Brevet FR2641339A1 — publié le 19900706

Pompe à cylindrée variable à régulation hydraulique pour régler le débit et/ou la pression pour au moins deux récepteurs La présente invention concerne une pompe à cylindrée variable à régulation hydraulique pour régler le débit et/ou la pression pour au moins deux récepteurs à chacun desquels sont associés un réducteur de débit réglable et une soupape. On sait que la régulation hydraulique d'une pompe à cylindrée variable de ce type se fait par un signal qui dépend de la charge c'est-à-dire de la pression de charge du récepteur le plus charge, afin d'augmenter le débit de la pompe. C'est ainsi qu'il est connu de prévoir, pour la régulation hydraulique, une soupape de régulation du débit dont le piston est relié à tous les récepteurs par l'intermédiaire d'une conduite de signaux et d'une chaîne de soupapes à changement de direction, pour amener la pression de charge la plus élevée d'un récepteur à la soupape de régulation par l'intermédiaire de la conduite de signaux. Si la pompe à cylindrée variable délivre déjà le débit maximal et si une demande de débit encore plus élevé de la part d'un récepteur est transmise par la conduite de signaux, le système hydraulique se trouve en état de sous-alimentation. Pour remédier à cet état il est connu de réduire le débit qui -traverse les récepteurs, par exemple en diminuant le débit qui traverse les récepteurs à l'aide des balances de pression associées aux récepteurs (voir le document DE 35 32 816.9). Pour réduire le débit à travers les récepteurs, il est connu en outre (voir le document P 36 44 745.5) de prévoir au niveau des balances de pression des récepteurs une autre rampe de commande par l'intermédiaire de laquelle il est possible de réduire, en position extrême ouverte de la balance de pression, la pression pilote pour les distri- buteurs à commande hydraulique. Ainsi, lorsqu'une balance de pression arrive dans cette position extrême, le débit décroît dans tous les récepteurs. Selon l'état de la technique, le signal qui se déclenche pour augmenter ou diminuer le débit dans les récepteurs est ainsi prélevé au niveau du récepteur chargé dont la balance de pression a atteint l'extrémité du domaine de régulation. La présente invention a pour objet de commander le dispositif de régulation de la pompe à cylindrée variable d'une manière nouvelle qui permet de choisir librement le signal pour le dispositif de régulation, de sorte qu'il est possible d'étendre sensiblement le domaine d'utilisation de l'installation hydrau- lique. Cet objet est atteint selon l'invention en ce que la soupape associée au récepteur chargé est amenée dans une position dans laquelle un signal associé à ce récepteur est conduit au dispositif de régulation de la pompe pour adapter le débit. Selon l'invention, le signal de commande pour le dispositif de régulation de la pompe est délivré uniquement par le récepteur chargé qui présente une demande de débit plus élevée qui est signalée au dispositif de régulation de la pompe sous forme d'un signal de régulation provenant d'une soupape disposée dans la. conduite du récepteur. Cette soupape peut être une balance de pression destinée à compenser la charge du récepteur associé. La soupape associée au récepteur chargé parvient alors dans une position extrême dans laquelle un signal dépendant ou indépendant de la charge est envoyé au dispositif de régulation de la pompe par l'intermédiaire d'une rampe de commande qui s'ouvre. Ce signal provoque une augmentation du débit. Ainsi, dans le cas d'une demande de débit plus élevée d'un récepteur, la soupape associée se trouve toujours dans la position extrême dans laquelle un signal est envoyé dans la conduite qui la relie au dispositif de régulation de la pompe, ce signal provoquant une augmentation du débit. La pression introduite dans la conduite de signaux peut être réduite en étant conduite dans le réservoir par l'inter- médiaire d'un réducteur de débit, de sorte que la cylindrée de la pompe diminue. