Brevet FR2500893A1 — publié le 19820903

Mécanisme de commande hydraulique. notamment mécanisme de direction. L'invention concerne un mécanisme de commande hydraulique, notamment un mécanisme de direction, comportant un dispositif d'alimentation en agent sous pression, compre- nant une pompe et une soupape de réglage, et une unité de commande qui comprend deux éléments de soupape pouvant Otre réglés l'un par rapport à l'autre, à l'encontre de la force d'un ressort de rappel, en fonction d'un organe d'actionne- ment et d'un moteur de mesure, et qui comporte un premier étranglement disposé dans le circuit d'arrivée d'un servo- moteur, un second étranglement disposé dans le circuit de retour du servomoteur, et un troisième étranglement disposé dans une dérivation partant d'un point situé en amont du premier étranglement et du moteur de mesure et conduisant au réservoir, les premier et second étranglements étant fermés et le troisième étant ouvert dans la position neutre, le troisième étranglement étant en série avec un étranglement de section transversale constante et la soupape de réglage étant chargée en fonction de la pression en amont et en aval du dernier étranglement. Dans un dispositif de commande connu de ce type (brevet américain n0 3 931 711) l'étranglement de section transversale constante se trouve dans l'unité de commande. Il est formé par un espace annulaire entre le trou du bottier et un tiroir pouvant être déplacé axialement. Il est monté en amont du troisième étranglement. D'un point situé entre les deux étranglements part une conduite de pression de commande qui, en association avec la pression de la pompe, agit sur la soupape de réglage de manière que la pompe délivre une pression dépendant de la charge du servo- moteur. Bien sûr, la précision de réglage est affectée pour différentes raisons. Etant donné que l'étranglement de section transversale constante est formé par deux parties déplacées l'une par rapport à l'autre au cours du fonction- nement, on ne peut pas éviter que la résistance de l'étran- glement varie. la pression de commande varie de façon très importante avec la charge du servomoteur; de façon corres- pondante, les pertes dues aux fuites sont différentes, ce qui agit de façon proportionnelle lors d'une commande dé la soupape de réglage par une différence de pression. En outre, on doit tenir compte du fait que l'unité de commande et le dispositif d'alimentation sont réunis par des conduites plus ou moins longues, et que le retard induit de ce fait lors de la transmission de signaux de pression se traduit par des décalages dans le temps entre-les variations des pressions agissant sur la soupape de réglage, donc la pression pression de la pompe et la pression de commande. L'invention se propose de fournir un dispositif de commande hydraulique. du type mentionné ci-dessus, permettant d'obtenir une préecision plus importante lors de l'actionnement de la soupape de réglage. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que l'étranglement de section transversale constante est monté en aval du troisième étranglement et se présente sous la forme d'un étranglement fixe au cours du fonctionnement. Etant donné qu'on utilise un étranglement fixe en fonctionnement, sa résistance ne subit aucune variation. Etant donné que 1' étranglement fixe est monté en aval du troisième étranglement réglable et que la soupape de réglage fonctionne de manière que la chute de pression aux bornes de cet étranglement reste approximativement la même, les pressions au niveau de la soupape de réglage sont relativement faibles et conservent approximativement leur valeur; par conséquent, les erreurs provenant de pertes dues à des fuites, ou même de telles pertes très différen- tes, sont très faibles. Le montage en aval de l'étranglement fixe assure également que les deux pressions qu'on peut y prélever agissent sur la soupape de réglage par l'intermé- diaire de conduites ayant pratiquement la même longueur et par conséquent pratiquement simultanément. Tout ceci conduit à une précision de réglage très importante. En outre, la dépense en moyens constitutifs est réduite, étant donné que l'installation de l'étranglement fixe n'a pas besoin d'être adaptée aux nombreuses autres fonctions de l'unité de commande, mais peut se faire en des