Brevet FR2641583A1 — publié le 19900713

DISTRIBUTEUR PROPORTIONNEL POUR LA COMMANDE DE RECEPTEURS HYDRAULIQUES La présente invention a pour objet un distributeur proportionnel pour la commande de récepteurs hydrauliques. 1l est connu d'utiliser des distributeurs proportionnels pour la commande de récepteurs hydrauliques. Un avantage du distributeur proportionnel est qu'il permet une indépendance des mouvements simultanés dans les différents récepteurs. Cependant, ce type d'appareil connaît des limites, puisque cette indépendance des mouvements n'existe plus lorsque la somme des débits des récepteurs utilisés simultanément est supérieure au débit de la pompe. Dans un tel cas, on retrouve un fonctionnement en parallèle, le débit allant préférentiellement vers le récepteur le moins chargé. La figure I du dessin schématique annexé représente une vue partielle et en coupe d'un distributeur proportionnel. Pour ce qui concerne le tiroir principal 2 et la partie correspon- dante du corps 3, le distributeur est agencé de façon symétrique par rapport à l'axe Y'Y. Le tiroir principal du distributeur est monté dans un alésage ménagé dans le corps 3, cet alésage comportant un certain nombre de gorges annulaires, tandis que le tiroir 2 comporte également des gorges annulaires débouchant dans sa paroi. Comme montré au dessin, ce distributeur est destiné à alimenter un récepteur désigné par la référence générale 4, qui peut être constitué par exemple par un vérin. Le corps 3 comporte un second alésage à l'intérieur duquel est monté coulissant un tiroir de compensateur 5 soumis à la charge d'un ressort 6. Le fluide hydraulique est véhiculé par une pompe 7 à partir d'un réservoir 8. Lorsque le tiroir 2 est déplacé dans le sens de la flèche F, il se produit successivement les événements suivants: - Interruption de la liaison entre la gorge 9 d'alimentation en fluide sous pression et la gorge de retour 10 Ouverture de la liaison de la gorge 9 avec une gorge 12 du tiroir 2, puis, par le canal 13, mise en communication avec une gorge 14 ménagée dans le corps, elle-même reliée avec une chambre du récepteur. La gorge symétrique de la gorge 14 est reliée à l'autre orifice de ce récepteur en raiêon de la symétrie par rapport à l'axe Y'Y - Ouverture de l'encoche 15 d'alimentation progressive du tiroir 2. A partir du début de cette ouverture, la pompe 7 est en liaison avec le récepteur 4 et commence à lui fournir de l'énergie motrice. - Le tiroir de compensateur 5, taré par le ressort 6, entre immédiatement en action et maintient un écart de pression constant entre l'amont et l'aval des encoches d'alimentation 15 du tiroir 2. Cet écart de pression a la valeur suivante =P To S o To représente l'effort du ressort 6, et S est la section du tiroir de compensateur 5. Pour réaliser les commandes simultanées de n récepteurs avec un distributeur proportionnel de ce type, il convient, afin de conserver l'effet proportionnel, que le débit Q fourni par la pompe soit supérieur ou, éventuellement, égal à la somme des débits QI + Q2 +... + Qn nécessaires à l'alimentation simultanée des n récepteurs inégalement chargés. Pour la suite des explications, et pour des raisons de simplicité du raisonnement, le nombre n de récepteurs est égal à 2. Si le débit Q de la pompe devient inférieur à la somme des débits QI Q2, le récepteur le moins chargé recevant un débit QI, recevra la totalité du débit qui lui est nécessaire. Par contre, le récepteur le plus chargé recevra un débit d'une valeur Q QI, qui est inférieur à Q2, débit théorique nécessaire pour ce second récepteur. Dans le cas d'utilisation d'une pompe à régulation de couple ou de puissance, il se peut que le débit de la pompe soit inférieur au débit QI du récepteur le moins chargé. Il n'y a alors plus de mouvement simultané car, seul le récepteur le moins chargé fonctionne. Le but de l'invention est de fournir un distributeur proportionnel avec lequel on puisse disposer de la simultanéité des mouvements, quelles que soient les charges relatives des récepteurs. A cet effet, le distributeur proportionnel qu'elle concerne comporte des moyens réduisant le débit du ou des récepteurs les moins chargés en fonction de la charge du ou des récepteurs les plus chargés. Selon une première forme d'exécution de ce distributeur propor- tionnel, le ou chaque tiroir de compensateur alimentant les récepteurs est équipé, sur sa face opposée à celle sur laquelle agit un ressort taré, de moyens agissant à l'encontre de l'action du ressort, en fonction de la pression du fluide alimentant le récepteur le plus chargé. Conformément à une possibilité, les moyens