Brevet FR2591676A1 — publié le 19870619

i.- "Distributeur avec information en retour sur la charge" L'invention concerne un distributeur pour un système d'entralnement réglé en débit selon les besoins, (Load-sensing), distributeur comportant un bottier avec un alésage et comportant dans cet alésage une gorge annu- laire reliée à une pompe, et sur chaque côté une gorge an- nulaire reliée à l'éequipement utilisateur à commander- ainsi que sur chaque côté une gorge annulaire reliée à une canalisation d'évacuation et sur chaque côté une gorge an- nulaire reliée à une canalisation de signaux de pression de commande, ce distributeur comportant également un piston- tiroir, dans lequel est prévu sur au moins un côté, un perçage longitudinal dans lequel débouchent des perçages transversaux de ce piston-tiroir et grâce auquel, lorsque le piston-tiroir est commandé, est réalisée la liaison en- tre la gorge annulaire reliée à la pompe et la gorge an- nulaire reliée à l'équipement utilisateur, ou bien entre la gorge annulaire reliée à l'équipement utilisateur et la gorge annulaire reliée à l'évacuation, et en outre, une liaison entre la gorge annulaire reliée à l'équipement utilisateur et la gorge annulaire reliée à la canalisa- tion de signaux de pression de commande. Lorsque dans des régulations connues du débit en fonction des besoins, un moteur hydraulique est branché, 2.- qui entra ne une machine avec une inertie massique impor- tante et doit l'accélérer lors du branchement, par exemple un moteur hydraulique pour le mécanisme de rotation d'un excavateur, un couple élevé est nécessaire pour l'accéléra- tion et en conséquence, il faut avoir en avant de l'équipe- ment utilisateur, une pression élevée et ceci même lorsqu'on ne s'oriente tout d'abord que sur une vitesse de rotation réduite. Cette pression élevée est annoncée en retour par l'intermédiaire de la canalisation de signaux de pression de commande avec détection de charge à l'organe de réglage de la puissance de la pompe, lequel règle la pompe en ré- duisant le volume engendré par révolution, parce que pour un volume engendré important, le produit d'un débit de re- foulement important par une pression de refoulement impor- tante correspond à une puissance plus élevée que la puis- sance que la source d'énergie primaire d'entrainement peut délivrer. Dans le cas de l'état de fonctionnement indiqué ci-dessus, une pression élevée n'est toutefois nécessaire qu'avec en même temps un débit partiel réduit et ne néces- site en conséquence qu'une puissance notablement inférieure à celle correspondant au produit de la pression régnant en avant de l'équipement utilisateur qui a été branché par le volume total de refoulement de la pompe. En fait, la pompe doit également engendrer cette pression pour pou- voir mettre à la disposition de cet équipement utilisateur la pression convenable. Cela signifie que dans les disposi- tifs hydrauliques de commande connus Jusqu'à maintenant avec une pompe réglée en débit selon les besoins, l'équipe- ment utilisateur commandé, par exemple le mécanisme de ro- tation précédemment évoqué d'un excavateur, est accéléré à la valeur de consigne de la vitesse avec la pression de fonctionnement maximale possible. On ne peut pas régler une pression maximale variable en fonction de la valeur de consigne. L'invention a pour but de créer un distri- 3.- buteur avec un dispositif de commande comportant une régu- lation de débit selon les besoins, avec une pression à l'équipement utilisateur limitée selon la fonction de com- mande, c'est-à-dire avec une commande de couples superpo- sée, le distributeur devant être d'une construction simple et ne nécessiter de préférence aucun appareil de commande ou pièce de commande supplémentaire en dehors d'une modifi- cation du piston-tiroir de commande du distributeur et des pièces internes qui en font partie. Ce but est atteint conformément à l'inven- tion en ce qu'un organe détendeur, abaissant la pression par rapport à celle transmise par la canalisation de si- griaux de pression de commande, et commandé en fonction de la course de déplacement du piston-tiroir, est disposé sur la liaison entre la gorge annulaire reliée à