Brevet FR2513326A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne un dispositif de commande hydraulique comprenant un distributeur dont le tiroir pilote, centré par des ressorts, est actionné hydrauliquement par un pont hydraulique. Un tel dispositif de commande est connu par la demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 28 11 585, et comprend une pompe distincte pour l'alimentation du pont en fluide de commande sous pression. La déviation dans un sens ou dans l'autre du tiroir pilote, centré par des ressorts dans sa position neutre, exige des forces suffisantes et par suite des pressions qui doivent être produites par la pompe. Le tiroir pilote doit en outre pouvoir être déplacé suffisamment vite, de sorte que la pompe doit aussi délivrer un débit suffisamment élevé de fluide de commande sous pression.Ce débit d'huile de commande nécessaire pour le pont, sous une pression suffisante pour la manoeuvre des tiroirs pilotes, impose à la pompe de délivrer une puissance qui est nécessaire même quand le tiroir pilote demeure au repos. Cette puissance perdue devient particulièrement importante, notamment quand des conditions sévères sont imposées à la résolution, à la puissance de commutation et aux dimensions du distributeur. Il en est tout particulièrement ainsi quand de tels dispositifs de commande sont utilisés pour des applications mobiles. Le dispositif de commande connu présente l'inconvénient suivant : cette puissance perdue dans le circuit de commande est relativement élevée car, même que le tiroir pilote n'est pas actionné, le fluide de pression sous commande délivré par la pompe peut s'écouler vers le réservoir par l'intermédiaire du pont. Cela est particulièrement défavorable en cas d'emploi de tels dispositifs de commande pour une régulation hydraulique du dispositif de levage d'un tracteur ou d'une moissonneuse-batteuse, le tiroir pilote demeurant au repos dans sa position neutre pendant la plus grande partie du temps de fonctionnement. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 30 09 699 décrit par ailleurs un dispositif de commande electrohydraulique comprenant un distributeur piloté et dans lequel le débit de fluide de travail sous pression et le débit d'huile de commande sont délivrés par la même pompe. Afin de réduire les pertes d'énergie, un tiroir pilote du distributeur étrangle un circuit neutre, ouvert.en position neutre, juste assez pour que la pompe établisse une pression minimale prédéterminée, qui permet d'amorcer le mouvement de commande du tiroir pilote.Ce dernier est dimensionné de façon que le mouvement de commande amorcé étrangle le circuit neutre à un niveau de pression suffisamment élevé, pour que le mouvement de commande amorcé par la pression minimale puisse se poursuivte à la pression plus élevée. L'inconvénient de ce dispositif de commande.réside dans la nécessité d'un seuil de pression relativement élevé pour la réponse du distributeur. Le tiroir pilote du distributeur doit en outre être dimensionné spécialement, d'où une fabrication relativement complexe et coûteuse. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une canalisation dérivée relie la source de fluide sous pression, en amont du pont, au réservoir et contient un clapet de tenue de la pression; et une soupape relais est insérée dans la canalisation dérivée, en parallèle avec le clapet de tenue de la pression qu'elle court-circuite, et comprend un organe pilote centré par des ressorts et qui commande ce court-circuit en fonction des différences de pression apparaissant dans la diagonale du pont. Le dispositif de commande selon l'invention présente ainsi l'avantage de permettre le maintien d'une puissance perdue relativement faible. Ce résultat est essentiellement obtenu par la possibilité de réduire à un minimum le niveau de la pression produite par la pompe quand le tiroir pilote n'est pas actionné.Il est ainsi possible, pour une puissance perdue acceptable du distributeur, d'obtenir pour le pouvoir de résolution, la puissance de commutation et les dimensions, des valeurs impossibles à atteindre jusqu'à présent. La meilleure utilisation de l'énergie sous un volume plus faible est particulièrement avantageuse en particulier dans les applications mobiles, telles que la régulation hydraulique du mécanisme de levage d'un tracteur. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la canalisation dérivée contient, en série avec le premier clapet de tenue de la pression, un second clapet de tenue de la pression qui est en parallèle avec le pont. L'alimentation du pont en huile de commande est ainsi indépendante de la vitesse de rotation de la pompe délivrant la pression de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, dont la figure unique représente le schéma simplifié. La figure représente un dispositif de commande 10 avec un distributeur 11, dont le tiroir pilote 12 est commandé par un circuit hydraulique 13. Le circuit de commande 13 comprend un pont complet 14, qu'une pompe de commande 15 alimente en fluide sous pression. Le pont 14 comprend, en amont d'une diagonale 16, des étrangleurs 17 à réglage fixe. En aval de la diagonale 16 du pont se trouvent des étrangleurs variables 18, utilisables de façon connue, par exemple comme capteur de mesure et émetteur de consigne d'une régulation hydraulique du mécanisme de levage d'un tracteur. Les chambres de pilotage frontales 19 du distributeur 11 sont insérées dans la diagonale 16 du pont. Le