Brevet FR2486598A1 — publié le 19820115

La présente invention concerne un dispositif de commande d'un outil hydraulique, et en particulier d'un outil trainé par un engin agricole, comportant un distributeur inverseur, un bloc de verrouillage, un distributeur de pilotage influençant ces derniers et un tiroir inverseur, affecte au distributeur inverseur, charge par un ressort et la pression dans une chambre de commande au moins, et reliant au choix une canalisation d'alimentation à une canalisation de purge ou à une canalisation de travail aboutissant a un vérin hydraulique par l'intermédiaire d'un clapet de retenue du bloc de verrouillage, qui est commandé par un piston d'impact dont la chambre de commande correspondante est chargée par le fluide sous pression ou déchargée vers l'orifice de retour par un tiroir de pilotage du distributeur de pilotage, ainsi qu'une chambre d'amortissement affectée au piston d'impact et disposée en regard de la chambre de commande, une canalisation de retour reliant le clapet de retenue à l'orifice de retour par l'intermédiaire d'un etranglement du tiroir de pilotage, et des clapets qui, lors de la descente du vérin hydraulique, bloquent la liaison établie avec le distributeur inverseur par la canalisation de travail. Un tel dispositif de commande est déjà connu (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nc 28 10 375); il comprend un distributeur inverseur, un bloc de verrouillage inséré sur le trajet du fluide de pression vers le vérin hydraulique, et un distributeur de pilotage du distributeur inverseur et du bloc de verrouillage. Lors de la descente de l'outil actionné par le vérin hydraulique, du fluide de pression s'écoule dudit vérin vers un orifice de retour, par l'intermédiaire du bloc de verrouillage et du distributeur de pilotage, une pression de circulation neutre, étranglée par le distributeur inverseur, maintenant le piston d'impact ouvert.Un étranglement formé par le tiroir de pilotage permet certes de commander la vitesse pendant l'opération de descente, mais un inconvenient réside dans le fait que ladite opération est fonction de la charge, c'est-a- dire s'effectue rapidement pour une forte charge et lentement pour une faible charge. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la chambre d'amortissement est reliee à une section de la canalisation de retour situee entre le tiroir de pilotage (36) d'une part et le clapet de retenue tel5) et les clapets (68) d'autre part. Le dispositif de commande suivant l'invention présente l'avantage que le tiroir de pilotage, en liaison avec le bloc de verrouillage fonctionne en rdgu- lateur de débit et permet ainsi une descente indépendante de la charge. Il est ainsi possible de commander l'opération de descente, régulièrement et indépendamment de la charge s'exerçant sur le vérin hydraulique, sans accroissement de la pression de circulation neutre. Le dispositif selon l'invention est en outre de construction simple et peut se monter facilement et économiquement sur des outils existants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et de la figure unique, qui est la representation simplifiée d'un dispositif de commande se trouvant en position neutre. La figure représente un dispositif de commande 10, utilisé comme distributeur de régulation dans une régulation du mécanisme de levage mécano-hydraulique d'un véhicule agricole, et en particulier d'un tracteur avec une charrue traînée. Le dispositif de commande 10 comporte un corps dans lequel sont loges, suivant trois axes parallèles, un distributeur inverseur 12, un distributeur de pilotage 13 et un bloc de verrouillage 14, constitué par le clapet de retenue 15 et ie piston d'impact 16 correspondant. Le distributeur inverseur 12 comporte un tiroir inverseur 17, coulissant dans un alésage 18.L'alésage 18 du tiroir contient côte à côte, et de gauche à droite sur la figure, une chambre 19 de ressort, une chambre de purge 21, une chambre de sortie 22, une chambre d'entre 23, une chambre 24 de circuit & centre ouvert et des chambres d'amortissement 25, 26. Le tiroir inverseur 17 est charge par un ressort 27, logé dans la chambre 19, et par les pressions régnant dans la chambre 19 de ressort et les chambres d'asortissement 25, 26. Ces dernières sont reliées a la chambre d'entrée 23 par un clapet de non-retour freineur 28 et un canal 29. La chambre d'entrée 23 est reliée à une pompe 31 par une canalisation d'alimentation 3Q; une canalisation de purge 32 relie la chambre 24 de circuit à centre ouvert au réservoir 33.Le tiroir inverseur 17 comprend une section de piston 34 avec des chanfreins 35 de commande fine pour diriger au choix le débit de fluide sous pression provenant de la pompe 31 et de la chambre d'entrée 23 vers la chambre 24 de circuit à centre ouvert ou la chambre de sortie 22. Le tiroir de pilotage 13 comporte un tiroir de pilotage 36, guidé dans un second alésage 37. Ce dernier comprend de nouveau, cote a côte et de