Brevet FR2493424A1 — publié le 19820507

Dispositif pour Produire une pression de commande dépen- dant d'une vitesse de rotation. L'invention concerne un dispositif pour produire une pression de commande dépendant d'une vitesse de ro- tation, comportant une pompe auxiliaire entraînée avec ladite vitesse de rotation, un étranglement de mesure fixe disposé dans une conduite principale, un agencement à pistons comportant deux surfaces de pression opposées l'une à l'autre, qui sont soumises à la pression exis- tant respectivement devant et derrière l'étranglement de mesure, et un ressort agissant à l'encontre de la première pression, un étranglement commandé par l'agen- cement à pistons et monté en série avec un étranglement de décharge, dans une conduite secondaire de préférence en dérivation par rapport à la conduite principale, une prise pour la pression de commande étant prévue entre les deux derniers étranglements. De tels dispositifs sont utilisés par exemple dans des boites de vitesse hydrostatiques pour commander uné pompe principale à cylindrée réglable en fonction de la vitesse de rotation du moteur Diesel qui l'entrai- neS Ils peuvent, cependant, également être utilisés dans d'autres buts, par exemple lorsque la vitesse de rotation d'une machine ou la vitesse d'un véhicule doit être affichée par ine pression. Dans un dispositif connu de ce type (demande de brevet allemand publiée sous le NO 20 08 078) l'agence- ment à pistons comporte un piston creux dans lequel l'étranglement de mesure est disposé dans le fond situé coté sortie. En amont decet étran- glement de mesure se trouve, dans la paroi périphérique du piston creux, un perçage qui coopère avec un perçage ménagé dans le boîtier, pour former l'étranglement commandé. Une chute de pression déterminée au niveau de l'étranglement de mesure conduit à une section trans- versale définie au niveau de l'étranglement commandé. L'étranglement commandé et l'étranglement de décharge constituent un diviseur de pression au niveau duquel peut être prélevée la pression de commande. Dans cette construction, la pression de commande ne constitue qu'une représentation très imprécise de la vitesse de rotation. Etant donné que seul le ressort agit à l'encontre de la chute de pression, le piston creux effectue une course relativement importante à l'intérieur de la gamme de vitesse de rotation, avec pour résultats que l'étranglement commandé,et par consé- quent également l'étranglement de décharge,présentent des résistances relativement faibles, le courant secon- daire dérivé est important, et il apparaît des pertes correspondantes. Etant donné que tout le débit de la - pompe auxiliaire passe par l'agencement à pistons, il apparaît des pertes d'étranglement supplémentaires à l'extérieur de l'étranglement de mesure. En outre, l'étranglement de mesure n'est traversé que par une partie du débit de la pompe auxiliaire. L'autre partie s'écoule avant par la conduite secondaire. Dans un autre dispositif connu (demande de brevet allemand mise à l'inspection publique sous le No 2247437) le piston creux est muni, en plus, d'une surface de pression plus petite chargée par la pression de commande qui agit dans le même sens que le ressort. Ici la pres- sion de commande est maintenue par une régulation à deux positions, du fait que la conduite o règne la pression de commande est reliée alternativement avec la conduite principale devant l'étranglement de mesure et avec une conduite de décharge. La course de déplacement du piston creux est faible. On obtient, cependant, un signal de pression de commande irrégulier qui peut conduire à des instabilités.Il est également déjà connu, dans un dispo- sitif de ce type, de coupler la conduite de commande et la conduite principale derrière l'étranglement de mesure (régulation de pompes à cylindrée variable DA de la Société Hydromatik GmbH, Ulm). L'invention se propose de fournir un dispositif du type décrit ci-dessus qui présente des pertes aussi faibles que possible et délivre un signal de pression de commande régulier qui suit de façon proportionnelle les variations de la chute de pression au niveau de l'é- tranglement. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que l'étranglement de mesure est disposé à l'extérieur de l'agencement à pistons et que l'agence- ment à pistons comporte, en outre, une surface de pres- sion plus petite chargée par la pression de commande qui agit dans le même sens que le ressort. Dans cette construction, la surface de pression supplémentaire chargée par la pression de commande sert à assurer une proportionnalité étroite entre des varia- tions de la chute de pression au niveau de l'étrangle- ment de mesure et des variations de la pression de com- mande. La course de déplacement nécessaire de l'agence- ment à pistons est faible; de ce fait, l'étranglement commandé et, par conséquent, également l'étranglement de décharge peuvent présenter une résistance élevée avec pour résultat que les pertes du courant secondaire sont faibles. Etant donné que le courant principal circule à l'extérieur de l'agencement à pistons, les pertes du courant principal sont également faibles du fait qu'un étranglement n'est pas nécessaire. Le signal de pression est régulier du fait qu'en permanence un faible courant secondaire circule par l'intermédiaire de l'étranglement commandé et de l'étranglement de décharge. Un autre avantage réside dans le fait que l'étranglement