Brevet FR2493929A1 — publié le 19820514

La présente invention concerne de façon générale les circuits hydrauliques pour véhicules et en particulier un circuit hydraulique destiné à un véhicule tel qu'un en- gin de terrassement ou de construction, dans lequel le circuit est utilisé pour la commande du véhicule et pour la mise en action de divers accessoires ou appareillages auxi- liaires. Plus précisément, l'invention concerne, à titre purement illustratif et non limitatif, un circuit hydrau- lique destiné à un véhicule et dans lequel une pompe prin- cipale, entraînée par le moteur du véhicule ou un conver- tisseur de couple, constitue une source de fluide hydrau- lique sous pression destiné à un distributeur de direction utilisé pour la conduite du véhicule. Une pompe auxiliaire à entraînement par le sol, mise en action par le déplace- ment du véhicule vers l'avant ou vers l'arrière, constitue un circuit de secours pour la pompe principale afin qu'une source de fluide hydraulique sous pression soit disponi- ble à tout moment lorsque le véhicule se déplace. Lors du fonctionnement d'une machine de terras- sement et de construction, étant donné la taille et la mas- se du véhicule ainsi que la fonction qu'il doit remplir, on utilise des circuits hydrauliquespour la commande du fonctionnement du véhicule telle que la conduite et son freinage ainsi que pour l'alimentation de divers acces- soires ou appareillages auxiliaires utilisés avec de tels véhicules. Ces circuits hydrauliques sont utilisés pour la commande commode des opérations et la sécurité de l'opéra- teur de la machine et de ceux qui travaillent à proximité de la machine. La conduite et le freinage ainsi que la commande des divers accessoires hydrauliques, nécessitent une source de fluide hydraulique sous pression à cet effet, cette source étant en général une pompe entraînée par le moteur du véhicule ou un convertisseur de couple. Cepen- dant, lorsque le moteur ou le convertisseur s'arrête pen- dant que le véhicule se déplace ou si le véhicule se déplace sans fonctionnement de son moteur, le circuit ne dispose pas de fluide hydraulique sous pression, en conséquence, un circuit hydraulique auxiliaire doit être prévu afin que le véhicule puisse être conduit en toute sécurité et arrêté indépendamment du fait qu'il fonctionne à l'aide de son propre moteur ou non. On incorpore à de tels véhicules un circuit de pompage hydraulique auxiliaire ou de secours afin d'élimi- ner un risque potentiel, apparaissant lorsque le circuit de pompage principal de fluide hydraulique ne fonctionne pas ou est inopérant. Bien qu'un tel circuit puisse être commandé électriquement, par exemple par les batteries d'accumulateurs du véhicule, une pompe auxiliaire entraînée par rapport au sol est souvent utilisée. De telles pompes sont entraînées par le déplacement physique du véhicule en avant ou en arrière et constituent en conséquence une source de fluide hydraulique sous pression à tout moment lorsque le véhicule se déplace. Comme ces pompes fonctionnent cons- tamment lorsque le véhicule se déplace, la pompe assure une circulation du fluide hydraulique vers un puisard ou un réservoir jusqu'à ce que le fluide soit nécessaire. Dans le cas o le courant de fluide hydraulique provenant du système de pompage principal ne suffit pas, la pompe d'entraînement par le sol est disponible automatiquement et permet l'alimentation des circuits hydrauliques du vé- hicule. En fonctionnement normal, lorsque la pompe à en- traînement par le sol fait circuler le fluide hydraulique par l'intermédiaire du réservoir, il est souhaitable que le fluide hydraulique provenant de la pompe primaire et qui n'est pas nécessaire au circuit de conduite du véhi- cule, puisse être utilisé par le circuit auxiliaire pour l'alimentation des accessoires du véhicule. Bien que le circuit auxiliaire comporte en général une pompe d'acces- soires destinée à transmettre du fluide hydraulique sous pression pour l'appareillage auxiliaire ou les accessoires du véhicule, la combinaison de l'énergie inutilisée pro- venant de la pompe de conduite avec l'énergie de la pompe des accessoires permet un fonctionnement meilleur et plus efficace. Cependant, le rôle principal de la pompe de conduite est de constituer une source de fluide hydrau- lique sous pression pour le circuit de conduite. En consé- quence, un distributeur prioritaire est utilisé afin qu'il relie la pompe principale de conduite au circuit auxiliaire et assure la transmission d'un débit convenable de fluide hydraulique à tout moment au