Brevet FR2493454A1 — publié le 19820507

Dispositif de commande pour une boite de vitesse hydro- statiaue. L'invention concerne un dispositif de commande pour une boite de vitesse hydrostatique, dans lequel un moteur d'entraînement entraîne une pompe principale dont la cylindrée est réglable au moyen d'un organe de réglage et qui est couplée à un moteur hydraulique par l'intermé- diaire d'un système de conduites, et dans lequel une pres- sion dépendant de la vitesse de rotation peut être produite à l'aide d'une pompe auxiliaire, également entrainée par le moteur d'entraînement, et d'un capteur de pression de com- mande, l'organe de réglage est actionné par un moteur de réglage hydraulique auquel le liquide sous pression peut être amené par l'intermédiaire d'une servo-soupape, et la servo-soupape peut être réglée au moyen d'un agencement à pistons dont les surfaces de pression de commande agis-, sant en sens opposé peuvent recevoir la pression de com- mande pouvant être transmise par l'intermédiaire d'une soupape de commutation directionnelle pour déterminer le sens de refoulement de la pompe principale. Dans un dispositif de commande connu de ce type (demande de brevet allemand publiée sous le NO 20 08 078), la pompe principale et la pompe auxiliaire sont entraînées par un moteur qui se présente sous la forme d'un moteur à combustion interne. La pompe auxiliaire a le triple rôle d'alimenter le moteur de réglage hydraulique de l'organe de réglage, de produire la pression de commande et de remplir le système de conduites de la transmission hydrostatique par l'intermédiaire de soupapes de retenue. De tels dispositifs de commande ont pour rôle d'empêcher que le moteur d'entraînement cale. Lorsque dans le cas d'une charge trop importante du moteur hydraulique entrainé par la pompe principale, la vitesse de rotation du moteur d'entraînement baisse, la pression de commande diminue également, avec pour résultat que la pompe prin- cipale est réglée sur un débit plus faible. Le couple de rotation devant être appliqué pour ce débit peut alors être produit par le moteur d'entraînement. Cependant, en cas de charge importante du moteur hydraulique, il peut arriver qu'il ne s'établisse un nou- vel état d'équilibre que pour une vitesse de rotation vraiment très faible du moteur d'entraînement. Une telle "sollicitation du moteur" n'est pas souhaitable pour de nombreuses raisons. Lorsque le moteur d'entraînement en- traine également d'autres pompes, par exemple pour le fonctionnement de dispositifs de levage ou d'autres dispo- sitifs de travailla vitesse de travail est réduite dans le cas o le moteur d'entraînement va moins vite. En outre, la forte réduction de la vitesse de rotation est en contradiction avec une utilisation du moteur d'entrai- nement autant que possible dans la gamme de vitesse de rotation optimale. Si la charge du moteur hydraulique dépasse une valeur limite prédéterminée, l'utilisation du dispositif de commande ne permet pas toujours d'empê- cher que le moteur d'entraînement cale. L'invention se propose de fournir un dispositif de commande du type décrit ci-dessus qui permet de façon simple, dans le cas d'une charge trop importante du moteur hydraulique de maintenir faible la sollicitation, donc la diminution de la vitesse de rotation du moteur d'entraîne- ment. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que sur l'agencement à pistons peut être exercée une contre-pression opposée à la pression de commande res- pective et égale à la pression qui règne dans le système de conduites du côté refoulement de la pompe principale. Lorsque, avec cette construction, le moteur hydraulique est trop fortement chargé, ceci se traduit par une augmentation de pression dans le système de con- duites du côté refoulement de la pompe principale. Du fait que grâce à cette pression l'action de la pression de commande est réduite, la servosoupape et, par conséquent, l'organe de réglage de la pompe principale se déplacent dans le sens d'un débit plus faible. Il s'établit, par conséquent, un nouvel état d'équilibre sans que la vi- tesse de rotation du moteur d'entraînement diminue de façon excessive. De ce fait, un dispositif de levage ou de travail qui est alimenté