Brevet FR2562627A1 — publié le 19851011

Procédé et dispositif de commande d'un ensemble hydrostatique. La presente invention concerne un procédé de commande d'un ensemble hydrostatique comprenant une pompe hydrostatique à cylindree ou debit variable et un moteur hydrostatique à cylindree variable, qui sont fonctionnellement relies, ainsi qu'un dispositif de propulsion ou d'entraînement comprenant cet ensemble hydrostatique et adapté notamment pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans les ensembles hydrostatiques de ce type actuellement connus, la variation de la cylindree de la pompe hydrostatique et la variation de la cylindree du moteur hydrostatique sont realisees individuellement et séparément par l'intermediaire de leviers de commande. Les inconvenients de ces ensembles hydrostatiques resident dans le fait d'une part qu'il est necessaire d'executer deux manoeuvres inde- pendantes et separées et d'autre part qu'il est particulièrement difficile d'obtenir la cylindrée de la pompe hydrostatique et la cylindrée du moteur hydrostatique les mieux adaptees à la puissance désirée ou nécessaire disponibles sur l'arbre de sortie du moteur hydrostatique et à sa vitesse de rotation souhaitée. La présente invention se propose notamment de remedier à ces inconvenients et vise tout d'abord un procede de commande d'un ensemble hydrostatique du type comprenant une pompe hydrostatique à cylindree ou debit variable et un moteur hydrostatique à cylindrée variable, qui sont fonctionnellement relies. Conformement à la presente invention, ce procede de commande consiste à maintenir la cylindree du moteur hydrostatique à une valeur maximum tant que la cylindree de la pompe hydrostatique n'atteint pas ou se situe en-dessous d'une valeur déterminée et à faire varier la cylindrée du moteur hydrostatique des que la cylindree de la pompe hydrostatique atteint ladite valeur determinee. Dans une variante, le procede de commande selon la presente invention consiste (a) dans le sens de l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur hydrostatique à augmenter la cylindree de la pompe hydrostatique et simultanement maintenir la cylindrée du moteur hydrostatique à une valeur maximum tant que. la cylindree de la pompe hydrostatique ,5'a pas ai::t ~nt on se situe ezndessous d'une valeur determinée et à diminuer @ cylindrée du moteur hydrostatique dues que la cylindree de la pompe hydrostatique atteint cette valeur deteininee et(b) dans le sens de 1g diminution de la vitesse de rotation du moteur hydrostatique à âimultanément diminuer la cylindrée de la pompe hydrostatique et augmenter la cylindrée du moteur hydrostatique. Dans une autre variante, le procédé de commande selon la présente invention consiste, dans l'autre sens de rotation du moteur hydrostatique, à faire varier la cylindrée de 1 pompe hydrostatique en maintenant la cylindrée du moteur hydrostatique à sa valeur maximum. La présente invention propose également un dispositifide propulsion ou d'entratnement du type comprenant un ensemble hydrostatique formé d'une pompe hydrostatique à cylindrée ou débit variable et un moteur hydrostatique à moteur variable, qui sont continuellement reliés, adaptés notamment à la mise en oeuvre du procédé de commande ci-dessus, et comprenant des moyens pour faire varier la cylindrée de la pompe hydrostatique et des moyens pour faire varier la cylindrée du moteur hydrostatique. Conformément à la présente invention, ce dispositif de propulsion ou d'entraînement comprend en outre des moyens de commande comprenant des moyens d'actionnement simultanés en sens inverse de la variation de leur cylidrée,pour actionner lesdits moyens de variation la cylindrée de la pompe hydrostatique et lesdits moyens de variation de la cylindrée du moteur hydrostatique ainsi que des moyens pour maintenir la cylindrée du moteur hydrostatique à une valeur maximrns tant que la cylindrée de la pompe hydrostatique n'a pas atteint ou se situe en-dessous d'une valeur déterminée. Conformément à la présente invention, lesdits moyens de commande peuvent avantageusement comprendre des moyens pour limiter la vitesse de l'augmentation de la cylindrée du moteur hydrostatique, ces moyens de limitation pouvant être formés par un gicleur limitant le débit du fluide dans le circuit de commande des moyens de variation de la cylindrée du moteur hydrostatique. Conformément à la présente invention, lesdits moyens de commande comprennent, de préférence, des moyens pour limiter la vitesse de variation, dans un sens et/ou dans l'autre, de la cylindrée de la pompe hydrostatique et/ou de celle du moteur hydrostatique Conformément à la présente invention, lesdits