tiroir pilote 12 du distributeur il est centré dans sa position neutre représentée par des ressorts 21, relativement puissants et logés dans les chambres de pilotage. Des différences de pression appropriées dans les chambres de pilotage 19 peuvent faire dévier le tiroir pilote 12 de sa position neutre dans les deux sens, contre la force exercée par les ressorts 21; il commande alors des fluides sous pression d'une pompe de travail 22 vers un servomoteur 23 ou décharge ce dernier dans un réservoir 24.Il va de soi que la représentation du distributeur 11 est très simplifiée sur la figure. Dans le circuit de commande 13, une canalisation dérivée 25, dans laquelle est inséré un premier clapet de tenue de la pression 26, est branchée entre la pompe de commande 15, en amont du pont 14, et le réservoir 24. Une soupape relais 27, réalisée sous forme d'un distributeur 2/3 > est branchée en parallèle avec le clapet de tenue de la pression 26. Son entrée 28 est reliée à la canalisation dérivée 25, en amont du premier clapet de tenue de la pression 26, et sa sortie 29 à la canalisation dérivée 25, en aval dudit clapet 26. La soupape relais 27 comporte un organe pilote 32, que des ressorts 31 centrent dans la position neutre représentée, sur laquelle l'entrée 28 et la sortie 29 sont reliées. Des chambres de pression 33, contenant les ressorts 31, sont affectées aux faces frontales de l'organe pilote 32, et branchent, à l'aide de canalisations 34, la soupape relais 27 en parallèle avec le distributeur 11 dans la diagonale 16 du pont. L'organe pilote 32 de la soupape relais 27 est ainsi soumis aux mêmes différences de pression dans la diagonale 16 que le tiroir pilote 12 du distributeur 11. Les ressorts 31 de centrage de l'organe pilote 32 sont toutefois beaucoup moins puissants que les ressorts 21 du distributeur 11. L'organe pilote 32 peut etre dévié dans les deux sens à partir de sa position neutre, contre la force exercée par les ressorts 31, en bloquant la liaison entre son entrée 28 et la sortie 29. La canalisation dérivée 25 contient, en amont du premier clapet de tenue de la pression 26, un second clapet de tenue-de la pression 35, en série avec le premier (26) et en parallèle avec le pont 14. Le second clapet de tenue de la pression 35 est réglable à une pression nettement inférieure à celle du premier clapet de tenue de tenue de la pression 26. Le fonctionnement du dispositif de commande 10 est le suivant. Lorsque le distributeur il n'est pas actionné, une partie du débit de fluide sous pression refoulé par la pompe de commande 15 s'écoule dans le réservoir 24 par l'intermédiaire du pont 14. Les étrangleurs 18 réglables, servant de capteur et émetteur, sont ajustés de façon que le pont soit équilibré, c'est-à-dire qu'aucune différence de pression susceptible d'agir sur le tiroir pilote 12 ne règne dans la diagonale 16. La pression est par suite équilibrée aussi sur l'organe pilote 32 de la soupape relais 27, qui occupe la position neutre centrée par les ressorts 31, dans laquelle il établit une liaison avecle réservoir 24 court-circuitant le premier clapet de tenue de la pression 26.La partie restante du fluide sous pression refoulé par la pompe de commande 15 peut ainsi s'écouler vers le réservoir 24 par le second clapet de tenue de la pression 35, la canalisation dérivée 25 et la soupape relais 27 ouverte. Le second clapet de tenue de la pression 35 produit par étranglement un très faible niveau de pression. Le débit de fluide sous pression s'écoulant vers le réservoir 24 par la canalisation dérivée 25 est faible, ce qui permet de construire une petite soupape relais 27. Il est en outre possible de réaliser des soupapes 31 de centrage relativement faibles dans la soupape relais 27, ce qui permet aussi une très faible différence de pression pour la déviation de l'organe pilote 32.La déviation du tiroir pilote 12 du distributeur 11 exige par contre des pressions nettement plus élevées, en particulier pour la pleine déviation, car le distributeur 11 doit satisfaire à des exigences sévères de résolution, pouvoir de commutation et dimensions. Pour faire dévier le tiroir pilote 12 à partir de sa position neutre représentée, on fait d'abord varier un des étrangleurs 18. Le pont n'est alors plus équilibré, c'est-à-dire qu'il règne dans la diagonale 16 une différence de pression qui agit dans les chambres pilotes 19 sur les extrémités frontales du tiroir pilote 12. La meme différence de pression est toutefois transmise simultanée par les canalisations 34 dans les chambres de pression 33 de la soupape relais 27, dont elle déplace l'organe pilote 32 vers la gauche ou vers la droite, jusqu'à une position limite dans laquelle cet organe bloque la liaison entre son entrée 28 et la sortie 29.Par suite de la petite taille de la soupape relais 27, avec ses faibles ressorts de centrage 31, il suffit pour faire dévier l'organe pilote 32 d'une très faible différence de pression, à laquelle le tiroir pilote 12 du distributeur il ne réagit pas ou réagit uniquement par une fraction de sa course. Le débit de fluide sous pression circulant de la pompe de commande 15 au réservoir 24, par le second clapet de tenue de la pression 35 et la canalisation dérivée 25, doit désormais s'écouler par le premier clapet de tenue de la pression 26ranché en série, de sorte que la pression disponible à la sortie de la pompe de commande 15 augmente.Le premier clapet de tenue de la pression 26, ajusté à une pression