Brevet FR2540193A1 — publié le 19840803

APPAREIL HYDRAULIQUE DE DIVISION ET DE SOMMATION D'ECOULEMENTS POUR DEUX OU PLUSIEURS APPAREILS DE CONSOMMATION La présente invention concerne un appareil hydraulique de divi- sion et de sommation d'écoulements comportant des tiroirs de régulation pourvus d'une arête de régulation pour deux ou plusieurs appareils de consommation, au moyen duquel un écoulement de liquide peut être réparti suivant une proportion désirée pour deux ou plusieurs appareils de consommation, ou bien des écoulements de liquide de deux ou plusieurs appareils de consommation peuvent être additionnés. L'appareil hydraulique de division et de sommation d'écoulements conforme à l'invention fonctionne d'après le principe de l'étranglement. Les écoulements de liquide sont comparés au moyen d'étranglements de mesure constants ou variables et la régulation est effectuée avec des tiroirs de régulation se déplaçant sous l'action de différences de pressions et qui constituent un étranglement additionnel en assurant ainsi la proportion désirée de division et de sommation indépendamment de la charge des appareils de consommation. Dans des entraînements hydrauliques de roues, la vitesse de rotation synchrone des roues, indépendante de la charge, peut être établie au moyen de tiroirs de régulation classiques comportant deux arêtes de régulation, par la combinaison de trois appareils de division d'écoulement ou bien par le montage des tiroirs de régulation et de l'étranglement de mesure dans un carter commun Cette solution connue est représentée sur les dessins à la figure 1, qui montre un circuit théorique simplifié d'un appareil de division d'écoulement constitué par trois tiroirs de régulation comportant deux arêtes de régulation. Dans cette solution, on rencontre un inconvénient dû au fait que la différence de pression minimale nécessaire pour la régulation se manifeste deux fois dans les étranglements de mesure et en outre que l'écoulement de liquide passant sur le premier tiroir de régulation est plus grand que les écoulements de liquide passant sur le second et le troisième tiroir de régulation, de sorte que les masses géométriques des tiroirs de régulation sont différentes Un autre inconvénient consiste en ce que le nombre des étranglements de mesure est égal au double du nombre des tiroirs de régulation et en ce que les sections des étrangle- ments de mesure ne sont pas égales dans le cas d'une même proportion de division. On connaît d'après la littérature technique une solution dans laquelle la régulation de l'écoulement de liquide est effectuée au moyen de tiroirs de régulation comportant une arête de régulation Le schéma de principe d'une telle solution est représenté sur la figure 2 On voit que la différence de pression minimale nécessaire pour la régulation ne se manifeste qu'une fois dans les étranglements de mesure et en consé- quence, également, la perte d'énergie est plus faible et en outre il passe sur les tiroirs de régulation les mêmes écoulements de liquide ce qui suppose une proportion de division égale de sorte que les masses géométriques sont avantageusement égales, et il en résulte une technologie de fabrication simplifiée et souvent un plus faible débit et un plus faible poids Le nombre des étranglements de mesure est égal au nombre des tiroirs de régulation, c'est-à-dire des appareils de consom- mation, et les sections des étranglements de mesure sont également agencées de façon identique, ce qui permet une fabrication et une construction plus avantageuses En dehors des avantages cités, cette solution du problème posé présente de nombreux inconvénients: du fait que le couplage en retour entre les tiroirs de régulation est assuré par un liquide disposé dans un volume fermé, avantageusement de l'huile, le maintien d'un volume constant, mais également le dimensionnement du volume, posent un problème très compliqué et une augmentation ou réduc- tion éventuelle du nombre des appareils de consommation, et la modifica- tion en résultant du nombre des tiroirs de régulation, ne sont possibles que par une transformation totale de l'appareil de division et de sommation d'écoulements Un autre inconvénient de la solution citée consiste en ce que la différence