de mesure peut être complètement indépendant de l'agencement à pistons. Ceci permet d'é- conomiser des raccords à tubes pour la conduite prin- cipale. Lorsque la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne doit être représentée par la pression de commande, on peut utiliser une pompe auxiliaire arbitraire couplée à ce moteur, avec un débit constant par tour, pour produire la chute de pression au niveau de l'orifice de mesure. La vitesse de rotation de la pompe auxiliaire est prise en compte de façon très précise lorsque tout le volume déplacé par cette pompe auxiliaire passe par l'étranglement de mesure. Ceci est déjà obtenu lorsque la conduite secondaire est déjà dérivée de la conduite principale avant l'étranglement de mesure, du fait que les courants secondaires sont faibles. Cependant, il est plus avantageux que la conduite secondaire ne doit déri- vée de la conduite principale que derrière l'étrangle- ment de mesure. Il est également possible d'alimenter la conduite secondaire par une pompe autre que la pompe auxiliaire. En particulier, l'agencement à pistons peut comporter un piston plein. Un tel piston plein est plus facile à fabriquer qu'un piston creux et exige également un encombrement plus faible. Lorsquedans le dispositifl'étranglement com- mandé est formé par une première ouverture de commande ménagée dans l'agencement à pistons et par une seconde ouverture de commande ménagée dans le perçage associé du boftier, se recouvrant de plus en plus lorsque la chute de pression augmente au niveau de l'étranglement de mesure, il est avantageux que la première ouverture de commande soit formée par une rainure annulaire du piston plein. Une telle rainure annulaire peut facile- ment être fabriquée et être couplée à la conduite secon- daire. : L'agencement à pistons est avantageusement composé d'un piston étagé qui comporte une surface fron- tale soumise à la pression devant l'étranglement de mesure, une rainure annulaire qui en est séparée par une colle- rette et qui reçoit la pression derrière l'étranglement de mesure, et une autre collerette dont la surface annu- laire opposée à la rainure annulaire est soumise à la pression de commande et d'un piston supplémentaire qui s'appuie sur le piston étagé sous l'influence d'une force et qui est chargé, sur la surface frontale opposée, par la pression derrière l'étranglement de mesure et par le ressort. La subdivision en deux pistons facilite la fabrication du perçage et l'assemblage du dispositif. On obtient une autre simplification du fait qu'une ouverture commune dans le boîtier est prévue pour appliquer la pression de commande à la surface annulaire et en tant qu'ouverture de commande pour former l'étran- glement commandé. Une éventuelle fuite de liquide peut facilement être éliminée du fait que l'espace entre le piston étagé et le piston supplémentaire est raccordé à la conduite de décharge. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation précféré mais non limitatif représenté au dessin annexé sur lequel La figure unique est un schéma de blocs, avec une coupe longitudinale schématique d'un dispositif sui- vant l'invention. Une pompe auxiliaire 1 est couplée à un moteur à combustion interne 2 dont la vitesse de rotation doit être représentée par une pression de commande Pst. La pompe auxiliaire transporte un liquide sous pression à partir d'un réservoir 3, par l'intermédiaire d'un orifice de mesure 4 disposé dans une conduite principale 5. On supposera que la pression devant l'orifice de mesure est Pl, et la pression derrière l'orifice de mesure est P2. La chute de pression (P1 -P 2) aux bornes de l'orifice de mesure 4 dépend du débit de la pompe auxiliaire 1 et, par conséquent, constitue une mesure pour la vitesse de rotation de cette pompe. Dans un boîtier 6 est prévu un agencement à pistons 7 qui est constitué par un piston étagé 8 et un piston Supplémentaire 9 qui se trouvent respectivement dans une de deux sections de perçage 11 et 12 séparées par une collerette intérieure 10. La section de perçage 11 est fermée par une vis 13, en utilisant un élément d'étanchéité 14. La section de perçage 12 est fermée par une vis 15, avec un élément d'étanchéité 16. La vis 15 sert de butée pour un ressort 17 chargeant l'a- gencement à pistons 7 et peut être déplacée axialement pour établir une pré-tension prédéterminée du ressort. Le piston étagé 8 comporte une surface fron- tale 18 de section A1 qui est tournée vers un espace 19, ali- menté par la pression P1, et le piston supplémentaire com- porte une surface frontale 20 de mêmes dimensions qui est tournée vers un espace 21 alimenté par la pression P2. L'es- pace 22 entre les deux pistons est couplé au réservoir 3 par l'intermédiaire d'une conduite 23. Dans le piston étagé 8, entre deux collerettes 24 et 25, est prévue une rainure annu- laire 26 qui est également alimentée par la pression P2, par l'intermédiaire d'un canal 27. Dans le boitier 6 est prévue une ouverture de commande 28 qui constitue un étranglement commandé 29 en association avec la collerette 25. Cette ou- verture de commande se trouve, dans une conduite secondaire conduisant au réservoir 3, en série avec un étrangle- ment de décharge 31. Celui-ci est, de préférence, fixe mais peut, cependant, également être réglable. Entre les deux étranglements 29 et 31 est prévue une prise 32 au niveau de laquelle peut être prélevée la pression de commande Pst. L'ouverture de