par une autre pompe entraînée par le moteur d'entraînement, peut également être utilisé pratiquement à pleine vitesse lorsque le moteur hydrau-. lique de la transmission hydrostatique est chargé presque jusqu'à l'arrêt. En outre, on est assuré que le moteur d'entraînement fonctionne toujours au voisinage de sa vitesse de rotation optimale et ne cale pas dans des conditions défavorables. Du fait que la contre-pression est dérivée de la haute pression dans le système de con- duites, on obtient une mesure précise pour le couple de charge du moteur hydraulique, sur laquelle n'agissent pas défavorablement d'autres influences, notamment en pro- venance de la pompe principale. De plus, l'utilisation de la contrepression représente une disposition qui peut être mise en oeuvre avec une faible dépense en éléments constitutifs. On obtient un dispositif de cainmande particulièrement simple lorsque l'agencement à pistons pour chaque sens de refoulement de la pompe principale comporte, outre la surface de pression de commande, une surface de contre- pression opposée, et que les deux surfaces de contre- pression sont couplées à un côté respectif de la pompe principale. L'agencement à pistons peut notamment comporter pour chaque sens de refoulement un piston étagé dont la plus grande surface constitue la surface de pression de commande et dont la plus petite surface constitue la sur- face de contre-pression. De façon particulièrement avantageuse, l'agen- cement à pistons comporte deux parties comprenant respec- tivement une surface de pression de commande et une sur- face de contre-pression, et les deux parties peuvent agir en sens opposé sur la servo-soupape, sous l'influence d'une force. De ce fait, des difficultés dans le mode de freinage sont prises en compte lorsque le moteur hydrau- lique fonctionne comme une pompe et que, de ce fait, la pression de la pompe principale diminue du côté refoulement et augmente du côté entrée. Du fait que les parties de l'a- gencement à pistons n'agissent sur la servo-soupape que sous l'influence d'une force, la haute pression existant dans le mode de freinage ne peut pas agir sur la servo- soupape. Celle-ci n'est, par conséquent, déplacée que par la pression de commande, de sorte qu'un véhicule équipé de la boîte de vitesse hydrostatique peut être commandé par l'accélérateur normal, même en mode de freinage. La constitution est particulièrement simple lorsque deux pistons étagés peuvent agir, sous l'influ- ence d'une force, sur un tiroir mobile axialement de la servo-soupape, à partir des côtés opposés. Il est également avantageux que la servo-soupape- comporte deux éléments de soupape couplés l'un à l'autre par l'intermédiaire de ressorts et dont l'un peut être chargé par l'agencement à pistons tandis que l'autre est couplé à l'organe de réglage par l'intermédiaire d'une contre-réaction. De cette façon, les forces agissant sur l'agencement à pistons sont comparées avec les forces des ressorts dans la servo-soupape. Ceci conduit à de très faibles déplacements de la soupape, par rapport à une servo-soupape. Ceci conduit à de très faibles déplacements de la soupape, par rapport à une servo- soupape commandée en fonction du trajet, de sorte que l'ensemble du disposi- tif de commande peut avoir un faible encombrement. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif représenté au dessin annexé sur lequel: la figure unique est un schéma d'un dispositif de commande suivant l'invention. L'arbre de sortie 3 d'un moteur d'entraînement 1, se présentant sous la forme d'un moteur Diesel pouvant être commandé-par l'intermédiaire d'un accélérateur 2, entraine une pompe principale 4 dont le débit peut être modifié au moyen d'un organe de réglage 5, une première pompe auxiliaire 6 et une seconde pompe auxiliaire 6a. La pompe principale 4 alimente, par l'intermédiaire d'un système de conduites 7, un moteur hydraulique 8 qui sert par exemple à entraîner les roues 9 d'un véhicule. La première pompe auxiliaire 6 sert à faire fonctionner un dispositif de levage ou de travail 48 qui peut être couplé à la pompe auxiliaire 6 au moyen d'une soupape de commuta- tion 49 usuelle. La pompe auxiliaire 6a a plusieurs fonc- tions: a) A l'aide d'un