circuit de conduite, l'excès de fluide hydraulique sous pression pouvant être utilisé alors dans le circuit des accessoires. Le distributeur prio- ritaire dose la quantité de fluide hydraulique sous pres- sion transmis par la pompe principale de conduite au dis- tributeur de conduite afin que la quantité de fluide hydrau- lique utilisé, dans le circuit de conduite du véhicule soit convenable. Le fluide hydraulique sous pression qui n'est pas nécessaire à cet effet au circuit de conduite peut être utilisé par l'appareillage auxiliaire ou des acces- soires du véhicule. Bien que l'on ait utilisé de tels circuits à dis- tributeursprioritairesde dosage et des circuits de conduite de secours dans des circuits hydrauliques séparés, l'inven- tion assure le couplage de deux circuits commandés par des distributeurs prioritaires de manière qu'une seule source établissant une différence de pressions commande simulta- nément des différences de pressions de mise en action qui ont des valeurs différentes et qui sont utilisées pour la commande de l'application d'un circuit de pompage à entraînement par le sol à un circuit de conduite de véhi- cule et de la déviation du courant de fluide hydraulique de la pompe principale du circuit de conduite à un cir- cuit auxiliaire ou d'accessoires. L'invention concerne donc des circuits hydrauliques pour véhicules. Elle permet une utilisation plus efficace du fluide hydraulique sous pression utilisé dans les circuits hydrau- liques des véhicules. Elle concerne aussi la mise à disposition d'une source convenable de fluide hydraulique sous pression per- mettant certaines opérations du véhicule à tout moment. Plus précisément, elle concerne la mise en oeuvre d'une pompe principale couplée à un distributeur de com- mande de conduite permettant la direction du véhicule. Un distributeur prioritaire principal dose le courant de fluide hydraulique sous pression provenant de la pompe primaire vers soit le distributeur de commande de conduite soit un distributeur d'accessoires utilisé pour la commande du fonctionnement d'un appareillage auxiliaire en fonction des demandes prioritaires du circuit de conduite. Une pompe auxiliaire à entraînement par le sol constitue une source de fluide hydraulique sous pression tant que le véhicule se déplace, et elle est reliée au distributeur de commande de conduite afin qu'elle forme une source de fluide sous pression permettant la conduite le cas échéant ou qu'elle fasse circuler le fluide sous pression vers le réservoir. L'application du fluide refoulé par la pompe entraînée par le sol est réglée par un distributeur prioritaire relié au refoulement de la pompe à entraînement par le sol et destinée à transmettre le courant de refoulement au distri- buteur de commande de direction ou au réservoir. Le distri- buteur prioritaire principal et le distributeur prioritaire secondaire sont tous deux couplés à des canalisations com- munes de pression pilote et de pression de signaux, si bien que la mise en action des deux distributeurs priori- taires est commandée d'après la différence de pressions existant entre ces deux canalisatiors.Lors du fonctionnement normal, la pompe principale fournit le débit nécessaireau distributeur de commande de conduite, la pompe à entraîne- ment par le sol assure la circulation du fluide hydraulique vers le réservoir. Lorsqu'il existe une première différence prédéterminée de pressions de part et d'autre du distribu- teur de conduite, le courant de fluide hydraulique sous pression en excès peut être utilisé par l'appareillage auxi- liaire par l'intermédiaire du distributeur prioritaire principal et du distributeur d'accessoires. Lorsque du fluide sous pression doit être fourni par la pompe à en- traînement par le sol, lorsque la première différence de pressions qui doit être maintenue avantageusement de part et d'autre du distributeur prioritaire principal diminue au-dessous d'un second niveau, un distributeur prioritaire secondaire est mis en action et transmet un courant suffi- sant de fluide hydraulique sous pression de la pompe à entraînement par le sol au distributeur de commande de conduite afin que celui-ci reçoive à nouveau un débit suffisant de fluide. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma d'un circuit hydraulique selon l'in- vention. Le dessin représente une partie d'un circuit hy- draulique de véhicule comprenant une pompe principale 1 et une pompe 2 pour accessoires, toutes deux entraînées par un moteur du véhicule ou un convertisseur de couple (non représenté) afin qu'elles constituent une source de fluide hydraulique sous pression. Le débit fourni par la pompe 2 d'accessoiresest transmis par un distributeur 3 d'accessoiresafin qu'il constitue une source de fluide sous pression utilisé pour la commande du fonctionnement de différents accessoires associés au véhicule, par exemple des bras de levage ou d'une benne d'un tracteur de charge- ment. La pompe 1 est utilisée essentiellement comme source de fluide hydraulique sous pression destiné à deux vérins 4 de conduite du véhicule et son refoulement est relié à un distributeur 10 de commande de direction à fermeture centrale et compensation de pression, par l'intermédiaire d'un distributeur prioritaire principal ou de compensation 20. Une pompe réversible 5 à entraînement par le sol est aussi reliée au distributeur 10 de commande de conduite afin qu'elle forme une source de fluide hydraulique sous pression destinée au circuit de conduite du véhicule tant que celui-ci se déplace. Le refoulement de la pompe 5 par- vient à un distributeur prioritaire de secours de conduite ou de compensation secondaire 30 qui transmet le débit de la pompe à entraînement par le sol au distributeur 10 par l'intermédiaire d'une canalisation 31 ou à un réservoir 6 par l'intermédiaire d'une canalisation 32, d'après une dif- férence de pression hydraulique existant de part et d'autre du distributeur 10. Le distributeur prioritaire principal 20 et le distributeur prioritaire de secours 30 sont tous deux des distributeurs de dosage. Chacun a un ressort compensateur 23, 33 respectivement, soumis à une charge préalable si bien que, lorsqu'une pression prédéterminée est appliquée au distributeur correspondant ( teurs gardent une position d'équilibre ou de régime perma- nent. Lorsque les différences réelles de pression appliquées auKdistributeurs varient,elles peuvent se régler en fonction de l'augmentation ou de la réduction du débit de fluide hydraulique qui y circule, de façon correspondante, jusqu'à ce qu'il s'établisse à nouveau une différence de pression assurant l'équilibrage de la charge préalable des ressorts compensateurs correspondants. Le courant provenant du distributeur prioritaire principal 20 est dosé entre une première position extrême dans laquelle pratiquement tout le courant est dirigé vers le distributeur de commande de conduite 10 par la canalisa- tion 21, et une autre position extrême dans laquelle pra- tiquement tout le courant de la pompe principale parvient au distributeur 3 d'accessoire, par la canalisation 22. Dans cette dernière position représentée sur la figure, une différence de pression de fluide hydraulique est exercée sur le distributeur de commande de conduite 10 et elle suffit au maintien de la perte de charge prédéterminée AP1 dans le distributeur compensateur principal 20 afin que celui-ci garde cette position. Entre ces deux positions extrêmes, le distributeur prioritaire principal 20 dose le courant de fluide hydraulique de la pompe 1, destiné au distributeur 10 afin qu'une différence prédéterminée de pression AP1 soit maintenue. En conséquence, une pression hydraulique de valeur convenable est toujours disponible pour le distributeur 10 lorsque la pompe principale 1 est en fonctionnement normal. L'excès de fluide hydraulique qui n'est pas nécessaire à l'établissement de cette dif- férence de pression AP1 est transmis par la canalisation 22 au distributeur 3 d'accessoires. La canalisation 15 de pression pilote est reliée au distributeur 10 de conduite par un premier côté du distributeur prioritaire principal 20 et une canalisation 16 de détection de charge est reliée à l'autre côté de ce distributeur 20. Ces canalisations communiquent avec le distributeur de commande de conduite 10 afin que la dif- férence prédéterminée de pression AP1 soit appliquée au distributeur prioritaire principal 20 pour l'équilibrage de la force correspondant à la charge préalable établie par le ressort compensateur 23. De cette manière, le distri- buteur 20 transmet un courant suffisant de fluide hydrau- lique au distributeur tant que la différence de pression AP1 existe, quelle que soit la quantité de fluide hydrau- lique demandée par le circuit de conduite. Lorsque la quantité de fluide hydraulique sous pression circulant dans le distributeur 10 doit augmenter ou diminuer, la quantité de fluide disponible pour le dis- tributeur 3 d'accessoires diminue ou augmente inversement et de manière correspondante. Tant que cette différence prédéterminée de pression AP1 est appliquée au distribu- teur prioritaire principal 