Brevet FR2640329A1 — publié le 19900615

L'invention concerne un dispositif hydraulique de répartition a régulation de débit. On appellera ici dispositif hydraulique de répartition, ou répartiteur, un dispositif propre à séparer un débit global d'entrée en plusieurs débits parallèles de sortie. En fait, tout répartiteur de ce type peut se décomposer en une pluralité de répartiteurs élémentaires à deux sorties montés en série. Les répartiteurs connus à ce jour délivrent en pratique des débits de sortie qui varient les uns par rapport aux autres lorsque varient les pressions d'utilisation de ces débits et lorsque varie le débit global à partager. Ainsi par exemple, dans le cas d'un véhicule comportant plusieurs équipements hydrauliques indépendants, dont un système d'épandage (tel que gravillonneur), alimentés par une source unique de débit, il est très difficile actuellement de contrôler avec précision la quantité de produit (gravier) épandu par unité de surface. L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients en proposant un répartiteur dont les débits de sortie restent dans des rapports constants, entre eux et par rapport au débit global à partager, quelles que soient les pressions d'utilisation de chacun de ces débits de sortie, et quelles que soient les éventuelles variations dans le temps du débit à répartir. L'invention propose à cet effet, un dispositif hydraulique à répartition régulée de débit, muni d'un orifice d'entrée adapté à être connecté à une source de débit de fluide et de deux orifices de sortie adaptés a être connectés à des récepteurs hydrauliques, et comportant une zone de répartition connectée å l'orifice d'entrée par une ligne d'entrée et aux orifices de sortie par deux lignes de sortie présentant chacune un étranglement de répartition, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, entre la zone de répartition et les orifices de sortie, un dispositif de compensation de pression comportant un étranglement de régulation de pression a section variable dans chacune des lignes de sortie et un élément de liaison adapté a modifier en sens inverse les sections variables de ces étranglements de régulation de pression en sorte de maintenir égales les pressions de fluide entre l'étranglement de répartition et ltétranglement de régulation de pression de chacune des lignes de sortie. Selon des dispositions préférées de l'in- vention - il comporte un alésage fermé a ses extrémités séparant chacune des lignes de sortie en un canal. interne communiquant avec la zone de répartition et en un canal de sortie communiquant avec l'un, associé, des orifices de sortie, un tiroir formant ledit élément de liaison, monté coulissant dans cet alésage, en y définissant deux chambres complémentaires isolées l'une de l'autre, respectivement connectées aux lignes de sortie, lesdits étranglements de régulation de pression étant definis par les sections de passage laissées dégagées par le tiroir entre chacune desdites chambres et le canal de sortie associé - les canaux internes sont disposés entre les 'canaux de sortie, lesdites chambres complémentaires s'étendent axialement jusque dans le tiroir par des trous borgnes separés par une cloison médiane et des perçages d'entrée et des perçages de sortie sont prévus dans la paroi de ces trous borgnes pour faire communiquer ceux-ci, respectivement avec les canaux internes et les canaux de sortie des lignes de sortie ; - le tiroir est soumis à l'action axiale de moyens élastiques antagonistes de rappel en une position d'équilibre ;; - la zone de répartition est une chambre d'où partent deux canaux faisant partie des lignes de sortie, lesdits étranglements de répartition étant constitués par la section d'entrée de ces canaux - l'un au moins des étranglements de répartition a une section de passage variable - il comporte un pointeau dont l'extrémité chanfreinée pénètre dans l'un desdits canaux sur une profondeur ajustable au moyen d'un élément de manoeuvre accessible de l'extérieur dudit dispositif. L'invention propose également un véhicule d'épandage comportant un ensemble rotatif tournant à une vitesse représentative de la vitesse du véhicule, un générateur de débit à débit variable entraîné par cet ensemble rotatif, un organe hydraulique d'épandage et un récepteur hydraulique indépendant de ce dernier, cet organe hydraulique d'épandage et ce récepteur hydraulique étant alimentés par ce générateur de débit au travers d'un dispositif hydraulique du type précité. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma d'un circuit hydraulique comportant un dispositif hydraulique de régulation de débit conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe de ce dispositif hydraulique. La figure 1 est un schéma simplifié d'un circuit hydraulique comportant un dispositif hydraulique répartiteur à régulation de débit 1. Ce dispositif 1 comporte un orifice d'alimentation 2 connecté à un générateur de débit variable 3 : il s'agit ici d'une pompe hydraulique rotative 4 a cylindree fixe entrainée par un moteur 5 à vitesse variable. Ce dispositif hydraulique 1 comporte en outre deux orifices de sortie 6 et 7 respectivement connectés à deux récepteurs hydrauliques 8 et 9, par exemple constitués de moteurs hydrauliques, qui sont ainsi tous deux alimentés par l'unique générateur de débit 3. Au sein de ce dispositif hydraulique est prévue une zone de répartition 10 communiquant, par une ligne d'entrée 11 à l'orifice d'alimentation 2, et par deux lignes parallèles de sortie 12 et 13 aux orifices de sortie 6 et 7, respectivement. Sur ces branches sont prévus deux étranglements 14 et 15 déterminant conjointement le partage du débit global Q arrivant par l'orifice d'alimentation 2 en des débits partiels complémentaires Q1 et Q2 sortant par les orifices de sortie 6 et 7 respectivement. L'étranglement 14 a ici une section de passage ajustable au gré d'un utilisateur, tandis que l'étranglement 15 a ici une section de passage constante. Le dispositif hydraulique 1 comporte en outre, en aval de ces étranglements 14 et 15, un dispositif de compensation de pression schématisé en 16 qui commande simultanément deux étranglements 17 et 18 à section de passage variable, disposés respectivement en aval des étranglements 14 et 15. Le détail de la structure de ce dispositif hydraulique 1 est représenté à la figure 2. La zone de répartition 10 y est constituée par une chambre ménagée dans un corps 20 dans lequel est par ailleurs ménagé un alésage 21 d'axe X-X qui le traverse de part en part et qui est fermé à ses extrémités par deux bouchons d'obturation 22 et 23. La ligne d'entrée 11 est constituée par un canal reliant la chambre 10 à l'orifice d'alimentation 2 tandis que les lignes de sortie 12 et 13 sont chacune formées d'un canal interne 24 ou 25 et d'un canal de sortie 26 ou 27. Ces canaux internes 24 et 25 relient la chambre 10 à deux gorges annulaires internes 28 et 29 ménagées dans la paroi interne de l'alésage 21 tandis que les canaux de sortie 26 et 27 relient des gorges annulaires de sortie 30 et 31, également ménagées dans la paroi interne de l'alésage 21, aux orifices de sortie 6 et 7. Les gorges annulaires internes 28 et 29 sont ici disposées entre les gorges annulaires de sortie 30 et 31. Les distances respectives entre les gorges 28 et 30, et les gorges 29 et 31 sont avantageusement égales. Le canal interne 25 est de plus petit diametre que le canal d'entrée 11 et constitue l'étranglement 15 à section de passage constante de la figure 1. Le canal interne 24 est de plus grand diamètre. Dans son embouchure dans la chambre 10 pénètre l'extrémité chanfreinée, repérée 32, d'un pointeau 33 dont la tige 34 traverse le corps 20 et est solidaire d'une molette extérieure de manoeuvre 35. Une rotation de cette molette impose un déplacement longitudinal de l'extrémité 32 du pointeau, et donc une variation de la section annulaire de communication entre la chambre 10 et ce canal interne 24 c'est cette section annulaire ajustable qui constitue l'étranglement 14 à section de passage variable de la figure 1. Dans l'alésage 21 coulisse de façon étanche un tiroir de compensation de pression 40, parallèlement à l'axe X-X de cet alésage. Dans les extrémités de ce tiroir sont ménagés axialement deux trous borgnes 41 et 42 separés par une cloison médiane 43. Dans la partie latérale de chaque trou borgne sont percés, axialement décalés, des perçages radiaux d'entrée 44 ou 45 et des perçages radiaux de sortie 46 ou 47. Ces perçages 44, 45, 46 ou 47 sont ici distribués par paires et sont diamétralement opposés. Le tiroir 40 est ici soumis aux actions antagonistes de deux ressorts de rappel 48 et 49 prenant respectivement appui sur les bouchons d'obturation 22 et 23. Lorsque ce tiroir est en position d'équilibre, la cloison médiane est disposée longitudinalement entre les gorges annulaires internes, les perçages radiaux d'entrée 44 et 45 débouchent respectivement dans les gorges annulaires internes 28 et 29 et les perçages radiaux de sortie 46 et 47 débouchent dans les gorges annulaires de sortie 30 et 31.De façon avantageuse, les perçages radiaux de sortie 46 et 47 débouchent dans les gorges de sortie 30 et 31 axialement å proximité immédiate d'arêtes 50 et 51 bordant respectivement ces gorges 30 et 31 du côté des bouchons 22 et 23, tandis que les perçages radiaux d'entree 44 et 45 débouchent approximativement au milieu axialement des gorges annulaires internes 28 et 29. De la sorte un déplacement du tiroir 40 par rapport a sa position d'équilibre se traduit après une course morte negligeable par une obstruction variable des perçages radiaux de sortie, soit 46, soit 47 par l'arête associée, tandis que les perçages radiaux d'entrée 44 et 45 restent complètement en regard des