capteur de pression de commande 10, qui comporte un orifice de mesure 11 et une unité de conver- sion 12, dans une conduite de sortie 13 est produite une pression de commande P qui est approximativement pro- st portionnelle au débit délivré par la pompe auxiliaire et par conséquent à la vitesse de rotation du moteur d'en- trainement 1. b) Par l'intermédiaire d'une condutie 14, qui est protégée par une soupape de sûreté 15, du liquide sous pression est envoyé dans le système de conduites 7 pour y compenser les pertes.Deux soupapes de retenue 16 et 17 assurent que le liquide sous pression est introduit du côté basse pression respectif du système de conduites 7. c) Par l'intermédiaire d'une conduite 18 et d'une servo- soupape 19, un moteur de réglage hydraulique en deux parties 20, 21 est alimenté en liquide sous pression, pour déplacer un élément d'actionnement 22 de l'organe de réglage 5. Dans le présent exemple de réalisation, chaque partie 20, 21 du moteur de réglage comporte un piston 23 qui est chargé par un ressort 24 et comporte une butée de fin de course 25.Le déplacement de l'élément d'actionne- ment 22 fait pivoter un axe 26 qui provoque dans la pompe principale un déplacement qui fait varier le débit. Dans le cas d'une pompe à pistons axiaux par exemple, l'angle d'inclinaison du disque rotorique frontal varie, et dans le cas d'une pompe à pistons radiaux la position excentrée de la bague rotorique varie. L'élément d'actionnement 22 peut également être d'une seule pièce avec le disque rotorique ou la bague rotorique. Lors d'un mouvement de pivotement en direction de la double flèche 27, une partie 29 de la servo- soupape 19 est déplacée par rapport à l'autre partie 30, par l'intermédiaire d'une contre-réaction 28, à l'encontre de la force de deux ressorts 31 et 32. L'élément de soupape 30 est commandé par un agencement à pistons 33. Celui-ci comporte deux pistons étagés 34 et 35 qui s'appuient sous l'influence d'une force, respectivement par l'intermédiaire d'une tige de piston 36, 36', sur l'élément de soupape 30. Par l'inter- médiaire d'une soupape de commutation directionnelle 47 la pression de commande Pst peut sélectivement être appli- quée à la plus grande surface de pression 37 du piston étagé 34 ou à la plus grande surface de pression 38 du piston étagé 35. La plus petite surface de pression 39 du iston étagé 34 est couplée, par l'intermédiaire d'une conduite 40, avec un point 41 du système de conduites 7, et la plus petite surface de pression 42 du piston étagé est couplée, par l'intermédiaire d'une conduite 43, à un point 44 du système de conduites. L'agencement est tel que lorsque la pression de commande Pst agit sur le piston étagé 34, du liquide sous pression est refoulé au niveau de la portie 45 de la pompe principale 4. Il apparait alors, de ce côté de refoulement, la haute pression PHi' fonction de la charge du moteur hydraulique 8. Lorsque par contre le piston étagé est chargé par la pression de commande Pst, du liquide sous pression est délivré par la sortie 46 de la pompe principale 4. Il apparait alors de ce côté de refoulement la haute pression PH2, fonction de la charge du moteur hydraulique 8. Il s'ensuit que sur l'agencement à piston 33 peut être exercée une contre-pression P ou respectivement PH2 opposée à la pression de commande respective Pst et égale à la pression régnant dans le système de conduites du côté de refoulement de la pompe principale 4. Il en résulte que l'action de la pression de commande Pst sur la servosoupape 19 est d'autant plus réduite que la charge du-moteur hydraulique 8 est impor- tante. Une telle charge importante conduit, par conséquent, directement à un déplacement de l'organe de réglage 5 dans le sens d'une réduction du débit de la pompe principale 4. De ce fait, la vitesse de rotation du moteur d'entraine- ment 1 doit diminuer moins fortement que jusqu'ici pour atteindre un nouvel état d'équilibre. Par conséquent, la pompe auxiliaire 6 conserve également sa vitesse de rota- tion normale de sorte que lors de la mise en circuit du dispositif de travail 48 celui-ci peut fonctionner à pleine vitesse. Lorsque le moteur hydraulique 8 tourne plus vite que la vitesse correspondant au refoulement de