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, les soupapes destinées à solliciter la conduite de signaux pour le dispositif de régulation de la pompe sont les balances de pression associées au distributeur des récepteurs, ces balances de pression, lorsqu'elles occupent leur position extrême ouverte, reliant La conduite de signaux à une pression de commande, par L'inter- médiaire d'une rampe de commande supplémentaire. A partir de ce dispositif de base il est possible de construire de multiples dispositifs. C'est ainsi qu'il est possible de choisir librement la source de pression de commande pour le signal de pression du dispositif de régulation de la pompe dans la mesure o la conduite de signaux peut être raccordée à une source de pression externe de pression relativement faible ou à la conduite qui relie la pompe au récepteur. La liaison peut se faire en amont ou en aval du distributeur. Etant donné d'autre part que la liaison se fait par l'intermédiaire de la position de la soupape ou de la balance de pression, on peut également disposer la balance de pression en amont du récepteur ou en aval du récepteur entre celui-ci et le réservoir. Il est possible aussi de réaliser des systèmes de soupapes pour une réduction de débit en amont ou pour une réduction de débit de retour. Bien entendu, le domaine de pression de réglage du dispositif de régulation de la pompe doit être choisi en fonction de la pression de commande qui règne dans la conduite de signaux. La pompe à cylindrée variable selon l'invention peut être utilisée pour une transmission hydrostatique dans laquelle une unité secondaire réglable est reliée à une conduite alimentée par une unité primaire, le signal étant constitué par l'angle de pivotement maximal de l'unité secondaire. Par ailleurs, lorsque la limite de pression et/ou de débit de la pompe à cylindrée variable est dépassée, le débit à travers le récepteur chargé peut être réduit, ou le récepteur chargé peut être débranché à l'aide du signal du récepteur chargé, indépendamment de la demande de pression ou de débit des autres récepteurs. Ou bien encore, lorsque la limite de débit de la pompe est dépassée, la demande du récepteur qui présente les plus grandes pertes est abaissée en fonction de la plus faible pression de récepteur ou est annulée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit de plusieurs exemples de réalisation en référence aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: 26 4 1339 - la figure 1 représente un schéma de branchement hydraulique pour commander le dispositif de régulation de la pompe par l'intermédiaire d'une balance de pression disposée en aval entre le récepteur et la rampe de commande aval du réducteur de débit réglable, pour introduire un signal à basse pression, - les figures 2 à 5 représentent diverses dispositions de la balance de pression pour envoyer des signaux à haute pression au dispositif de régulation de la pompe, et - la figure 6 est une représentation schématique dans laquelle une balance de pression est située entre le récepteur et le réservoir, avec un dispositif de réaspiration et un dispositif de recyclage. Dans la figure 1, une pompe à cylindrée variable 1 débite un fluide moteur dans une conduite de pression de pompage 2, sur laquelle sont branchés plusieurs récepteurs parmi lesquels le récepteur 3 est représenté. Le récepteur 3 est relié à la conduite 2 par l'intermédiaire d'un clapet de non-retour 60 et d'une rampe de commande amont 4 d'un distributeur, et à un réservoir T par l'intermédiaire d'une rampe de commande aval 5. Les deux rampes de commande 4 et 5 sont disposées de façon connue en soi sur le piston d'un distributeur. Ceci est représenté par la ligne de liaison 6. Le distributeur 4, 5, 6 est à régulation hydraulique, par introduction d'une pression correspondante dans la chambre 8 du dispositif de régulation 9. Cette énergie de pression est prélevée dans la conduite de pression de commande 10. Dans la conduite 12 d'écoulement vers le réservoir du récepteur 3 est disposée une balance de pression 15 'dont le piston de régulation est sollicité dans le sens- de la fermeture par la pression en amont de la rampe de commande aval 5 du côté du réservoir, et dans le sens de l'ouverture par la pression de commande dans la conduite 16 et par un ressort 17. La conduite 16 est reliée à la chambre de commande 8. La fonction de la balance de pression 15 du côté aval est celle des balances de pression habituelles, c'est-à-dire que lorsque le récepteur fonctionne trop vite par suite d'une faible résistance de charge, la pression dans la conduite 18 augmente et la balance de pression se ferme. Si la résistance de charge augmente, le récepteur 3 fonctionne trop lentement, la pression dont la conduite 18 diminue et la balance de pression s'ouvre. La