Brevet FR2557218A1 — publié le 19850628

La présente intention est relative à un émet- teur hydraulique de commande à distance, pourvu de dis- positifs amplificateurs de débit. On sait que, sur un circuit hydraulique de commande à distance, l'utilisateur actiOnne un levier ou un clavier, qui déclenche les commutations voulues dans un circuit hydraulique actionnant par ailleur-s des ap- pareils récepteurs Ces appareils sont, le plus souvent, constitués par des vérins ou des moteurs hydrauliques sus- ceptibles d'être plus ou moins éloignés du poste dd commande La plupart des dispositifs connus à ce jour présentent divers inconvénients, parmi lesquels: - le débit hydraulique envoyé sur les appareils d'utilisation est relativement faible, si bien que l'installation pré- sente un temps de réponse trop important; - le débit de régulation effectue un important apport de ca- lories, ce oui conduit à un échauffement exagéré; - méme important. le débit de régulation n'est pas suffi- sant pour réduire autant qu'on le souhaiterait le temps de réponse de linstallation; - le débit sur 1'utilisation du potentiomètre perturbe la courbe caractéristique de ce dernier. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, ce qui est particulièrement appréciable notamment sur le circuit hydraulique utilisé pour la commain- de des engins de travaux publics ou des véhicules lourds. Un émetteur hydraulique de commande à dis- tance selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il com- porte au moins deux étages, à savoir: - un étage de commande, dans lequel coulissent des pistons fonctionnant suivant le principe connu du potentiomètre hydraulique; - un étage de puissance, ou d'amplification, dans lequel coulissent des pistons distributeurs, reliés à des appa- reils d'utilisation vers lesquels ils assurent la commu- tation des débits hydrauliques de puissance et d'utilisa- tion. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, chaque piston de l'étage potentiométrique de com- J557218 mande se présente sous la forme d'un tiroir cylindrique dont la partie centrale rétrécie présente la forme générale d'un diabolo, c'est-à-dire que la petite section centrale est raccordée par des zones de transition tronconiques aux deux extrémités cylindriques du tiroir. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, la zone centrale à section rétrécie d'un piston posséde une ouverture qui communique avec un canal longitu- dinal prévu à l'intérieur de ce piston pour déboucher sur 1' une de ses extrémités, dirigée vers un piston correspondant de l'étage de puissance ou étage amplificateur. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caracté- ristiques de l'invention. Figure 1 est une vue schématique en coupe de l'ensemble d'un poste de commande équipé selon l'inven- tion, avec deux étages hydrauliques superposés. Figures 2 à 4 sont des coupes longitudi- nales illustrant le fonctionnement d'un piston de l'étage de commande, ou étage potentiométrique. Figures 5 à 7, sont des coupes longitudi- nales illustrant le fonctionnement d'un piston de l'étage de puissance, ou étage amplificateur de débit. Figure 8 est un schéma illustrant le prin- cipe de fonctionnement de l'étage potentiométrique. Figure 9 montre la courbe caractéristique qui en résulte, pour l'étage de commande. On a représenté sur les dessins un boitier de commande du genre de ceux qui existent par exemple sur les engins de travaux publics. Ce boftier est surmonté par un levier de commande de commande oscillant 1, dont la base est équipée d'un plateau de poussée 2. Lors des oscilla- tions du levier l,le plateau 2 vient enfoncer plus ou moins un ou deux pistons de commande 3 mobiles à l'encontre de ressorts de rappel 4 Selon l'invention, les pistons de comman- de 3 coulissent à l'intérieur d'un bloc qui constitue un éta- ge de commande 5, tandis qu'en-dessous de ce dernier se trouve un étage de puissance 6. L'étage ce commande 5 comprend des pistons coulissants 3, dont chacun fonctionne suivant le principe connu du potentiométre hydraulique. Autrement dit, cheque piston 3 comporte une section rétrécie 7 disposée entre deux portions cylindriques 8 et 9. I1 coulisse dans le sens indiqué par la flèche double 10, pour se déplacer devant trois gorges du stator, à savoir: - une gorge centrale de commande 11 - une gorge d'alimentation en pression 12 reliée à la centra- le hydraulique d'alimentation 13; - une gorge de retour 14, reliée au circuit de retour 15 de l'installation hydraulique. Selon l'invention, deux zones tronconiques de transition 16 et 17 sont disposées entre la section ré- trécie 7 et respectivement les portions cylindriques 8 et 9, ce qui assure une grande progressivité au fonctionnement du potentiomètre hydraulique. Par ailleurs, la section rétrécie 7 communique Dar une ouverture 18, avec un passage axial 19 du piston 3 Ce perçage axial 19 débouche dans la partie cirrrespondante de l'étage de puissance 6 O à savoir plus Darticulièrement la chambre 20 actionnant la tête d'un pis- ton de puissance 21 Chaque piston de puissance 21 coulisse dans le stator de l'étage de puissance 6, lequel comporte - une gorge 22 reliée au circuit de retour hydraulique 23 - une gorge d'alimentation de puissance 24, reliée à la centrale hydraulique de puissance 25; - une chambre d'extrémité 26 reliée directement au circuit d'utilisation, c'est-à-dire aux appareils récepteurs (moteurs ou vérins) de l'installation. Chaque