la pompe principale 4, donc par exemple lors d'une descente, il apparait une action de freinage et la haute pression passe du côté de refoulement de la pompe au côté opposé. Lorsque par exemple la pression de commande Pst agit sur le piston étagé 34 et que, par conséquent, en fonctionne- ment normal la haute pression PHl règne du côté de refou- lement 45, lors du freinage la haute pression passe du côté opposé 46, de sorte que le piston étagé 34 n'est plus chargé par la haute pression, par contre, le piston étagé 35 est chargé par la haute pression PH2 et la tige de piston 36's'écarte de l'élément de soupape 30. L'élé- ment de soupape 30 n'est plus, par conséquent, chargé par la pression de commande PSt que du côté gauche. Dans le -mode de freinage, comme dans le mode de fonctionnement normal, le réglage de la vitesse de rotation peut, par conséquent se faire à l'aide de l'accélérateur 2 ( ou pédale des gaz). La constitution du capteur de pression de commande 10 peut être choisie arbitrairement. On en con- nait différentes variantes. On s'efforce que la pression de commande suive aussi exactement que possible -la vitesse de rotation du moteur d'entraînement 1. La servo-soupape peut, en outre, encore comporter deux ressorts de position neutre s'appuyant fixement, pour définir la position de repos de la servo-soupape. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour une boite de vi- tesse hydrostatique, dans lequel un moteur d'entraînement entraîne une pompe principale dont la cylindrée est réglable au moyen d'un organe de réglage et qui est couplée à un moteur hydraulique par l'intermédiaire d'un système de conduites, et dans lequel une pression dépendant de la vi- tesse de rotation peut être produite à l'aide d'une pompe auxiliaire, également entrainée par le moteur d'entraîne- ment, et d'un capteur de pression de commande, l'organe de réglage est actionnée par un moteur de réglage hydrau- lique auquel le liquide sous pression peut être amené par l'intermédiaire d'une servo-soupape, et la servo-soupape peut être réglée au moyen d'un agencement à pistons dont les surfaces de pression de commande agissant en sens opposé peuvent recevoir la pression de commande pouvant être transmise par l'intermédiaire d'une soupape de commutation directionnelle pour déterminer le sens de refoulement de la pompe principale, caractérisé en ce que sur l'agencement à pistons (33) peut être exercée une contre-pression (P H, PH2) opposée à la pression de commande respective (PS) et égale à la pression qui st règne dans le système de conduites (7) du côté refoule- ment de la pompe principale (4). 2. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que l'agencement à pistons (33) pour chaque sens de refoulement de la pompe principale (4) comporte, outre la surface (37, 38) de pression de commande, une surface (39, 42) de contre-pression opposée, et que les deux surfaces de contre-pression sont couplées à un côté respectif (45, 46) de la pompe principale (4). 3. Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que l'agencement à pistons (33) comporte pour chaque sens de refoulement un piston étagé (34, 35) dont la plus grande surface (37, 38) constitue la surface de pression de commande, et dont la plus petite surface (39, 42) constitue la surface de contre-pression. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agencement à pistons (33) comporte deux parties (34, 35) comprenant respectivement une surface (37, 38) de pression de commande et une surface (39, 42) de contre-pression, et les deux parties peuvent agir en sens opposé sur la servo-soupape (19), sous l'influence d'une force. 5. Dispositif suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que deux pistons étagés (34, 35) peuvent agir, sous l'influence d'une force, sur un tiroir (30) mobile axialement de la servosoupape (19), à partir des côtés opposés. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la servo- soupape (19) comporte deux éléments de soupape (29, 30) couplés l'un à l'autre par l'intermédiaire de ressorts (31, 32) et dont l'un peut être chargé par l'agencement à pistons (33) tandis que l'autre est couplé à l'organe de réglage (5) par l'intermédiaire d'une contre- réaction (28).