Brevet FR2659399A1 — publié le 19910913

L'invention concerne une commande de vanne indépendante de la charge, destinée à plusieurs récepteurs hydrauliques à commander simultanément, constituée d'une vanne de commande associée à chacun des récepteurs et d'une vanne d'étranglement (balance de pression) disposée en amont entre la vanne de commande et ce récepteur, et qui est sollicitée, dans le sens de l'ouverture, par la pression de pompe et, dans le sens de la fermeture, par la pression de charge la plus élevée des récepteurs. Dans une vanne de commande connue d'après DE-A- 36 34 728, les débits déterminés par la section transversale d'ouverture des vannes de commande sont maintenus dans un rapport constant malgré les variations de la charge des divers récepteurs fonctionnant simultanément Ceci résulte du fait qu'il est disposé, en aval de l'orifice de mesure de chaque vanne de commande, une balance de pression (vanne d'étranglement) dont le piston de régulation est sollicité vers la direction d'ouverture, par la pression de pompe et, vers la position de fermeture, par la pression de charge la plus élevée apparaissant à un récepteur De cette manière, le débit du fluide de travail est commandé par la balance de pression de telle manière que la différence de pression sur la vanne de commande reste constante, même lorsque la pression de charge varie, et qu'ainsi le débit correspondant du fluide de travail et la vitesse de travail du récepteur restent aussi constants. Dans ce système hydraulique connu, dans lequel plusieurs récepteurs sont alimentés par une pompe à cylindre variable, chacun par l'intermédiaire d'une valve de commande et une balance de pression, la charge la plus élevée apparaissant à un des récepteurs est choisie au moyen d'une chaîne de sélecteurs de circuit et elle est appliquée à toutes les balances de pression dans le sens de la fermeture De cette manière, les pistons de régulation des balances de pression se placent de telle manière qu'il existe la même différence de pression aux divers orifices de mesure de la valve de commande, même pour des charges d'utilisateurs différentes. Il s'agit donc en principe d'une commande de vanne destinée à répartir le débit de la pompe en plusieurs débits partiels allant vers chaque récepteur, le rapport de répartition restant constant, même pour une charge variable des récepteurs, et la vitesse souhaitée restant ainsi maintenue Ce rapport de répartition reste constant même lorsqu'il est impossible d'amener un débit suffisant pour alimenter tout les récepteurs à partir de la source de pression. Dans un tel cas, tous les débits partiels sont réduits, mais le rapport entre eux reste constant. Comme, dans la position médiane (position zéro), les conduites de commande sont déchargées vers le réservoir, il apparaît avec les commandes de vanne connues, lors de la mise en route ou lors du changement de direction, une baisse de pression de courte durée dans les conduites de récepteurs, parce que la quantité d'huile de commande destinée à la conduite de détection de charge ou "Load-Sensing" doit lui être apportée à partir des raccordements de récepteur. Cette baisse de pression provoque un fléchissement brusque des récepteurs sous charge. Dans une autre commande de vanne connue (DE-A- 36 05 312), on sait déjà comment limiter cette baisse brutale de la pression de la charge Deux pistons auxiliaires comportant chacun un tiroir d'inversion sont ici prévus dans le piston principal de commande. Cette solution très onéreuse ne peut être exécutée que pour une dimension nominale déterminée. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de vanne qui évite, avec des moyens simples, une baisse brusque de la pression de charge pendant le processus de commande et qui soit indépendant de la dimension des vannes. Ce but est atteint, dans une commande de vanne du type mentionné dans l'introduction par le fait que la pression de charge la plus élevée commande, au moyen d'une chaîne de sélecteurs de circuit, une valve de détente dont le côté d'entrée est relié à la pompe et dont le côté de sortie est relié aux conduits de commande allant vers les vannes d'étranglement et la régulation de pompe ou, en position médiane, vers le réservoir. De cette manière, le débit d'huile de commande nécessaire pour le réglage des balances de pression et la régulation de pompe est prélevé, selon l'invention,sur le côté de pression de la pompe au moyen d'une vanne de détente commandée par la pression de charge la plus élevée Du côté des utilisateurs, il suffit d'amener à la vanne de détente un signal de pression qui n'exige pratiquement aucun débit d'huile de commande Une baisse de la pression de charge est ainsi éliminée de façon efficace lors de la mise en marche des récepteurs