Brevet FR2555277A1 — publié le 19850524

La présente invention, concernant un accessoi- re de véhicule et plus spécialement l'alimentation hy- draulique d'un moteur de véhicule adapté, est spécifi- quement relative à un distributeur, c'est-à-dire une vanne multi-voies, comprenant des pistons de freinage, ce distributeur servant à commander les trajets d'un fluide sous pression entre un récepteur, en particulier le moteur de propulsion d'un véhicule, et une pompe ou entre ce récepteur et un réservoir, par un piston de commande qui présente des perçages sur ses côtés fron- taux, dans chacun desquels un piston de freinage est guidé, ce dernier étant amené en direction de l'ouvertu- re, dans la position de travail du piston de commande, contrairement à la force d'un ressort qui s'appuie con- tre le piston de commande, par la pression d'alimenta- tion de la pompe agissant entre le piston de freinage et le piston de commande, une section transversale de com- mande étant dégagée pour l'écoulement du fluide sous pression du récepteur vers le réservoir, et ledit pis- ton de freinage étant déplacé par le ressort dans la di- rection de la fermeture lorsque la pression d'alimenta- tion chute, la section transversale de commande étant alors étranglée. Le rôle de telles vannes pourvues de pistons de freinage ou "distributeurs" consiste à éviter dans une marche en descente que le véhicule n'accélère, en particulier s'il s'agit d'un excavateur, et de permet- tre une descente sans danger. De tels distributeurs peu- vent être également prévus avec d'autres récepteurs, par exemple avec un moteur hydraulique de grue pour "filer" une charge. Avec le distribute.r selon l'invention, il s'agit d'une vanne à double effet comprenant deux pis- tons de freinage incorporés, de sorte que le récepteur peut être freiné dans les deux sens de rotation, au cas o il travaillerait comme pompe en étant entraîné par une charge. L'invention part d'une vanne connue, dans la- quelle un piston de freinage est disposé dans chacun des perçages frontaux du piston de commande de la vanne multi-voies. Le piston de freinage est sollicité par la pression d'alimentation de la pompe et commande le re- flux du fluide de travail du récepteur vers le réservoir. Tant que la pression d'alimentation de la pompe, soit donc la pression dans le récepteur, est suffisamment grande, la section transversale d'écoulement pour le fluide en circulation est libérée par le piston de frei- nage du récepteur vers le réservoir. Lorsque la pression d'alimentation chute, le piston de freinage est poussé par un ressort dans la direction de fermeture et elle est cause de ce que le récepteur soit freiné-en raison de la section transversale de retour plus petite. Mais les pistons de freinage connus jusqu'à présent ont ce- pendant un comportement peu satisfaisant en commutation et un fonctionnement instable qui tend à causer des dé- rangements. Le problème à la base de l'invention consiste par conséquent en ce qu'on veut perfectionner une vanne comportant des pistons de freinage du genre exposé de façon à en stabiliser le fonctionnement, m8me en cas de pression fluctuante, et à obtenir un mode de travail fiable aussi bien dans la position de marche du véhicu- le qu'également dans la position de freinage des pis- tons de freinage. Conformément à l'invention, ce problème est résolu grâce au fait que le volume de commande de cha- que piston de freinage communique, par l'intermédiaire d'une fente annulaire entre le piston de freinage et le perçage du piston de commande et par l'intermédiaire d' un canal dans le piston de freinage et d'une soupape de retenue fermant la chambre de commande, avec une rainu- re annulaire, qui débouche dans un canal annulaire re- lié à la pompe. L'invention sera encore caractérisée sous d'autres aspects comme il résultera de ce qui suit. Grâce aux caractéristiques ci-dessus énon- cées, le comportement en commutation du piston de frei- nage est stabilisé. De cette façon, lors de l'accéléra- tion du moteur du véhicule, le mouvement d'ouverture du piston de freinage est ralenti et amorti, car la pres- sion dans la chambre de commande du piston de freinage augmente de façon progressive. On évite que lors de 1' arrivée du piston de commande en position de travail, la pression n'augmente dans la chambre de commande de execute, manière tellement subite, que le piston de freinage! contrairement à la force du ressort, des mouvements ra- pides et brusques