l'équipement utilisateur et la gorge annulaire reliée à la canalisation de signaux de pression de commande. Cela signifie qu'un point d'étranglement non modifiable (diaphragme fixe) et une section transversale d'étranglement réglable (suscep- 2C tible d'être conmmandée) sont disposés dans le piston- - tiroir, le signal de pression pour le régulateur LS étant prélevé sur la liaison entre ce diaphragme fixe et cette section transversale d'étranglement susceptible d'être commandée, ce signal dépendant dans ce cas, non seulement de la pression de charge, mais également de la course de déplacement du piston-tiroir. On obtient ainsi que dans une étendue de commande dont l'importance est déterminée par les dimensions du distributeur, la pression arrivant à l'auipement utilisateur et donc dans le cas d'un moteur hydraulique avec un arbre en rotation, le couple sur cet arbre puisse être commandé en fonction de la course de dé- placement du piston-tiroir. Dans cette étendue précitée de la course de déplacement, le niveau de la pression dans l'installation hydraulique peut n'être pas plus élevé que la pression de charge de celui des équipements utilisateurs 4. - branchés en parallèle les uns par rapport aux autres qui a la pression de charge la plus élevée, de sorte que l'en- trainement n'est pas inutilement surchargé. Cela veut dire que l'accroissement de la pression appliquée par l'inter- médiaire de la course de déplacement du piston-tiroir, peut être aplati de la façon souhaitée dans des limites déter- minées de cette course de déplacement. Selon une réalisation complémentaire avanta- geuse de l'invention, il est en outre prévu de disposer dans le pistontiroir un distributeur à trois raccords et deux positions, qui interrompt la liaison entre les sec- tions transversales d'étranglement précitées et la canali- sation de signaux de pression de commande lorsqu'un équi- pement utilisateur qui est branché en parallèle par rap- port à l'équipement utilisateur commandé par ce distri- buteur, a une pression de charge plus élevée que l'équipe- ment utilisateur commandé par ce distributeur. L'objet de l'invention et son fonctionnement vont être exposés plus en détail ci-après en se référant au dessin ci-joint.- Il est prévu dans un bottier 1 un alésage longitudinal 2 dans lequel un piston-tiroir 3 est suscep- tible de se déplacer contre l'action, soit du ressort 4, soit du ressort 5. Sur l'alésage longitudinal 2, est prévu dans le milieu, une gorge annulaire 6 qui est reliée par l'intermédiaire d'une canalisation de refoulement 7 à une pompe réglable 8. Symétriquement par rapport à cette gorge annulaire 6, il est prévu d'autres gorges annulaires et notamment en partant de la gorge annulaire 6, tout d'abord deux gorges annulaires 9 qui sont chacune reliées par l'intermédiaire d'une canalisation 10 à un équipement utilisateur 11. En outre, deux gorges annulaires 12 sont chacune reliées par l'intermédiaire d'une canalisation 13 avec la canalisation d'évacuation sans pression 14 qui aboutit au réservoir 15. Il est en outre prévu deux gorges 5.- annulaires 16 qui sont reliées à la canalisation 17 de si- gnaux de pression de commande, qui aboutit à une chambre de pression de commande sollicitée par un ressort d'un dis- tributeur 18, commandé hydrauliquement, de réglage de la pompe, et dont la seconde chambre de pression de commande est raccordée à la canalisation de refoulement 7 et qui commande la sollicitation en pression du vérin 19 de ré- glage de la pompe revêtant la forme d'un vérin à piston différentiel. Dans le piston-tiroir 3 il est prévu de chaque c8té, un perçage longitudinal 20 revotant la forme d'un perçage borgne, une paroi de séparation médiane 21 étant prévue dans le milieu du piston-tiroir 3 du fait de la réalisation sous forme de perçage borgne des perça- ges longitudinaux 20. En partant du milieu, plusieurs perçages transversaux sont prévus dans le piston-tiroir 3, et notam- ment à proximité du milieu des perçages transversaux 23, puis ensuite desperçages transversaux plus étroits 24, puis des perçages transversaux 25 et ensuite, débouchant - dans une gorge annulaire 26, deux perçages transversaux d'étranglement 27 et 28 étroits