agissant sur chaque tiroir de compensateur sont constitués par une tige coaxiale à ce tiroir et prenant appui sur la face de celui-ci opposée à celle sur laquelle agit le ressort de tarage, et dont l'extrémité libre est équipée d'un piston sur lequel s'applique la pression du fluide alimentant le récepteur le plus chargé. Ainsi, il est possible de corriger la différence de pression au niveau des encoches du tiroir du distributeur du récepteur le moins chargé. Selon une forme d'exécution de ce distributeur, la tige agissant sur le tiroir de compensateur est entourée par un ressort prenant appui, d'une part, dans un alésage ménagé dans le corps et, d'autre part, sur la face du piston opposée à celle sur laquelle agit la pression du fluide alimentant le récepteur le plus chargé. La présence de ce ressort antagoniste permet de modifier la loi de correction introduite par la pression de fluide agissant sur ledit piston. Selon une autre forme d'exécution, la tige agissant sur le tiroir de compensateur est entourée par un ressort prenant appui, d'une part, dans le fond d'un alésage ménagé dans le corps et, d'autre part, sur une rondelle disposée à l'intérieur de cet alésage, traversée par la tige et dont le mouvement en direction du piston est limité par une butée, la distance entre la rondelle et la butée étant telle qu'au cours du déplacement du piston et de la tige, le piston vienne d'abord en appui contre la rondelle et avant de déplacer éventuellement axialement celleci à l'encontre de l'action du ressort. Il est ainsi possible de définir un seuil pour la mise en action de la correction, ce seuil correspondant à la mise en appui du piston contre la rondelle actionnée par le ressort. Conformément à une autre forme d'exécution, les moyens destinés à limiter l'action de la pression de fluide sur la tige sont constitués par un piston mû hydrauliquement. Selon une autre forme d'exécution encore, le tiroir de compen- sateur est équipé, sur sa face opposée à celle associée à un ressort de tarage, d'une tige sur laquelle est susceptible d'agir à l'encontre de l'action du ressort de tarage le noyau d'un électro-aimant. Dans la mesure o l'action exercée sur le tiroir de compensateur pour réduire le débit du récepteur le moins chargé est hydraulique, il est prévu au moins un élément à fonction "ou" permettant de réaliser l'alimen- tation sur le piston placé en bout de la tige à partir du circuit de fluide le plus chargé. Si le nombre de récepteurs est de n, le nombre d'éléments à fonction "ou" est de n - 1. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce distri- buteur proportionnel: Figure 2 est une vue d'un distributeur proportionnel à deux récepteurs; Figures 3 à 6 sont quatre vues à échelle agrandie correspondant à q atre systèmes permettant d'établir un effort antagoniste sur un tiroir de compensateur. La figure 2 représente un système similaire à celui de figure I dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment. Dans le cas présent, le système comprend un premier récepteur 4 qui peut être considéré comme le moins chargé. Il est alimenté en fluide par un débit QI fourni sous une pression Pl. Le deuxième récepteur 24 est le récepteur le plus chargé; la pompe lui fournit un débit Q2 sous une pression P2. Comme montré au dessin, sur la face en bout de chaque tiroir de compensateur 5 prend appui, coaxialement à celui-ci, une tige 16 dont la face en bout forme un piston 17 de section s, sur lequel vient s'appliquer la pression P2 du récepteur 24 le plus chargé. La sélection de cette pression est réalisée par l'intermédiaire d'un organe 18 à fonction "ou". Du fait de l'exercice de la pression P2 sur le piston 17 est obtenue une correction de la différence de pression AP aux encoches 15 du tiroir 2 du distributeur le moins chargé dont la pression est PI. L'écart de pression aux encoches du récepteur 4 le moins chargé a pour valeur AP = T__ - (P2 Pl) s S S o: P2 est la pression du récepteur le plus chargé PI est la pression du récepteur le moins chargé s est la section du piston 17 To est l'effort du ressort 6 et, S est la section du tiroir 5. Le choix de la section s permet de régler le niveau de correction. La figure 3 représente une variante d'exécution dans laquelle un ressort 19 entourant coaxialement la tige 16 et logé à l'intérieur d'un alésage 20 prend appui, d'une part, sur le fond de l'alésage et, d'autre part, contre la face du piston 17 opposée à celle contre laquelle s'exerce la pression de fluide. L'effort antagoniste du ressort 19 permet de modifier la loi de correction résultant de la pression P2 sur le piston 17. