Brevet FR2597165A1 — publié le 19871016

L'invention est relative à une soupape de dérivation polir une pompe, sur laquelle est raccordée au moins une soupape de trajet pour la commande du trajet du fluide de travail allant à un organe consommateur et en venant, cet organe comportant un piston tiroir sollicité par ressort, qui peut être déplacé par la pression de pompe contrairement à la pression de charge de l'organe consommateur, pour venir dans une position réglant un trajet d'écoulement du fluide sous pression de la pompe 10 au réservoir. De telles soupapes de dérivation, appelées également balances de pression, sont connues et règlent le courant arrivant au moins à une soupape de trajet, de façon que la différence de pression, établie sur la sou15 pape, et qui règne entre l'entrée et la sortie de la soupape, soit maintenue constante même en cas de fluctuations de la pression de travail. Donc, même avec une pression de travail différente, la vitesse reste constante en fonctionnement. En s'efforçant d'accroître le volume débité passant par une soupape de diamètre nominal déterminé, il s'établit également une différence de pression accrue sur la soupape, qui augmente de façon correspondante le domaine de réglage de la soupape de dérivation. Aussi 25 est-il nécessaire d'avoir une plus grande force pour fermer la balance de pression. Il est connu (DE-A-21 16 395) de pourvoir le ressort d'une balance de pression d'un piston de précontrainte qui est sollicité de plus par la pression de 30 travail et renforce ainsi le ressort, de sorte que la balance de pression se ferme également avec des pressions supérieures de la pompe. Tant qu'il n'y a pas de pression de travail, la balance de pression peut être facilement ouverte par la pression de la pompe contrairement à la force du ressort et elle est ainsi mise en service avec circulation neutre du fluide de travail débité par la pompe, c'est-à-dire qu'il retourne au réservoir. Le problème à la base de l'invention réside en ce qu'on veut construire une soupape de dérivation de façon simple pour que dans la position de travail de la soupape de trajet correspondante on obtienne une différence de pression importante pour les valeurs de débit élevées, et dans la position neutre une minime différence de pression pour la circulation sans pression du fluide de travail. Le problème est résolu, conformément à l'invention, grâce au fait qu'il est prévu, en parallèle sur le trajet d'écoulement réglé par le piston tiroir, une jonc15 tion commandée par un deuxième piston pour laisser passer le fluide sous pression de la pompe au réservoir et que la jonction est maintenue ouverte, jusqu'à ce que la soupape de trajet soit amenée de la position neutre dans une position de travail. Ainsi, conformément à l'invention, en parallèle sur le piston tiroir de la soupape de dérivation il est prévu un autre piston permettant la circulation sans pression du fluide de travail de la pompe. Dans la circulation sans pression la jonction de la conduite de débit de la 25 pompe au réservoir est fermée par le piston tiroir de la soupape de dérivation et le retour du fluide de travail de la pompe s'effectue par la jonction commandée par le deuxième piston. Ceci présente surtout l'avantage que la balance de pression n'est pas traversée par le courant de 30 la pompe lorsque la soupape de trajet n'est pas actionnée, soit donc dans la position neutre de la soupape de trajet. La résistance de débit causée par le deuxième piston est fortement réduite. De plus il n'agit pas de forces déséquilibrées, en particulier dynamiques, sur la balance de pres35 sion, c'est-à-dire sur le piston tiroir. Le deuxième piston est maintenu dans sa position d'ouverture par la faible force d'un ressort. Le fluide sous pression fourni par la pompe peut s'écouler au réservoir sensiblement sans obstacle. Dès qu'une des soupapes de trajet est actionnée, la pression de travail apparaissant sur l'organe consommateur et prélevée sur la soupape de trajet correspondante ferme le deuxième piston. Le réglage de la pression s'effectue alors seulement par le piston tiroir de la balance de pression de façon connue, mais alors le ressort solli10 citant, conjointement avec la pression de travail, le piston tiroir dans le sens de la fermeture peut être choisi suffisamment fort pour qu'une différence de pression déterminée supérieure, apparaissant sur la soupape de