qui entraîneraient un mode de fonc- tionnement instable. Par ailleurs, lors du passage en position de freinage, le déplacement du piston de frei- nage s'exécute très rapidement, de sorte que le moteur du véhicule ne peut prendre, pour des raisons de sécuri- té, une vitesse trop élevée et que l'effet de freinage est obtenu rapidement et de manière sûre. La course du piston de commande dans le temps a la forme d'un tracé en dents de scie, avec laquelle la section transversale d'écoulement augmente progressivement, mais diminue ra- pidement. Grace à la buse prévue dans le canal en plus de la soupape de retenue, le mouvement du piston de freinage est légèrement amorti dans la position de frei- nage, de sorte qu'on évite des oscillations du piston de freinage en cas de fluctuation de la pression. Un propre perçage débouchant dans la chambre de commande assure un démarrage certain et fiable, même avec un fluide de travail froid. En outre le fonctionnement du piston de frei- nage est amélioré grâce au fait que chaque piston de commande comporte des premiers, deuxièmes et troisièmes perçages et chacun des pistons de freinage, une deuxiè- me rainure annulaire qui communique dans la position de travail du piston de commande par l'intermédiaire des premiers perçages avec le canal annulaire relié à la pompe et, par l'intermédiaire des deuxièmes perçages, avec un canal annulaire relié à l'alimentation corres- pondante du récepteur et qui communique, par l'intermé- diaire des premiers perçages, avec un canal annulaire relié à la sortie correspondante du récepteur et avec un canal annulaire relié au réservoir par l'intermédiai- re des troisièmes perçages commandés par un bord de com- mande du piston de freinage. Pendant que s'effectue l' alimentation du fluide sous pression allant au récep- teur par l'intermédiaire des premiers et deuxièmes per- çages dans le piston de commande, reliés à des canaux annulaires correspondants, les deuxièmes perçages sont obturés pour le retour du fluide en circulation du re- cepteur vers le réservoir et ce retour s'effectue plu- tôt par des troisièmes perçages dans un piston de com- mande, dont la section transversale est commandée par le piston de freinage. Grâce à ce trajet d'écoulement, la résistance hydraulique dans l'alimentation du fluide sous pression est diminuée. L'alimentation et le retour s'effectuent donc chacun par l'intermédiaire des deuxiè- mes et troisièmes perçages. D'une façon avantageuse, on prévoit dans cha- que piston de freinage un conduit de dérivation con- tournant le bord de commande vers les troisièmes perça- ges, conduit qui est toujours ouvert, de sorte que le retour vers le réservoir n'est pas complètement inter- rompu, ce qui entraînerait une trop grande montée de la pression. En outre ce canal de dérivation, lors de la déviation du piston de commande hors de la position cen- trale, permet une réponse immédiate du récepteur, car il existe une communication avec le réservoir par le conduit de dérivation, avant même que le piston de freinage ne soit dégagé pour venir dans la position de marche. Par suite le distributeur selon l'invention, comprenant des pistons de freinage, se distingue par un fonctionnement amélioré; il présente un amortissement relativement grand, lors de la commutation de la position de freinage dans la position de marche, et un amortisse- ment relativement petit, lors de la commutation de la position de marche dans la position de freinage. En ou- tre on évite les flottements et les mouvements oscilla- toires des pistons de freinage et, en cas de fluctua- tion de pression, le véhicule ne se balance pas. Un exemple de réalisation de l'invention est exposé plus en détail dans ce qui suit avec référence au dessin. Celui- ci montre: - à la figure 1, la représentation schématique d'un distributeur pour moteur de véhicule, comportant un pis- ton de commande et un piston de freinage représentés coupés; - à la figure 2, à échelle agrandie, une coupe de la 2 0 moitié gauche du piston de commande représenté sur la figure 1. Le distributeur 10, représenté sur le dessin, comporte un piston de commande 11, qui peut se déplacer dans l'alésage 12 d'un boîtier non autrement représenté et qui présente, dans chaque c8té frontal, un évidement ou perçage 13, 14, dans lequel est placé un piston de freinage 15, 16. Chaque piston de freinage 15, 16 est sollicité par un ressort 17, 18, qui s'appuie contre un couvercle respectif 19, 20 du piston