commande 28 applique, en outre, la pression de commande P5t à un espace 33, de sorte qu'une surface de pression plus petite 34-, qui agit dans le même sens que le ressort 17, est chargée par la pression de commande P st. Des butées 35 et 36 sur les pistons 8 et 9 servent à assurer une position de repos définie. Grâce à la subdivision en deux parties de l'agen- cement à pistons 7 la fabrication est simple, du fait que la section de perçage 11 peut être percée à partir de la gauche, et la section de perçage 12 à partir de la droite. Le piston étagé 8 et le piston supplémentaire 9 peuvent alors être introduits dans les deux sections de perçage, même s'ils ne sont pas exactement alignés axialement. Ensuite, les deux sections de perçage 11 et 12 sont fermées par les vis 13 et 15. Lorsqu'en fonctionnement la pompe auxiliaire 1 fonctionne avec une vitesse de rotation prédéterminée, l'a- gencement à pistons 7 prend une position d'équilibre à la- quelle correspond l'équation suivante: (P1 P2).A= Pst (A1 -A2) + F A1 étant la section de diamètre maximal des deux pistons 8 et 9, A2 la section du piston étagé au niveau de la colle- rette 10, P1 la pression devant l'étranglement de mesure 4, P2 la pression derrière l'étranglement de mesure 4, Pst la pression de commande et F la force du ressort 17. Tant que la chute de pression multipliée par la section A1 du piston ne peut pas surmonter la pré-tension du ressort 17, l'étranglement commandé 29 reste fermé et la pression de commande correspond à la pression du réservoir. Cependant, lorsque la chute de pression aug- mente, pour une vitesse de rotation prédéterminée par la pré-tension du ressort 17, l'étranglement commandé 29 s'ouvre, à la suite de quoi la pression de commande augmente jusqu'à ce que l'état d'équilibre ci-dessus soit atteint. Des variations de la chute de pression conduisent à des variations amplifiées proportionnellement de la pres- sion de commande. Lorsque la pré-tension du ressort 17 est réglée, on peut obtenir la même pression de commande pour une autre vitesse de rotation. La conduite principale 5 peut être prévue à une certaine distance du boîtier 6. Il suffit simplement de monter des conduites 35 et 36 possédant une section trans- versale plus faible entre les points de dérivation 37 et 38 et le boîtier 6. Il est également possible de séparer le canal 27 de la conduite 36 et de l'alimenter par une pompe autre que la pompe auxiliaire 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour produire une pression de commande dépendant d'une vitesse de rotation, comportant une pompe auxiliaire entraînée avec ladite vitesse de ro- tation, un étranglement de mesure fixe disposé dans une conduite principale, un agencement à pistons comportant deux surfaces de pression opposées l'une à l'autre, qui sont soumises à la pression existant respectivement devant et derrière l'étranglement de mesure, et un ressort agis- sant à l'encontre de la première pression, un étranglement commandé par l'agencement à pistons et monté en série avec un étranglement de décharge, dans une conduite secondaire de préférence en dérivation par rapport à la conduite prin- cipale, une prise pour la pression de commande étant pré- vue entre les deux derniers étranglements, caractérisé en ce que 1 'étranglement de mesure (4)est disposé à l'extérieur de l'agencement à pistonse)t que l'agencement à pistons comporte en outre une surface de pression plus petite (34) chargée par la pression de commande (Pst) qui agit dans le même sens que le ressort (17). 2. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que la conduite secondaire (30) est dérivée de la conduite principale (5) derrière l'étranglement de mesure (4). 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'agencement à pistons (7) comporte un piston plein (8).. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, dans lequel,pour former l'étranglement commandé, l'agencement à pistons est muni d'une première ouverture de commande et le perçage du boitier associé est muni d'une seconde ouverture de commande, ces ouvertures se recouvrant de façon croissante.lorsque la chute de pres- sion augmente au niveau de l'étranglement de mesure, caractérisé en ce que la première ouverture de commande est formée par une rainure annulaire (26) du piston plein (8). 5. Dispositif suivant la revendication 4, carac- térisé en ce qu'il comprend un piston étagé (8) qui com- porte une surface frontale (18) soumise à la pression (P1) devant l'étranglement de mesure (4), une rainure annulaire (26) qui en est séparée par une collerette (24) et qui reçoit la pression (P2) derrière l'étranglement de mesure, et une autre collerette (25) dont la surface annulaire (34) opposée à la rainure annulaire est soumise à la pression de conamnde (Pst)ainui qu'un piston supplémentaire (9) qui s'appuie sur le piston st étagé sous l'influence d'une force et qui est chargé, sur la surface frontale opposée (20), par la pression derrière l'étranglement de mesure et par le ressort (17). 6. Dispositif suivant la revendication 5, carac- térisé en ce qu'une ouverture commune du boitier est pré- vue pour appliquer la pression de commande (Pst) à la surface annulaire et en tanrit qu'ouverture de commande (28) pour former l'étranglement commandé (29). 7. Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'espace (22) entre le piston étagé (8) et le piston supplémentaire (9) est raccordé à la conduite de décharge.