piston de puissance 21 coulisse par des portées cylindriques d'étanchéité entre lesquelles est définie une section rétrécie 27. Celleci communique par un orifice 28 avec un canal axial 29 qui la traverse pour déboucher dans la chambre d'utilisation 26. âe fonctionnement est le suivant Chacun des pistons de commande 3 définit avec les divers alésages séparant les gorges Il, 12, 14, des étranglements variables en fonction du déplacement du piston 3. Lorsque, par l'intermédiaire du levier oscil- llant 1, l'opérateur déplace un piston 3 contre l'action de son ressort de rappel 4, il met en liaison la gorge de pression 12 correspondante, avec la gorge de commande I1 et la gorge de retour 14. La liaison entre les gorges d'alimen- tation 12, et de commande il, s'effectue par un étrangle- ment dont la section annulaire est définie en fonction de la position du cône de transition 16. De même, la liaison entre la gorge de retour 14, et la gorge de commande Il se fait par un étranglement dont la section annulaire dépend de la position de la zone de transition conique 17. Ainsi, on définit l'équivalent d'un gi- cleur d'entrée 30, à section variable, entre la gorge 12 et la chambre 20, et l'équivalent d'un gicleur de sortie 31 à section également variable, entre la chambre 20 et la gor- ge de retour 14. On a ainsi réalisé un potentiomètre hydrau- lique dont la représentation schématique est donnée à la fi- gure 8. A partir d'une source d'alimentation 12, 13, à pression constante, on a donc une pression de commande 20 qui est comprise entre zéro et la valeur nominale de la source d'alimentation 12. La variation de cette pres- sion de commande Pc en fonction du déplacement du piston de commande 3 ( ou de l'angle o( du levier 1), est représen- tée sur la figure 9. On notera qu'il est possible d'obte- nir pour le graphique de la figue 9, toutes formes de cour- bes désirées, en définissant les cotes de construction etles formes des génératrices des parties coniques 16, 17. Lorsque l'étage de commande 5 envoie la pression de commande dans la chambre 20 d'un piston d'uti- lisation 21, celui-ci se déplace et établit la liaison en- tre la gorge de pression 24, et la chambre d'utilisation 26. cette liaison est maintenue tant que la pression de commande Pc dans la chambre de commande 20 est supérieure à la pres- sion d'utilisation Pu dans la chambre d'utilisation 26 Cette liaison est maintenue tant que Pu ( chambre 26) reste supérieure à Pc ( chambre 20). Si Pu a tendance à être supérieure à PC,le piston 21 se déplace et coupe la liaison entre les chambres 24 et 26. Si cette pression P continue à monter l1e piston 21 se déplace encore et établit la liaison entre la chambre d'utilisation, et la gorge de retour 22, jusqu'à ce qu'on retrouve l'équilibre d'égalité des deux pressions Pu et P c Lorsqu'on relâche la commande (étage ), le piston 3 reprend sa position de repos * et la pression de commande dans la chambre 20 s'annule. Ainsi X le piston d'utilisation 21 correspondant reprend sa position de repos ( figure 7), pour laquelle la pression d'utilisa- tion dans la chambre 26 s'annule par mise en communication avec la gorge de retour 22. Le dispositif qui vient d'être décrit présente notamment les avantages suivants: -le faible débit nécessaire à la commande de l'étage ampli- ficateur ne perturbe pas la courbe de régulation Par ail- leurs il permet de réduire sérieusement le débit de régu-- 2 fation du potentiomètre, done l'apport de calories; - l'étage amplificateur ou de puissance n'étant pas limité en débit par les étranglements, comme dans le potentio- mètre, permet le passage d'un débit important, donc sup- press.on des temps de réponse. r- REVENDICATIONS 1 - Emetteur hydraulique de commande à distance,caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux étages, à savoir: - un étage de commande (5), dans lequel coulissent des pis- tons (3) fonctionnant suivant le principe connu du poten- tiomètre hydraulique; - un étage de puissance (6) ou d'amplification, dans lequel lO coulissent des pistons distributeurs (21} reliés à des ap- pareils d'utilisation vers lesquels ils assurent la com- mutation des débits hydrauliques de puissance et d'utili- sation. 2 - Emetteur hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque piston (3) de l'étage potentiométrique de commande se présente sous la forme d'un tiroir cylindrique (8). (9), dont la partie centrale rétrécie présente la forme générale d'un diabolo, c'est-à-dire que la petite section centrale (7) est raccor- dée par des zones de transition tronconiques deux extrémités cylindriques (8) (9) du tiroir (3). 3 - Emetteur hydraulique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone centrale à section rétrécie (7) d'un piston (3) possède une ouverture (18) qui communique avec un canal longitudinal (19) prévu à l'intérieur de ce piston (3) pour déboucher sur l'une de ses extrémités, dans une chambre de commande (20), dirigée vers un piston correspondant (21) de l'étage de puissance ou étage amplificateur ( 6). 4 - Emetteur hydraulique suivant la re- vendication 3, caractérisé en ce que chaque piston de com- mande (3) de l'étage de commande (5) est situé dans le prolongement d'un piston d'utilisation (21) de l'étage de puissance (6), si bien que l'étage de puissance (6) se pré- sente sous la forme d'un bloc rapporté contre le bloc de l'étage de commande (5) à l'pposé du levier de commande (1) de l'ensemble.