endroits arbitraires de la dérivation, même à l'extérieur de l'unité de commande. De plus, un étranglement fixe est plus facile à, fabriquer qu'un étranglement dont les éléments se déplacent l'un par rapport à l'autre. Comme les pressions de commande ne trouvent à des niveaux bas, on est assuré d'une grande sécurité, car aucune rupture des conduites de pression de commande n'est à craindre. Le montage aval de l'étrangle- ment fixe réduit également, en raison de la contre-pression qu'il établit, la formation de bruit qui peut apparaître dans la plupart des positions du troisième étranglement. De façon particulièrement avantageuse, l'étran- glement fixe est disposé dans le dispositif d'alimentation en agent sous pression. Par conséquent, il n'y a pas à prévoir de conduites de liaison ou au maximum seulement de très courtes conduites de liaison entre cet étranglement et la soupape de réglage, de sorte qu'on obtient une vitesse de réaction élevée. A ce sujet, il est avantageux que la dérivation passe par les chambres de charge en pression de la soupape de réglage. Etant donné qu'une certaine quantité d'agent sous pression circule en permanence dans la dérivation, il n'y a aucune région dans laquelle l'air pourrait se séparer et influencer défavorablement la précision du réglage. Il s'est révélé avantageux d'utiliser une construction dans laquelle la soupape de réglage comporte un tiroir axial, dont une face frontale est chargée par la pression en aval de l'étranglement fixe et dont l'autre face frontale est chargée par la pression en amont de l'étrangle- ment fixe et par un ressort de soupape. A ce sujet, il est recommandé notamment que 1' étranglement fixe soit disposé dans un trou axial du tiroir axial. les deux chambres de charge en pression sont par conséquent couplées à l'étranglement fixe par le plus court chemin. La condition que la dérivation passe par les chambres de charge en pression est également remplie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une soupape de surpression relie la sortie côté refoule- ment du dispositif d'alimentation en agent sous pression à la conduite de dérivation entre le troisième étranglement et 1' étranglement fixe. Grace au montage de la soupape de surpression, une surpression perturbatrice est dissipée du fait que l'étranglement fixe reçoit l'agent sous pression par l'intermédiaire de cette soupape de surpression et que de ce fait la soupape de réglage prend une position qui fait baisser la pression. La quantité d'agent sous pression circulant par la dérivation peut en outre Otre utilisée en branchant un circuit d'utilisation supplémentaire en amont de l'étrangle- ment fixe dans la dérivation. Lorsque celui-ci est utilisé également pendant le fonctionnement du servomoteur, ce qui nuit bien sOr à la précision du réglage, le servomoteur a automatiquement la priorité. Lors de l'utilisation d'une pompe à débit constant, la soupape de réglage peut comporter deux étranglements réglables en sens opposé, dont l'un conduit-à l'unité de commande et dont l'autre conduit à une dérivation de décharge dans laquelle peut être branché un autre circuit d'utilisation. Dans ce cas, le servomoteur a également la priorité. le cas échéant, un autre circuit d'utilisation peut être branché aussi bien dans la dérivation du circuit d'utilisation supplémentaire qu'également dans la dérivation de décharge. à ce sujet, il est également avantageux que tous les circuits d'utilisation puissent être raccordés au dispositif d'alimentation en pression, ce qui assure donc une disposition centrale de toutes les liaisons. Lors d'un déplacement des éléments de soupape hors de la position neutre, le troisième étranglement doit déjà commencer à se fermer avant que les premier et second étranglements s'ouvrent. Ceci présente l'avantage que la soupape de réglage permet d'augmenter la pression à l'entrée de l'unité de commande, de sorte que lors de l'ouverture des premier et second étranglement, on dispose d'une pression de fonctionnement suffisante. Il est en outre avantageux que lors d'un déplace- ment des éléments de soupape hors de la position neutre, le second étranglement s'ouvre après le premier étranglement. De ce fait, il peut s'établir une pression côté admission avant que le côté de retour s'ouvre, ce qui évite dans une large mesure un entra nement du servomoteur sous l'influence de forces extérieures. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférés mais non limitatifs, représentés aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma de montage d'un mécanis- me de commande suivant l'invention; la figure 2 représente schématiquement la constitution mécanique d'une unité de commande; la figure 3 est un schéma de montage d'une variante d'un mécanisme de commande suivant l'invention; la figure 4 est un graphique représentant la pression de la pompe en fonction du déplacement relatif des éléments de soupape; et la figure 5 est un graphique représentant le couple d'entrée en fonction de la position relative des éléments de soupape. Le mécanisme de commande suivant la figure 1 comporte un dispositif 1 d'alimentation en agent sous pression et une unité de commande 2 envoyant un agent sous pression à un servo-moteur 3. Sa chambre de travail 4 est reliée au raccord X par une conduite 5, et sa chambre de travail 6 est reliée au raccord R de l'unité de commande 2 par une conduite 7. Le raccord A cOté refoulement de l'unité de commande communique avec le raccord A' du dispositif d'alimentation 1 par l'intermédiaire d'une conduite 8. Le raccord T côté décharge est relié à un réservoir 10 par une conduite 9. En outre, on prévoit encore une conduite de liaison 11 qui fait partie d'une dérivation 12 et qui relie le raccord B de l'unité de commande 2 au raccord B' du dispositif d'alimentation 1. l'unité de commande 2 comporte deux éléments de soupape 13 et 14 dont l'élément 13 est couplé, de façon à pouvoir tourner, à un organe d'actionnement manuel 13a et dont l'élément 14 est couplé, de façon à pouvoir tourner, avec un moteur de mesure 15. Les deux éléments de soupape sont représentés ici sous la forme de tiroirs rotatifs. Ils sont maintenus dans leur position neutre par deux ressorts à lame 16 s'étendant radialement et peuvent tourner l'un par rapport à l'autre d'un angle a à l'encon- tre de la force de ces ressorts de rappel 16. A cet effet, l'organe d'actionnement 13a est tourné manuellement; le moteur de mesure 15, qui est traversé par l'agent sous pression arrivant au servomoteur 3, selrt d'organe suiveur. Entre les deux éléments de soupape 13 et 14 sont formés des premier, second et troisième étranglements 17, 18 et 19. Dans la position neutre, les étranglements 17-et 18 sont fermés, tandis que l'étranglement 19 est ouvert. Lors d'une rotation hors de la position neutre, l'étranglement 19 se ferme progressivement, tandis que les étranglements 17 et 18 s'ouvrent. Le moteur de mesure 15 est monté en série avec l'étranglement 17 côté entrée. La figure 1 représente par conséquent le mode de travail pour un sens de rotation. Dans le sens de rotation contraire, les fonctions des étranglements 17 et 18 sont échangées, et le moteur de mesure 15 est monté en série avec l'étranglement 18. Une soupape de retenue 20 permet une commande d'urgence à l'aide de l'organe d'actionnement manuel 15 en cas de disparition de la pression. Le dispositif 1 d'alimentation d'agent en pression comporte une pompe 21 dont le côté aspiration est relié au réservoir 10 par l'intermédiaire d'un raccord T' et d'une conduite 22. En outre, on prévoit une soupape de réglage 23 qui comporte un tiroir axial dans un trou 24 du bottier. Ce tiroir axial comporte un trou axial 26 avec un étrangle- ment fixe 27. Ce trou axial relie les deux chambres de charge en pression frontales 28 et 29. Dans la dernière chambre 29 est encore prévu un ressort de soupape 30. Le trou axial 26 communique avec le raccord B' par l'intermé- diaire d'une conduite 31, de sorte que dans la dérivation, le troisième étranglement 19 et l'étranglement fixe 27 sont branchés en série. La chambre de pression 29 est reliée au réservoir 10 par l'intermédiaire d'un raccord C et d'une conduite 32. Dans cette conduite 32 peut encore être monté un circuit d'utilisation 33. La pompe fournit un débit constant. Le tiroir axial 25 forme, en liaison avec deux rainures annulaires du bottier, deux étranglements 34 et 35 fonctionnant en sens opposé, le premier étant relié au raccord A' par l'intermédiaire d'un trou 36, et le second étant relié, par l'intermédiaire d'une conduite 37, à un raccord D qui estrelié au réservoir 10 