Brevet FR2516608A1 — publié le 19830520

La présente invention concerne un dispositif de commande du fluide de pression entre une pompe entraînée par un moteur électrique et un récepteur au moins, par un moyen d'étranglement commandé par un appa- reil de commande électrique Dans un tel dispositif connu, il est nécessaire d'affecter à chaque récepteur son propre moyen d'étranglement, sous forme par exemple d'un robinet proportionnel à commande électromagnétique Cela augmente notablement le prix du dispositif, car de tels robinets sont coûteux et complexes. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le moyen d'étranglement est un robinet régulateur auquel sont affectées deux balances de pression, une en série et l'autre en parallèle; et la balance de pression branchée en parallèle est activée par un distri- buteur à commande quelconque Le dispositif selon l'invention présente l'avantage d'une plus grande simplicité et d'une réduction de la con- sommation d'énergie nécessaire pour son fonctionnement Un avantage particulier réside dans le fait que la combinaison des robinets pro- duit une régulation du débit de fluide de pression à trois voies en direction d'un des récepteurs, et à deux voies lors de la décharge de ce dernier, ce résultat étant obtenu en liaison avec un moteur électri- que commandé par impulsions, en particulier pour une commande à faible consommation d'énergie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un dispositif de commande du fluide sous pression; et la figure 2 représente une variante de l'exemple de réalisation selon figure 1. La figure t représente une pompe 10 entraînée par un moteur élec- trique Il commandé par impulsions Elle aspire du fluide dans un réservoir 13 et le refoule dans une canalisation 12 aboutissant à un robinet régulateur 14, constitué par les robinets suivants: un robinet proportionnel 15 à commande électromagnétique, en parallèle avec une balance de pression 16 et en série avec une balance de pression 17, un distributeur 4/2 18 et un limiteur de pression 19 Le robinet pro- portionnel 15 est actionné par un électroaimant proportionnel 20 et comporte un capteut 21; le distributeur 18 est actionné par un élec- troaimant 22. Une canalisation 24, en dérivation sur la canalisation 12, aboutit au réservoir 13 en passant par le limiteur de pression Une canalisation 25, en dérivation sur la canalisation 12, aboutit à l'orifice d'entrée de la bascule de pression 16 Une canalisation 26 en dérivation sur la canalisation 25 aboutit au robinet proportionnel La canalisation 12 se prolonge par une canalisation de commande 12 ', qui aboutit à une face frontale de la balance de pression 17, dont la face opposée est reliée à une canalisation 27 sur laquelle une canalisation -27 ' en dérivation aboutit au robinet proportionnel 15. Une canalisation de commande 28 partant de la canalisation 27 aboutit au distributeur 18 Ce dernier est relié par une canalisation de com- mande 29 à la partie arrière de la balance de pression 16, c'est-à-dire qu'elle débouche sur la face opposée à celle de la canalisation 25. La balance de pression 16 présente un rapport des sections offertes d'environ 1/1 et est chargée par un ressort 30 sur la face o la cana- lisation de commande 29 débouche La balance de pression 16 est reliée à la canalisation de retour 24. Une canalisation 32, en dérivation sur la canalisation 27, pré- sente également une dérivation 33 aboutissant au robinet proportionnel Une canalisation 34 relie la balance de pression 17 à un premier vérin de travail 35 Deux clapets de non-retour 37, 38 à commande électromagnétique sont branchés en série, en amont du vérin 35 Le clapet de non-retour 38 comporte un électroaimant 39 et le clapet de non-retour 37 un électroaimant 40 Les clapets de non-retour sont ouverts dans la position A et interrompent le débit dans la position B, mais dans le sens opposé Une canalisation de retour 42 est en déri- vation sur la canalisation 34 ', au-dessous du vérin de travail Un robinet 43 à commande manuelle est inséré à cet endroit. La balance de pression 17 est chargée par un ressort 44 logé dans la partie arrière du robinet Ce dernier présente des alésages trans- versaux 45, qui débouchent dans-sa cavité interne Une description détaillée des robinets 16, 17 est superflue, car leur fonctionnement est évident Le rapport des sections offertes par les deux faces fron- tales est de 1/1 comme pour la balance de pression 16. La canalisation 32 ' aboutit à un distributeur 4/3 48, auquel est affecté un moteur hydraulique 49 réversible Du distributeur 48 par- tent deux canalisations 50, 