Brevet FR2477083A1 — publié le 19810904

L'invention a trait à. un circuit hydraulique destiné à être installé sur un tracteur, en particulier sur un tracteur agricole, pour fournir la puissance hydraulique nécessaire pour actionner des organes récepteurs tels que des vérins agissant sur des outils associés au tracteur. On sait que sur les tracteurs agricoles modernes il est nécessaire de prévoir des organes moteurs hydrauliques, tels que des vérins, capables de fournir une puissance maximale importante pour actionner des outils asso- ciés au tracteur pour exécuter divers travaux agricoles. Les outils généralement montés sur un tracteur exigent une puissance motrice extr&ennt variable: par exemple, un outil porté sur un trac- teur au moyen d'un système d'attache en trois points exige une puissance importante lors de son relevage, tandis qu'il ne faut qu'un débit d'huile relativement faible, et donc une puissance modérée, lorsqu'il s'agit de cnomander cet outil lorsqu'il est en position de travail. Le prcblèe suscité par les amples variations de la puissance néces- saire pour la manoeuvre de l'outil associé au tracteur prend une importance assez sensible du fait que la puissance hydraulique exigée du circuit hydraulique de caTnande représente une fraction très considérable de la puissance fournie par le moteur du tracteur; dans les tracteurs modernes, cette fraction peut atteindre environ 40 % de la puissance totale du moteur. Dans ces circuits hydrauliques, la source de liquide sous pression est nécessairement constituée d'une palpe volumétrique, et le contrôle de la régulation de débit présente de graves difficultés. La solution théoriquement idéale de ce problème pourrait être d'adopter une pcape volumétrique à débit variable, d'uri des types connus; mais cette solution se heurte à divers inconvénients, en premier lieu au coût élevé de ce genre de ponpes, à leur ccuplexité relative et par suite à leur diffi- culté d'entretien. En outre, il n'est pas facile de trouver sur le marché des pompes à débit variable bien adaptées aux nécessités de leur applica- tion pour l'entraînement de machines de puissances variables telles qu'elles existent actuellement. On ne peut pas non plus considérer caonme une solu- tion réellement acceptable celle qui fait appel à des systèmes de réglage indirect du débit, tels que ceux qui ont été proposés et qui agissent sur le débit d'admission d'une parpe volumétrique: ces systèmes sont en effet trop limités en ce qui concerne le délai de réponse de la régulation, leurs dimensions, la vitesse de rotation et le rendement volumétrique, sans ocrpter que leur fonctionnement est bruyant. Il en résulte que ces systèmes ne conviennent que pour des circuits hydrauliques dont le débit maximal est relativement faible. D'autre part, le fractionnement du débit d'une pompe volumétrique à débit fixe, par des moyens externes, entraine une perte de puissance appréciable, ce qui se traduit non seulement par une augmentation du codt d'exploitation de la machine, mais soulève aussi d'autres problèmes connexes tels que celui de l'évacuation de la chaleur dégagée par la trans- formation de la puissance perdue et de la surchauffe du liquide du circuit hydraulique. Dans le cas spécifique des tracteurs auxquels se rapporte la présente invention, il y a lieu de noter aussi que la déperdition de puissance dans le circuit hydraulique entraine une diminution injustifiable de la puis- sance disponible sur la transmisssion du tracteur, si l'on onsidère que c'est le mmr moteur qui fournit la puissance nécessaire à la traction et celle qui assure l'entraînement de la pompe du circuit hydraulique. La requérante a observé que le débit à fournir par le circuit hydrau- lique d'un tracteur pour le fonctionnement d'un vérin actionnant un outil varie essentiellement entre deux niveaux principaux: il faut un certain débit maximal par exemple pour le relevage de l'outil (ou pour des services externes au tracteur), tandis qu'il ne faut qu'un débit moindre, par exemple de l'ordre de la noitié du débit maximal, ou nmme encore mDoins, pour les manoeuvres de l'outil une fois que celui-ci est en position de travail, engagé dans le sol. Ces considrais sont à l'origine de la présente invention qui a pour objet la réalisation d'un circuit hydraulique associé à un tracteur pour actionner des outils, ce circuit comprenant une source de liquide sous pression actionnée par le moteur servant à la propulsion du tracteur, ce liquide étant dirigé à travers un organe distributeur vers au moins un vérin hydraulique cu autre organe récepteur; selon l'invention, ce circuit est caractérisé en ce que la source de pression hydraulique est constituée d'une pompe principale