Brevet FR2581154A1 — publié le 19861031

La présente invention a pour objet un appareillage hydraulique susceptible d'assurer l'entrainement d'une pièce ou d'un ensemble mobile ayant une inertie importante et devant être déplacé soit sur une course importante, par exemple pour occuper une nouvelle position soit sur une faible course, par exemple pour le réglage d'une position précise. Cet appareillage est plus spécialement destiné a commander les déplacements de la tourelle d'un char d'assaut. Une telle commande soulève un certain nombre de problèmes lorsqu'il s'agit d'un char lourd. En effet, il est nécessaire de disposer d'une puissance mécanique importante pour manoeuvrer rapidement l'arme en déplaçant la tourelle dans une nouvelle position, alors qu'il est également nécessaire d'assurer la stabilisation de cette arme pendant la circulation du char. Les dispositifs hydrauliques d'entrainement, qui sont actuellement utilisés dans un tel cas, doivent donc comporter un moteur de cylindrée suffisamment importante pour être en mesure d'assurer un déplacement rapide d'une tourelle de char dans une nouvelle position. Cependant l'emploi d'un tel moteur lors des déplacements de faible puissance, notamment pour la stabilisation de l'arme pendant la circulation du char, soulève certaines difficultés. En effet, les transmissions hydrostatiques présentent des problèmes de régulation a faible vitesse . Quant aux systèmes de régulation électro-hydraulique à l'aide d'une servovalve, ils ont l'avantage de permettre un bon contrôle des vitesses de rotation, mais ils présentent l'inconvénient de dissiper beaucoup d'énergie. En effet pour de faibles ouvertures de la servo-valve (au moment du pointage de l'arme de la tourelle), les trois quarts de l'énergie consommée sont dissipés par laminage de l'huile dans la servovalve. Ce phénomène est encore plus critique lors de la stabilisation de la tourelle : par inertie, l'arme a tendan ce à ne pas changer de position et la seule énergie à fournir pour stabiliser l'arme, sert à entrainer les interties des récepteurs hydrauliques et à combattre les frottements. On a donc besoin, en stabilisation, d'une faible puissance et de grandes vitesses pour contrer les mouvements du char lui-même. Or des déplacements à grande vitesse impliquent de soutirer des débits importants à la génération hydraulique à haute pression. On dissipe donc beaucoup d'énergie dans la servo-valve pour peu d'énergie utile. La présente invention a donc pour but de résoudre ce problème en réduisant la cylindrée du récepteur de façon à réduire les débits et donc la puissance consommée, lors des mouvements de faible amplitude, tout en permettant de disposer d'une forte cylindrée pour l'exécution des mouvements de grande amplitude, notamment pour le ralliement rapide de l'arme d'une tourelle sur un objectif. A cet effet, elle a pour objet un appareillage électro-hydraulique d'entrainement caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison - deux moteurs hydrauliques, respectivement de faible et de forte cylindrées, dont seul le premier est constamment accouplé avec un organe d'entainement, cependant que l'autre est destiné à être mis en service uniquement lors de déplacements de grande amplitude, - une servo-valve contrôlant l'alimentation de ces deux moteurs et dont le tiroir est susceptible de découvrir des passages dont la section présente une importance variable suivant la position de celui-ci, - un dispositif de commande apte à assurer à la fois, lors de l'exécution de mouvements de grande amplitude, la mise en service du moteur de forte cylindrée et le déplacement du tiroir de la servo-valve dans une position assurant de plus de grande section de passage du fluide que dans le cas où seul le moteur de faible cylindrée est en service. Ainsi pour les déplacements de faible puissance, seul le moteur de faible cylindrée est en service ce qui réduit la puissance consommée. Par contre, pour les mouvements de grande amplitude, le moteur de forte cylindrée est également mis en service et la servo-valve se trouve alors dans une position telle qu'elle assure des sections de passage plus importantes pour le fluide de commande, ce qui permet de conserver un rapport, entre la vitesse de l'arme et la tension de commande de la servo-valve,qui est identique à celle du fonctionnement en petite cylindrée. Dans une forme de réalisation particulière de l'appareillage selon l'invention, l'arbre de sortie du moteur de forte cylindrée est relié à l'arbre du moteur de petite