51, qui aboutissent aux orifices d'entrée et de sortie du moteur hydraulique par l'intermédiaire de clapets de nonretour 52, 53 Une canalisation de retour 54 relie le distributeur 48 au réservoir 13 Le distributeur 48 est actionné par deux électro- aimants 55, 56 et présente trois positions A, B et C Il est possible de relier à la canalisation 32 ' un second distributeur 4/3 57 pour un troisième récepteur, ou d'autres distributeurs pour des récepteurs sup- plémentaires Ces derniers sont branchés en série, mais en parallèle avec le récepteur ou le cylindre de travail 35. Tous les électroaimants des robinets précédemment décrits et le capteur 21 du robinet proportionnel 15 sont commandés par un appareil de commande électronique 60, qui est relié à un dispositif-de télécom- mande 61 Ce dernier comporte deux leviers de commande 62, 63 agissant sur des émetteurs de consigne 64, 65 Un générateur de module-66 (redres- seur double alternance par exemple) et une logique 67 transmettent des signaux à deux générateurs de rampe 68, 69, qui délivrent ainsi un signal à pente positive ou négative définie L'électroaimant 20 du robinet proportionnel 15 est commandé par un amplificateur 70 et le moteur électrique 11 par un amplificateur 71 et un générateur d'impul- sions 72 Le capteur 21 transmet également la position du robinet pro- portionnel à l'appareil de commande 60. Le signal de sortie électrique du générateur de rampe 68 est en outre appliqué à un amplificateur de commutation 73, qui alimente les électroaimants des clapets de non-retour décrits Les électroaimants , 56 règlent le distributeur 48; le sens du débit-volume vers le moteur hydraulique est ainsi fixé de façon univoque. La commande de l'équipement électrique des divers composants hydrau- liques se fait dans un ordre déterminé Les clapets de non-retour 37, 38 et 55, 56 sont commandés en premier, puis le moteur électrique commandé par impulsions et enfin seulement le robinet proportionnel 15 La commu- tation des clapets 37, 38, ou 55, 56 s'effectue à un débit-volume nul; une accélération sans à-coups des récepteurs est ainsi possible Il est important que le débit-volume de la pompe 10 soit supérieur au débitvolume ajusté du robinet régulateur 14 Une alimentation sûire des récepteurs en fluide de pression est ainsi garantie, veme aux faibles vitesses de rotation de la pompe. Pour la sortie du piston du vérin de travail 35, l'électroaimant 39 est actionné en premier, le distributeur 38 passant alors en position de débit A L'électroaimant 22 est alors actionné, le distri- buteur 18 passant également en position A Le moteur électrique est alors branché, de sorte que la pompe commence à refouler du fluide de pression dans la canalisation 12 A ce moment seulement, l'électro- aimant 20 est commandé et le robinet régulateur 15 quitte la position de blocage B pour atteindre plus ou moins la position de débit A, de la façon prédéterminée par le levier de commande 62 Du fluide de-pres- sion s'écoule alors par le robinet régulateur 15 dans la canalisation 33, puis dans la balance de pression 17 Cette dernière demeure dans sa position inférieure, car la canalisation de commande 12 ' délivre du fluide sous la pression de refoulement dans le logement du ressart et maintient ainsi la balance de pression dans cette position La balance de pression 16 demeure provisoirement aussi dans sa position de fermeture, car du fluide de pression est appliqué du coté du res- sort 30 de la balance de pression 16 par les canalisations 27 ', 28 le distributeur se trouvant en position A et la canalisation de com- mande 29 Le fluide de pression ne peut donc pas s'écouler pour l'ins- tant de la canalisation 25 vers le réservoir. Le fluide de pression refoulé par la pompe est donc transmis par le clapet de non-retour 38, se trouvant dans la position de débit A, et le clapet de non-retour 37 au vérin de travail 35, dont le piston sort Le moteur électrique 11 est coupé quand le piston doit s'immo- biliser dans cette position pendant une période prolongée Le clapet de non-retour 37 interdit tout écoulement de fluide depuis le vérin. de travail, tant que le robinet 43 est fermé Lorsque la pression est plus élevée dans la canalisation 25 que dans la canalisation 29, la balance de pression 16 permet l'écoulement dans la canalisation de retour du fluide de pression en excès refoulé par la pompe On voit 5. que le robinet régulateur 14 fonctionne en robinet régulateur de débit à trois voies sur la position "sortie du piston" du vérin de travail et naturellement aussi lors de la commande du moteur hydraulique 49. Pour la rentrée du piston du vérin