voisins l'un de l'autre, et enfin, débouchant dans une gorge annulaire 29, des perçages transversaux obliques 30. Dans le perçage longitudinal 20, est suscep- tible de se déplacer un piston auxiliaire 31, qui prend appui par un goujon entretoise 32, contre la.paroi de sé- paration médiane 21, et dont la paroi antérieure constitue une arête d'étranglement 33. Dans le perçage longitudinal 20, une chambre de communication 34 est crée en avant de la face frontale du piston auxiliaire 31. Le piston auxiliaire 31 est sus- ceptible de se déplacer contre l'action d'un ressort 35, qui prend appui contre un bouchon 36. Le piston-tiroir 3 peut 4tre déplacé dans -6.- l'alésage longitudinal 2 en sollicitant par la pression l'une des chambres de pression 37 ou 38 et donc la sur- face frontale qui leur est associée du piston-tiroir 3. Lors du déplacement du piston-tiroir 3, vers la droite selon le dessin, le perçage transversal 23 vient en com- munication avec la gorge annulaire 6 et donc avec la cana- lisation de refoulement 7 de la pompe 8 et ainsi la cham- bre de liaison 34 est également mise en communication avec la canalisation de refoulement 7, tandis que simultanément, les perçages transversaux 25 viennent en communication avec la gorge annulaire 9 sur le côté du bottier placé à gauche sur le dessin, de sorte que le fluide sous pres- sion s'écoule de la pompe 8 vers l'équipement utilisateur 11 par l'intermédiaire de la canalisation de refoulement 7, de la gorge annulaire 6, du perçage transversal 23, de la chambre de liaison 34, du perçage transversal 25, de la gorge annulaire 9, et de la canalisation 10, le piston auxiliaire 31 étant déplacé contre l'action du ressort 35 par le fluide sous pression se trouvant dans la chambre de communication 34. Sur le côté placé à droite sur le des- sin du bottier 11, une liaison est réalisée de la môme façon entre les gorges annulaires 9 et 12, de sorte que le fluide sous pression évacué de l'équipement utilisateur 11 peut s'écouler par l'intermédiaire de la canalisation 10, des gorges annulaires 9 et 12 dans la canalisation de retour 14. Sur le côté du bottier placé à gauche selon le dessin, la pression régnant dans la gorge annulaire 9 et réduite par étranglement de façon correspondante à l'ac- tion du ressort 25, est transmise par le perçage transver- sal oblique 30 dans la gorge annulaire 16 et donc dans la canalisation 17 de signaux de pression de commande. Jus- qu'ici le dispositif appartient à l'état connu de la technique. Le piston auxiliaire 31 comporte dans sa partie en regard du milieu du pistontiroir 3, un perçage 7.- transversal 41 qui est en comzunication avec un perçage longitudinal 42, 43, 44, dont la partie la plus étroite 42 exerce une action d'étranglement. Deux parties 44 du per- çage longitudinal 42, 43, 44 partent des perçages trans- versaux 46 qui débouchent dans une gorge annulaire 47 du piston auxiliaire 31. Plus éloignés du milieu du piston- tiroir 3, -d'autres perçages transversaux 48 débouchent dans cette gorge annulaire. La gorge annulaire 47 est en communication avec la gorge annulaire 26 dans l'alésage interne 20 du piston-tiroir 3, gorge annulaire dont partent les perçages transversaux étroits 27 et 28 qui constituent les points d'étranglement. En outre, des perçages trans- versaux 50 et 51 sont prévus dans le piston auxiliaire 31. Le mode de fonctionnement est le suivant: la pression régnant dans le perçage transversal 25 lorsque celui-ci est en communication avec la gorge annulaire 9, se propage par l'intermédiaire du perçage transversal 41 à la partie rétrécie 42 du perçage longitudinal 42, 43, 44, de scrte que cette partie rétrécie constituant un point - d'étranglement est parcourue par le fluide sous pression qui est lanminé. A travers ce rétrécissement d'étranglement 42, le fluide sous pression s'écoule dans l'espace interne du perçage longitudinal 44 et à partir de là, d'une part, par les perçages transversaux 46, 27 et 28 dans la gorge armnnulaire 12 et donc dans la canalisation d'évacuation 14 et d'autre part, par l'intermédiaire du perçage transver- sal oblique 30 dans la gorge annulaire 16 et donc dans la canalisation de signaux de pression de commande 