moyens de commande comprennent, de préférence, des moyens de rappel qui agissent sur lesdits moyens de variation de la cylindree de la pompe hydrostatique dans le sens de sa diminution et sur lesdits moyens de variation de la cylindrée du moteur hydrostatique dans le sens de son augmentation. Dans une variante de réalisation, lesdits moyens d'entraînement peuvent comprendre un systeme à palonnier monté entre des moyens de manoeuvre et des moyens de variation de la cylindrée de la pompe hydrostatique et ceux du moteur hydrostatique. Conformément à la présente invention, lesdits moyens destinés a limiter la vitesse de variation, dans un sens et/ou dans l'autre de la cylindrée de la pompe hydrostatique et/ou celle du moteur hydrostatique sont de préfetrence formés par un vérin a effet d'amortissement variable ou échelonné. Conformément a la présente invention, des moyens libérables peuvent être prévus pour bloquer lesdits moyens de variation de la cylindrée de la pompe hydrostatique et/ou lesdits moyens de variation de la cylindree du moteur hydrostatique dans une position quelconque. Il peut egalement paraître avantageux de prévoit des moyens pour supprimer ou atténuer l'effet desdits moyens de limitation. La présente invc-ntioi sera mieux comprise a l'étude d'un dispositif d'entraînement ou da propulsion décrit a titre d'exemple non limitatif et illustre schématiquement sur la figure unique annexé, ce dispositif de propulsion étant décrit ci-apres en considérant qu'il est monté sur un véhicule destiné a leagriculture tel qu'un tracteur qui n'a pas été représenté Fn se reportant a la figure, on voit que le dispositif repre- senté et repéré une maniere générale par la référence 1 comprend une pompe hydrostatique 2 dont l'arbre d'entrez peut être par exemple entraîné par un moteur à combustion interne monté sur le véhicule et un moteur hydrostatique 3 dont l'srbre de sortie peut, par exemple, être relié au train de roues du tracteur en vue de son entraînement et qui çeut être éventuellement ilié à d'autres organes en vue de l'en- traînement de ces derniers. La pompe hydrostatique 2 et le moteur hydrostatique 3 sont fonctionnellement reliés par des conduits 4 et 5 qui sont reliés entre eux au travers de clapets de surpression 6 et 7 montés en parallèle et à effet inverse. De nrnniere classique, dans cet e.uiple, la variation de la cylindrée de la.pom-pe hydrostatique 2 et la variation de la cylindrée du moteur hydrostatique 3 sont obtenues pal variation de la position angulaire de leur plateau-came mobile qui est obtenue par modification de la position des leviers de commande 8 et 9 dont l'action respective sur le plateau de la pompe hydrostatique 2 et du moteur hydrostatique 3 est assistée par des vérins à double effet 10 et 11 qui sont respectivement alimentés au travers de distributeurs 12 et 13 grace à une pompe 14 solidaire en rotation de la pompe hydrostatique 2, cette pompe 14 servant également à compenser les débits de fuite de la pompe hydrostatique 2 et du moteur hydrostatique 3 au travers de calpets de réalimentation 15 et 16.A chaque position des leviers de commande 8 et 9 correspond une position particulière des plateaux-cames de la pompe hydrostatique 2 et du moteur hydrostatique 3 et en conséquence une cylindrée particulière de la pompe hydrostatique 2 et une cylindrée particulière du moteur hydrostatique 3. Pour faire varier la position des leviers de commande 8 et 9, de manière à faire varier la cylindrée de la pompe hydrostatique 2 et celle du moteur hydrostatique 3, on a prévu un système à palonnier repéré d'une manière générale par la référence 17. Ce systeme de palonnier 17 comprend un palonnier 18, un levier 19 dont les extrémités sont respectivement reliées de manière articulée l'une a une extrémité du palonnier et l'autre au levier de commande 8, un levier 20 dont l'une des extrémités est reliée de manière articulée à l'autre extrémité du palonnier 18 et son autre extrémité est reliée de maniere articulée au levier de commande 9 ainsi qu'un levier d'actionnement 21 dont lwune des extrémités est reliée de manière articulée au palonnier 19 et son autre extrémité est reliée de manière articulée à un levier de manoeuvre 22. Dans l'exemple, les leviers de commande 8 et 9 sont orientés sensiblement l'un vers l'autre, les leviers 19, 20 et 21 sont sensiblement parallèles et sont sensiblement perpendiculaires aux leviers de commande 8 et 9 et le palonnier 18 leur est sensiblement perpendiculaire, le levier de manoeuvre 22 étant sensiblement perpendiculaire au levier d'entraînement 21. Bien entendu, une pédale à double action ou tout autre système de manoeuvre pourrait