trajet, puisse être réglée. De cette façon le domaine de réglage de la balance de pression est agrandi pour de plus grandes quantités débitées par la soupape de trajet, tandis qu'une dérivation (by-pass) est ouverte pour la circulation sans pression avec de très faiblesforces. D'autres réalisations avantageuses de l'inven20 tion, en particulier pour différentes formes de réalisation, ressortiront de ce qui suit. On exposera plus en détail des exemples de réalisation de l'invention avec référence aux dessins. Parmi ceux-ci: la figure 1 est un coupe d'une eoupape de dérivation rapportée sur une soupape de trajet; la figure 2, une coupe d'une soupape de dérivation avec piston creux, et la figure 3, une coupe d'une soupape de dérivation 30 avec piston creux sous une autre forme de réalisation. Sur la figure 1, un cylindre hydraulique 1 est relié par l'intermédiaire d'une soupape de trajet 2 et d'une soupape de dérivation 3 à une pompe constante 4 et à un réservoir 5. Lss conduites entre le cylindre 1 35 et la soupape de trajet 2 sont désignées par 6 et 7. La soupape de trajet 2 est constituée de façon habituelle par un piston 10; à partir de ses différentes portions, non repérées en détail, le fluide sous pression de la pompe se trouvant dans le canal 11 s'écoule dans la conduite 6 ou 7, tandis que le fluide de travail chassé par le cylindre 1 est amené dans le réservoir 5. La pression de travail régnant dans les conduites 6 ou 7 est transmise dans un canal 16 par l'intermédiaire des conduites 14 et 15, schématiquement représentées dans le piston 10, lors de l'écartement du piston 10 à partir de sa position 10 neutre représentée. Dans la position neutre représentée du piston de soupape de trajet 10, le canal 16 est relié au réservoir. A cet effet le canal 16 débouchant dans un volume de carter 14c est relié par un évidement 14a à un espace 15 annulaire 14b relié au réservoir. Au-cessus de la soupape de trajet 2, une autre soupape de trajet peut être disposée pour un deuxième organe consommateur dont les jonctions avec la pompe 4 et avec le réservoir 5 sont réalisées de façon correspon20 dante et qui comporte également une conduite de pression de travail 18. Le canal 16 et la conduite de pression de travail 18 arrivent à une soupape à deux voies 19, de sorte que chaque fois la pression de travail supérieure est choisie par la soupape à deux voies 19 et transmise dans 25 une conduite de pression de travail 20 de la soupape de dérivation 3. Dans le perçage 22 de la soupape de dérivation 3, un piston tiroir 23 est disposé de façon à pouvoir coulisser. Le piston tiroir 23 est sollicité d'une part par 30 la pression du fluide de travail débité par la pompe 4 par l'intermédiaire de la conduite 8 dans l'espace 24 et en sens contraire de la pression de travail dans la chambre du ressort 25, laquelle est reliée à la conduite de pression de travail 20, ainsi que de la force d'un ressort 26. La 35 sortie du fluide de travail hors de l'espace 24 dans un canal 28 relié au réservoir 5 s'effectue par l'intermédiaire de perçages radiaux 29 dans le piston tiroir 23, lesquels sont fermés dans la position représentée du piston tiroir 23. On a prévu, en parallèle sur le perçage 22 dans la soupape de dérivation 3 un autre perçage 29 dans lequel un deuxième piston 30 est dispose pour coulisser, ce piston présentant, entre deux portions de piston 31 et 32, un évidement annulaire 33 par l'intermédiaire duquel l'espace 24 communique avec le canal 28 lorsque 10 le piston 30 se trouve dans la position d'ouverture representée. Dans la position d'ouverture, le piston est poussé par un ressort 34 disposé dans la chambre de ressort 35 qui est en liaison, par l'intermédiaire d'un perçage axial 36 dans le piston, avec le canal de réservoir 28. Le côté frontal opposé 38 du piston est relié, par l'intermédiaire d'un canal 39, avec la chambre de ressort 25 du piston tiroir 23. Le fonctionnement est le suivant: tant que la soupape de trajet 2 se trouve dans la position neutre 20 représentée, la conduite de pression de travail 20 est reli.ve au réservoir. Le piston 30 est ainsi sollicité, des deux côtés, seulement par la pression du réservoir et il est comprimé par le ressort 34 dans la position d'ouverture, dans laquelle tout le courant de fluide de travail 25 débité par la pompe 4 s'écoule par l'intermédiaire de la conduite 8 et de la chambre 24 par l'évidement 33 