de pression établissant la régulation fait toujours intervenir, à la différence de la solution comportant des tiroirs de régulation pourvus de deux arêtes de régulation, toujours deux tiroirs de régulation comportant une arête de régulation de sorte que l'influence des forces de frottement est plus grande et que la régulation n'est pas précise; en outre, le problème consistant à décon- necter complètement les tiroirs de la régulation n'est pas résolu. C'est ici qu'intervient l'invention, dont le but est, en dehors de l'élimination des inconvénients précités, de créer un appareil hydraulique de division et de sommation d'écoulements au moyen duquel on peut obtenir une régulation plus précise qu'avec les solutions connues et o le système peut également être élargi additionnellement et à volonté sans aucune transformation. L'invention est basée sur la connaissance que le problème posé, consistant à réaliser un appareil hydraulique de division et de somma- tion d'écoulements comportant des tirotrs de régulation pourvus d'une arête de régulation pour deux ou plusieurs appareils de consommation, peut être résolu lorsque le couplage en retour entre les différents tiroirs de régulation est agencé de telle sorte que le volume fermé commun de liquide soit ouvert et que chaque volume d'actionnement de chaque tiroir de régulation soit relié à un autre volume d'actionnement, raccordé à un étranglement de mesure propre, d'un autre tiroir de régulation respectif. Dans un exemple avantageux de réalisation de l'appareil hydrau- lique de division et de sommation d'écoulements conforme à l'invention, il est prévu d'autres étranglements dans les conduits reliant un des volumes d'actionnement de chaque tiroir de régulation avec l'étrangle- ment de mesure associé et un conduit de commande assurant une interven- tion extérieure est relié au volume d'actionnement d'au moins un tiroir de régulation Ainsi, il est possible de résoudre partiellement ou complètement le problème de la régulation d'un écoulement de liquide entre les différents appareils de consommation par un signal de commande. L'invention va être expliquée de façon plus détaillée dans la suite au moyen de dessins représentant deux modes de réalisation et dans lesquels: la figure 1 est un schéma de principe d'un agencement connu d'un appareil hydraulique de division et de sommation d'é- coulements; la figure 2 représente une autre solution connue; la figure 3 représente une forme de réalisation de l'appareil de division et de sommation d'écoulements conforme à l'invention, comportant quatre tiroirs de régulation; la figure 4 représente une possibilité avantageuse d'utilisation de l'appareil de division et de sommation d'écoule- ments conforme à la présente invention, représentée sur la figure 3, dans des entraînements à quatre roues motrices. Comme le montre la figure 3, l'appareil hydraulique de division et de sommation d'écoulements conforme à l'invention comporte quatre tiroirs de régulation 1, 2, 3, 4, pourvus d'une arête de régulation et qui sont reliés à une source hydraulique de haute pression Q par l'in- termédiaire d'étranglements constants de mesure 9, 10, 11, 12 placés dans des conduits hydrauliques 5, 6, 7, 8 Dans l'état d'ouverture des tiroirs de régulation 1, 2, 3, 4, les écoulements de liquide sortent par l'intermédiaire des raccords Qj, Q 2, Q 3, Q 4 en correspondance à une proportion de division déterminée Chaque tiroir de régulation 1, 2, 3, 4, comporte un volume d'actionnement 13, 14, 15, 16, auquel est relié l'étranglement de mesure correspondant au tiroir de régulation, et en outre chaque tiroir de régulation 1, 2, 3, 4, comporte un autre volume d'actionnement 17, 18, 19, 20, qui est relié à l'autre volume d'action- nement raccordé à l'étranglement de mesure associé, d'un autre tiroir de régulation Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le volume d'actionnement 13 du tiroir de régulation 1 est relié par l'intermé- diaire d'un conduit 21 au volume d'actionnement 20 du tiroir de régula- tion 4, le volume d'actionnement 14 du tiroir de régulation 2 est relié par l'intermédiaire d'un autre conduit 22 au volume d'actionnement 17 du tiroir de régulation 1, le volume d'actionnement 15 du tiroir de régula- tion 