Brevet FR2469592A1 — publié le 19810522

La présente invention concerne un appareil de commande pour un circuit de travail hydraulique, avec un tiroir pilote et un tiroir principal de commande qui peut, dans une chambre de commande, être amené dans deux positions terminales à l'aide de la pression sur laquelle agit le tiroir pilote, lequel appareil de commande entraîne, dans une position de décharge, une circulation sans pression du fluide fourni, aine amène, dans d'autres positions, le fluide dans une tubulure de travail ou relie celle-ci à une tubulure de retour, avec un premier point d'etranglement agissant sur la liaison entre la chambre de commande et le retour et un deuxième point d'étran- glement commandant la liaison entre la chambre de commande et l'admission, de sorte que la pression, sous l'action de l'appareil de commande, varie entre les deux points d'étranglement et par suite dans la chambre de commande et que le tiroir principal commande indépendamment la perte de charge dans la circulation, ainsi qu'avec des moyens pour eviter un étranglement fixe. On connait déjà un appareil de commande de ce type (demande de brevet publiée de la République Fédérale d8Allemagne n" 1 928 896) qui comporte, à côté d'un tiroir pilote et d'un tiroir principal de commande, un tiroir auxiliaire supplémen ta ire qui est place dans un alésage longitudinal du tiroir principal. Dans cet appareil de commande, la décharge d'une chambre de commande associée au tiroir principal subit l'influence du tiroir auxiliaire.En cas de mouvement brusque du tiroir auxiliaire, il ne doit jamais se produire de phase d'étranglement telle que la quantité de fluide refoulée par la pompe puisse s'écouler directement par les ouvertures de dé- charge dans les conditions de pression appropriees et que la pompe fonctionne contre une pression inutilement élevée. Un tel état stationnaire stable peut se produire dans une soupape de régulation quand le fluide à introduire dans la chambre de commande à travers les arêtes de commande du tiroir pilote et le fluide qui s'en ecoule produisent une pression intermediaire qui ne ferme que partiellement le tiroir principal.Le fluide venant d'une pompe s'écoule encore vers le réservoir, mais le tiroir principal établit par étranglement dans l'admission une pression qui est sensiblement au-dessus de la pression de circulation neutre, mais ne deplace pas encore la charge et ne provoque par suite aucun déplacement du tiroir pilote. Cette phase désignée en abrégé par l'expression "étranglement fixe" peut amener très rapidement la destruction de la pompe. En outre, le dispositif connu a l'inconvénient que plusieurs dimensions de perçages sur les arêtes de commande sont critiques les unes par rapport aux autres.Mais surtout cet appareil de commande présente l'inconvénient d'une construction complexe parce qu'il utilise un tiroir auxiliaire supplémentaire en plus du tiroir principal et du tiroir pilote et qu'ainsi il nécessite des arêtes de commande, canaux et ouvertures supplémentaires pour empêcher le risque d'étranglement fixe. L'appareil de commande de l'invention évite l'etran- glement fixe par des moyens constitués par une liaison allant d'une admission à une chambre de commande et en parallèle sur le deuxième point d'etranglement, cette liaison comportant un troisième point d'étranglement qui est réglable à l'aide du tiroir principal. L'appareil de l'invention présente l'avantage d'être surtout simple et compact. On élimine ainsi un tiroir auxiliaire supplémentaire avec ses ouvertures, canaux et arêtes de commande, car re tiroir principal assume la fonction du tiroir auxiliaire. En outre > le troisième point d'étranglement nécessaire peut etre rapporté ultérieure- ment sans difficulté spéciale sur des appareils de commande déjà existants, ce qui mène à un montage particulièrement économique. De plus, les dimensions apparaissant dans l'appareil de commande s'6ta- blissent de façon notablement plus facile au point de vue technique de fabrication, car dans ce cas le tiroir pilote peut être réalisé avec recouvrement positif, et elles peuvent admettre des tolérances plus grandes. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui ja suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une coulpe l-ngit-idíaale au travers d'un appareil de commande représenté schématiquement ; et - la figure 2 représente à une échelle agrandie une coupe au travers d'une partie de l'appareil de commande de la figure 1; avec le tiroir pilote dans une position de travail. L'appareil de commande 10 représente sur la figure 1 possède dans un carter 11 un alésage de tiroir 32 qui s'élargit dans une chambre 13 et dont les extrémités sont reliées à des espaces 15, 16 déchargés vers un réservoir 14. Uhe admission 17, qui reçoit le fluide d'une pompe 18, débouche dans la chambre 13.De là > une tubulure de travail 19 mène au travers d'une soupape de retenue 21 vers un appareil de levage 22 qui peut être decharge vers l'espace 16 au travers d'une tubulure de retour 23 avec soupape de descente 24. L'alesage 12 contient un tiroir pilote 25 qui est pousse par un ressort 26 placé dans la chambre 15 contre un élément de reglage 27 qui s'appuie pour sa part à un levier 28 d'une timonerie de réglage 29. L'élément 27 est déplaçable à l'aide d'un levier 31. A l'aide de deux gorges annulaires 32, 33 - voir aussi figure 2 - on a réalisé sur le tiroir 25 trois portions de piston 34, 35, 36.Au niveau de la deuxième portion 35 et de la troisième portion 36, le tiroir 25 contient dans un alesage longitudinal 37 un tiroir princi Pal de commande 39 pousse par un ressort 38 et délimitant par une face une chambre de commande 41. De cette chambre 41, des perçages 42 mènent dans la première gorge annulaire 32 dont la liaison avec l'es- pace 15 est commande par une première arête de commande 43 sur la portion de piston 34 sur laquelle repose également une tige 44 pour la manoeuvre de la soupape de descente 24. la deuxième portion de piston 35 porte une deuxième arête de commande 45 qui commande la liaison entre la première gorge annulaire 32 et la chambre 13 reliée à l'admission 17.La première arête 43 constitue avec une arête as sociee sur la nervure 46 solidaire du carter un premier point d'étranglement 47 qui est branché dans une liaison entre la chambre de commande 41 et l'espace 15, donc le retour. De façon analogue, la deuxième arrête 45 constitue avec une autre arrête de la nervure 46 un deuxième point d'étranglement 48 qui est branche dans la liaison entre l'ad- mission 17 et la chambre de commande 41. Les deux points d'etran- glement 47, 48 sont deplaçables avec le tiroir pilote 25 et ils sont ouverts ou fermés en sens oppose l'un par rapport à l'autre. En outre, les arêtes 43, 45 formant les points d'étranglement 47, 48 sont disposées par rapport aux arêtes de la nervure 46 de façon que le tiroir 25 presente un recouvrement positif. Dans Ia deuxième portion de piston 35, on a place un perçage d'étranglement 49 une distance relativement faible de la deuxième prête 45, La position du perçage 49 dans la portion 35 est choisie de façon qu'il soit encore en liaison avec la chambre 13 quand la deuxième arête 45 du tiroir pilote 25 se trouve déjà en recouvrement positif par rapport å l'arête correspondante sur la nervure 46.En outre, la position du perçage 49 est choisie de façon qu'en position de charge du tiroir principal 39, donc quand le fluide venant de ia pompe peut s'écouler sans étranglement vers le retour, il s'êtablisseentre la chambre 13 et la chambre 41 une liaison qui est en parallèle sur le deuxième point d'étranglement 48. te perçage 49 établit ainsi un troisième point d'étranglement branché dans cette liaison 51. Si le tiroir principal 39 se trouve par contre dans l'autre position terminale, dite position d'arrêt, le perçage 49 est recouvert par le tiroir 39 et ainsi la liaison 51 est bloquée.Le tiroir principal 39 presente, outre les ouvertures 53, une arête de commande d'évacuation 54 et il est déchargé vers l'espace 16, donc vers le retour, avec un évidement borgne 55 dans lequel dépasse le ressort 38. Le mode de fonctionnement de l'appareil de commande 10 va être décrit ci-après. Dans la position neutre de l'appareil 10 représentée sur la figure 1, le fluide refoulé par la pompe 18 s'écoule dans l'espace 