17. Il y a lieu de considérer que lors du déplacement du piston- tiroir 3 d'une petite quantité vers la droite à partir de la position neutre représentée sur le dessin, les deux perçages transversaux 27 et 28 sont tout d'abord ouverts. Lorsque la course de déplacement augmente, le perçage trans- versal 27 est tout d'abord étranglé et ensuite complète - ment recouvert par la paroi interne de l'alésage 2, et fi- 8. - nalement une action d'étranglement s'exerce également à l'embouchure du perçage transversal 28. Le fonctionnement est ainsi le suivant: La pression régnant dans le perçage longitudinal 44 est transmise sous forme de signal de pression à la canalisa- tion 17 des signaux de pression de commande, par l'inter- médiaire du perçage transversal oblique 30 et de la cham- bre annulaire 16. Mais la pression régnant dans le perçage longitudinal 44 dépend de l'intensité avec laquelle le fluide sous pression lors de son écoulement hors de ce per- çage longitudinal 44 par les perçages transversaux 27 et 28 dans le piston-tiroir 3, est étranglé et cette importan- ce de l'étranglement dépend à son tour de l'importance de la course de déplacement du piston-tiroir 3. Il est ainsi constitué une chaîne d'étranglement, d'une part, par la partie 42, rétrécie en point d'étranglement, du perçage longitudinal et d'autre part, par les perçages d'étranglement 27 et 28, et notamment l'étranglement se produisant à leur embouchure, La pression entre ces deux points d'étranglement 42 d'une part, et d'autre part 27, 28, est transmise dans la gorge annulaire 16. Ainsi, le signal de pression dans la canalisation de pression de commande 17 ne dépend plus seulement de la pression dans la canalisation 10 aboutissant à l'équipement utilisateur 11, mais dépend également de la course de déplacement qui est donnée à volonté au piston-tiroir 3 qui, de son côté, détermine à son tour l'étranglement sur le trajet du li- quide entre la gorge annulaire 6 et la gorge annulaire 9 et détermine ainsi la pression dans la gorge annulaire 9 et dans la canalisation 10 aboutissant à l'équipement uti- lisateur 11, en déterminant ainsi le débit s'écoulant vers l'équipement utilisateur 11 car l'importance du déplacement donné à volonté au piston-tiroir 3, constitue une pré- définition de la valeur de consigne pour la vitesse de dé- placement de l'équipement utilisateur 11 auquel est ainsi 9.- associée une compensation entre le signal et la pression de commande. Dans le perçage longitudinal 44 peut en ou- tre se déplacer un piston supplémentaire 55 dont la partie frontale située à gauche sur le dessin, s'adapte dans la partie épaulée 43 du perçage longitudinal 42, 43, 44. Ce piston supplémentaire 55 constitue ainsi un distributeur à trois raccords et deux positions, qui dans sa position de fermeture, et du fait de. la pénétration du piston sup- plémentaire 55 dans la partie 43 du perçage, bloque la liaison, et ceci du fait qu'il s'établit dans la gorge annulaire 16, en provenance d'un autre équipement utilisa- teur, une pression de commande plus élevée que celle ré- gnant dans la gorge annulaire 9 associée à l'équipement utilisateur 11, de sorte que dans ce cas, ce n'est pas la pression dans la gorge annulaire 9 mais la pression plus élevée sur l'autre équipement utilisateur non repré- senté plus en détail sur le dessin, qui détermine le ni- veau de pression dans la canalisation de signaux de pres- sion de commande 17., tandis que lorsqu'il n'y a pas d'au- tres équipements utilisateurs utilisant une pression plus élevée que l'équipement utilisateur 11, la pression dans la partie 42 du perçage longitudinal déplace le pis- ton supplémentaire 55 vers l'extrémité extérieure du pis- ton-tiroir 3 et libère ainsi la liaison précédemment dé- crite. 10.- RE V E N D I C A T I 0 N S 1.