jusqu'au canal de réservoir 28. Dans ce cas, la résistance de débit est extrêmement faible et par exemple elle n'est que de 1 bar environ. Dès que le piston 10 de la soupape de trajet 2 est amené dans une position de travail, la pression de travail prélevée par l'intermédiaire de la conduite 14 ou 15 ou en tout cas une pression-de travail supérieure dans la conduite 18 d'une autre soupape de trajet arrive 35 par l'intermédiaire de la conduite 20 dans la chambre de ressort 25 du piston tiroir 23 et sollicite en outre, par l'intermédiaire du canal 39, le cÈté frontal 38 du piston 30 qui se ferme immédiatement à cause du ressort 34 relativement faible, de sorte que la circulation sans pression du fluide en écoulement revenant au réservoir est interrompue. La régulation des fluctuations de pression de l'organe consommateur s'effectue alors de façon habituelle au moyen du piston tiroir 23 qui est comprimé, par exemple avec une pression de pompe de 6 bars dans la position d'ouverture. En partant de cette position, pour 10 chaque position de la soupape de trajet 2 la différence de pression en amont et en aval de la soupape de trajet 2 est constamment réglée pour maintenir des quantités de débit sous pression constantes et par suite une vitesse de fonctionnement constante du cylindre 1. Cette régulation J5 de pression s'effectue par le piston tiroir 23 de la façon habituelle. Le ressort 26 pour le piston tiroir 23 pe.t être établi alors pour le domaine nécessaire de cette régulation de pression; il peut donc être prévu en particulier assez raide, parce que pour des pressions infé20 rieures par exemple à 6 bars la balance de pression ne doit plus s'ouvrir, mais alors la circulation sans pression du fluide de travail s'effectue par le piston supplémentaire 30. Une forme de réalisation modifiée d'une soupape 25 de dérivation 50 est représentée sur la figure 2. Une pompe, non représentée, débite par l'intermédiaire d'une conduite 8 dans un canal 51 à partir duquel s'effectue le raccordement du canal 11 de la soupape de trajet correspondante. Le volume 51 est relié par un canal 52 30 à un volume 124 dans lequel règne la pression de la pompe. Une conduite de pression de travail 120 de la soupape de trajet correspondante, qui n'est pas non plus représentée, débouche dans une chambre de ressort 125 dans laquelle un ressort 126 est disposé, qui place, conjointement avec la pression de travail et contrairement à la pression de la pompe dans la chambre 124, le piston tiroir 123 dans une position de fermeture dans laquelle la jonction entre le canal 51 et le canal 128 relié au réservoir 5 est fermée. Le piston tiroir 123 présente un évidement annulaire 54 à sa périphérie extérieure, par l'intermédiaire duquel du fluide de travail provenant du canal 51 peut s'écouler au canal de réservoir 128 lorsque le piston tiroir 123 est déplacé vers la gauche. Le piston 123 est disposé de façon à pouvoir se déplacer dans le 10 perçage 122. En outre le piston tiroir 123 présente un perçage borgne 129 dans lequel un deuxième piston 130 est disposé pour pouvoir coulisser. Dans l'espace 135 compris entre le piston tiroir 123 et le piston 130 il y a un 15 faible ressort 134. De plus l'espace 134 est relié par un perçage axial 136 dans le piston 123 au canal de réservoir 128. Le caté frontal 136 en regard du piston 123 est tourné vers la chambre de ressort 125. Dans la position représentée, le piston 123 20 est poussé par le ressort 134 vers la gauche contre une butée 140 sur le piston tiroir 123 ou sur le ressort 126 et il est ainsi placé dans une position d'ouverture, dans laquelle le fluide de travail débité par la pompe peut s'écouler librement hors du canal 51 et des perçages 25 radiaux 56 dans le piston tiroir 123, par un évidement annulaire 133 dans le piston 130 et des perçages radiaux 57 dans le piston tiroir jusque dans le canal de réservoir 128. Dès que la soupape de trajet, non représentée, 30 est actionnée et que de ce fait la chambre de ressort 125 ne se décharge plus vers le réservoir, mais transmet alors la pression de travail prélevée sur la soupape de trajet, le piston 130 est déplacé vers la droite sous l'effet de la pression de travail agissant sur le côté frontal 138, contrairement à la force du ressort 134 et ferme la jonction pour la circulation neutre du fluide de travail, tandis que les perçages radiaux 57 du piston 130 sont fermés. La