16 et ensuite vers le réservoir 14 au travers de l'admission 17,de la chambre 13, des ouvertures de passage dans la deuxième gorge annulaire 32 du tiroir 25, des ouvertures 53 dans le tiroir principal 39 et de l'évidement 55. L'arête 54 étrangle alors une pression relativement faible de circulation neutre dans la chambre 13, pression qui agit également dans la chambre de commande 41 au travers de la deuxième arête ouverte 45, de la première gorge 32, des perçages 42, et maintient le tiroir 39, contre la force du ressort 38, dans sa position de décharge ouverte, représentée sur la figure 1.Ainsi, le fluide refoulé par la pompe 18 s'écoule vers le réservoir 14 selon un circuit à peu près sans pression. Si le levier 31 est actionné en sens inverse des aiguilles d'une montre pour le levage du dispositif 22, ou bien si le tiroir pilote 25 est déplacé mecaniquement vers la gauche en direction du levage par une charge descendante (par exemple 9 la suite de l'apparition d'une fuite d'huile; par l'intermédiaire de la timo nerie 29, il atteint à la commutation la position représentée en détail sur la figure 2. Dans cette position, la première arête 35 sur le tiroir 25 se trouve à peu près en recouvrement nul avec l'arête correspondante sur la nervure 46, alors que. la deuxième arête 45 présente déjà avec son arête associée un recouvrement positif.A ce moment, la chambre 41 n'est pas rendue parfaitement etanche ; par suite du jeu du tiroir, des arrondis des arêtes, de l'usure et des tolerances, du fluide s'ecoule de l'admission 17 dans la chambre 41 par le deuxième point d'etranglement 48 et par le premier point d'étranglement 47 vers le retour. Dans cette position, il existe le risque d'un étranglement fixe, c'est-à-dire d'un etat d'équilibre dans lequel le tiroir principal 39 étrangle plus ou moins fortement la circulation autrement sans pression, sans effectuer de commuta ton complète, de sorte que la pompe 18 refoule la totalite du débit contre la pression élevée correspondante dans le retour, ce qui peut mener rapidement à l'augmentation de la température de l'huile et à une avarie de la pompe.Pour éviter un tel étranglement fixe, on doit alors chercher la condition pour un bon comportement de coupure pour obtenir par la course du tiroir pilote 25 une modification aussi raide que possible de la pression dans la chambre 41. Pour obtenir une telle variation raide de la pression, le recouvrement des arêtes de commande 43 et 45 devrait être maintenu dans des tolérances très étroites, en recherchant le plus possible un recouvrement nul. Un tel recouvrement nul s'obtient toutefois difficilement malgré une fabrication précise, parce qu'il se produit pratiquement par moussage des arêtes, usure et tolérances une zone de passage qui favorise un étranglement fixe Comme la figure 2 le montre en détail, les arêtes de commande 43, 45 sont réalisées avec un recouvrement positif malgré le comportement de la matière cité plus haut. On peut alors admettre des tolérances plus larges.En outre, non seulement le débit de commande venant de la chambre 13 reliée à l'admission 17 peut s'écouler par le deuxième point d'étranglement 48 et les perçages 42 dans la chambre 41, mais en outre il parvient également, par une liaison parallèle 51, de la chambre 13 directement dans la chambre 41 au travers de trous d'étranglement 49. Si alors, pour une section d'ouverture appropriée au premier point d'étranglement 47, la pression dans la chambre 41 s'abaisse suffisamment pour que le tiroir 39 se déplace, sous l'effet de la force du ressort 38, en partant de sa position de décharge re presentee, en direction de sa position d'arrêt, le trou d'étranglement 49 est ferme par le tiroir 39 avant qu'une pression notable s'établisse dans l'admission 17 avec l'arête 54.Par suite de la fermeture du percage 49 à l'aide du tiroir principal 39, la pression dans la chambre 41 tombe encore plus fortement que ce ne serait le cas par la seule fermeture du deuxième point d'étranglement 48. Le tiroir 39 ne reste -donc pas en équilibre dans une position intermédiaire étranglant la circulation neutre, il passe par contre totalement de sa position de décharge