par l'intermédiaire d'une conduite 38 dans laquelle peut également être monté un circuit d'utilisation 39. Les conduites 36 et 31 sont réunies par une soupape de surpression 40 qui s'ouvre lorsqu'une valeur de pression prédéterminée est dépassée dans la conduite 36. Ce mécanisme de commande fonctionne de la façon suivante. Lorsque l'unité de commande 2 se trouve dans la position neutre, le liquide sous pression fourni par la pompe 21 s'écoule, par l'intermédiaire de la conduite de liaison 8, Jusqu'à l'unité de tommande 2 et de là jusqu'au réservoir 10, par l'intermédiaire de l'étranglement 19 complètement ouvert et de l'étranglement fixe 27 de la dérivation 12. -La chute de pression au niveau de l'étran- glement 27 applique au tiroir axial 25 une force qui est égale à la force du ressort de soupape 30. la soupape de réglage 23 prend par conséquent une position dans laquelle, par l'intermédiaire de l'étranglement 34, la quantité de liquide sous pression transporté dans la dérivation 12 est en mesure de maintenir cette position de la soupape. Le reste de liquide circule vers le réservoir 10 par l'inter- médiaire du raccord D. Lorsqu'on souhaite un déplacement du servomoteur 3 et qu'en conséquence l'organe d'actionne- ment 13a est tourné, la section de passage de l'étrangle- ment 19 diminue. Etant donné qu'une quantité plus faible de liquide sous pression circule par la dérivation 12, le tiroir axial 25 se déplace vers la gauche, de sorte que la pression à la sortie A' augmente Jusqu'à ce qu'une position d'équilibre soit de nouveau atteinte. Entre temps, les étranglements 17 et 18 se sont ouverts, de sorte que le servomoteur 3 est déplacé-vers la droite. Le tiroir axial prend alors une position telle qu'on obtient la pression nécessaire pour l'élimentation du servomoteur et de la dérivation 12. Ce principe est valable dans les deux sens de rotation. Lorsque la pression dans la conduite 36 est trop importante, la soupape de surpression 40 s'ouvre, ce qui met le troisième étranglement 19 en dérivation. Le tiroir axial 25 se déplace aussitôt vers la droite, ce qui fait diminuer la pression trop élevée. Dans ce mode de travail, il existe une relation définie entre le couple d'entrée appliqué à l'organe d'actionnement 13a et la pression p régnant au niveau du raccord A c8té refoulement. Suivant la figure 4, la pression p est une fonction définie de l'angle de rotation relatif a entre les deux éléments de soupape 13 et 14. A une position angulaire déterminée as correspond par conséquent un point déterminé px. En outre, en raison des ressorts de rappel 16, un angle de rotation relatif déterminé est associé à un couple d'entrée déterminé M. Par conséquent, un couple d'entrée Mx correspond à l'angle ax. La combinaison des figures 4 et 5 fournit par conséquent une relation définie entre le couple d'entrée M et la pression p. Etant donné que cette pression p est prédéterminée par la charge exté- rieure, l'opérateur obtient une information sur la valeur de la charge par l'intermédiaire de l'organe d'actionnement 13A. Sur la figure 4 est encore indiqué que l'étrangle- ment 17 c8té arrivée ne s'ouvre que pour un angle de rotation relatif a17 et que l'étranglement 18 côté retour ne s'ouvre que pour un angle de rotation a18 encore plus important. Par conséquent, on est assuré que lors de l'ouverture de l'étranglement 17 côté arrivée, il y a déjà une certaine augmentation de pression au niveau du raccord A, de sorte que lors de l'ouverture de l'étranglement 17, on dispose aussitôt d'une pression de travail suffisante. Grâce à l'ouverture retardée de l'étranglement 18 côté retour, on est assuré que le'servomoteur 3 ne peut pas être entraîné par des forces extérieures. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les éléments identiques à ceux de la figure 1 sont désignés par la même référence, et les éléments correspondants sont désignés par des références augmentées de 100. Dans ce cas, on prévoit une pompe réglable 121 qui comporte un organe de réglage 141 qui peut être commandé par une conduite de pression 142. La soupape de réglage 123 comporte de nouveau un tiroir axial 125 possédant un trou axial 126 qui comporte un étranglement fixe 127 et réunit les deux chambres de pression 128 et 129. Deux étranglements 134 et fonctionnant en sens contraire sont montés en série entre la pompe 121 et le réservoir 10. D'un point situé entre les deux part la conduite de pression de commande 142. Dans cet agencement également, la soupape de réglage 123 prend une position telle qu'une quantité constante de liquide sous pression circule en direction du réservoir 10 par l'intermédiaire de la dérivation 112, ce qui signifie que la pompe 121 est réglée de manière à fournir respecti- vement la pression nécessaire p au niveau du raccord A côté refoulement de l'unité de commande 2. Les éléments de soupape peuvent former un agence- ment à tiroirs rotatifs ou à tiroirs axiaux. Ils peuvent être commandés d'une façon arbitraire connue et 8tre - combinés avec des moteurs de mesure connus de constitution arbitraire. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisages; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. C0893 1 1 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commande hydraulique, notamment mécanisme de direction, comportant un dispositif d'alimen- tation en agent sous pression, comprenant une pompe et une soupape de réglage, et une unité de commande qui comprend deux éléments de soupape pouvant être réglés l'un par rapport à l'autre, à l'encontre de la force d'un ressort de rappel, en fonction d'un organe d'actionnement et d'un moteur de mesure, et qui comporte un premier étranglement disposé dans le circuit d'arrivée d'un servomoteur, un second étranglement disposé dans le circuit de retour du servomoteur, et un troisième étranglement disposé dans une dérivation partant d'un point situé en amont du premier étranglement et du moteur de mesure et conduisant au réservoir, les premier et second étranglements étant fermés et le troisième étant ouvert dans la position neutre, le troisième étranglement étant en série avec un étranglement de section transversale constante et la soupape de réglage étant chargée en fonction de la pression en amont et en aval du dernier étranglement, caractérisé en ce que l'étranglement de section transversale constante est monté en aval du troisième étranglement (19) et se présente sous la forme d'un étranglement fixe (27, 127) au cours du fonctionnement. 2. Mécanisme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'étranglement fixe (27, 127) est disposé dans le dispositif (1, 101) d'alimentation en pression. 3. Mécanisme suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la dérivation (12, 112) passe par les chambres de charge en pression (28, 29; 128, 129) de la soupape de réglage (23; 123). 4. Mécanisme suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape de réglage (23; 123) comporte un tiroir axial (25; 125) dont une face frontale est chargée par la pression en amont de l'étranglement fixe (27; 127) et dont l'autre face frontale est chargée par la pression en aval de l'étranglement fixe et par un ressort de soupape (30; 130). *5. Mécanisme suivant la revendication 4, caracté- risé en ce que l'étranglement fixe (27; 127) est disposé dans un trou axial (26; 126) du tiroir axial (25; 125). 6. Mécanisme suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une soupape de sur- pression (40) relie la sortie (A') c8té refoulement du dispositif (1; 101) avec la conduite de dérivation (12; 112) entre le troisième étranglement (19) et l'étranglement fixe (27; 127). 7. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce qu'un circuit d'utilisation supplémentaire (33) peut 8tre monté dans la dérivation (12) en aval de 1' étranglement fixe (27). 8. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lors de l'utili- sation d'une pompe.(21) à débit constant, la soupape de réglage (23) comporte deux étranglements- (34, 35) réglables en sens contraire dont l'un conduit à l'unité de commande (2) et dont l'autre conduit à une conduite de décharge (37). 9. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce que lors d'un déplacement des éléments de soupape (13, 14) hors de la position neutre, le troisième étranglement (19) commence déjà à se fermer avant que les premier et second étranglements (17, 18) s'ouvrent. 10. Mécanisme suivant la revendication 9, caractérisé en ce que lors d'un déplacement des éléments de soupape (13, 14) hors de la position neutre, le second étranglement (18) s'ouvre après le premier étranglement (17).