de commande corres- pondant. Le piston de commande ll comporte au centre une rainure annulaire 22 incluant des rainures de com- mande fine 23, 24. Sur la figure 2, le piston de com- mande ll est représenté en position neutre centrale, dans laquelle le fluide sous pression, fourni par une pompe 26, passe par l'intermédiaire d'un canal annulai- re 28 dans le boîtier, de la rainure annulaire 22 et d'un canal annulaire 29 dans le boîtier jusque dans un conduit 30 qui est relié à chacun des canaux annulaires 31 et 32 ainsi qu'au réservoir T. Dans la position cen- trale représentée sur la figure 2, le fluide ou liquide hydraulique s'écoule donc sans pression jusqu'au réser- voir. Si le piston de commande 11 est amené vers la droi- te ou vers la gauche dans une position de travail, le fluide sous pression fourni par la pompe 26 est plus ou moins étranglé par les rainures de commande fine 23 et 24 et subit de ce fait un accroissement de sa pression. Sur la figure 1, le tiroir de commande se trouve dans sa position de travail complètement vers la droite, position dans laquelle le canal annulaire 28 est complè- tement obturé et la totalité du courant de refoulement de la pompe 26 s'écoule par l'intermédiaire d'un canal annulaire 34, d'un premier perçage 35, d'une rainure an- nulaire 36 dans le piston de freinage 15, d'un deuxième perçage 37 et d'un canal annulaire 38 et par l'intermé- diaire d'un conduit 39 jusqu'au moteur hydraulique 40 d'un véhicule, par exemple d'un excavateur. Comme 1' étranglement du fluide sous pression est réalisé pour l'exécution de la commande par l'intermédiaire de la rai- nure annulaire 22 ou des rainures de commande fine 23, 24, le passage du fluide sous pression du canal annulai- re 34 au canal annulaire 38 s'effectue essentiellement sans obstacle. Sur le côté opposé du piston de commande 11, les canaux annulaires correspondants sont repérés par 44 et 48, le premier perçage et le deuxième perçage par et 47, et la rainure annulaire par 46. On voit sur la figure 1 que les deuxièmes perçages 47 sont obturés du fait de la situation du tiroir de distribution 11 dans le boîtier du distributeur, de sorte que le fluide sous pression, circulant à partir du moteur du véhicule 40 par l'intermédiaire du conduit 49, est ramené par l'in- termédiaire de troisièmes perçages 51 dans le piston de commande 11 au canal annulaire 32 et, par l'intermédiai- re du conduit 30, jusqu'au réservoir T. Le passage par les troisièmes passages 51 à partir de la rainure annu- laire 46 est réglé par un bord de commande 52 existant sur le piston de freinage 16. Par l'intermédiaire d'un canal de dérivation 54 ménagé dans le piston de freina- ge 16 ou 15, du fluide de travail peut toujours circu- ler dans le canal annulaire 32. En régime normal de marche du véhicule, soit donc en circulant sur un terrain plat, ou en montant une côte, ou lors d'une accélération, le piston de frei- nage 16 doit être placé dans la position représentée sur la figure 1, c'est-à-dire que le bord de commande 52 doit dégager toute la section des troisièmes perça- ges 51, de sorte que le fluide en circulation chassé par le moteur 40 peut s'écouler sans obstacle jusqu'au ré- servoir et que par suite le moteur peut déployer toute sa puissance. A cet effet, entre le piston de freinage 16 et le fond du perçage 14 on a prévu une chambre de com- mande 55, qui est en communication, par l'intermédiai- re de la fente annulaire 56 entre le piston de freina- ge 16 et le perçage 14, d'une rainure annulaire 57 dans le piston de freinage et d'un canal 58 dans le piston de commande 11, avec le canal annulaire 44, dans lequel il règne la pression du récepteur ou la pres- sion d'alimentation de la pompe. Par suite de cette pression, lors de la marche du véhicule ou lors de 1' accélération, le piston de freinage 16 se déplace con- trairement à la force du ressort 18 vers la droite dans la position d'ouverture, dans laquelle le bord de commande 52 libère les troisièmes perçages 51. Sur la figure 1 les troisièmes perçages cor- respondants sont repérés sur l'autre côté du piston de commande ll par 61, le bord de commande du piston de frein 15 par 62 et le canal de dérivation par 64. De façon correspondante il est prévu une chambre de comman- de 65, une fente annulaire 66, une rainure annulaire 67 et un canal 68. En outre, chaque chambre de commande 55 ou 65 est reliée, par l'intermédiaire d'un canal 59 ou 69 et d'une soupape de retenue 60 ou 70, à la