et d'une pompe auxiliaire, la pompe principale débitant de manière permanente dans le circuit, et la pompe auxiliaire étant reliée au circuit de manière à débiter en parallèle avec la pompe principale, des moyens étant prévus pour contrôler l'intervention de la pompe auxiliaire en fonction du débit requis par le/les vérins hydrauliques. Pour expliquer plus complétemenit la portée et les caractéristiques essentielles de l'invention, une forme de réalisation du circuit hydrau- lique, objet de l'invention, sera décrite ci-après en se référant au dessin annexé dans lequel: la Fig. 1 est un schéma d'un circuit hyvdraulique selon l'invention, et la Fig. 2 représente une variante du circuit de la Fig. 1. 3 2477083 La Fig. 1 représente un circuit hydraulique associé à un tracteur, non représenté. Ce circuit se compose essentiellement d'une première source de fluide sous pression, constituée par exemple d'une pomape volumétrique 10, dont la conduite de refoulement 11 aboutit à un distributeur 12 permettant de contrôler le débit de liquide dirigé par la conduite 13 vers un ou plu- sieurs vérins au autres organes récepteurs représentés schématiquement en 14. La partie du circuit décrite jusqu'ici est à considérer comme un schéma élémentaire du circuit hydraulique habituellement installé sur les trac- teurs, pour actionner des servo-moteurs hydrauliques, pouvant être montés par exemple sur le tracteur lui-mmne pour commaxnder des outils portés ou semi-portés. La pompe 10 est actionnée par l'appareil propulseur du tracteur,auquel elle est reliée mécaniquement, de la manière représentée schématiquement et partiellement en 20, au moyen d'une liaison cinématique 21. D'autres organes nécessaires ou utiles pour le bon fonctionnement du circuit hydraulique font partie de 1'équipement habituel des tracteurs, tels que par exemple une soupape de limitation de pression 16 sur la conduite de refoulement 11 de la pompe volumétrique 10. Toutefois, ces organes n'auront pas besoin d'être décrits ici plus en détail, étant donné qu'ils sont représentés schématiquement à la Fig. 1 et sont par ailleurs bien connus des techniciens compétents en la matière. Selon la caractéristique principale de l'invention, le circuit hydrau- lique comprend une deuxième pompe ou pompe auxiliaire 30, dont la conduite de refoulement 31 est branchée en parallèle avec la conduite de refoulement 11 de la pompe principale 10, par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 32. La pompe auxiliaire 30 a été représentée came étant liée cinématique- ment à la pompe principale 10, de maniere a être entraînée conjointement à celle-ci; sur la conduite de refoulement 31 de la pompe auxiliaire 30 est placée une vanne 33 pouvant être pilotée entre deux positions, à savoir une position fermée et une position ouverte dans laquelle la conduite 31 débite vers un bac de récupération 34. Le fonctionnement du circuit selon l'invention apparait clairement sur la Fig. 1: si le vérin ou les vérins 14 demandent un débit important, par exemple pour relever rapidement un outil porté par le tracteur, la vanne de décharge 33 est fermée, et la somme des débits des paompes 10 et 30 est diri- gée par la conduite de refoulement 11 jusqu'au distributeur 12 et de làA jusqu'aux vérins 14. Si au contraire on ouvre la vanne de décharge 33, le débit de la pampe auxiliaire 30 s'écoule vers le bac de décharge 34 avec une résistance négligeable, et le débit disponible pour le vérin est uniquement celui pouvant être fourni par la pcmpe principale 10; la puissance mécanique nécessaire pour entraîner à vide la pampe auxiliaire 30 est alors négli- geable. Le dimensionneoent des pacpes 10 et 30 se déduit aisément de ce qui vient d'être décrit. La sommne des débits de ces deux paopes doit corres- pondre au débit maximal prévisible pouvant être requis par les vérins. Ie débit de celle des deux pampes qui est en fonctionnement permanent, c'est à dire la pampe principale 10, sera déterminé par un compromais judicieux entre deux exigences contraires: d'une part, ce débit devra être suffisa,,ent réduit pour limiter la puissance perdue lorsque la paompe est entraînée en rotation sans avoir à fournir de puissance hydraulique au circuit pour la ccrmnande des vérins; et d'autre part, ce débit devra être suffisamment élevé pour ne pas exiger une mise en service trop fréquente de la pompae auxiliaire 30, lorsque la puissance hydraulique demandée par les vérins dépasse la puissance fournie par la pompe principale 10. Les avantages du circuit hydraulique selon l'invention apparaîtront clairoeent lors du calcul des dimrensions de la pampe principale 10, en prenant pour hypothèse que cette pampe doit fournir facilement la puis- sance