être prévu pour déplacer le levier d'action nement 21, à la place ou en complément du levier de manoeuvre 22. Le système à palonnier 17 est représenté sur la figure dans une position telle que la position du levier de commande 8 correspond à la cylindrée nulle de la pompe hydrostatique 2 et la position du levier de commande 9 correspond à la cylindrée maximum du moteur hydrostatique 3. Lorsque le levier 20 est déplacé, sur le dessin de la gauche vers la droite, 1 extremité du levier de commande 9 associée est déplacée de la gauche vers la droite et provoque une diminution de la cylindrée du moteur hydrostatique 3. On voit sur la figure qu'on a prévu une butée 23 contre laquelle vient en appui le levier de commande 9 dans la position représentée qui correspond à la cylindrée maximum du moteur hydrostatique 3 ainsi qu'un ressort de rappel 24 qui agit de manière à ramener le levier 9 vers cette butée 23. A partir de la position représentée, lorsque le levier 19 est déplace de la gauche vers la droite, ou lorsque le levier 19 est deplacé de la droite vers la gauche, l'extrémité du levier de commande 9 se déplace dans le meme sens et provoque l'augmentation de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2, le déplacement de la gauche vers la droite du levier 19 correspondant à un sens de rotation de l'arbre de sortie du moteur hydrostatique 3 qui lui-même, dans l'exemple, correspond à la marche avant du véhicule tandis que le mouvement de la droite vers la gauche correspond à sa marche arrière. On voit sur la figure qu'on a prévu un ressort de rappel 25 qui ramène le levier de commande 9 dans sa position représentée qui correspond à la cylindrée nulle de la pompe hydrostatique, lorsqu'il est déplacé de la gauche vers la droite et un ressort de rappel 25a qui agit sur le levier de commande 9 dans l'autre sens. Les ressorts 24 et 25 sont tarés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que lorsqu'on déplace le levier d'actionnement 21 grâce au levier de manoeuvre 22 de la gauche vers la droite, le levier 19 se déplace de la gauche vers la droite et provoque, par l'intermédiaire du levier de commande 8, l'augmentation de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2, tandis que le levier 20 et en conséquence le levier de commande 9 restent dans leur position de telle sorte que la cylindrée du moteur hydrostatique 3 est maintenue à sa valeur maximum.Lorque le levier de commande 8 arrive dans sa position qui correspond à la cylindrée maximum de la pompe hydrostatique 2, alors le levier 20 se déplace de la gauche vers la droite et provoque, par l'intermédiaire du levier de corsnande 9j r 'JYainutic de la cylindrée du moteur hydrostatique 3. En conséquence, lorsqu'on déplace le levier d'actionnement 21 du système à palonnier 17 de la gauche vers la droite, la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur hydrostatique 3, et en conséquence, la vitesse du véhicule en marche avant augmente dans un premier temps grâce à l'augmentation de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2 et dans un second temps gracie à la diminution de la cylindrée du moteur hydrostatique 3. Ainsi, pour les vitesses basses du véhicule en marche avant, on dispose sur l'arbre de sortie du moteur hydrostatique 3 un couple important alors que, pour des vitesses de rotation plus importantes de l'arbre de sortie du moteur hydrostatique 3, et en conséquence pour des vitesses plus importantes du véhicule, on dispose d'un couple moins important. Lorqu'on ramène le système à palonnier 17 dans la position représentée, les leviers de commande 8 et 9 se déplacent simultanément et provoquent respectivement la diminution de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2 et l'augmentation de la cylindrée du moteur hydrostatique 3. Lorsque l'n déplace le levier d'actionnement 21, grâce au levier de manoeuvre 22, vers la gauche à partir de la position repré sentée, le levier de commande 9 reste en arrêt contre la butée 23 de telle sorte que la cylindrée du moteur hydrostatique 3 reste à sa valeur maximum tandis que lelevier 19 se déplace vers la gauche et provoque une augmentation de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2, par l'intermédiaire du levier de commande 8, ce déplacement provoquant une rotation de l'arbre de sortie du moteur hydrostatique 3 dans l'autre sens qui correspond à la marche arrière de l'engin.On remarque donc qu'en marche arrière la cylindrée du moteur hydrostatique reste sa valeur maximum de telle sorte que d'une part on dispose sur l'arbre de sortie du moteur hydrostatique de fortes puissances et d'autre part la vitesse de l'engin en marche arrière est