Si, lors de la mise en marche ou de l'inversion de direction d'un récepteur, la charge propre devient supérieure à la pression de pompe, cette pression de charge propre ferme, au moyen d'un sélecteur de circuit, la balance de pression de sorte que la charge est maintenue dans sa position. De préférence, soit la pression déterminée par la valve de détente, soit la pression de charge existant au récepteur associé, est appliquée, par l'intermédiaire d'un sélecteur de circuit, à la vanne d'étranglement dans la direction de fermeture. De façon avantageuse, si la commande de vanne comporte une régulation de pompe, la pression déterminée par la valve de détente est en même temps la pression de commande de régulation de la pompe. Si la vanne de commande associée à chaque récepteur présente des parties de piston pour la commande de la direction et de la vitesse du récepteur associé, et si la vanne d'étranglement, dont le piston règle la section de passage dans le canal, est prévue dans un canal du carter de tracé transversal à l'axe de piston, entre une partie de piston, prévue pour la vitesse de l'utilisateur, du tiroir-piston de la vanne de commande et les parties de piston de ce tiroir- piston, distinctes des précédentes, prévues pour la commande de direction, la partie de piston qui détermine la vitesse peut être disposée entre deux chambres du carter, auxquelles est appliquée la pression de pompe et qui sont reliées ensemble à un canal d'admission et d'échappement commun et sont disposées des deux côtés de la chambre du carter, reliée au canal, qui contient la vanne d'étranglement, cette chambre présentant, respectivement dans la direction des chambres voisines auxquelles est appliquée la pression de pompe, des arêtes de commande qui coopèrent avec des arêtes de commande correspondantes de la partie de piston de commande. Selon une autre modalité, il est prévu, dans le piston de la vanne d'étranglement, un sélecteur de circuit auquel est appliquée, d'un côté, la pression de charge du récepteur, commandée par la vanne de commande correspondante et, de l'autre côté, la pression de charge la plus élevée du système, la sortie du sélecteur de circuit étant reliée avec l'espace de commande de la vanne d'étranglement auquel est appliquée la pression de régulation. De préférence, dans la position médiane des vannes de commande, la conduite de commande est déchargée vers le réservoir par l'intermédiaire de la valve de détente. On va maintenant décrire de façon plus détaillée un exemple de réalisation de l'invention à l'aide des dessins annexés Les figures représentent: la Figure 1; un schéma de circuit d'un bloc de commande concernant trois récepteurs, destiné à une répartition de débit indépendante de la charge et comportant une fonction de maintien de charge, la Figure 2 la structure d'une valve de commande en mode sandwich, à valve papillon et sélecteur de circuit incorporés, la Figure 3 une coupe selon la ligne III-III du corps de bottier selon la Figure 2. A la Figure 1, on désigne par l un bloc de commande destiné à trois récepteurs, dans lequel est associé à chaque récepteur (utilisateur), un ensemble de vannes 19 qui se compose d'une valve de commande 2, d'une vanne d'étranglement 3 et de deux sélecteurs de circuit 4, 5 Les raccords de récepteur sont désignés par Al, Bl, le raccord de la pompe à cylindre variable 17 par P, le raccord du réservoir par T, et le raccord de la conduite de transmission de la charge vers la vanne d'étranglement 3 et vers le régulateur de pompe 16, par LS Dans la zone d'entrée 18 du bloc de commande est prévue une vanne de détente 15 qui est alimentée en fluide de commande par la pompe 17 Chaque vanne d'étranglement 3, réalisée sous forme de balance de pression, est disposée en aval de l'étranglement de commande 32 de la vanne de commande 2, et en amont des passages 33, 34 de la vanne de commande transmettant le fluide de pression vers les récepteurs La pression de charge existant à chaque vanne de commande 2 est amenée, par une conduite 22, aux sélecteurs de circuit , de telle manière que la pression de charge chaque fois la plus élevée soit appliquée, à la sortie du dernier sélecteur de circuit 5 et donc à la conduite 23 de pression de commande qui mène à la valve de détente 15, pour commander cette dernière, dont l'entrée 15 a est reliée, par un canal 40, au canal 41 qui est en liaison avec le refoulement de la pompe 17 De cette manière, le liquide de commande amené aux balances de pression 3 par un canal de commande 9, et à la régulation de pompe 16 par le raccord LS, est prélevé dans le fluide de travail de la pompe et la pression de commande est modulée par la valve de détente en fonction de la pression maximale qu'elle reçoit Tant que la pression de pompe P