cylindrée par un embrayage commandé par une électro-vanne, elle-même actionnée par le dispositif de commande assurant la mise en service du moteur de forte cylindrée. Ainsi, lors de cette mise en service, ces deux moteurs se trouvent montés en parallèle. Dans une autre forme de réalisation du présent appareillage, l'agencement est tel que le moteur de forte cylindrée se trouve monté en parallèle avec celui de faible cylindrée lorsqu'il est en service, le moteur de forte cylindrée tournant librement "à vide" lorsqu'il est hors service et ce, grace à un circuit de by pass. Cependant, d'autres particularités et avantages de l'appareillage hydraulique selon l'invention apparaitront au cours de la description suivante, celle-ci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif, et sur lequel - la figure 1 est une vue réprésentant le schéma hydraulique d'une première forme de réalisation du présent appareillage - la figure 2 est une vue partielle en coupe axial de l'étage de puissance de la servo-valve prévue dans cet appareillage - la figure 3 est une vue partielle en plan de dessus de cette servo-valve - la figure 4 est un diagramme du dispositif de commande du présent appareillage - la figure 5 représente le shéma hydraulique d'une seconde forme de réalisation de l'appareillage selon l'invention L ' appareillage électro-hydraulique illustré par les figures 1 a 4 est destiné à assurer la commande des déplacements de la tourelle rotative d'un char lourd. Cet appareillage comprend deux moteurs hydrauliques distincts, à savoir - un premier moteur 1 de faible cylindrée susceptible d'assurer les mouvements de faible amplitude, - et un second moteur 2 de forte cylindrée destiné à être mis en service pour l'exécution des mouvements de grande amplitude. L'arbre de sortie 3 du premier moteur 1 est en permanence accouplé, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages de réduction, avec un pignon d'entraînement 4. Celui-ci est en prise avec un couronne dentée 5 qui est portée par le châssis du char, et entoure la tourelle correspondante. Quant à l'arbre de sortie 6 du second moteur 2, il est relié à l'arbre 3 du premier moteur par l'intermédiaire d'un embrayage hydraulique 7 commandé par une électrovanne 8.A l'état normal, l'arbre 6 du second moteur n'est donc pas accouplé avec l'arbre 3 du premier moteur. L'alimentation de ces deux moteurs, à partir d'une génératrice 9 à haute pression, est assurée.par l'intermédiaire d'une servo-valve comprenant un étage pilote 10 et un étage de puissance 11. Toutefois, le second moteur 2 est normalement isolé de cette alimentation par deux clapets d-'arrêt 12 disposés de part et d'autre, et qui sont commandés par llélectro-vanne 8. L'agencement est évidemment tel que les deux moteurs puisse être entrainés indifféremment soit dans un sens, soit dans l'autre. Les divers raccordement prévus sont donc conçus en conséquence et il en est de même pour les passages existant dans les deux étages de la servovalve. Ainsi en plus d'une ou plusieurs lumières centrales d'entrée 14 raccordées à la génératrice hydraulique 9, le corps de l'étage de puissance 11 comporte deux groupes de lumières de retour 14a et 14b raccordés à la bâche 15 de l'installation et qui sont susceptibles d'être en service ou non, suivant la position du tiroir 13 correspondant. Le corps de cet étage de puissance comporte également deux autres groupes de lumières16a et 16b constamment ouverts sur lesquels sont branchées deux lignes 17a et 17b destinées à réaliser soit le circuit aller, soit le circuit retour des moteurs correspondants. Le tiroir 13 comporte trois portées cylindriques 18, 18a et 18b contrôlant les trois groupes de lumières 14, 14a et 14b. Entre ces portées cylindriques, ce tiroir présente des fentes de passage 19 permettant les communications voulues dans un sens et dans l'autre. Ainsi dans l'exemple représenté à la figure 2, les communications sont assurées de façon que le fluide circule selon les flèches F1 et F2 dans les lignes 17a et 17b. Cependant, les lumières 14, 14a et 14b présentent un contour particulier de façon à assurer de faibles sections de passage en début de course du tiroir 13 dans un sens ou dans l'autre, puis une plus grande section de passage en fin de course. En effet, comme représenté sur la figure 3, les lumières 14a et 14b comportent chacune une partie étroite 20 à leur extrémité tournée vers le centre et une partie large 21 à leur extrémité opposé, ces deux parties étant reliées par une portion de largeur variable. Quant