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, le ressort 19, logé à l'intérieur de l'alésage 20, prend appui non pas directement contre le piston 17, mais contre une rondelle 21 traversée librement par la tige 16 et dont le mouvement, en direction du piston 17, est limité par un circlips 22. Lorsque le piston 17 arrive en contact avec la rondelle 21, il rencontre un effort antagoniste supplémentaire égal à la valeur de précontrainte du ressort 19. La tige 16 ne peut continuer sa course que si la pression qui s'applique sur le piston 17 croît à la valeur Fo Po =o s o Fo est la précontrainte du ressort et s est la section du piston 17. La figure 5 représente une variante d'exécution dans laquelle à milongueur de la tige 16 est disposé un piston 23 monté à l'intérieur d'une chambre 25 à l'intérieur de laquelle est établie une pression de fluide Pc. Cette pression de fluide génère un effort antagoniste à celui exercé par le fluide sous une pression P2 sur le piston 17. La figure 6 représente une variante d'exécution dans laquelle l'effort antagoniste au ressort de tarage est fourni par un électro-aimant 26 agissant sur l'extrémité de la tige 16 opposée à celle solidaire du tiroir de compensateur 5. Le noyau de l'électro-aimant est immergé dans du fluide amené par le conduit 27, ce qui permet un équilibrage des efforts dus à la pression. Chaque élément de distributeur peut avoir un dispositif correcteur défini en fonction du récepteur qu'il alimente. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un distributeur propor- tionnel de conception simple et permettant de bénéficier d'une simultanéité des mouvements dans différents récepteurs quelles que soient les charges relatives de ceux-ci. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce distributeur, décrites ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes d'exécution. - REVENDICATIONS - 1- Distributeur proportionnel pour la commande de récepteurs hydrauliques, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16,17) réduisant le débit du ou des récepteurs (4), les moins chargés en fonction de la charge du ou des récepteurs (24) les plus chargés. 2- Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque tiroir (5) de compensateur alimentant les récepteurs (4,24) est équipé, sur sa face opposée à celle sur laquelle agit un ressort taré (6), de moyens (16) agissant à l'encontre de l'action du ressort (6), en fonction de la pression du fluide alimentant le récepteur (24) le plus chargé. 3- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens agissant sur chaque tiroir (5) de compensateur sont constitués par une tige (16) coaxiale à ce tiroir et prenant appui sur la face de celui- ci opposée à celle sur laquelle agit le ressort de tarage (6), et dont l'extrémité libre est équipée d'un piston (17) sur lequel s'applique la pression (P2) du fluide alimentant le récepteur (24) le plus chargé. 4- Distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige (16) agissant sur le tiroir (5) de compensateur est entourée par un ressort (19) prenant appui, d'une part, dans un alésage (20) ménagé dans le corps et, d'autre part, sur la face du piston (17) opposée à celle sur laquelle agit la pression (P2) du fluide alimentant le récepteur (24) le plus chargé. - Distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tige (16) agissant sur le tiroir (5) de compensateur est entourée par un ressort (19) prenant appui, d'une part, dans le fond d'un alésage (20) ménagé dans le corps et, d'autre part, sur une rondelle (21) disposée à l'intérieur de cet alésage, traversée par la tige (16) et dont le mouvement en direction du piston est limité par une butée (22), la distance entre la rondelle et la butée étant telle qu'au cours du déplacement du piston (17) et de la tige, le piston vienne d'abord en appui contre la rondelle et avant de déplacer éventuellement axialement celle-ci à l'encontre de l'action du ressort (19). 6- Distributeur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens destinés à limiter l'action de la pression de fluide sur la tige (16) sont constitués par un piston (23) mûi hydrauliquement. 7- Distributeur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément à fonction "ou" permettant de réaliser l'alimentation sur le piston (17) placé en bout de la tige (16) à partir du circuit de fluide le plus chargé. 8- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tiroir de compensateur (5) est équipé, sur sa face opposée à celle associée à un ressort de tarage, d'une tige (16) sur laquelle est susceptible d'agir à l'encontre de l'action du ressort de tarage le noyau d'un électro-aimant (26).