supérieure quelconque, produit ainsi en liaison avec le clapet de tenue de la pression 35 une pression de commande disponible pour une déviation sûre et rapide du tiroir pilote 12. Cette pression de commande, produite en commun par les deux clapets de tenue de la pression 35 et 26, est disponible pendant tout le temps où le pont 14 n'est pas équi libré et la différence de pression régnant dans la diagonale 16 maintient aussi l'organe pilote 32 de la soupape relais 27 dans sa position de blocage. Un réglage des étrangleurs 18 servant de capteurs permet de réduire de nouveau la différence de pression agissant dans la diagonale 16 du point, de sorte que le tiroir pilote 12 dévié se rapproche de la position neutre representée. Juste avant que le tiroir pilote 12 reprenne sa position neutre et la différence de pression dans la diagonale 14 tombe au-dessous du seuil de la soupape relais 27, l'organe pilote 32 de cette dernière est amene par les ressorts 31 lors de sa position neutre et court-circuite de nouveau le premier clapet de tenue de la pression 26. La pompe de commande 15 ne doit ensuite travailler que contre la très faible valeur ajustée sur le second clapet de tenue de la pression 35. Lorsque la pression nécessaire à la translation du tiroir pilote 12 est considérée comme la pression normale, il est possible d'obtenir par rapport à cette dernière une réduction notable de la pression, le distributeur 11 ntetant pas actionné, c'est-à-dire quand le tiroir pilote 12 se trouve dans la position neutre. Il en resulte des pertes d'énergie plus faibles. Ce point est avantageux en particulier pour les applications mobiles, dans lequelles les considérations d'echauffement de l'huile jouent aussi un rôle non négligeable. Le dispositif de commande 10 est par suite particulièrement avantageux pour une régulation hydraulique du mécanisme de levage d'un tracteur, dans laquelle le distributeur 11 ntest pas actionné pendant une partie importante du temps de fonctionnement.Le dispositif de commande 10 selon l'invention permet par suite, pour une puissance de perte déterminée du distributeur 11, d'obtenir une bien meilleure résolution, une puissance de commutation plus élevée et une construction plus compacte. Bien entendu, des modifications de la forme de réalisation représentée sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que l'în- vention ne se limite pas au type de distributeur 11 représenté. La position des étrangleurs servant de capteurs est également variable. Le second clapet de tenue de la pression 35 peut également être supprimé pour certaines applications. Il est concevable aussi d'utiliser une source de fluide sous pression commune pour le flux de travail et le flux de commande. La construction de la soupape relais 27 ne se limite également pas à la forme de réalisation représentée. Au lieu d'un distributeur, il est possible de commander aussi plusieurs distributeurs à l'aide du pont. Revendications 1. Dispositif de commande hydraulique comprenant un distributeur dont le tiroir pilote de déviation électrique, centré par des ressortis, est chargé par la différence de pression dans la diagonale du pont hydraulique, qui est alimenté par une source de fluide de commande sous pression et dans lequel sont inserts, en amont et en aval de la diagonale, des étrangleurs dont un en particulier sert de capteur de mesure et un autre de générateur de consigne, ledit dispositif étant caractérisé en. ce qu'une canalisation dérivée (25) relie la source de fluide sous pression (15) en amont du pont (14), au réservoir 24 et contient un clapet de tenue de la pression (26); et une soupape relais (27) est insérée dans la canalisation dérivée (25), en parallèle avec le clapet de tenue de la pression (26) qu'elle court-circuite et comprend un organe pilote (32) centré par des ressorts (31) et qui commande ce court-circuit en fonction des différences de pression apparaissant dans la diagonale (16) du pont. 2. Dispositif de commande selon revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation dérivée (25) contint, en série avec le premier clapet de tenue de la pression (26) un second clapet de tenue de la pression (35) qui est en parallèle avec le pont (14). 3. Dispositif de commande selon revendication 2, caractérisé en ce que le second clapet de tenue de la pression (35) se trouve en amont du premier clapet de tenue de la pression (26). 4. Dispositif de commande selon une des revendications 1 ou 2, caractérise en ce que le premier clapet de tenue de la pression (26) est réglé à une valeur supérieure à celle du second clapet de tenue de la pression (35). 5. Dispositif de commande selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la soupape relais (27) comprend un organe pilote (32) que des ressorts (31) centrent dans une position neutre, sur laquelle elle relie une entrée (28) à une sortie (29), ainsi que deux chambres de pression (33) reliées à la diagonale du pont et dont la différence de pression permet de faire dévier l'organe pilote (32) de la position neutre vers une position de blocage, dans les deux sens. 6. Dispositif de commande selon une quelconque des revendications t à 5, caractérisé en ce que les ressorts (31) centrant l'organe pilote (32) sont relativement beaucoup plus faibles que les ressorts (21) centrant le tiroir pilote (12). 7. Dispositif de commande selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la soupape relais est un distributeur 2/3 (27).