position de fermeture de la balance de pression est représentée par a, la position de régulation par b et une autre position de fonctionnement par o. Si par exemple le récepteur 3 est chargé et demande de ce fait une augmentation du débit, la balance de pression atteint son ouverture maximale lorsque les pressions des deux côtés du piston dans les conduites 16 et 18 sont égales, de sorte que l'extrémité du domaine de réglage de la balance de pression 15 est atteint. Dans ce cas, il existe un déficit de débit et la balance de pression arrive en position o dans laquelle une rampe de commande est constamment ouverte et provoque l'introduction du le signal de pression de commande provenant de la conduite 16 dans le dispositif de régulation de la pompe par une conduite de signaux 20, 22. Ainsi, dans cette forme de réalisation, le dispositif de régulation de la pompe est sollicité par un signal provenant d'une source de pression externe. Les conduites de signaux 20 de tous les récepteurs branchés en parallèle sont reliées à la conduite de signaux commune 22 par l'intermédiaire d'un clapet de nonretour 59. Si la pression dans la conduite de signaux 20 monte du fait de l'ouverture constante de la rampe de commande de la balance de pression 15 du récepteur 3 chargé, la cylindrée de la pompe change dans le sens d'un débit plus important. Si le débit couvre la demande, la pression du signal décroît entre la rampe de commande de la balance de pression 15 qui se ferme et le réducteur de débit 24 qui assure la diminution de pression en conduisant au réservoir. Le dispositif de régulation de la pompe est constitué de la façon suivante: le piston 26 du dispositif de régulation hydraulique est sollicité par un ressort 27 dans le sens du débit maximal et par ta pression dans la chambre 28 dans le sens du débit minimal. La pression qui règne dans la chambre 28 est réglée par une soupape de régulation de débit 30 dont le piston est déplacé par un ressort 31 dans le sens d'une diminution de la cylindrée de la pompe, et par la pression qui règne dans la conduite 22 dans le sens d'une augmentation dé cylindrée de la pompe. Ainsi, la forme de réalisation représentée dans la figure 1 montre qu'il est possible d'utiliser pour la régulation de la pompe un signal totalement indépendant du niveau de pression dans la balance de pression 15. A la place du signal hydraulique, c'est-à-dire de la pression de commande provenant de la conduite , il est possible d'envoyer également un signal électrique au dispositif de régulation de la pompe lorsque la position extrême de la balance de pression est détectée électriquement et qu'un signal électrique est alors produit. Un autre avantage essentiel consiste en ce que la différence de pression qui existe au niveau de la balance de pression pour l'actionner peut être modifiée de façon individuelle. On peut par exemple utiliser la différence de pression en addition à la formation de la valeur de consigne pour le débit. Dans la forme de réalisation représentée dans la figure 1, la pression qui règne dans la conduite 16 et qui agit sur la balance de pression est égale à la pression pilote pour la régu- lation du distributeur 4, 5, 6. Ainsi il est possible d'améliorer la sensibilité de La régulation et d'obtenir une caractéristique de régulation uniforme étant donné que la position du réducteur de débit variable 5 détermine la section de passage A, tandis que la balance de pression 15 règle le débit en fonction de la pression selon "/p, et que de ce fait le débit en aval est déterminé par la relation Q, A /ap En outre, dans le cas de soupapes de sections nominales de passage comparables, on peut obtenir des-débits plus importants, étant donné que pour un débit maximal, 1/p augmente. D'autre part, le système offre la possibilité de compenser une sous-alimentation par régulation de la pression de commande au niveau des distributeurs. Dans les figures suivantes sont représentées différentes possibilités d'association de balances de pression à un récepteur, un signal de pression qui se modifie constamment pouvant être amené dans tous les cas à La conduite de signaux 22 par L'intermédiaire de La rampe de commande supplémentaire de la balance de pression. C'est ainsi que, dans la figure 2, La balance de pression 15 est disposée en aval comme dans la figure 1, et est réglée de même que le dispositif de commande hydraulique 9 du