limitée. Pour éviter des variations trop excessives de la cylindree de la pompe hydrostatique 2 et du moteur hydrostatique 3, on voit sur le dessin qu'on a prévu un vérin amortisseur repéré d'une maniere genérale par la référence 26 dont la tige 27 est reliée au levier d'actionnement 21 du système à palonnier 17. Les deux chambres 28 et 29 de ce vérin 26 sont reliées par un conduit 30 sur lequel sont montés un gicleur 31 et un électrodistributeur 32 qui, lorsqu'il n'est pas ali menté en énergie électrique, est ouvert, et, en parallèle à ce gicleur 31 et cet électrodistributeur 32, un gicleur 33 et un électrodistributeur 34 qui, lorsqu'il n'est pas alimenté en énergie électrique, est fermé. Lorsque les électrodistributeurs 32 et 34 ne sont pas ali mentés en énergie électrique, les chambres 28 et 29 du vérin 26 sont en intercommunication au travers du gicleur 31 de telle sorte que la vitesse de déplacement de sa tige 27 est limitée et en conséquence la vitesse de variation de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2 et la vitesse de variation. de la cylindrée du moteur hydrostatique 3 , par l'intermédiaire du levier de manoeuvre 22, du système à palonnier 17 et des leviers de commande 8 et 9, sont limitées de telle sorte que les vitesses de variation de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du moteur hydrostatique sont également limitée. il peut être avantageux de prévoir sur la poignée de manoeuvre 22 un contact électrique qui, lorsqu'on agit de manière plus ferme, se ferme de manière momentanée et provoque l'alimentation en énergie électrique de l'electrodistributeur 34 de telle sorte que les chambres 28 et 29 conmiuniqent également au tra'yers du gicleur 33, la vitesse de déplacement de la tige 27 du vérin 26 et en conséquence les vitesses de variation de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2 et de la cylindrée du moteur hydrostatique 3 pouvant alors être moyens tanement augmentées. Pour la commande de l'é-lectrodistributeur 32, on peut prévoir un contact électrique monts par exemple sur le manche du levier 22, la fermeture de ce contact electrique provoquant la fermeture du conduit 30 de telle sorte que la tige du vérin 37 reste dans la position choisie et en conséquence les cylindrées de la pompe hydrostatique 2 et du moteur hydrostatique 3 sont maintenues à respectivement une valeur déterminée. Il paraît avantageux de pouvoir alimenter ltelectrodistribu- teur 34 au travcrs de contacts électriques de sécurité judicieusement disposés sur le véhicule et en particulier associés à une pédale ou à un lier d'arrêt d'urgence. En effet) lorsque l'électrodistributeur 34 est alimenté, le vérin 26 perd en grande partie ses effets.Les ressorts de rappel 24 et 25 peuvent alors ramener rapidement les leviers de commande 8 et 9 ainsi que le palonnier 17 dans leurs positions neutres représentées, provoquant ainsi en warche avant du du véhicule, une diminution rapide de 1 cylindrée de la pompe hydrostatique 2 et une augmentation rapide de la cylindrée du moteur hydrostatique 3 et en marche arrière du véhicule, une diminution rapide de la cylindrée de la pompe hydrostatique 2, la vitesse de l'arbre de sortie du moteur hydrostatique 3 diminuant en conséquence rapidement. Toutefois, pour limiter la vitesse de l'augmentation de la cylindrée du moteur hydrostatique 3, on a prévu dans le circuit d'alimentation en fluide du vérin 11, au travers du distributeur 13, un gicleur 35 tandis que l' lXmentation du vérin 10 au travers du distributeur 12 est directe. Ainsi, la cylindrée de la pompe hydrostatique 2 atteint sa valeur nulle rapidement et, par contre, l'augmentation de la cylindrée du moteur hydrostatique 3 est limitée par le gicleur 35. Bien entendu, le gicleur 31 et le gicleur 35 doivent entre, l'un par rapport à l'autre, tels que le gicleur 35 n'ait pas d'effets sur les variations de la cylindrée du moteur hydrostatique lorsque le gicleur 31 limite la vitesse de deplacement de la tige 27 du vérin 26 et en conséquence les variations de la cylindrée du moteur hydrostatique 3. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un ensemble hydrostatique comprenant une pompe hydrostatique à cylindrée ou débit variable et un moteur hydrostatique à cylindrée variable, qui sont fonctionnellement reliés, caractérisé par le fait qu'il consiste à maintenir la cylindrée du moteur hydrostatique à uge valeur maximum tant que la. cylindrée de la pompe hydrostatique n'atteint pas ou se situe en dessous d'une valeur déterminée, et à faire varier la cylindrée du moteur hydrostatique dès que la cylindrée de la pompe hydrostatique atteint ladite valeur déterminée. 