Brevet FR2567233A1 — publié le 19860110

La présente invention est relative à un distributeur hydraulique du genre de ceux qu'on utilise sur les circuits commandant par exemple des moteurs hydrau- liques ou des vérins. Un tel distributeur hydraulique comprend un tiroir distributeur susceptible de coulisser entre plu- sieurs positions Ce distributeur est dit du type propor- tionnel lorsque, pour un déplacement donné du tiroir, on obtient sur les circuits d'utilisation, un débit donné constant, indépendant des conditions d'effort ou de cou - ple rencontrées par le récepteur, vérin, ou analogue Un tel distributeur hydraulique proportionnel est connu par exemple par la demande de brevet français numéro 84 06 747, déposée par la Présente demanderesse, le 18 avril 1984, sous le ditre: "Distributeur hydraulique du type proportionnel, avec prise d'informations concernant les plus fprtes pressions dans les circuits d'utilisation ". Outre le tiroir distributeur principal, ce distributeur hydraulique comporte un tiroir compensateur de pression qui coulisse, à l'encontre d'un ressort de compression, dans un alésage pourvu de gorges annulaires fonctionnelles reliées chacune à diverses branches du circuit hydraulique. En pratique, on constate que, si la position du tiroir compensateur est parfaitement définie à chaque instant, par un équilibre entre l'effort de rap- pel du ressort, et les forces dues aux pressions qui lui sont appliquées à chacune de ses extrémités, par contre des phénomènes parasites surviennent, en fonctionnement dynamique, qui nuisent à la stabilité de la régulation Ces phénomènes parasites sont dues, essentiellement, à l'apparition d'une force d'entraînement hydrodynamique, qui est liée aux caractéristiques instantanées de l'écou- lement, et qui s'exerce sur le tiroir compensateur avec une intensité propor-tionnelle à la variation de la quan- tité de mouvement entre l'amont et l'aval de l'écoulement, à l'intérieur du tiroir. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, en créant automatiquement par un système d'assistance, un effort égal et de sens opposé à Et; - *; r: ib : ô dernier reste sans irnfluence sur la position instantanée d'équilibre du tiroir de compensation. Un tiroir compensateur pour un distri- buteur hydraulique selon l'invention comprend un corps cylin- drique coulissant dans un alésage statorique le long duquel sont réparties des rainures de distribution, et il est caractérisé en ce que ce corps est creux, percé d'ouvertu- res qui coulissent avec lui devant les gorges pour mettre celles-ci éventuellement en communication avec son espace intérieur, lequel débouche à une extrémité sur un siège prévu dans le corps du tiroir coulissant-, et sur lequel peut venir prendre appui l'extrémité d'un piston obturateur qu'un ressort de rappel tend à repousser contre ce siège, lequel est environné par une chambre statorique d'assistan- ce. Suivant une autre caractéristique de 1' invention, la chambre statorique entoure l'extrémité avant du piston compensateur, tandis que la partie centrale de celui-ci coulisse de façon étanche dans un alésage stato- rique, alors qu'enfin, sa partie arrière est environnée par une chambre dont la pression communique en permanence avec la pression d'utilisation du distributeur. Suivant une autre caractéristique de 1' invention, l'une des gorges statoriques est reliée à la pression d'entrée, tandis que, par l'intermédiaire d'un étranglement, elle communique avec la chambre d'assistan- ce. Le dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif, permettra de mieux comprendre les carac- téristiques de l'invention. Figure 1 est une vue schématique mon - trant en coupe l'ensemble d'un distributeur hydraulique pro- portionnel de type connu. Figure 2 est un graphique traduisant le résultat de la force d'entraînement hydrodynamique sur la qualité de régulation du débit d'un appareil avec compen- sateur de pression. Figure 3 est une coupe correspondant à un détail de la figure 1, modifié selon l'invention. On a représenté sur la figure 1, un dis- tributeur hydraulique proportionnel, du type déjà connu par la demande de brevet français 84 06 747, déposée au nom de la Présente Demanderesse,le 18 avril 1984, sous le titre: "Distributeur hydraulique du type proportionnel, avec pri- se d'informations concernant les plus fortes pressions dans les circuits d'utilisation ". O10 Ce tiroir distributeur comprend un sta- tor 1, dans lequel un tiroir distributeur principal 3 peut coulisser devant des gorges: - 35, communiquant avec une première canalisation d'utili- sation 13; - 36, communiquant avec le circuit de retour - 38, communiquant avec une seconde canalisation d'utili- sation 14; - 39, reliée au circuit de retour Par ailleurs, une chambre annulaire 27 entoure la partie centrale du tiroir distributeur 3.Deux chambres statoriques annulaires 42 et 45, situées aux ex- trémités du tiroir 3, sont reliées par une canalisation 46 pour la détection de la pression d'utilisation. Cette cana- lisation communique en permanence avec la chambre 18 du res- sort 17 utilisé pour rappeler en permanence un tiroir com- pensateur coulissant 16. L'expérience montre qu'en régime dyna- mique, c'est-à-dire pendant les phases transitoires lors- que le tiroir compensateur 16 est en mouvement, son mouve- ment est influencé par une force d'entraînement hydrodyna- mique, qui nuit à la qualité de la régulation du débit de l'appareil. En particulier, si l'on trace sur un diagram- me les variations du débit hydraulique Q en fonction de la différence ( Pe - Pu), o Pe représente la pression d'en- trée, alors que Pu est la pression en amont de l'étrangle- ment sur la section du tiroir, on obtient le diagramme