rainu- re annulaire 57 ou 67. La moitié de droite du piston de commande est représentée sur la figure 2 à plus grande échelle. Au démarrage ou lors de l'accélération, si le piston de commande ll vient dans la position de travail représen- tée et que par suite la pression du fluide refoulé en circulation et fourni par la pompe 26 est augmentée, la chambre de commande 55 est soumise immédiatement aussi à cette pression par l'intermédiaire d'un perçage 62 pratiqué dans le piston de commande 11, de sorte qu'aus- sit8t lors du démarrage, m8me avec un fluide circulant froid, la pression commence à s'établir dans la chambre de commande 55, tandis qu'elle se communique plus len- tement par l'intermédiaire de la fente annulaire 56 et de la rainure annulaire 57. Ceci signifie que, grâce à l'établissement rapide de la pression dans la chambre de commande 55, le piston de freinage 16 commence à se dé- placer vers la droite, à la suite de quoi le perçage 62 utilisé au démarrage est fermé, de sorte que la pression continue à s'affirmer dans la chambre 55 par l'intermé- diaire de la fente annulaire 56 et qu'on obtient ainsi un amortissement du mouvement du piston de freinage. C'est pourquoi cet amortissement a une importance essen- tielle, car une élévation de pression subite dans la chambre de commande 55 exercerait une plus forte action sur le piston de freinage 16 que la réaction du ressort 18. Par suite de l'amortissement on obtient ainsi, lors- que la pression s'élève dans la chambre de commande 55, une ouverture lente du piston de freinage 16 et la sta- bilisation de l'allure de son déplacement. En outre, dès avant le dégagement des troisiè- mes perçages 51, du fluide de travail du récepteur peut s'écouler du c8té du bord de commande 52 en passant par le canal de dérivation 54 par l'intermédiaire du conduit 549 et des perçages 51 jusqu'au canal annulaire 32 relié au réservoir, de sorte que le moteur du véhicule répond immédiatement à l'actionnement du piston de commande 11. Si alors le bord de commande 52 libère ensuite la sec- tion transversale des troisièmes perçages 51, le fluide d'écoulement chassé par le moteur 40 du véhicule peut s' écouler sans obstacle à partir du canal annulaire 48 et en passant par les premiers perçages 45, la rainure an- nulaire 46, les troisièmes perçages 51 et le canal annu- laire 32 jusqu'au réservoir. Si le véhicule arrive alors sur un trajet des- cendant escarpé, de sorte que le moteur du véhicule est entraîné et travaille comme une pompe, le piston de frei- nage 16 doit se mettre aussi rapidement que possible, pour des raisons de sécurité, dans la position de frei- nage. Dans un trajet en descente on devrait pouvoir éva- cuer au réservoir, sans piston de freinage du moteur 40 travaillant comme pompe, tellement de fluide de travail qu'il ne pourrait en arriver suffisamment sous la pres- sion de.remplissage et que le courant d'alimentation du fluide de travail vers la machine 40 serait interrompu. Pour éviter cela, la pression doit 8tre maintenue à 1' arrivée. Ceci est obtenu grace au piston de freinage, qui est monté comme résistance dans l'issue de décharge et qui assure automatiquement, en étant commandé par la pression de remplissage, que la pression reste maintenue à l'admission. Ainsi, dès que le moteur 40 fonctionne comme pompe, la pression à l'admission tombe dans la chambre de commande 55, ainsi que par suite la pression de com- mande. Le fluide sous pression dans la chambre de com- mande 55 se vide par l'intermédiaire du canal 59 et de la soupape de retenue 60, qui est alors ouverte, dans la rainure annulaire 57, ainsi que par le canal 58 dans le canal annulaire 44. Grâce au relâchement de la pres- sion dans la chambre de commande 55, le ressort 18 dé- place le piston de freinage 16 dans la direction de la fermeture, l'issue de décharge étant contrôlée par le bord de commande 52, afin de maintenir la pression de remplissage même avec entraînement sur une pente. Si la pression de remplissage chute encore plus, le piston de freinage réduit aussi la section transversale de décharge jusqu'à ce que la pression de remplissage soit à nouveau constante. Grâce à la com- mande de la section transversale de décharge, on peut régler, sur le retour 49 de la machine 40, la pression de fonctionnement maximale à l'égalité avec la pression du fréin, de sorte que la machine 40 est freinée et que ceci permet une descente sans risque. Comme la section transversale de décharge est