à la lumière centrale d'entrée, elle présente une partie centrale 22 de grande largeur et deux parties extrêmes 23 de faible largeur. Le dispositif de commande du présent appareillage comporte un coffret électronique 24 comprenant une carte de commande 25 et une carte 26 d'asservissement de la servo-valve 10-11. Cependant, comme représenté sur le diagramme de la figure 4, la carte de commande 25 du coffret électronique assure également la commande de l'électro-vanne 8 qui est apte à actionner l'embrayage 7 et les deux clapets 12 d'isolation du moteur 2. Par ailleurs, l'étage de puissance 11 de la servo-valve est relié à un capteur de position et il existe une liaison de retour avec la carte 26 d'asservissement de la servo-valve, de façon à assurer un parfait positionnement de la tourelle à commander. La commande générale peut être assurée, soit par le servant de l'arme prévue sur la tourelle, soit par tout système approprié de désignation de l'objectif. Dans un premier cas, seul le premier moteur 1 de faible cylindrée est en service en début d'opération et la mise en service du second moteur 2 n'a lieu que dans l'hypothèse où le premier moteur est insuffisant, c'est-à-dire dans le cas ou il y a lieu d'effectuer un mouvement de grande amplitude, par exemple pour le ralliement de l'arme sur un objectif. Dans le second cas, c'est-à-dire lorsque la commande est assurée par un système de désignation de l'objectif, les deux moteurs peuvent être mis en service dès le début de l'opération s'il y a lieu d'effectuer un mouvement de grande amplitude. Mais, dans un cas comme dans l'autre, le réglage final de la position précise de la tourelle est assuré uniquement par le premier moteur 1 de faible cylindrée. Par ailleurs, celui-ci est également seul en service lorsqu'il suffit d'assurer la stabilisation de l'arme pendant la circulation du char. Or, dans ces différents cas, les déplacements du tiroir 13 de l'étage de puissance de la servo-valve s'effectuent en synchronisme avec la mise en service éventuelle du second moteur de forte cylindré. Ainsi la servovalve assure des sections de passage réduites lorsque seul le moteur 1 de faible cylindrée est en service et des sec tions plus importantes quand le second moteur 2 est luimême mis en service, en plus du premier. Cette mise en service est alors assurée par l'action de l'électro-vanne 8 qui assure simultanément l'accouplement de l'embrayage 7 et l'ouverture des deux clapets 12 pour permettre l'alimentation du moteur 2. Ainsi ce moteur se trouve alors monté en série avec le moteur 1 pour assurer l'entrainement du pignon 4. La figure 5 représente une autre forme de réalisation de l'appareillage hydraulique selon l'invention. La conception générale de cet appareillage est la même que précédemment. En conséquence, les organes constitutifs de cet appareillage sont désignés par les même références affectées de l'indice "a" L'appareillage correspondant comprend donc également deux moteurs hydrauliques la et 2a, respectivement de faible et de forte cylindrés dont l'alimentation est commandée par les deux étages ila et llb d'une servo-valve du même type que précedemment. Cependant cette installation se différencie de la précédente par le fait qu'il n'existe aucune liaison directe entre les arbres de sortie 3a et 6a des deux moteurs, ceux-ci étant montés en parallèle. En effet, l'arbre de sortie 6a du second moteur est accouplé avec un pignon d'entrainement 4b similaire au pignon 4a entrainé par l'arbre de sortie 3a du premier moteur. Ces deux pignons 4a et 4b engrènent tous deux avec la couronne dentée 5 portée par le châssis du char correspondant. Dans ces conditions l'agencement est tel que le second moteur 2a puisse tourner librement "å vide" lorsqu'il n'est pas en service. A cet effet, il est prévu un circuit 27 de by-pass entre les deux orifices d'entrée et de sortie de ce moteur. Mais, comme précédemment, il existe également deux clapets d'arrêt 12a branchés de part et d'autre de celui-ci et qui ont pour but d'isoler ce moteur lorsqu'il n'est pas en service. Cependant, le circuit 27 de by-pass comporte un autre clapet d'arrêt 28 branché de façon inverse des deux clapets 12a et qui est également actionné par l'électrovanne 8a assurant la commande de la mise en service du second moteur 2a. Lorsque celui-ci est hors service, les deux clapets 12a sont en position d'obturation, comme représenté sur la figure 5, alors que le clapet 28 est en position d'ouverture. Ceci permet donc la rotation à vide du moteur 2a, pendant