3 est relié par l'intermédiaire d'un autre conduit 23 au volume d'actionnement 18 du tiroir de régulation 2 tandis que la volume d'ac- tionnement 16 du tiroir de régulation 4 est relié par l'intermédiaire d'un autre conduit 24 au volume d'actionnement 19 du tiroir de régula- tion 3 Dans les conduits 25, 27, 29, 31, qui relient l'un des volumes d'actionnement de chaque tiroir de régulation avec l'étranglement de mesure associé, il est prévu des étranglements constants 26, 28, 30, 32. Dans les autres volumes d'actionnement des tiroirs de régulation, il est prévu des ressorts 33 qui servent à ramener le tiroir de régulation dans une position initiale Le volume d'actionnement 16 du tiroir de régula- tion 4 est relié à un tuyau de commande 34 permettant une sollicitation de l'extérieur, ce tuyau assurant la liaison du volume d'actionnement 16 avec un réservoir 37 par l'intermédiaire d'une soupape de commande 35 et d'une pompe 36. 2540193 On peut voir Qu le couplage en retour entre les tiroirs de régulation comportant une arête de régulation est réalisé au moyen de volumes de cormnunicatioa qui sont ouverts à une extrémité Chaque tiroir de régulation est déplacé par la différence entre les pertes de charge se produisant dans l'étranglement de mesure associé et celles se produisant dans un autre étranglement de mesure, de préférence l'étran- glement adjacent, dans une direction correspondante d'ouverture ou de fermeture jusqu'à ce qu'il s'établisse une différence de pression en un point correspondant de la chaine de couplage en retour qui est fermée surellemême. Les volumes de communication ouverts permettent une construction simple, un dimensionnement approprié, un usinage peu coûteux et une modification simple du système en cas de modification du nombre d'appa- reils de consommation et simultanément, également, la précision du système est augmentée car la différence de pression assurant la régula- tion, qui s'établit par suite de l'écart des écoulements de liquide par rapport à la proportion prédéterminée, ne déplace à chaque fois qu'un tiroir de régulation de sorte que l'influence de la force de frottement est réduite de moitié par comparaison à la variante connue comportant une arête de régulation. Du fait que la solution conforme à l'invention est fonction de la position de montage, les tiroirs de régulation sont pourvus, en vue de remplir la fonction correcte, de ressorts à faible réaction 33 ramenant le tiroir de régulation correspondant dans la position initiale, comme dans le cas de l'utilisation de la solution conforme à l'invention sous la forme d'un appareil de division et de sommation d'écoulements, ou bien avec des ressorts possédant une grande constante d'élasticité, qui permettent d'établir une plage d'insensibilité, comme lors de l'utilisa- tion de la solution conforme à l'invention comme un verrou hydraulique compensateur. Dans le cas d'entraînements à quatre roues, il peut également être nécessaire, dans des cas déterminés, par exemple pendant une marche à grande vitesse, de coupler en parallèle les quatre roues tout en supprimant simultanément la liaison synchrone dans un couplage en série et par paires des roues Cela signifie que deux tiroirs de régulation doivent être complètement ouverts et que deux tiroirs de régulation doivent être complètement fermés. Une solution avantageuse du problème défini ci-dessus est mise en évidence sur la figure 4. La source hydraulique de haute pression Q qui est reliée aux tiroirs de régulation 1, 2, 3, 4, par l'intermédiaire des étranglements de mesure 9, 10, 11, 12, est constituée par une pompe de refoulement 38. Le raccord Q 1 du tiroir de régulation 1 est relié à un moteur hydrauli- que 40 associé à une roue 39 Le raccord Q 2 du tiroir de régulation 2 est relié à un moteur hydraulique 42 associé à une roue 41 ainsi qu'à un distributeur 43, le raccord Q 3 du tiroir de régulation 3 est relié à un moteur hydraulique 45 associé à une roue 44 tandis que le raccord Q 4 du tiroir de régulation 4 est relié à un moteur hydraulique 47 associé à une roue 46 ainsi qu'au distributeur 43 Un tuyau commun de retour 48 des moteurs hydrauliques 40 et 45, ainsi qu'un tuyau commun de retour 49 des moteurs hdyrauliques 42 et 47 sont reliés en