gorges annulaires internes.Ces perçages 46 et 47, combinés avec les arêtes 50 et 51 constituent ainsi les étranglements 17 et 18 de la ligne 1. On appréciera que le tiroir n'a pas besoin de se prolonger au delà des perçages 46 et 47, si ce n'est pour un guidage optimal dans l'alésage. Les perçages peuvent donc en variante être remplacés par des arêtes annulaires bordant le tiroir à ses extrémités. La raideur des ressorts de rappel 48 et 49 est suffisamment faible pour que, en service, lorsqu'un fluide circule dans les trous borgnes 41 et 42, la force de rappel appliquée par ces ressorts au tiroir soit négligeable devant les force axiales de pression appliquées par ledit fluide. Ces ressorts sont prévus pour des raisons de fiabilité mais peuvent, dans des variantes simplifiées, être omis. En service, un fluide (par exemple de l'huile) rentre dans le corps 20 par le canal 11 jusqu'a la chambre 10 et se partage en deux voies : une partie Q1 du débit global Q circule dans le canal interne 24 au travers de la section de passage 14, dans la gorge annulaire interne 28, dans les perçages radiaux d'entrée 44, dans le trou borgne 41, dans les perçages radiaux de sortie 46, dans la gorge annulaire de sortie 30 et dans le canal de sortie 26, tandis que le reste Q2 du débit Q suit le trajet 15-2529-45-42-47-31-27. Soit P1 et P2 les pressions d'utilisation sous lesquelles est délivré le fluide par chacun des orifices de sortie 6 et 7. Si ces pressions sont égales et si le tiroir 40 est dans sa position d'équilibre de la figure 2 dans laquelle les perçages radiaux de sortie 46 et 47 communiquent librement avec les gorges annulaires de sortie 30 et 31, les pressions régnant dans les trous borgnes 41 et 42 sont égales entre elles et le tiroir reste immobile. Si par contre, dans la position d'équilibre de la figure 2, une différence apparaît entre les pressions P1 et P2, le tiroir 40 se déplace jusqu'a une position dans laquelle les pressions des trous borgnes redeviennent égales. Ainsi, si P1 est supérieure à P2, le tiroir 40 tend à se déplacer vers la gauche ce qui, compte tenu du positionnement des perçages radiaux de sortie 46 et 47 par rapport aux arêtes 50 et 51, se traduit par une restriction de la section de passage des perçages radiaux 47.Cette restriction provoque une plus grande perte de charge du fluide à l'entrée de la gorge annulaire 31 qu'à l'entrée, restée dégagée, de la gorge annulaire 30 : il en résulte que la différence des pressions régnant dans les trous borgnes 41 et 42 est plus faible que la différence des pressions P1 et P2 : le déplacement du tiroir se poursuit jusqu'à une position d'équilibre qui, sous réserve de négliger la force axiale résultant des ressorts 48 et 49, correspond à une égalite des pressions régnant dans les trous borgnes 41 et 42. Ainsi, quelle que soit la difference des pressions d'utilisation P1 et P2, le tiroir 40 reste ou vient en une position dans laquelle les pressions régnant dans les trous borgnes sont sensiblement égales. I1 y a donc égalité des pertes de charge du fluide traversant l'un et l'autre des étranglements 14 et 15. Le calcul permet alors d'établir que les débits franchissant ces étranglements (égaux aux débits de sortie Q1 et Q2) sont proportionnels aux sections de passage de ces étranglements et que chacun de ces débits reste proportionnel au débit global Q, avec un rapport constant au cours du temps même si ce débit Q varie (en supposant figée la position du pointeau) et même si les pressions de sortie P1 et P2 varient. Comme indiqué ci-dessus le dispositif hydraulique 1 peut notamment être appliqué pour la commande d'un système d'épandage (par exemple de gravier) monté sur un véhicule 100 en asservissant le générateur de débit (c1est- à-dire, le moteur 5 de la figure 1) à la vitesse du véhicule : le maintien à une valeur constante du rapport entre les débits Q et Q1 se traduit par un rapport constant entre le flux de produit à épandre et la vitesse du véhicule, et donc par une constance de la quantité de produit épandu par unité de surface au sol, indépendamment de l'usage qui est fait de l'autre partie du débit Q. Le débit dérivé peut alors etre utilisé pour commander par exemple le basculement d'une benne et/ou divers autres équipements de ce véhicule. En se référant au schéma de la figure 1, le moteur 5 est alors lié à la sortie de la boîte de vitesse 101 du véhicule 100, tandis que le récepteur 8 est un rouleau gravillonneur et que le récepteur 9 inclut notamment l'organe de commande d'une benne basculante ainsi que des circuits annexes. I1 va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'a titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi le nombre, par trou borgne, des perçages radiaux d'entrée ou de sortie peut se réduire a 1 ou être supérieur ou égal à 3, ces perçages étant de préférence régulièrement distribués sur une circonférence