que le moteur la est seul en service. La mise en service supplémentaire du moteur 2a est assurée par contre par l'ouverture des deux clapets 12 et la fermeture du clapet 28, celle-ci étant nécessaire pour neutraliser le circuit 27 de by-pass. Cependant, comme dans le cas précédent, il se produit simultanément une modification de la position du tiroir de l'étage de puissance îîa de la servo-valve de façon à augmenter les sections de passage de fluide quand le moteur -2a de forte cylindrée est en service. Dans ces conditions on obtiént les mêmes résultats que dans le cas précédent avec cet avantage supplémentaire que les dimensions de la couronne 5a peuvent être réduites étant donné la présence de deux pignons d'entrainement engrenant en deux points distincts. Ainsi qu'il a été indiqué, l'appareillage selon l'invtin est plus spécialement destiné à assurer la commande de la tourelle d'un char lourd. Cependant cet appareillage peut être utilisé pour la commande des tourelles de canons équipant un navire de guerre car les problèmes sont exactement les mêmes. De plus, cet appareillage peut également être utilisé pour assurer l'entraînement de toute autre pièce ou ensemble mobile présentant une grande inertie et qui doit être déplacé, soit sur une course importante pour être amené dans une nouvelle position, soit sur une faible course pour le réglage précis de la position finale. Ainsi cet appareillage peut équiper certaines machinesoutil pour assurer la commande de certains organes mobiles de telles machines. REVENDICATIONS 1 - Appareillage hydraulique pour l'entrainement d'une pièce ou d'un ensemble mobile ayant une grande inertie et devant être déplacé soit sur une course importante pour un changement de position, soit sur une faible course, par exemple pour le réglage d'une position précise, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison - deux moteurs hydrauliques (1 et 2 ou la et 2a), respectivement de faible et de forte cylindrée, dont seul le premier est constamment accouplé avec un organe d'entraînement (4 ou 4a), cependant que l'autre est destiné à être mis en service uniquement lors de déplacements de grande amplitude. - une servo-valve (10-11 ou lOa-lla) contrôlant l'alimentation de ces deux moteurs et dont le tiroir (13) est susceptible de découvrir des passages dont la section présente une importance variable suivant la position de celui-ci, - un dispositif de commande apte à assurer à la fois, lors de l'exécution de mouvements de grande amplitude, la mise en service du moteur (2 ou 2a) de forte cylindrée et le déplacement du tiroir (13) de la servovalve (11 ou îîa) dans une position assurant de plus grandes sections de passage du fluide que dans le cas ou seul le moteur (1 ou la) de faible cylindrée est en service. 2 - Appareillage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation du moteur (2 ou 2a) de forte cylindrée comporte deux clapets d'isolation (12 ou 12a) dont l'ouverture est commandée par une électro-vanne (8,8a) faisant partie du dispositif de commande assurant la mise en service de ce moteur. 3 - Appareillage hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un embrayage hydraulique (7) apte à assurer l'accouplement de l'arbre de sortie (6) du moteur (2) de forte cylindrée avec l'arbre de sortie (3) du moteur (1) de faible cylindrée, cet embra yage étant commandé par l'électro-vanne (8) qui. est destinée a assurer, en même temps, l'ouverture des clapets d'isolation (12) prévus de part et d'autre du moteur (2) de forte cylindrée. 4 - Appareillage hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un circuit (27) de by pass est prévu de part et d'autre du moteur (2a) de forte cylindrée pour permettre sa libre rotation "a vide" lorsqu'il n'est pas en service et ce circuit comporte un clapet d'arrêt (28) dont la fermeture est commande par l'électrovanne (8a) destinée à assurer, en même temps, l'ouverture des clapets (12a) d'isolation du moteur (2a) de forte cylindrée, l'arbre de sortie (6a) de ce moteur étant en permanance accouplé avec un organe d'entrainement (4b). 5 - Appareillage hydraulique selon l'une des revendications (2 à 4) caractérisé en ce que le dispositif de commande de celui-ci comporte un coffret électronique comprenant une carte de commande (25) et une carte (26) d'asservissement de l'électro-valve (10-11 ou lOa-lla), la carte de commande étant apte à commander à la fois cette carte d'asservissement et l'électro-vanne (8 ou 8a) assurant la mise en service du moteurde forte cylindrée (2 ou 2a).