régulation de la pression s'effectue alors de manière connue au moyen du piston tiroir paf l'intermédiaire de la jonction avec le canal 51 et par l'évidement annulaire 54 jusqu'au canal de réservoir 128. Un autre exemple de réalisation d'une soupape de dérivation 60 est représenté sur la figure 3. La pompe, non représentée, débite par l'intermédiaire d'une conduite 8 du fluide de travail dans un canal 61 commu10 niquant, par l'intermédiaire d'un canal 62, avec l'espace 224. Le piston tiroir 223 peut coulisser dans le perçage 222 et comporte un perçage axial 229 dans lequel un piston de commande 230 est disposé pour pouvoir coulisser. Comme dans le mode de réalisation de la figure 2, on a prévu une conduite de fluide sous pression de travail 220, une chambre de ressort 225 et un ressort 226 pour le piston tiroir 223. Dans la position représentée du piston tiroir 223, le trajet d'écoulement entre e canal 61 et le canal 20 228 relié au réservoir est fermé. Le bypass, par l'intermédiaire de perçages radiaux 66 dans le piston tiroir 223, le perçage 229 et les perçages radiaux 67 dans le piston tiroir, est ouvert vers le canal de réservoir 228. Le fluide de travail débité par la pompe peut donc s'écouler jusqu'au réservoir sans perte appréciable par étranglement. Le piston de commande 230 est maintenu par un ressort 234 dans la position d'ouverture. Le ressort est constitué comme un ressort de traction qui s'appuie d'une part au piston tiroir 223 et d'autre part au piston 230 et qui est inséré dans une fente annulaire 68 entre les deux pistons. Le côté frontal 238 du piston 230 est à nouveau tourné vers la chambre de ressort 225 et se décharge, de sa pression, dans la position neutre de la soupape de trajet correspondante, 35 vers le réservoir par l'intermédiaire de la conduite de pression de travail 220. De cette façon le piston est 230/maintenu par le ressort 234 dans la position d'ouverture représentée. Dès que la pression de travail est commandée pour s'appliquer dans la chambre de ressort 225, celle5 ci agit sur le c8té frontal 238 du piston 230 et surmonte la force du ressort 234, de sorte que le piston est déplacé vers la droite et recouvre de ce fait les perçages radiaux 66 dans le piston tiroir, en fermant ainsi le by-pass. Le réglage de pression s'effectue alors par l'intermédiaire de l'évidement annulaire 64 à la périphérie extérieure du piston tiroir 223, par lequel le trajet d'écoulement entre le canal 61 et le canal de réservoir 228 est plus ou moins étranglé. Dans cet exemple de réalisation également, on peut dimensionner le ressort 15 234 de façon que les pertes par étranglement ne soient que d'environ 1 bar dans la circulation sans pression. Dès que la pression de la pompe dans le canal 61 atteint une grandeur de 6 bars par exemple lors de l'actionnement d'une soupape de trajet, le piston 230 est fermé par la 20 pression de travail concernée et le piston tiroir 223 est ouvert vers le réservoir, de sorte qu'alors de façon connue la régulation de pression peut s'effectuer, dans laquelle, lorsque la pression de travail croit, le fluide sous pression s'écoulant vers le canal 228 est de plus en plus étranglé Jusqutà être éventuellement complètement arrêté. REVENDICATIONS 1. Soupape de dérivation pour une pompe, sur laquelle est raccordée au moins une soupape de trajet pour la commande du trajet du fluide de travail allant à un organe consommateur et en venant, cet organe compor5 tant un piston tiroir sollicité par ressort, qui peut être déplacé par la pression de pompe contrairement à la pression de charge de l'organe consommateur, pour venir dans une position réglant un trajet d'écoulement du fluide sous pression de la pompe au réservoir, caractérisé 10 en ce qu'il est prévu, en parallèle sur le trajet d'écoulement réglé par le piston tiroir (23, 123, 223) une Jonction, commandée par un deuxième piston (30, 130, 230) pour laisser passer le fluide sous pression de la pompe au réservoir et que la jonction est maintenue ouverte, jusqu'à ce que la soupape de traJet (2) soit amenée de la position neutre dans une position de travail. 2. Soupape de dérivation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième piston (30, 130, 230) n'est pas chargé par une pression dans la position neutre de la soupape de trajet (2) des deux côtés du réservoir et est maintenu par un ressort (34, 134, 234) dans la position d'ouverture. 