distributeur, par la pression qui règne au niveau de la soupape de réduction de pression 36 et qui provient de la conduite de pression de commande 10. Cependant, un signal à haute pression, à savoir le signal de pression de charge en amont du récepteur 3, est introduit dans la conduite de signaux 22 à partir de la prise 38. Dans la figure 3, la balance de pression est disposée en amont du distributeur et est sollicitée par la différence de pression au niveau du réducteur de débit réglable 4. La pression de charge entre le récepteur 3 et le réducteur de débit réglable 4 est alors transmise à la balance de pression par l'intermédiaire d'un distributeur 42 actionné par la position de régulation du distri- buteur. Ce signal de pression de charge est introduit dans la conduite de signaux 22. Dans la figure 4, la balance de pression 15 est disposée en aval de la rampe de commande aval 5 et est sollicitée par la différence de pression au niveau du réducteur de débit réglable 5. Le signal de pression pour la conduite 22 est de nouveau la pression de charge provenant de la prise 38 qui est établie par l'intermédiaire du distributeur 39, qui dépend de la position du distributeur 4, 5, 6 et de la balance de pression, et qui est introduite dans la conduite de signaux 20. Dans la figure 5, la balance de pression occupe la même position et est sollicitée de même par la différence de pression au niveau de la rampe de commande 5 en aval. Ici, la pression de pompage en amont de la rampe de commande amont 4 du distributeur sert de signal de pression pour la conduite de signaux 22. Dans tous les cas des figures 2 à 5, il s'agit d'un système à haute pression dans lequel règne une haute pression comme pression de signal, de sèrte que la soupape de régulation- de la pompe doit être modifiée de façon connue par rapport à la figure 1, c'est-à-dire que le piston de régulation est déplacé par la pression de pompage et non pas par le ressort 31 dans la position dans laquelle a lieu une diminution de cylindrée de la pompe par introduction de pression dans la chambre du cylindre 28. Dans la figure 6 est représentée une autre forme de réalisation dans laquelle un récepteur 3 peut être actionné par l'intermédiaire d'un distributeur 5, la balance de pression 15 étant disposée en aval entre le distributeur 50 et le réservoir T. La balance de pression 15 est sollicitée d'une part par le ressort 17 et par la pression en amont de la balance de pression en position d'ouverture, et en sens contraire par la pression en amont de la rampe de commande aval 5 du distributeur 50, pression qui est prélevée au niveau du raccord 51. Cette pression constitue une mesure de la différence de pression au niveau de la. rampe de commande 5 en aval. Depuis la balance de pression 15 est introduite dans la conduite de signaux 20 une pression qui est prélevée en amont entre la conduite de pression de pompage 2 et le distributeur 50. Il s'agit ainsi d'un signal à haute pression qui est appliqué sur le dispositif de régulation de la pompe en position extrême de la balance de pression 15. La forme de réalisation de la figure 6 est complétée par un dispositif de réaspiration qui consiste en une soupape de réaspiration 55 et en un clapet de non-retour 56. La soupape de réaspiration 55 est sollicitée par la pression de pompage et par un ressort dans la position d'ouverture représentée, et en sens contraire en position de fermeture par la pression qui règne au niveau du raccord 51 du distributeur 50. Si une charge externe s'exerce sur le récepteur 3, de sorte que le récepteur aspire du fluide moteur dans la conduite de pression de pompage 2, la soupape de réaspiration 55 passe en position de fermeture du fait de la différence de pression qui existe maintenant au niveau de la soupape de réaspiration 55 entre la pression de pompage et la pression de recyclage du fluide moteur expulsé par le récepteur au niveau du raccord 51, de sorte que le clapet de non-retour 56 s'ouvre et que du fluide moteur peut être réaspiré immé- diatement à partir du réservoir T. Ceci conduit à une économie d'énergie sensible pour l'installation hydraulique. Il est prévu en outre un dispositif de recyclage avec une soupape de recyclage 58 qui est insérée entre la balance de pression 15 et le réservoir T ou la conduite de pression de pompage 2 et qui peut être actionnée par la pression de pompage et par un ressort dans la direction