il- lustré sur la figure 2. On voit que le débit Q, au lieu de rester constant, diminue au fur et à mesure qu'augmen- te la différence ( Pe - Pu) La présente invention a pour but d'évi- ter cet inconvénient, et elle se propose de remplacer le tiroir compensateur-16 de la figure 1, par la structure il- lustrée sur la figure 3,o les effets de la force d'entrai- nement hydrodynamique se trouvent automatiquement compensés et annulés. Le tiroir compensateur selon l'invention comporte un corps tubulaire creux 101 coulissant dans le sta- tor 1, devant des gorges 102 I dans laquelle règne la pression d'entrée Pe), et 103 ( dans laquelle règne la pres- sion Pu' en amont de l'étranglement d'utilisation 104).Des perçages 105 et 106 traversent la paroi du corps tubulaire 101, pour déboucher sur un espace intérieur 107. A l'une de ses extrémités, le corps tubulaire 101 comporte un sié- ge tronconique 108, sur lequel est susceptible de venir prendre appui l'extrémité avant d'un piston coulissant 109 soumis à la poussée de rappel d'un ressort 110, prenant par ailleurs appui sur un bouchon 111 solidaire du stator 1. Autour de l'extrémité avant du piston 109, près du siège 108, le corps 101 du tiroir est entouré par une chambre d'assistance 112, dans laquelle règne une pression Ras.La chambre 112 communique avec la gorge 102 par un étranglement référencé 113. La pression Pas située en aval de cet étranglement 113 peut donc différer de la pression Pe qui règne dans la gorge 102. Le fonctionnement est le suivant: Lorsque le corps 101 du tiroir compensa- teur coulisse dans le stator 1 devant les gorges fonction- nelles 102, 103, il permet au fluide de traverser son es- pace intérieur 107, pour repartir vers l'étranglement 104 qui contrôle le débit, comme indiqué par les flèches Le piston 109 s'appuie, par son diamètre extérieur, sur le chanfrein que constitue le siège 108 dans le corps 101.Le piston 109 est poussé contre le corps 101, par le ressort 110. La chambre 112 est alimentée à partir de la pression régnant dans la chambre 102, par l'intermédiaire de l'é- tranglement ou gicleur 113. Lorsque le piston 109 s'appuie sur le corps 101 du tiroir, il interrompt la liaison de la cham- bre d'assistance 112 avec la pression Pu régnant dans la gorge 103, ainsi que dans i1espace intérieur 107. La pres- sion dans la chambre d'assistance 112 peut donc augmenter, et tendre vers la valeur Pe de la gorge 102, mais son aug- mentation sera limitée lorsqu'elle engendrera sur la sec- tion annulaire définie entre le corps du tiroir 101, et le piston 109, un effort égal et opposé à celui de la force d'entraînement hydrodynamique. Ainsi, la pression d'assis- tance est fonction de l'effort d'entraînement par la force hydrodynamique. L'automaticité du fonctionnement est obtenue par les lois qui régissent l'équilibre du piston 109 et du corps 101 du tiroir. En effet, la position du piston 109 est définie par la différence de pression Pu - Pui ' Si cette différence croit,le piston 109 se déplace en écrasant le ressort 110; le corps 101 du tiroir suit le piston 109,et étrangle la liaison entre les gorges 102 et 103. de ce fait, ce déplacement du corps 101 entraîne une diminution de pression dans la gorge 103 D si bien que le piston 109 reprend une nouvelle position d'équi- libre. Si la différence ( Pu - Pui) diminue, le piston 109 est repoussé par le ressort 110 contre le corps 101 du tiroir, qui se déplace et favorise la liaison de 102 vers 103. De ce fait, la pression Pu augmente, et le pis- ton 109 retrouve une position d'équilibre. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'arrière du piston 109 est entouré, ainsi que le ressort 110, par une chambre 114, qu'une canalisation maintient constamment en liaison avec le circuit hydrau- lique, en aval de l'étranglement 104, o règne la pression Pui 1 -Tiroir compensateur pour un distributeur hydraulique à tiroir (3), comprenant un corps cylindrique coulissant dans un alésage statorique le long duquel sont réparties des rainures de distribution, caractérisé en ce que ce corps (101) est creux, percé d'ouvertures (105), (106), qui coulissent avec lui devant des gorges (102), (103), pour mettre celles-ci éventuellement en communica- tion avec son espace intérieur (107), lequel débouche à une extrémité sur un siège (108) prévu dans le corps (101) du tiroir coulissant,et sur lequel peut venir prendre ap- pui l'extrémité d'un piston obturateur (109) qu'un ressort de rappel (110) tend à repousser contre ce siège (108),le- quel est environné par une chambre statorique d'assistance (112). 2 - Tiroir compensateur suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la chambre statorique d'as- sistance (112) entoure l'extrémité avant du piston compensa- teur (109), tandis que la partie centrale de celui-ci cou- lisse de façon étanche dans un alésage statorique, alors qu' enfin, sa partie arrière est environnée par une chambre (114),dont la pression communique en permanence avec la pression d'utilisation du distributeur. 3 - Tiroir compensateur suivant l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des gorges statoriques (102) est reliée à la pression d'entrée Pe tandis que, par l'intermédiaire d'un étrangle- ment (113), elle communique avec la chambre d'assistance (112). 4 - Tiroir compensateur suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gorge (102) à la pression d'entrée Pe est reliée par un gicleur d'étranglement (113) à la chambre d'assistance (112) 5 - Tiroir compensateur suivant l'une quel - conque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre d'assistance (112) est reliée en permanence par une canalisation (115) au circuit hydraulique situé en aval d'un étranglement d'utilisation (104).