2. Procedé de commande selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il consiste (a) dans le sens de l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur hydrostatique, à augmenter la cylindrée de la pompe hydrostatique et simultanément maintenir la cylindrée du moteur hydrostatique à une valeur maximum tant que la cylindree de la pompe hydrostatique n'a pas atteint QU se situe en dessous d'une valeur déterminee et a diminuer la cylindrée du moteur hydrostatique des que la cylindrée de la pompe hydrostatique atteint ladite valeur déterminée et (b) dans le sens de la dnmillution de la vitesse de rota tion du moteur hydrostatiques à simultanément diminuer la cylindrée de la pompe hydrostatique et augmenter la cylindrée du moteur hydrostatique. 3. Procédé de commande selon les revendications i et 2, caractérisé par le fait qu'il consiste, dans l'antre sens de rotation du moteur hydrostatique, à faire varier la cylindrée de la pompe hydrostatique en maintenant la cylindrée du moteur hydrostatique à sa valeur maximum. 4. Dispositif de propulsion ou d'entraînement du type comprenant un ensemble hydrostatique formé d'une pompe hydrostatique à cylindrée ou débit variable et un moteur hydrostatique à cylindrée variable, qui sont fonctionnellement relies, comprenant des moyens pour faire varier la cylindrée de la pompe hydrostatique et des moyens pour faire varier la cylindrée du moteur hydrostatique, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens de commande comprenant des moyens d'actionnement (17? sim.-ultarfés5 en sens inverse de leurs variar.ions de cylindrée, pour -cticmner iesd'tts moyens de variation (8) de la cylindrée de la pompe hydrostatique (2) et lesdits moyens de variation (9) de la cyllzrdrée du moteur hydrostatique (3) ainsi que des moyens (23, 24) pour maintenir lesdits moyens de variation de la cylindrée du moteur hydrostatique (3) à une valeur maximum tant que la cylindrée de la pompe hydrostatique (2) n'a pas atteint ou se situe en-dessous d'une valeur déterminée. 5. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent des moyens (35) pour limiter la Vitesse de l'augmentation de la. cylindrée du moteur hydrostatique (3). 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens de limitation sont formés par un gicleur (35) limitant le débit du fluide dans le circuit de commande des moyens de variation de la cylindrée du moteur hydrostatique. 7. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent des moyens (26) pour limiter la vitesse de variation, dans un sens ou dans l'autre, de la cylindrée de la pompe hydrostatique et/ou de celle du moteur hydrostatique. 8. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent des moyens de rappel (24, 25) qui agissent sur lesdits moyens de variation (8) de la cylindrée de la pompe hydrostatique (2) dans le sens de sa diminution et sur les moyens de variation (9) de la cylindrée du moteur hydrostatique (3) dans le sens de son augmentation. 9. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'actionnement comprennent un système à palonnier (17) monté entre des moyens de manoeuvre (22) et les moyens de variation (8) de la cylindrée de la pompe hydrostatique et ceux (9) du moteur hydrostatique. 10. Dispositif de propulsion ou d'entraînement du type conr prenant un ensemble hydrostatique formé d'une pompe hydrostatique à cylindrée ou débit variable et un moteur hydrostatique à cylindrée variable, qui sont fonctionnellement relies, comprenant des moyens pour faire varier la cylindrée de la pompe hydrostatique et des moyens pour faire Varier lesdits moyens hydrostatiques, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de commande desdits moyens de variation (8) de la cylindrée de la pompe hydrostatique (2) et/ou desdits moyens de variation (9) de la cylindrée du moteur hydrostatique (3), ces moyens de commande comprenant des moyens (26) pour limiter la vitesse de variation, dans un sens et/ou dans l'autre de la cylindrée de la pompe hydrostatique (2) et/ou celle du moteur hydrostatique (3). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 a 10, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens libérables (32) pour bloquer les moyens de variation (8) de la cylindrée de la pompe hydrostatique (2) et/ou les moyens de varia tion (9) de la cylindrée du moteur hydrostatique (3) dans une posi tion quelconque. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (34) pour supprimer ou atténuer l'effet desdits moyens de limitation. 13. Dispositif selon lune quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé par le fait que lesdits moyens de limitation co prenr.ent un vérir à effet d'amortissement variable ou échelonné.