20, elle est maintenue en état de régime permanent, en fonction de la demande prioritaire du distributeur 10 de commande de conduite. Un tel distri- buteur prioritaire ou de compensation est bien connu des hommes du métier et on l'appelle parfois "répartiteur de courant prioritaire", et il peut s'agir d'un dispositif du type décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique no 3 455 210, 3 878 679, 3 311 942 et 4 043 419. Le distributeur prioritaire de secours 30 a de préférence la même construction que le distributeur prio- ritaire principal 20, mais le ressort compensateur 33 a une charge préalable plus faible. En conséquence, la dif- férence de pression AP1 transmise au distributeur compen- sateur secondaire 30 dépasse la différence de pression AP2 nécessaire à l'équilibrage de la charge préalable du res- sort compensateur 33. Lors du fonctionnement normal, lors- que le moteur du véhicule fonctionne, la plus grande dif- férence de pression AP1 nécessaire au maintien en position d'équilibrage du distributeur dépasse la différence AP2 si bien que la charge préalable du ressort 33 est dépassée et le distributeur 30 est maintenu dans la position représen- tée sur la figure. Comme la pompe 5 entraînée par le sol transmet du fluide hydraulique sous pression chaque fois que le véhicule se déplace en avant ou en arrière, le débit transmis par cette pompe 5 parvient au distributeur prioritaire 30 de secours chaque fois que le véhicule se déplace. Dans cette position, le courant circulant dans le distributeur 30 est tel que la totalité en pratique du courant est transmise par la canalisation 32 vers le réservoir 6. Si la diffé- rence de pression entre les canalisations 15 et 16 diminue en dessous de la différence AP2, la différence de pression nécessaire au maintien de l'équilibre avec le ressort 33, le distributeur prioritaire de secours 30 transmet du fluide hydraulique de façon dosée vers le dis- tributeur de commande de conduite 10 par la canalisation 31. Le distributeur de commande de conduite 10 est d'un type à trois positions, comme représenté. Lorsqu'il est dans la position centrale ou neutre, la pression de la canalisation pilote 15 est égale à la pression d'entrée du distributeur 10, et la canalisation de détection de charge est reliée par le distributeur 10 à la pression "'" dans le réservoir 6. En conséquence, dans la position neu- tre, lorsqu'il ne circule pas de fluide hydraulique dans le distributeur 10, la différence de pression de part et d'autre du distributeur prioritaire principal 20 est au moins égale à une pression assurant l'établissement de la différence AP1. Le distributeur prioritaire principal 20 est ainsi maintenu en position d'équilibre, en étant dé- placé de manière qu'il permette la circulation du débit maximal de fluide hydraulique vers le distributeur 3 des accessoires comme indiqué sur la figure. Lorsque le distributeur 10 de commande de conduite est déplacé par l'opérateur du véhicule qui veut modifier la direction, soit vers la droite soit vers la gauche par rapport à la position indiquée sur le dessin, le déplace- ment du distributeur détermine la quantité de fluide hydrau- lique sous pression qui circule et provoque le déplacement des vérins 4 de conduite. Deux orifices il de dosage sont formés dans le distributeur 10 afin que, quel que soit le volume de fluide hydraulique circulant dans le distributeur de conduite, l'orifice variable 11 établisse une perte de charge voulue AP1 à l'orifice 11, cette perte de charge étant transmise par les canalisations 15 et 16 aux deux distributeurs prioritaires 20 et 30. Le déplacement du dis- tributeur 10 de conduite vers la droite ou la gauche de la position représentée sur la figure provoque le couplage de la canalisation 15 à l'amont de l'un des orifices 11 de dosage et la canalisation 16 de détection de charge se trouve du côté aval du même orifice et est aussi reliée aux côtés des distributeurs 20 et 30 qui comportent le res- sort. En conséquence, lors du fonctionnement normal, la différence de pression AP1 est appliquée à ces distributeurs à tout moment quelle que soit la quantité de fluide sous pression circulant dans le distributeur 1-0. Lorsque la pompe principale 1 fonctionne, la dif- férence de pression entre les canalisations 15 et 16, éta- blie de part et d'autre des orifices 11 du distributeur 10, suffit à l'équilibrage du distributeur principal 20 compte tenu de la charge préalable de son ressort compensateur 23. En conséquence, la quantité de fluide qui n'est pas néces- saire au circuit