du tiroir. D'autre part, dans certaines versions simplifiées, chacun des deux étranglements 14 et 15 peut être a section de passage constant tandis que dans d'autres versions plus élaborées, chacun de ces étranglements peut être de section ajustable. Dans une variante non representée du dispositif de la figure 2, les gorges annulaires de sortie sont disposées axialement entre les gorges annulaires internes, et le tiroir est de forme éventuellement pleine avec des tranches transversales dont l'écartement est sensiblement egal à celui des gorges annulaires de sortie. Le fonctionnement est le même que dans le dispositif de la figure 2. On appréciera que le montage en - série de plusieurs dispositifs hydrauliques 1 du type decrit cidessus permet de constituer conjointement à volonté un répartiteur hydraulique à sorties multiples. REVENDICATIONS 1. Dispositif hydraulique a répartition régulée de débit, muni d'un orifice d'entrée (2) adapté à être connecté a une source de débit de fluide (3) et de deux orifices de sortie (6, 7) adaptés a être connectés à des récepteurs hydrauliques, et comportant une zone de répartition (10) connectee a l'orifice d'entrée par une ligne d'entrée (11) et aux orifices de sortie (6, 7) par deux lignes de sortie (12, 13) présentant chacune un étranglement de répartition (14, 15), caractérise en ce qu'il comporte en outre, entre la zone de répartition (10) et les orifices de sortie (6, 7), un dispositif de compensation de pression (16) comportant un étranglement de régulation de pression (17, 18) à section variable dans chacune des lignes de sortie et un élément de liaison adapté a modifier en sens inverse les sections variables de ces étranglements de régulation de pression en sorte de maintenir égales les pressions de fluide entre l'étrangle- ment de répartition et l'étranglement de régulation de pression de chacune des lignes de sortie. 2. Dispositif hydraulique selon la revendication , caractérisé en ce qu'il comporte un alésage (21) fermé à ses extrémités séparant chacune des lignes de sortie en un canal interne (24, 25) communiquant avec la zone de répartition (10) et en un canal de sortie (26, 27) communiquant avec l'un, associé, des orifices de sortie (6, 7), un tiroir (40) formant ledit elément de liaison , monté coulissant dans cet alésage, en y définissant deux chambres complémentaires isolées l'une de l'autre, respectivement connectées aux lignes de sortie, lesdits étranglements de régulation de pression étant définis par les sections de passage laissées dégagées par le tiroir entre chacune desdites chambres et le canal de sortie associé. 3. Dispositif hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canaux internes (24, 25) sont disposés entre les canaux de sortie, lesdites chambres complémentaires s'étendent axialement jusque dans le tiroir par des trous borgnes (41, 42) séparés par une cloison médiane (43) et des perçages d'entrée (44, 45) et des perçages de sortie (46, 47) sont prévus dans la paroi de ces trous borgnes pour faire communiquer ceux-ci, respectivement avec les canaux internes et les canaux de sortie des lignes de sortie. 4. Dispositif hydraulique selon la revendication 2 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le tiroir est soumis å l'action axiale de moyens élastiques antagonistes de rappel en une position d'équilibre. 5. Dispositif hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone de répartition est une chambre (10) d'ou partent deux canaux (24, 25) faisant partie des lignes de sortie, lesdits étranglements de répartition (14, 15) étant constitués par la section d'entrée de ces canaux. 6. Dispositif hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'un au moins des étranglements de répartition (14, 15) a une section de passage variable. 7. Dispositif hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un pointeau (33) dont l'extrémité chanfreinée (32) pénètre dans l'un desdits canaux (24, 25) sur une profondeur ajustable au moyen d'un élément de manoeuvre (33) accessible de l'extérieur dudit dispositif. 8. Véhicule d'épandage comportant un ensemble rotatif (101) tournant à une vitesse représentative de la vitesse du véhicule, un générateur de débit (3) à débit variable entraîné par cet ensemble rotatif, un organe hydraulique d'épandage (8) et un récepteur hydraulique (9) indépendant de ce dernier, cet organe hydraulique d'épandage et ce récepteur hydraulique étant alimentés par ce générateur de débit au travers d'un dispositif hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Véhicule d'épandage selon la revendication 8, caractérise en ce qu'il comporte une benne basculante, ledit récepteur hydraulique (9) comportant l'organe de manoeuvre de cette benne. 10. Véhicule d'épandage selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que ledit organe hydraulique d'épandage est un rouleau gravillonneur.