d'ouverture représentée, et par la pression de recyclage au niveau du raccord 51 du distributeur 50. Tant que la pression de pompage et que la pression du ressort sont supérieures à la pression de recyclage, la soupape de recyclage 58 demeure dans la position représentée et le fluide de travail rejeté par le récepteur 3 en extension ou en traction aboutit dans le réservoir. Cependant, si la pression de recyclage monte, la soupape de recyclage 58 change de position et le fluide de travail repoussé aboutit dans la conduite de pression de pompage 2, de sorte que la cylindrée de la pompe diminue encore. Dans la position extrême de La balance de pression 15, et lorsque le récepteur fonctionne en réaspiration (soupape 55 fermée), la pression de signal ne doit pas agir sur la soupape de régulation de la pompe 30 et sur la conduite 20, étant donné que le courant de réaspiration n'est pas influencé par le débit de la pompe. Dans cette position de fermeture de la soupape 55, l'énergie de signal doit donc être arrêtée au niveau de la balance de pression 15. Ceci est obtenu de façon avantageuse en ce que l'on raccorde la conduite 200 pour l'introduction du signal immédia- tement en aval de la soupape 55. REVENDICATIONS 1. Pompe à cylindrée variable à régulation hydraulique pour régler le débit et/ou la pression pour au moins deux récepteurs, à chacun desquels sont associés un réducteur de débit réglable et une soupape, caractérisée en ce que la soupape (15) associée au récepteur chargé est amenée dans une position dans laquelle un signal associé à ce récepteur (3) et conduit au dispositif (30) de régulation de la pompe pour adapter le débit. 2. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape (15), dans sa position signalant le récepteur charge, déLivre un signal de régulation (22) pour le dispositif de régulation (30) de la pompe. 3. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la soupape (15) est une soupape proportionnelle. 4. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce que la soupape (15) est une soupape de régulation pour le récepteur associé, qui délivre le signal de régulation pour le dispositif de régulation après avoir atteint la position extrême du domaine de régulation. 5. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 4, caractérisée en ce que la soupape (15) est une balance de pression destinée à compenser la charge du récepteur associé. 6. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 3, caractérisée en ce que la balance de pression (15) est munie, dans sa position extrême ouverte, d'une rampe de commande qui s'ouvre pour conduire le signal. 7. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que le signal est un signal de pression hydraulique stocké par une source de pression externe. 8. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations I à 6, caractérisée en ce que le signal est un signal de pression qui dépend de la charge et qui est associé au récepteur chargé. 9. Pompe à cylindrée variable selon L'une des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que le signal est la pression pilote pour l'actionnement hydraulique du distributeur associé au récepteur. 10. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que le signal est un signal électrique. 11. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 6 pour une transmission hydrostatique, dans laquelle une unité secondaire réglable est reliée à une conduite alimentée en pression par une unité primaire, caractérisée en ce que le signal est constitué par l'angle de pivotement maximal de l'unité secondaire. 12. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 11, caractérisée en ce que, lorsque la limite de pression et/ou de débit de la pompe à cylindrée variable est dépassée, le débit à travers le récepteur chargé est diminué ou le récepteur chargé est débranché à l'aide du signal du récepteur charge, indépendamment de la demande en pression ou en débit des autres récepteurs. 13. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 11, caractérisée en ce que, lorsque la limite de débit de la pompe est dépassée, la demande du récepteur ayant' les plus grandes pertes est diminuée en fonction de la plus faible pression de récepteur ou est annulée. 14. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 5 à 13, caractérisée en ce que les grandeurs de commande pour la régulation des balances de pression pour les récepteurs sont produites par des signaux de pression séparés. 15. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 14, caractérisée en ce que les soupapes ou les balances de pression (15) sont disposées entre la pompe à cylindrée variable (1) et le récepteur (3) et sont associés à chaque fois à un réducteur de débit réglable (4) en amont. 16. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 15, caractérisée en ce que les balances de pression ou les soupapes sont sollicitées à chaque fois par la différence de pression au niveau du réducteur de débit réglable (4) en amont. 17. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 14, caractérisée en ce que les soupapes ou balances de pression (15) sont disposées entre le récepteur (3) et le recyclage vers le réservoir et sont associées à chaque fois à un réducteur de débit réglable (15) en aval. 18. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 17, caractérisée en ce que les balances de pression ou soupapes sont à chaque fois sollicitées par la différence de pression au niveau du récepteur (3). 19. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 17, caractérisée en ce que les balances de pression ou soupapes (i5) sont sollicitées à chaque fois par la différence de pression au niveau du réducteur de débit réglable (5) en aval. 20. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 17, caractérisée en ce que les balances de pression ou soupapes (15) sont sollicitées à chaque fois par la différence de pression entre la pression au niveau du réducteur de débit réglable (5) en aval et la pression d'une source de pression externe. 21. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 20 pour distributeurs à réducteur de débit réglable à actionnement hydraulique, caractérisée en ce que le dispositif de régulation hydraulique (9) du réducteur de débit réglable et la balance de pression associée (15) sont reliés ensemble à la source de pression externe. 22. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 21, caractérisée en ce qu'il est prévu, entre la pompe à cylindrée variable (1) et le réducteur de débit réglable (4, 5) associé à chaque fois à un récepteur, un distributeur (55) qui peut être commuté, en fonction de la différence de pression au niveau du récepteur (3), de sa position ouverte à une position de fermeture, dans laquelle l'entrée du récepteur est reliée au réservoir par l'intermédiaire d'un clapet de non-retour (56) lorsque le récepteur est en traction ou en compression. 23. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 22, caractérisée en ce que le distributeur (55) est sollicité par la pression entre la pompe (1) et le distributeur (50) et en sens inverse par la pression en amont du réducteur de débit réglable (5, 51) situé du côté du réservoir. 24. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 23, caractérisée en ce que la balance de pression (15) est prévue entre le réducteur de débit réglable (5) situé du côté du réservoir et le réservoir. 25. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 22, caractérisée en ce que la source de pression au niveau de la balance de pression (15) pour produire le signal de régulation de la pompe (20) est prélevée immédiatement après le distributeur (55). 26. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 22 à 25, caractérisée en ce qu'un clapet de non-retour (56) est prévu dans la conduite de réaspiration en direction du réservoir. 27. Pompe à cylindrée variable selon l'une des revendi- cations 1 à 26, avec une balance de pression disposée entre le réducteur de débit réglable situé du côté du réservoir et le réservoir, caractérisée en ce qu'entre la balance de pression (15) et le réservoir est disposé un distributeur (58) qui est commutable depuis une position qui relie la conduite d'écoulement (12) à la conduite de pression de pompage (2), lorsque la pression de recyclage est supérieure à la pression de pompage, en fonction de la différence de pression entre la pression de pompage et la pression de recyclage du récepteur (3) lorsque celui-ci est en compression ou en extension. 28. Pompe à cylindrée variable selon la revendication 27, caractérisée en ce que le réducteur de débit réglable (5) est associé à un distributeur (50) qui présente une rampe de commande supplémentaire pour prélever la pression entre le récepteur et La sortie du réducteur de débit réglable située du côté du réservoir.