commandée par la pression de remplissage régnant dans la chambre de commande 55, on obtient que la pression de remplissage soit mainte- nue constante pour toute vitesse de rotation de la ma- chine. Le canal de dérivation 54 laisse en permanence une très petite section transversale d'écoulement ouver- te vers le réservoir. Le mouvement du piston de freina- ge 16 en position de freinage peut être influencé par une buse 71 placée dans le canal 59. De ce fait la pres- sion dans la chambre de commande 55 ne peut brusquement chuter. La buse correspondante dans le piston de frei- nage 15 est désignée par 81. L'autre piston de freinage 15 est également commandé par la pression d'admission dans la position de travail représentée sur la figure 1, de sorte que la communication entre la rainure annulaire 36 et le réser- voir est interrompue par l'intermédiaire du canal 31. il REVENDICATIONS 1. Distributeur servant à commander les tra- jets d'un fluide sous pression entre un récepteur, en particulier le moteur hydraulique d'un véhicule, et une pompe ou entre ce récepteur et un réservoir, par un pis- ton de commande qui présente des perçages sur ses cotés frontaux, dans chacun desquels un piston de freinage est guidé, ce dernier étant amené en direction de l'ouvertu- re, dans la position de travail du piston de commande, contrairement à la force d'un ressort qui s'appuie con- tre le piston de commande, par la pression d'alimenta- tion de la pompe agissant entre le piston de freinage et le piston de commande, une section transversale de com- mande étant dégagée pour l'écoulement du fluide sous pression du récepteur vers le réservoir, et ledit pis- ton de freinage étant déplacé par le ressort dans la di- rection de la fermeture lorsque la pression d'alimenta- tion chute, la section transversale de commande étant alors étranglée, caractérisé en ce que le volume de com- mande (55,65) de chaque piston de freinage (15,16) com- munique, par l'intermédiaire d'une fente annulaire (56, 66) entre le piston de freinage et le perçage (13,14) du piston de commande et par l'intermédiaire d'un canal (59,69) dans le piston de freinage et d'une soupape de retenue (60,70) fermant la chambre de commande, avec une rainure annulaire (57,67) qui débouche dans un canal an- nulaire (54,44) relié à la pompe. 2. Distributeur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une buse (71,81) entre la chambre de commande (55,65) et la soupape de retenue (60,70). 3. Distributeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un perçage (62,73) en- tre la chambre de commande (56,65) et le canal annulai- re (34,44) relié à la pompe, perçage qui débouche dans le canal annulaire (34,44) lorsque le piston de commande (11) se trouve en position centrale et qui est obturé dans la position de travail. 4. Distributeur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque piston de commande (11) comporte, des premiers, deuxièmes et troisièmes perçages (35, 37, 61, 45, 47, 51) et chacun des pistons de freinage (15,16), une deuxième rainure annulaire (36, 46) qui communique dans la position de travail du pis- ton de commande par l'intermédaire des premiers perça- ges (35,45) avec le canal annulaire (34,44) relié à la pompe et, par l'intermédiaire des deuxièmes perçages (37,47) avec un canal annulaire (38,48) relié à l'ali- mentation correspondante du récepteur et qui communique, par l'intermédiaire des premiers perçages, avec un ca- nal annulaire (38, 48) relié à la sortie correspondante du récepteur et avec un canal annulaire (31,32) relié au réservoir par l'intermédiaire des troisièmes perçages (51, 61) commandés par un bord de commande (52,62) du piston de freinage. 5. Distributeur selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que, partant d'une rainure annulaire (22) prévue au centre dans le piston de commande (11) pour commander l'écoulement du fluide sous pression de la pompe vers le réservoir il est disposé dans le boi- tier, des deux côtés du piston de commande et dans l'or- dre de succession, chaque fois une section transversale de communication (15,16) et les premiers, deuxièmes et troisièmes perçages - 6. Distributeur selon la revendication 5, ca- ractérisé en ce que dans chaque piston de freinage (15, 16) il est prévu un canal de dérivation (54,64) par 1' intermédiaire duquel la communication est maintenue ou- verte, dans le piston de commande, entre les premiers perçages (35,45) et les troisièmes perçages (51,61).