de conduite, et quelle que soit sa valeur, est disponible pour le distributeur 3 des accessoires. Cette différence de pression AP, décriteprécédemment est supérieure à la différence de pression AP2 nécessaire à l'équilibrage du distributeur prioritaire de secours 30 compte tenu de la charge préalable exercée par le ressort compensateur 33. En conséquence, -le distributeur priori- taire secondaire 30 est maintenu dans la position repré- sentée si bien que le fluide sous pression provenant de la pompe 5 à entraînement par le sol est renvoyé vers le réservoir 6. Si la différence de pression entre les deux canalisations 15 et 16 diminue suffisamment, par exemple à la suite d'une panne du moteur du véhicule, la force résultante créée par la différence de pression devient insuffisante pour le dépassement de la charge préalable exercée par le ressort compensateur 33 (différence infé- rieure à AP2) et le distributeur 30 se déplace afin que le débit fourni par la pompe 5 à entraînement par le sol parvienne au distributeur 10 de commande de conduite. Dans ce cas, le distributeur 30 de secours maintient une dif- férence de pression AP2 de part et d'autre de l'orifice 11. Il est bien entendu que l'invention n'a été dé- crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. il REVENDICATIONS 1. Circuit hydraulique dans lequel du fluide hydraulique provenant de plusieurs sources peut être dévié sélectivement afin qu'il remplisse des fonctions corres- pondant à des priorités prédéterminées, ledit circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend: une pompe primaire (1) constituant une première source de fluide hydraulique sous pression et destinée à êtrereliée à un élément commandé par du fluide hydraulique et destinée à remplir une première fonction prioritaire, une seconde pompe (5) destinée à constituer une seconde source de fluide hydraulique sous pression et des- tinée à être reliée à un élément commandé par un fluide hydraulique et destinée remplir la première fonction prio- ritaire, un premier élément prioritaire (10) commandé par du fluide hydraulique et communiquant avec la première et la seconde source de fluide hydraulique sous pression cons- tituées par la première et la seconde pompe (1, 5), un dispositif (11) associé au premier élément prioritaire et destiné à établir dans celui-ci une dif- férence de pression dépendant de la circulation du fluide hydraulique, un distributeur de compensation principal (20) monté entre la pompe principale (1) et le premier élément priori- taire (10) afin que le fluide hydraulique sous pression de la première source lui soit transmis en fonction de la dif- férence de pression qui y est établie, et un distributeur compensateur secondaire (30) monté entre la seconde pompe (5) et le premier élément prioritaire (10) afin que le fluide hydraulique sous pression de la seconde source soit transmis à la suite d'une réduction prédéterminée de la différence de pression établie de part et d'autre dudit élément. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second élément prioritaire (3) commandé par un fluide hydraulique communiquant avec le distributeur compensateur primaire (20) afin que le fluide hydraulique de la pompe primaire (1) lui soit trans- mis en fonction du débit de fluide hydraulique transmis au premier élément prioritaire (10). 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe secondaire (5) destinée à constituer une seconde source de fluide hydraulique sous pression est re- liée par le distributeur compensateur secondaire (30) à un réservoir (6) à la suite de l'établissement de ladite dif- férence de pression de part et d'autre du dispositif (11) associé au premier élément prioritaire (10). 4. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (11) associé au premier élément prioritaire (10) et destiné à établir une différence de pression de part et d'autre de celui-ci en fonction du passage du fluide hydraulique communique avec les distribu- teurs compensateurs primaire et secondaire (20, 30) afin que la différence de pression soit transmise et assure le couplage du fluide hydraulique sous pression de la première et de la seconde source au premier élément prioritaire (10). 5. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif circulation du fluide hydraulique, communique avec le dis- tributeur compensateur primaire (20) afin que la différence de pression lui soit appliquée et provoque la déviation sélective du fluide hydraulique sous pression de la première source du premier élément prioritaire (10) au second (3).