gauche a droite sur la figure, une première (38) et une seconde chambre de retour 39, une première chambre de commande 41, une chambre d'alimentation 42, une seconde chambre de commande 43 et une troisième chambre de retour 44. La seconde (39) et la troisième chambre de retour 44 se déchargent dans le réservoir 33. La chambre d'alimentation 42 est reliée a la chambre d'entrée 23 du distributeur inverseur 12 par une canal d'alimentation 45. Un canal de commande 46 relie la seconde chambre de commande 43 à la chambre 19 de ressort du distributeur inverseur 12.Une face frontale du tiroir de pilotage 36 est chargée par un ressort 47 et la face frontale opposée est munie d'un pcus- soir 48 de manoeuvre mécanique. Des gorges annulaires forment cinq arêtes de commande 49, 51, 52, 53, 54 sur les sections de piston du tiroir de pilotage 36. La première arête de commande 49 est affectée & la liaison entre la première (38) et la seconde chambre de retour 39, et forme avec l'arête correspondante du corps un étranglement variable, inséré dans le retour du fluide sous pression. La seconde arête de commande 51 est affectée à la liaison entre la première chambre de commande 41 et la seconde chambre de retour 39. Alors que la troisième arête de commande 52 agit sur la liaison entre la chambre d'alimentation 42 et la première chambre de commande 41, la quatrième arête de commande 53 influence la liaison entre la première (42) et la seconde chambre de commande 43. La cinquième arête de commande 54 est insérée dans une liaison entre une chambre de pression 55, située dans le tiroir de pilotage 36, et la troisième chambre de retour 44. Le tiroir de pilotage 36 contient un tiroir auxiliaire 56 coaxial, qui evite un étranglement fixe. Sa disposition et son fonctionnement sont connus, de sorte qu'une description détaillée est superflue. Dans le bloc de verrouillage 14, le clapet de retenue 15 comporte un corps 57 piloté, qu'un ressort 58 applique sur un siège solidaire du corps du dispositif. Dans cette position, le corps 57 interrompt la liaison entre une première chambre 59, située du côté alimentation, et une seconde chambre 61, située du côté utilisation.Une canalisation 62 relie la seconde chambre 61 à un vérin hydraulique 63, constituant le dispositif de relevage qui, par l'intermédiaire d'un bras de relevage 64 et une tringlerie 65 classique a trois points, peut actionner une charrue 11 traînée par le tracteur 66. La canalisation 62 fait partie d'une canalisation de raval 67, qui relie la chambre de sortie 22 au verin hydraulique 63 par l'intermédiaire des chambres 59, 61 du clapet de retenue 15 et de la canalisation 62, sans passer par le distributeur de pilotage i3. Un clapet de nonretour 68 est inseré dans la section de cette canalisation de travail 67 comprise entre le clapet de retenue 15 et le distributeur inverseur 12, afin de protéger ce dernier. Le clapet de retenue d5 est réalisé de façon à pouvoir étrangler continument la liaison des deux chambres 59, 61 et pouvoir ainsi fonctionner en étrangleur. Une goupille de déverrouillage 69, actionnée par le piston d'impact 16, est par suite affectée au distributeur de pilotage non reperd dans la soupape 57. Un ressort 71, logé dans une chambre d'amortissement 72, repousse le piston d'impact 16 dans la position initiale représentée. Une chambre de commande 73 est formée du côté du piston d'impact 16 opposé à la chambre d'amortissement 72 et reliée par une canalisation de commande 74 à la première chambre de commande 41 du distributeur de pilotage 13. Une canalisation de retour 75 relie la première chambre 59 du clapet de retenue 15 au réservoir 33, par l'intermédiaire de la première (38) et de la seconde chambre de retour 39. Un canal transversal 76 relie la chambre d'amortissement 72 a une section de la canalisation de retour 75 située entre la première chambre de retour 38 d'une part et le clapet de retenue 15 ou le clapet de non-retour 68 d'autre part. Le foncticnnement du dispositif de commande 10 est décrit cidessous, uniquement dans la mesure nécessaire a la compréhension de l'invention. Dans la position neutre représentée, le tiroir de pilotage 36, le tiroir inverseur 17 et le corps 57 de soupape occupe chacun la position représentée. Dans cette dernière, la chambre 19 de ressort du tiroir inverseur 17 se décharge dans la troisième chambre de retour 44 et par suite le réservoir 33 par l'intermediaire du canal de commande 46, de la seconde chambre de commande 43, du tiroir auxiliaire 56, de la chambre de pression 55 et de la cinquième arête de commande 54. La chambre de commande 76 dans le piston d'impact 16 se décharge simultanément dans la seconde chambre de retour 39 et le réservoir 33 par la seconde arête de commande S1 du tiroir de pilotage 36. La chambre de pression du vérin hydraulique 63 est ainsi bloquée hydrauliquement par le clapet de retenue 15.La pression établie par la pompe 31 s'exerce par le canal 29 dans les chambres