3. Soupape de dérivation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le deuxième piston (30, 25 130, 230) est sollicité, dans la position de travail de la soupape de trajet (2) en sens contraire du ressort, par la pression de charge dans la direction de fermeture de la jonction. 4. Soupape de dérivation pour plusieurs sou30 papes de trajet, sur chacune desquelles la pression de charge est prélevée, la pression de charge la plus élevée étant transmise par au moins une soupape deux voies (19) dans une conduite de commande de pression de charge (20, 120, 220), caractérisée en ce que le piston 35 tiroir et le deuxième piston sont sollicités par la pression de charge. 5. Soupape de dérivation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que dans la position neutre de la soupape de trajet la chambre de ressort du piston tiroir (23, 123, 223) et les espaces tournés vers lesc8tés frontaux du deuxième piston (30, 130 230) sont reliés au réservoir (5, 28, 128, 228). 6. Soupape de dérivation selon la revendication ou 6, caractérisée en ce que la conduite de commande 10 de la pression de charge (20, 120, 220) est reliée au réservoir dans la position neutre de la soupape de trajet. 7. Soupape de dérivation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le deuxième piston (30) est disposé dans un perçage (29) prévu parallèlement au piston tiroir (23) et la jonction est formée par un évidement annulaire (33) dans le deuxième piston (30), et en ce que la chambre de ressort (25) du piston tiroir (23) et l'espace situé du coté opposé à la chambre de ressort (35) du deuxième piston sont 20 raccordés à la conduite (20) de commande de pression de charge (figure 1). 8. Soupape de dérivation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le deuxième piston (130,230) est disposé dans un perçage (129, 229) 25 du piston tiroir (123, 223) (figure 2). 9. Soupape de dérivation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le trajet d'écoulement du fluide sous pression de la pompe vers le réservoir passe par l'intermédiaire d'un évidement annulaire (133) dans le 30 deuxième piston (130), évidement dans lequel débouchent des perçages radiaux (56, 57) dans le piston tiroir (130) (figure 2). 10. Soupape de dérivation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le ressort (134) 35 du deuxième piston (130) est disposé du coté opposé du ressort (126) du piston tiroir (123). 11. Soupape de dérivation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le deuxième piston (130) s'appuie, dans sa position d'ouverture, sur le piston tiroir (123) ou sur le ressort (126) du piston tiroir. 12. Soupape de dérivation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le trajet d'écoulement du fluide sous pression de pompe au réservoir est réalisé par l'intermédiaire d'un évidement annulaire (64) dans le piston tiroir (230) et du perçage (229), dans le piston tiroir, dans lequel débouchent des perçages radiaux (66, 67) dans le piston tiroir, dont le passage est commandé par le deuxième piston (230) (figure 3). 13. Soupape de dérivation selon la revendica15 tion 12, caractérisée en ce que le ressort (234) du deuxième piston (230) est un ressort de traction, qui est inséré dans une fente annulaire (68) entre le deuxième piston (230) et le piston tiroir (223) du cOté tourné vers le ressort (226) du piston tiroir. 14. Soupape de dérivation selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le piston de commande de la soupape de trajet (2) comporte un évidement (14al qui relie au réservoir la conduite de commande de pression de charge dans la position neutre 25 de la soupape de trajet. 15. Soupape de dérivation selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'évidement (14a) du piston de commande relie l'une à l'autre, dans la position neutre de la soupape de trajet, deux chambres du 30 carter (14b, 14c), la première chambre de carter (14b) étant reliée au réservoir et la deuxième chambre de carter (14c), à la conduite de commande de pression de charge (16). 16. Soupape de dérivation selon la revendica35 tion 14, caractérisée en ce que la deuxième chambre de carter (14c) est reliée, dans l'une ou l'autre des posi- tions de travail de la soupape de trajet (2), au côté de charge (6, 7) de l'organe consommateur par l'intermédiaire de perçages de commande inclinés (14, 15) ménagés dans le piston de commande de la soupape de trajet (2).