de travail 35, l'électroaimant est alimenté en premier Le clapet de non-retour 37 passe-en posi- tion A, le clapet de non-retour 39 se trouve en position B La pompe ne fonctionnant pas, seule la pression atmosphérique règne dans la canalisation 12 ' et la balance de pression 17 se trouve dans la posi- tion d'ouverture totale, représentée sur la figure Le fluide s'écoule alors par la balance de pression 17 dans les canalisations 27 et 32. La pression qui s'établit alors dans-la canalisation 27 ferme la balance de pression, contre la force exercée par le ressort 44. L'électroaimant 20 du robinet proportionnel 15 est alors actionné, de sorte que le fluide de pression peut s'écouler de la canalisation 33 dans le robinet proportionnel 15, puis la canalisation 26, 25 La pression s'annule alors dans la canalisation 27 et la balance de pression 17, de sorte que le ressort 44 et la pression dans la cana- lisation 12 ' ouvrent la balance de pression Une pression s'établit immédiatement de nouveau dans cette dernière, qui se ferme de nouveau. Ce phénomène se répète continûment car la balance de pression 16 'est totalement ouverte, son logement de ressort étant déchargé par le distributeur 18 se trouvant en position B Le fluide de pression s'écoulant du vérin de travail 35 atteint le réservoir 13 Une faible pression règne dans la canalisation 25 par suite de la force exercée par le ressort 30 Le robinet proportionnel produit également une résistance d'étranglement déterminée On voit que le robinetrégula- teur 14 fonctionne en robinet régulateur de débit à deux voies sur la position "descente", car la balance de pression 17 garantit un écoule- ment réglé du fluide de pression. Le moteur électrique 11 est commandé par impulsions selon les besoins Cette commande et la réalisation du robinet régulateur 14 en robinet régulateur de débit à deux ou trois voies assurent une com- mande du fluide de pression avec une faible consommation d'énergie, par réduction de l'énergie primaire et des pertes d'énergie Un autre avantage réside dans le fait que le robinet régulateur 14 maintient le débit-volume constant, indépendamment des fluctuations de pres- sion Il est possible de régler le débit-volume à de très faibles valeurs Les commutations décrites des distributeurs évitent des à-coups d'accélération - Pour la commande du moteur hydraulique, l'électroaimant 55 ou 56 est alimenté, selon le sens de rotation, puis l'électroaimant 22, de sorte que la balance de-pression 16 passe en position de fermeture, comme précédemment décrit A ce moment seulement, le moteur électrique 11 est branché et le robinet proportionnel 15 est amené par manoeuvre du levier à main 62 dans la position correspondant au débit-volume souhaité Du fluide de pression peut de nouveau s'écouler par le' robinet proportionnel 15 dans l'alésage 32 puis quand le vérin ne doit pas être actionné par le distributeur 48 et selon la position de ce dernier vers l'une ou l'autre entrée du moteur hydraulique 49. Lorsque le fluide de pression atteint le moteur hydraulique par le distributeur 48 en position A et le clapet de non-retour 52, le cla- pet de non-retour 53 est fermé, et réciproquement La balance de pres- sion 17 se trouve également de nouveau en-position d'ouverture, mais ne peut pas transmettre de fluide de pression au vérin de travail 35, car le clapet de non-retour 38 se trouve en position de blocage B. Du fluide de pression refoulé en excès par la-pompe peut de nouveau s'écouler vers le réservoir par la balance de pression 16 activée. Les débits-volumes souhaités sont présélectés par un déplacement plus ou moins important des leviers 62, 63. Lorsque le clapet de non-retour 37 n'est plus actionnable pour une raison quelconque, le robinet à main 43 permet de purger le fluide de pression se trouvant dans le vérin de travail. L'exemple de réalisation selon figure 2 diffère de l'exemple pré- cédent uniquement en ce que les distributeurs 48, 57 désormais munis du signe prime ne sont pas commandés électriquement mais à la main Pour obtenir la commande à faible consommation d'énergie précé- demment décrite, il est toutefois nécessaire que la position de ces distributeurs soit signalée à l'appareil de commande électronique. Les capteurs de déplacement 75, 76 assurent cette signalisation La disposition des clapets de non-retour 52, 53 est légèrement diffé- rente, mais leur fonctionnement est rigoureusement identique Il en résulte quelques modifications de l'appareil de commande électro- nique 77 Un seul levier de commande 62 est prévu pour le robinet proportionnel 15 et le moteur électrique 11. Les canalisations