d'amortissement 25 et 26, et repousse le tiroir inverseur 17, contre la force du ressort 27, dans la position représentée, ou il ouvre largement la liaison entre la chambre d'entrée 23 et la chambre 24 de circuit à centre couvert, et interrompt la liaison entre la chambre d'entrée 23 et la chambre de sortie 22. Le fluide sous pression délivré par la pompe 31 circule ainsi dans la canalisation de purge 32, contre une pression de circulation neutre relativement faible. te cas échéant, une utilisation supplémentaire non représentée peut être insérée et actionnée dans cette canalisation de purge 32. Du fluide sous pression doit être dirigé de la pompe 31 dans le vérin hydraulique 63 pour le relevage de la charrue 11. Cette opération s'effectue quand une tringlerie de régulation non repérée, agissant sur le poussoir 48 du tiroir de pilotage 36, translate ce dernier vers la droite sur la figure. La cinquième arête de commande 54 ferme alors la décharge de la chambre 19 de ressort, tandis que la quatrième arête de commande 53 ouvre la liaison avec la chambre d'entrée 23, par l'in termediaire du canal d'alimentation 45. La pression est équilibrée sur les deux faces frontales du tiroir inverseur 17, de sorte que le ressort 27 le déplace vers la droite, d'abord sans, puis avec amortissement.Il étrangle ainsi la liaison entre la chambre d'entrée 23 et la chambre 24 de circuit à centre ouvert, tout en ouvrant la liaison entre la chambre d'entrée 23 et la chambre de sortie 22. La pompe 31 peut llors tabler un pression, qui s'exerce aussi dans la première chambre 59 par l'intermédiaire de la canalisation de travail 67 et du clapet de non-retour 68. Lorsque cette pression dépasse la pression effective dans le vérin hydraulique 63, le clapet de retenue 15 piloté, fonctionnant alors en clapet de non-retour normal, s'ouvre et du fluide sous pression peut s'écouler de la pompe 31 dans le vérin hydraulique 63. La charrue 11 est relevée par le bras de relevage 64 et la tringlerie a trois points 65.Pendant ces opérations de commutation, le tiroir auxiliaire 56 évite un étranglement fixe du type connu dans l'art antérieur, de sorte qu'une explication détaillée est superflue. Lorsque la charrue li atteint une hauteur correspondant à la valeur affichée par un indexeur de consigne, la tringlerie de régulation ramène le tiroir de pilotage 36 dans la position neutre représentée. Du fluide sous pression contenu dans le vérin hydraulique 63 doit être purgé pour la descente de la charrue 11. Cette opération s'effectue quand la tringlerie de régulation déplace le tiroir de pilotage 36 de la position neutre représentée vers la gauche sur la figure. La décharge de la chambre de commande 73 dans la seconde chambre de retour 39 est alors fermée par la seconde arête de commande 51, tandis que la troisième arête de commande 52 ouvre la liaison entre la chambre de commande 73 et la chambre d'alimentation 42.La pression de circulation neutre, etranglée par le tiroir inverseur 17, peut s'établir dans la chambre de commande 73 par le canal d'alimentation 45, la chambre d'alimentation 42, la première chambre de commande 41 et la canalisation de commande 74, et repousser ainsi le piston d'impact 16 vers la droite, contre la force exercée par le ressort 71. La goupille de déverrouillage 69 ouvre alors le clapet de retenue 15 piloté, qui fonctionne dans ce cas comme une commande séquentielle. Du fluide sous pression peut ainsi s'écouler de la chambre du verin hydraulique 63 vers le réservoir 33, par la canalisation 62, le clapet de retenue 15 ouvert et la canalisation de retour 75. La première arête de commande 49 alors ouverte forme un étranglement variable, qui permet d'ajuster la vitesse de descente de la charrue 11. Lorsque la charge sur la charrue 11 et par suite la pression dans le vérin hydraulique 63 augmentent pendant cette opération de descente, la pression dans la canalisation de retour 75 augmente aussi en amont de la première arete de commande 49. Cette pression accrue s'exerce toutefois simultanément par l1 intermédiaire du canal transversal 76, dans la chambre d'amortissement 72 ou elle agit avec la force du ressort 71 sur le piston d'impact 16.Une pression sensiblement constante, à savoir la pression de circulation neutre, régnant dans la chambre de commande 73, la pression augmentée dans la chambre d'amortissement 72 déplace le piston d'impact 16 de sa position de travail instantanée vers la gauche, de sorte que le clapet de retenue 15, qui suit le piston d'impact, étrangle davantage le flux de fluide sous pression. Le piston d'impact 16 et le clapet de retenue 15 fonctionnent ainsi comme une balance de pression dans le cas d'une charge augmentée du vérin hydraulique 63, de sorte que la perte de charge disponible sur la première arête de commande 49 est maintenue constante. Lorsque la charge sur la charrue 11 et par suite la pression dans le vérin hydraulique 63 diminuent pendant cette opération de descente, la