représentée sur la figure 2 à son autre position terminale dans laquelle Il ferme la liaison entre la chambre 13 et le retour et le fluide refoulé par la pompe i8 s'écoule au travers de la soupape de retenue 21 vers le dispositif de levage 22. De cette façon, on a évité avec certitude un etranglement fixe au cours de la commutation entre la position neutre et la position levage. Pour la descente, le dispositif 22 est déchargé de façon courante à l'aide de la soupape 24. De cette façon, on peut realiser de façon particulièrement simple et compacte un appareil de commande qui exclut le risque d'un étranglement fixe. Il est surtout avantageux qu'aucun tiroir supplémentaire ne soit nécessaire, car le tiroir principal 39 lui-même est conçu pour l'obtention d'une caracteristique de pression aussi raide que possible. La solution présentee peut être utilisée sans dépense supplémentaire notable dans des appareils de commande déjà existants. En outre, grâce au recouvrement positif des arêtes de commande; on peut admettre des tolérances plus larges, ce qui abaisse le coût de la technique de fabrication. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'entre écrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de commande pour un circuit de travail hydraulique, avec un tiroir pilote et un tiroir principal de commande qui peut, dans une chambre de commande, entre amené dans deux positions terminales à l'aide de la pression sur laquelle agit le tiroir pilote, lequel appareil de commande entraînez dans une position de décharge, une circulation sans pression du fluide fourni, amène, dans d'autres positions, le fluide dans une tubulure de travail ou relie celle-ci à une tubulure de retour, avec un premier point d'étranglement agissant sur la liaison entre la chambre de commande et le retour et un deuxième point d'étranglement commandant la liaison entre la chambre de commande et l'admission, de sorte que la pression, sous l'action de l'appareil de commande, varie entre les deux points d'étranglement et par suite dans la chambre de commande et que le tiroir principal commande indépendamment la perte de charge dans la circulation > ainsi qu'avec des moyens pour éviter un etranglement fixe, caractérisé en ce que ces moyens sont constitues par une liaison (51) allant d'une admission (13, 17) à une chambre de commande (41) et en parallèle sur le deuxième point d'étranglement (48), cette liaison comportant un troisième point d'étranglement (49) qui est réglable à l'aide du tiroir principal. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le premier et le second point d'étranglement sont constitués par des arêtes de commande disposées sur le tiroir pilote et sur le carter, et dans lequel le tiroir de commande principal pousse par un ressort est disposé sur le même axe que le tiroir pilote, la chambre de commande étant reliée avec une gorge annulaire se trouvant entre les arêtes de commande, caractérisée en ce que le troisième point d'étranglement est un perçage d'étranglement (49) placé sur le tiroir pilote (25) et qui peut être recouvert directement par le tiroir principal (39). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le perçage d'étranglement (49) est place à une faible distance de l'arête de commande (45) du tiroir (25) associée au deuxième point d'étranglement (48). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le perçage de commande (49) se trouve à une faible distance de l'extrémité frontale du tiroir principal (39) quand celui-ci prend sa position de décharge ouvrant la circulation sans pression. 5. Appareil selon l'une quelconque-des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les arêtes de commande (43, 45) du premier et du second point d'étranglement (47, 48) sont réalises avec recouvrement positif. 6. Appareil selon la revendication 1 à 53 caractérise en ce que le tiroir pilote (25) est en liaison fonctionnelle avec une timonerie de rappel (29), notamment mécanique. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé ar son utilisation comme appareil de réglage pour la commande d'un servomoteur (22) dans une machine agricole telle qu'un tracteur ou une faucheuse.