décrites peuvent évidemment être constituées par des alésages du corps. Il est utile de relier à la canalisation 12 une seconde canali- sation 12 ' aboutissant au robinet proportionnel 15 Il est ainsi pos- sible de doubler le débit Une telle mesure-est connue. Le robinet proportionnel 15 peut être remplacé par tout autre robinet électromagnétique, tel qu'un servodistributeur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1 Dispositif de commande du fluide de pression entre une pompe entraînée par un moteur électrique et un récepteur au moins, par un moyen d'étranglement commandé par-un appareil de commande électri- que, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le moyen d'étranglement est un robinet régulateur ( 15) auquel-sont affectées deux balances de pression ( 16, 17), une en série et l'autre en parallèle;- et la balance de pression ( 16) branchée en parallèle est activée par un distributeur ( 18) à commandé quelconque. 2 Dispositif selon revendication 1, caractérisé-en ce que le robinet régulateur est un robinet proportionnel à commande électromagnétique; et deux récepteurs ( 35, 49) branchés en parallèle sont reliés à la pompe ( 10). 3 Dispositif selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le robinet régulateur ( 15), les deux balances de pression ( 16, 17 et le distributeur ( 18) forment un robinet régulateur ( 14) qui fonctionne en robinet régulateur de débit à trois voies pour la com- mande des récepteurs, mais en robinet régulateur à débit à deux voies pour la décharge desdits récepteurs. 4 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 3-, carac- térisé en ce qu'un premier récepteur ( 35) est réalisé en vérin de travail, auquel sont affectés deux robinets de -commande électromagné- tiques ( 37, 38) branchés en série pour la sortie et le retour du piston; et le second récepteur, en parallèle'avec le premier, est un moteur hydraulique ( 49) auquel est affecté un distributeur de commande multivoie ( 48) Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 4, carac- térisé par une commande électromagnétique des robinets de commande et du robinet régulateur. 6 Dispositif-selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que la commande des robinets est assurée par un appareil de commande électronique ( 60, 77), interagissant de préférence avec un dispositif de télécommande électrique ( 61, 78). 7 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 6, carac- térisé en ce que l'appareil de commande électronique commande le moteur électrique ( 11) par impulsions; et un capteur de déplacement électrique ( 21) est affecté au robinet régulateur ( 15), dont il signale la position à l'appareil de commande électronique - 8 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux robinets de commande ( 37, 38) affectés au vérin de travail ( 35) sont commandés électromagnétiquenient et par l'appareil de commande électronique. 9 Dispositif selon une quelconque des revendications t à 8, carac- térisé en ce que le distributeur multivoie ( 48) de commande du moteur hydraulique ( 49) est commandé eletromagnétiquement et par l'appareil de commande électronique. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 9, carac- térisé en ce que les balances de pression ( 16, 17) du robinet régu- lateur ( 14) sont chargées par ressort, commandées hydrauliquement et présentent un rapport des sections offertes d'environ 1 f/. 11 Dispositif selon une quelconque des revendications t à 10, carac- térisé en ce que la dérivation de canalisation pour les divers récep- teurs ( 35, 49) s'effectuent en aval du robinet régulateur ( 15) avec lequel les récepteurs sont branchés en parallèle. 12 Dispositif selon une quelconque des revendications t à 11, carac- térisé en ce que l'appareil de commande électronique ( 60) comporte un générateur de module ( 66), commandé par le dispositif de télécommande ( 61) et en aval duquel se trouve une logique ( 67), puis un ou deux générateurs de rampe ( 68, 69) alimentant des amplificateurs ou un générateur d'impulsions ( 72) pour le moteur électrique. 13 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 12, carac- térisé en ce que la balance de pression ( 16) peut aussi fonctionner en soupape de décharge. 14 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 13, carac- térisé en ce que le débit de la pompe ( 10) est légèrement supérieur au débit ajusté sur le robinet régulateur ( 15). Dispositif selon une quelconque des revendications à 14, carac- térisé en ce que les robinets ( 37, 38; 48, 57) sont commandés avant la commande du moteur électrique ( 11) et du moyen d'étranglement ( 15).