2] situé perpendiculairement et entre les deux présidents et en relation avec une des sections du piston différentiel bj Un conduit évacuation recyclage (I7) perallèle au précédent et communiquant avec celuiyci selon la position du piston différentiel t I b ) Ce conduit d'évacuation recyclage communique perpendiculairement avec le conduit d'evacuation vers la hache (19) et le conduit refoulement moteur [18]. I1 est place à l'intersection oe ceux-ci un conduit d'alimentation moteur [14) en aval de la vanne (I a). Un conduit de détection (15) en communication avec le précédent. Un conduit de pilotage du piston (I b) par la pression moteur. Le dispositif variateur objet de l'invention comporte aussi: une vanne de règlage de consigne de débit ou de vitesse (I a) - un piston différsntiel double effet auto-piloté (I bl - une chemise de piston (I c) - une butée épaulee (I d) placee à l'extremite du conduit tI63 Le dispositif objet de l'invention fonctionne suivant la déscription cidessous Le débit de fluide émis par la pompe alimente le variateur par son orifice d'alimentation (IO) Ce débit se divise vers la vanne de réglage en (11) et vers le recyclage (12). On peut expliquer le fonctionnement avec trois règlages différents de la vanne de consigne. -La vanne de règlage de consigne (I a) est complétement ouverte la pompe débite.la pression en amont (II) est identique à la pression aval (14) de la vanne ainsi que la pression détection moteur (15) dans Te cas les pressions au cm2 sur chacune des sections du piston différentiel auto-pilote (I b) sont identiques le conduit de pilotage de la pression moteur tI6) présentant une section de surface superieure au conduit de pilotage de la pression en amont de la vanne (2) le piston tI b) se déplace de B vers A et obstrue complétement le recyclage (17) Tout le débit est donc utilisé pour l'alimentation moteur, soit vitesse maximum du moteur. - La vanne de règlage de consigne (I a) est en position intermédiaire d'ouverture - La pompe débite - Le moteur est donc en régime Ataxie. La pression en amont de la vanne (12) monte a cause de l'étranglement du débit creé par le ré- glage de la vanne et pousse le piston différentiel (I bl de A vers B qui libère le fluide par le recyclage tI7) vers la hache. A ce moment la pression amont de la vanne chute la # P devient positive dans le conduit de pilotage moteur (16) par l'intermédiaire du conduit de détection (15). Cette #P pousse le piston différentiel double effet tI b) de 8 vers A et obstrue le recyclage. Le cycle reprend avec une montée en pression en aval de la vanne (12) etc.. Chaque déplacement au piston (I b) crée un cycle. Ce cycle de travail du piston peut s'établir à une frequence élevée mais le doplace- ment du piston sera variable d'amplitude suivant les variations instantanées de la pression moteur, c'est-à-dire les varaitions instantanees du couple ou de la charge du moteur. Pour etre certain que le moteur soit toujours alimenté en fluide la surface de la section ou piston différentiel (I B) côté pression moteur (I6) est su périeure d'environ 10% à la surface ds la section en amont de la vanne (I2). La vanne de réglage de consigne de tI a] est en position fermée. La pompe débite la pression monte en amont de la vanne tI2) et pousse le piston (I b) de (A, vers (B) en liberant le fluide vers le recyclage, débit nul vers le moteur, c'est-à-dire vitesse nulle. Les trois réglages différents sont exposés seulement pour une meilleure compréhension. En effet le piston différentiel (I b) est auto-piloté uniquement par la pression différentielle créée d'un côté par la pression instantanée (16) nécessaire au moteur en fonction de son couple et de l'autre par la pression établie en (18) par la position de la vanne de consigne de vitesse. Le piston (I B) régulera en permanence la pression en amont (I2) de la vanne en fonction de la pression d'utilisation du moteur (I6) avec une précision de - 5% La stabilité de la vitesse de consigne choisie entre Vo et X max est ainsi assurée automatiquement, quelle que soit l'utilisation. Le résultat industriel recherché suivant la présente invention est la réa- lisation d'une gamne de variateurs de débit hydraulique auto-piloté en pression qui permette d'utiliser des pompes at des moteurs hydrauliques à cylindrée fixe pour entrainer ces moteurs à des vitesses variables de Vo à V max (limites uni quement par la capacité de ces moteurs à pouvoir tourner lentement) tout en permettant de rester dans une enveloppe de prix bien inférieurs aux solutions de transmissions hydrauliques à cylindrées variables. de vulgariser ainsi la trans mission hydrostatique à moindre colt. - REVENDICATIONS I. Procedé permettant de faire varier de débit d'un fluide hydraulique, auto-piloté en pression entre une pompe et un récepteur à cylindrée fixe, caractérisé par le fait que l'on "hache" en permanence le débit de recyclage vers la bache à l'aide d'un piston double effet comportant deux sections différentes afin de réguler la pression en amont de la vanne sur la pression aval.Ce piston est animé d'un mouvement alternatif d'une fréquence et a'une ainplitude variable en fonction de la pression différentielle crée d'un côté par la pression instantanee de travail du récepteur (couple résistant au moteur hydraulique) et de l'autre par la pression en amont de la vanne de règlage de consigne de débit (consigne de vitesse) 2.Dispositif variateur de debit pour la mise en oeuvre selon la revendication (I) caractérisé par le fait que le variateur est constitué d'un bloc comportant: - un conduit d' arrivée de do fluide de refoulement venant de la pompe (I0) + une vanne de réglage de consigne de débit (c'est-à-dire de vitesse) (I a) - en amont de cetts vanne d'un conduit de recyclage [I23 vers la bache faisant office de détection de la pression amont de la vanne et ds pilotage sur une des sections du piston différentiel double effet tI b) - un piston différentiel (I b) comportant deux sections différentes - un conduit d'évacuation recyclage (I7) - en aval de la vanne - d'un conduit d'alimentation récepteur (I4) - d'un conduit de détection tI53 de la pression instantanée nécessaire au ré cepteur - d'un conduit de pilotage (16) en relation avec l'autre section du piston dif férentiel double effet (I b) - une butée (I d) permettant la détection permanente de la pression instanta née nécessaire au moteur et le démontage du piston différentiel double effet (I d) un conduit refoulement moteur (16) - un conduit d'évacuation général vers la bache (o) aans le prolongement du précédent et perpendiculairement au circuit évacuation recyclage tI7) 3.Dispositif selon revendication 2) caractérisé en ce que le conduit de recyclage (12) est perpendiculaire au conduit d'alimentation (10) - qu'il permet la détection de la pression en amont do la vanne - qu'il effectue le pilotage sur une des sections du piston différentiel dou ble effet (I bl 4. Dispositif selon revendication (2) caractrisé en ce que le conduit de détection (15) en aval de la vanne (I a) est perpendiculaire au conduit d'ali- rnentation du récepteur tI4) et qu'il permet la détection de la pression instantanée nécessaire au moteur en fonction de on couple ou de sa charge 5. Dispositif selon la revendication t2) caractérisé en ce que le piston différentiel double effet (I b) comporte deux sections différentes, de façon à ce oue la pression instantanée nécessaire au récepteur en fonction de son cou pilou ae sa charge permette toujours de conserver un débit le plus proche possi ble de la consigne. 6. Dispositif selon la revendication (2) caractérisé par la présence d'une butée épaulée tI d) permettant le pilotage du piston tI b) et le démontage éventuel ae celui-ci.