parallèle, dans la position initiale du distributeur 43 à un tuyau de retour de la pompe de refoulement 38 Les volumes d'actionnement 14 et 16 des tiroirs de régulation 2 et 4 sont reliés'à d'autres tuyaux de commande 34 reliés à un autre distributeur 50 Ces tuyaux de commande 34 sont séparés l'un de l'autre dans la position initiale du distributeur 50 et ils sont égale- ment séparés du tuyau de retour de la pompe de refoulement 38. Après l'actionnement des distributeurs 43 et 50, l'action de régulation provoquée par les pertes de charge s'établissant dans les étranglements de mesure 10, 12-est supprimée par les étranglements 28, 32 prévus dans les tuyaux 27, 31 des tiroirs de régulation 2, 4 Les tiroirs de régulation 1 et 3 sont complètement ouverts tandis que les tiroirs de régulation 2 et 4 sont complètement fermés De cette manière, la régulation est partiellement arrêtée Les roues 39, 41, 44 et 46 tournent de façon non synchronisée en étant couplées par paires et en série Lorsque les distributeurs 43 et 50 reviennent dans leur position initiale, l'action de régulation est automatiquement rétablie Les roues tournent en synchronisme et sont couplées en parallèle. Lorsque tous les tuyaux de commande 25, 27, 29, 31, sont reliés à un volume soumis à une même pression, les tiroirs de régulation I, 2, 3, 4 sont ramenés dans leur position initiale au moyen des ressorts 33 et ainsi un libre passage est assuré sans régulation des écoulements de liquide La deconnection complète de la régulation est nécessaire par exemple lors de l'exécution de mesures éventuelles, lorsque le véhicule est partiellement relevé ou bien lors de l'exécution de contrôles et de l'entretien. Les avantages précités concernent évidemment des appareils hydrauliques de division et de sommation d'écoulements associés à deux et également à plusieurs appareils de consommation mais cependant les appareils utilisés à l'heure actuelle pour deux appareils de consomma- tion sont tous pourvus d'un tiroir de régulation comportant deux arêtes de régulation et il faut préciser que la solution conforme à l'invention comportant deux tiroirs de régulation pourvus chacun d'une arête de régulation permet, malgré sa complication apparente (un plus grand nombre de composants et d'alésages) une fabrication plus simple et moins coûteuse car l'usinage plus précis des alésages plus courts des tiroirs de régulation peut être effectué plus facilement et les composants concordent avec les composants des autres solutions comportant une arête de régulation, de sorte que l'importance des séries est augmentée, ce qui permet en conséquence de réduire les coûts. Bien entendu, la présente n'est pas limitée aux modes de réali- sation mais elles est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVEND ICAT IONS 1. Appareil hydraulique de division et de sommation d'écoule- ments comportant des tiroirs de régulation pourvus d'une arête de régulation pour deux ou plusieurs appareils de consommation, dans lequel au moins deux tiroirs de régulation sont disposés avec une arête de régulation et un étranglement de mesure constant ou variable et o le couplage en retour entre les tiroirs de régulation est assuré par un volume de liquide commun et fermé, caractérisé en ce que le couplage en retour entre les différents tiroirs de régulation ( 1, 2, 3, 4) est agencé de manière que le volume de liquide commun et fermé soit ouvert et en ce qu'un volume d'actionnement ( 17, 18, 19, 20) de chaque tiroir de régulation ( 1, 2, 3, 4) est relié à un autre volume d'actionnement ( 14, 15, 16, 13) raccordé à l'étranglement de mesure associé ( 10, 11, 12, 9) du tiroir de régulation, d'un autre tiroir de régulation ( 2, 3, 4, 1). 2 Appareil hydraulique de division et de sommation d'écoule- ments selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu des étranglements constants ( 26, 28, 30, 32) dans d'autres conduits ( 25, 27, 29, 31) reliant un volume d'actionnement ( 13, 14, 15, 16) de chaque tiroir de régulation ( 1, 2, 3, 4) avec l'étranglement de mesure associé correspondant ( 9, 10, 11, 12) et en ce qu'un tuyau de commande ( 34), assurant une sollicitation de l'extérieur, est relié au volume d'action- nement ( 16) d'au moins un tiroir de régulation ( 4).