- Distributeur pour un système d'entraine- ment réglé en débit selon les besoins, distributeur com- portant un bottier avec un alésage, et comportant dans cet alésage une gorge annulaire reliée à une pompe, et sur cha- que côté une gorge annulaire reliée a l'équipement utili- sateur à commander,ainsi que sur chaque côté une gorge annulaire reliée à une canalisation d'évacuation et sur chaque côté une gorge annulaire reliée à une canalisation O10 de signaux de pression de commande, ce distributeur compor- tant également un piston-tiroir, dans lequel est prévu sur au moins un côté un perçage longitudinal dans lequel débou- chent des perçages transversaux de ce piston-tiroir et grâce auquel, lorsque le piston-tiroir est commandé, est réalisée la liaison entre la gorge annulaire reliée à la pompe et la gorge annulaire reliée à l'équipement utilisa- teur, ou bien entre la gorge annulaire reliée à l'équi- pement utilisateur et la gorge annulaire reliée à l'évacua- tion, et en outre une liaison entre la gorge annulaire reliée à l'équipement utilisateur et la gorge annulaire reliée à la canalisation de signaux de pression de comman- de, distributeur caractérisé en ce qu'un organe détendeur, abaissant la pression par rapport à celle transmise par la canalisation (17) de signaux de pression de commande, et commandé en fonction de la course de déplacement du piston-tiroir, est disposé sur la liaison entre la gorge annulaire reliée à l'équipement utilisateur (11) et la gorge annulaire reliée à la canalisation (17) de signaux de pression de commande. 2.- Distributeur selon la revendication 1 dans lequel la liaison entre les gorges annulaires est com- mandée par un piston auxiliaire susceptible de se déplacer dans le perçage longitudinal, distributeur caractérisé en ce que, lorsque le piston-tiroir (3) est commandé, une liaison est réalisée sur le côté de l'arrivée vers 1 1.- l'équipement utilisateur (11) par l'intermédiaire du per- çage longitudinal (42, 44) dans le piston auxiliaire (31), entre la gorge annulaire (9) reliée à l'équipement utilisa- teur (11) et une chambre (44) qui est en communication avec la gorge annulaire (12) reliée à la canalisation d'évacua- tion (14) et avec la canalisation (17) des signaux de pres- sionr. de commande, un point d'étranglement fixe (42) étant prévu sur la jonction entre la gorge annulaire (9) reliée à l'éouipemenrt utilisateur (11) et la chambre (44) pré- citée, tandis que sur la jonction entre la chambre (44) pré- citée et la canalisation d'évacuation (14) est disposé un point d'étranglement (27, 28) dont la section transver- sale de passage libre dépend de la course de déplacement du piston-tiroir (3). 3.- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le piston auxiliaire (31) il est prévu un perçage transversal (41) qui est constamment en communication avec un perçage transversal (25) du pis- ton-t-roir (3) qui lorsqu'il est commandé, réalise une 2C icnot n entre la pompe (8) et!'équipement utilisateur (11), persage transversal (25) auquel se raccorde le perçage longitudinal (42, 44) au moins une partie (42) de ce perçage longitudinal (42, 44) constituant le point d'étranglement fixe. 4.- Distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un autre perçage transversal (46) se raccordant au perçage longitudinal (42, 44) dans le piston auxiliaire (31) est en communication dans celui-ci avec une gorge annulaire (4) qui est reliée avec au moins un perçage transversal (27, 28) dans le piston-tiroir (3), le débouché de ce perçage transversal (27, 28) disposé dans le piston-tiroir (3) étant susceptible d'être plus ou moins recouvert par la paroi de l'alésage (2) dans le bottier (1) selon la position de déplacement du piston- tiroir (3). ) Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston tiroir (3) comporte un tiroir à trois raccords et deux positions dépendant de la pression la plus élevée dans l'une des gorges annulaires 9 ou 16, et qui coupent la liaison entre le canal de liaison reliant le point d'étranglement et la section d'étranglement règlable, lorsqu'un utilisateur branché en parallèle à l'utilisateur 11 commandé par ce tiroir avec le piston tiroir (3), a une pression de charge plus élevée que l'utilisateur (11) commandé par ce tiroir avec le piston tiroir (3). 6 ) Distributeur selon la revendication 2 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le tiroir à trois branchements et deux positions comportent un piston supplémentaire (55) dont la partie frontale peut pénétrer dans la partie épaulée (43) du perçage longitudinal (42, 43, 44) de manière étanche.