pression diminue de meme dans la chambre d'amortissement 72.Quand la force résultante sur le piston d'impact 16 et la force exercée par le ressort 71 deviennent infdrieu- res à la force exercée dans le sens inverse par la pression de circu- lation neutre dans la chambre de commande 73, le piston d'impact 16 se déplace vers la droite avec la goupille de verrouillage 69 et le clapet de retenue 15, de sorte que l'étranglement du débit diminue. Sur une position déterminée du tiroir de pilotage 36 et par suite de la première arete de commande 49, la vitesse de descente de la charrue 11 est ainsi maintenue constante, inddpendamment de la charge s'exerçant sur ia charrue. Un changement de position du tiroir de pilotage 36 fait varier aussi l'action de l'étranglement formé par la première arête de commande 49.L'action diminue d'autant plus que le tiroir de pilotage 36 se rapproche de sa position neutre. En d'autres termes, la vitesse de descente de la charrue il diminue également La pression étant maintenue constante dans la canalisation de retour 75, en amont de la premiere arête de commande 49, la vitesse de descente de la charrue il est directement proportionnelle a l'action de l'étranglement 49. Il en résulte un arrêt progressif de la charrue 11 quand elle atteint sa position de consigne, le tiroir de pilotage 36 étant rament dans sa position neutre. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art à la forme de réalisation décrite, sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que le dispositif de commande proposé est également utilisable pour commander un dispositif de relevage sur des moissonneuses-batteuses ou d'autres véhicules agricolles. Le bloc de verrouillage 14 représente peut être remplacé par une autre forme de réalisation, dans laquelle la canalisation de travail passe en outre par le piston d'impact, avec possibilité de commande, de sorte que le clapet de non-retour 68 représente est supprime. Le clapet de retenue 15 représenté, comportant deux sièges intérieurs pour la bille non reperee, peut en outre être remplacé par un autre clapet de retenue du type usuel dans les blocs de verrouillage pilotés conr.us, dans la mesure ou il peut fonctionner comme une commande sêquentielle et par suite en étrangleur. Revendications 1. Dispositif de commande d'un outil hydraulique, et en particulier d'un outil traîné par un véhicule agricole, comprenant un distributeur inverseur, un bloc de verrouillage, un distributeur de pilotage influençant ces derniers et un tiroir inverseur affecté au distributeur inverseur, chargé par un ressort et la pression dans une chambre de commande au moins et reliant au choix une canalisation d'alimentation à une canalisation de purge ou a une canalisation de travail aboutissant à un vérin hydraulique par l'intermédiaire d'un clapet de retenue du bloc de verrouillage, qui est commandé par un piston d'impact dont la chambre de commande correspondante est chargée par le fluide sous pression ou déchargée vers l'orifice de retour par un tiroir de pilotage du distributeur de pilotage, ainsi qu'une chambre d'amortissement affectée au piston d'impact et disposée en regard de la chambre de commande, une canalisation de retour reliant le clapet de retenue à l'orifice de retour par l'intermédiaire d'un étranglement du tiroir de pilotage, et des clapets qui, lors de la descente du vérin hydraulique, bloquent la liaison établie avec le distributeur inverseur par la canalisation de travail, ledit dispositif etant carac terse en ce que la chambre d'amortissement (72) est reliée à une section de la canalisation de retour (75) située entre le tiroir de pilotage (36) d'une part et le clapet de retenue (15) et les clapets (68) d'autre part. 2. Dispositif de commande selon revendication 1, comportant une canalisation de travail reliant directement le distributeur inverseur au clapet de retenue, dans lequel les clapets sont réalisés sous forme d'un clapet de non-retour et caractérisé en ce que la section de la canalisation de retour (75) est située entre le tiroir de pilotage (36) et le clapet de retenue (15). 3. Dispositif de commande selon revendication 1, comportant une canalisation de travail reliant le distributeur inverseur au clapet de retenue par l'intermédiaire du piston d'impact, qui peut interrompre la canalisation de travail et décharger le clapet de retenue vers l'orifice de retour, ledit dispositif étant caractérisé en ce que la section de la canalisation de retour (75) est située entre le tiroir de pilotage (36) et le piston d'impact (16). 4. Dispositif de commande selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par un ressort (71), logé dans la chambre d'amortissement (72) et chargeant le piston d'impact (16). 5. Dispositif de commande selon une quelconque.des revendications 1 à 4, caractérisé par la réalisation du clapet de retenue (15) sous forme d'un étrangleur du débit de fluide sous pression s'écoulant depuis le vérin hydraulique (63).