nécessaire au fonctionnement d'un vérin de ccmmande d'un outil lorsque cet outil est en position de travail et qu'il s'agit de contr5ler l'effort et la position de cet outil. La majeure partie du travail de commnande de l'outil est donc accomplie par la parmpe principale 10 fonctionnant seule, de sorte qu'il y a peu de puissance perdue et que la majeure partie de la puissance du moteur reste dnispoble pour les organes de propulsion du tracteur. L'intervention de la pampe auxiliaire 30, par fermeture de la vanne 33, est alors limitée au relevage de l'outil à la fin de chaque phase de tra- vail, c'est à dire à un monent o le tracteur n'exige qu'une puissance de traction relativenent réduite. Ceci permet d'envisager sans inconvénient la possibilité de porter la puissance hydraulique maximale du circuit pouvant être installé sur un tracteur à une valeur représentant une fraction assez forte de la puissance totale du moteur, grâce à la possibilité de laisser hors service, pendant les phases de travail de l'outil, une partie de cette puissance, en dés- activant la pampe auxiliaire 30. On évite ainsi toute déperdition exces- sire de puissance. La camnande de la mise en service ou hors service de la pOEpe auxili- aire 30, au moyen de la vanne 33 représentée Fig. 1 pourra être réalisée de diverses façons, notamment en associant la manoeuvre de cette vanne à celle des autres coemandes manuelles du circuit, de telle manière qu'elle puisse facilement être actionnée par le conducteur lorsqu'il y a besoin mrentanérent d'une foirte puissance hydraulique. Tandis que la Fig. 1 représente une forme de réalisation dans laquelle la commnnande de mise en service ou hors service de la pampe 30 fait appel à des moyens hydrauliques, on peut envisager de recourir à d'autres moyens, par exemple mécaniques, tels que ceux représentés à titre d'exemple à la Fig. 2, qui est une vue schématique partielle d'un circuit hydraulique analogue à celui de la Fig. 1. On a représenté Fig. 2 la pmarpe auxiliaire 30 reliée au moteur 20 par une transmission 21 avec interposition d'un joint débrayable 36. Lorsque ce joint est embrayé, la pompe 30 est entraînée par le moteur, et refoule du liquide vers la conduite de refoulement 11, tandis qu'en position débrayée, la pampe 30 est inactive et la parnpe principale 10 est seule en service. La solution proposée selon l'invention permet de réaliser, pour l'équipement des tracteurs, un circuit hydraulique capable d'actionner aussi bien des dispositifs hydrauliques montés sur le tracteur, tels qu'un vérin de relevage pour un outil porté avec attache en trois points, que des dispositifs hydrauliques externes. Cette solution réunit favorable- ment la disponibilité d'une puissance hydraulique maximale élevée avec un nniri'm de déperdition de puissance, tout en étant d'un prix de revient acceptable, et en s'adaptant aisément aux diverses ganmes de puissance rencontrées sur les véhicules; facile à installer, le circuit selon l'in- vention apporte une solution excellente an problème de la rationalisation du prélèvement de puissance sur le moteur d'un tracteur, lorsque ce moteur doit fournir simltanément la puissance nécessaire à la propulsion du tracteur et la puissance requise pour entraîner la source de liquide sous pression du circuit hydraulique. R EV E N D I CA T I O N S 1. Circuit hydraulique associé à un tracteur pour actionner des outils, ce circuit comprenant une source de liquide sous pression actionnée par le moteur servant à la propulsion du tracteur, ce liquide étant dirigé à travers un organe distributeur vers au moins un organe récepteur tel qu'un vérin hydraulique, caractérisé en ce que la source de pression hydraulique est constituée d'une poEpe principale (10) et d'une paope auxiliaire (30), la parpe principale débitant en permanence dans le circuit et la pampe auxiliaire étant reliée au circuit de manière à débiter en parallèle avec la paope principale, des moyens (33 ou 36) étant prévus pour carlander l'interventicn de la poape auxiliaire en fonction du débit requis par le ou les vérins hydrauliques. 2. Circuit hydraulique selon la revenclication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (33) pour oarmnander la mise en service de la parpe auxiliaire (30) sont constitués d'un organe capable d'interrompre la liaison entre la conduite de refouleent (31) de ladite poarpe et le circuit hydraulique, en reliant ladite conduite (31) à une conduite de décharge (34). 3. Circuit hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu le toyen (36) pour ccomnander la mise en service de la pompe auxiliaire (30) consiste en un organe mécanique d'accouplement débrayable entre ladite pampe (30) et le moteur du tracteur.