est supérieure à la pression i 5 indiquant la charge délivrée par la valve de détente , les balances de pression restent dans leurs positions de réglage. Dans la position médiane des vannes de commande 2, les sélecteurs de circuit 5 sont aussi déchargés vers le réservoir, de sorte que le canal de commande 9 et le raccord de commande LS sont, eux aussi, déchargés vers le réservoir, à travers la valve de détente 15, et que la régulation de pompe 16 est également ramenée a zéro. Lors de la mise en route d'un récepteur, la quantité d'huile de commande nécessaire pour le raccord LS d'indication de la charge est prélevé, par la vanne de détente 15, à la pompe, et non, comme habituellement jusau'ici, au raccordement de récepteur De cette manière, on limite le risque d'une baisse brusque de pression au récepteur lors de la mise en marche ou d'un changement de sens. Aux Figures 2 et 3, le dispositif symétrique de vanne de commande 19 comporte les raccordements de pompe centraux P P' qui sont en liaison sur le côté sortie avec deux chambres de carter semblables lla, llb Le raccordement de pompe P' du côté de sortie du carter 2 de valve, voir Figure 3, constitue le raccordement de pompe P de l'ensemble de valves 19 suivant Deux chambres de carter lia, llb sont disposées, à partir du centre de vanne 21 a, des deux côtés de la chambre de carter 26 reliée à un canal 14 qui contient la balance de pression 3 Le canal 14 est relié, à travers le piston de régulation 7 de la balance de pression 3, à des canaux 8 a, 8 b symétriques par rapport au centre de vanne. Ces canaux 8 a, 8 b débouchent dans les chambres de commande 27 a, 27 b, qui sont disposées entre les chambres de commande 9 a, 9 b, reliées aux raccords de récepteurs Ai, Bt, et les chambres lia, llb auxquelles est appliquée la pression de pompe Des chambres de carter 28, qui conduisent au raccordement de réservoir T par des canaux 29, sont disposées des deux côtés des chambres de commande 9 a, 9 b. Comme représenté à la Figure 2, le piston de vanne 21 est symétrique, sur sa partie médiane 21 a, des arêtes de commande 12 a, 12 b qui coopèrent avec, selon la direction du récepteur, des arêtes de commande 13 a, 13 b de la chambre centrale 26 pour constituer un passage de régulation qui coopère avec la balance de pression disposée dans le canal 14. La balance de pression 3 comporte aussi, sur son piston de régulation 7, une arête de commande 30 qui coopère avec une arête de commande 31 du carter pour contrôler le passage du canal 14 aux canaux 8 a, 8 b. Dans le piston de régulation 7 de la balance de pression est disposé un sélecteur de circuit 4 qui, par un alésage 25, amène, dans l'espace de commande 10, la pression de charge la plus élevée du système, qui est fournie par une chaîne 5 de sélecteurs à travers la valve de détente 15 (Figure 1), ou la pression de charge du récepteur associé, qui est prélevée dans les canaux 8 a, 8 b par un autre alésage 24 Cette pression de charge constituant la pression de commande sollicite, en même temps qu'un ressort de positionnement 6, le piston de régulation 7 dans la direction de fermeture Si la pression de charge propre d'un récepteur devient plus élevée que la pression engendrée par la pompe dans le système, cette pression de charge propre est amenée par le sélecteur de circuit 4 sur le piston de régulation 7 de la balance de pression 3, et ferme celle-ci De cette manière, la charge propre est maintenue dans sa position (fonction de maintien de charge). Si la pression en aval du passage de régulation est plus élevée que la charge de pression la plus élevée présente dans le système, la balance de pression s'ouvre. La différence de pression au passage de régulation est maintenue constante dans chaque balance de pression associée, grâce à quoi les débits choisis pour chaque récepteur sont également maintenus dans un rapport constant. Revendications 1 Commande de vanne indépendante de la charge, destinée à plusieurs récepteurs hydrauliques à commander simultanément, constituée d'une vanne de commande ( 2) associée à chacun des récepteurs et d'une vanne d'étranglement ( 3) (balance de pression) disposée en amont entre la vanne de commande et ce récepteur, dans laquelle est appliquée la pression déterminée par la pression de pompe (P) dans la direction d'ouverture et la pression de charge la plus élevée (LS) des récepteurs en direction de fermeture, caractérisée en ce que la pression de charge la plus élevée commande, au moyen d'une chaîne ( 5) de sélecteurs de circuit, une valve de détente ( 15) dont l'entrée est reliée à la pompe ( 17) et dont la sortie est reliée aux conduits de commande (LS) allant vers les vannes d'étranglement ( 3) et la régulation de pompe ( 16) ou, en position médiane, vers le réservoir (T). 2 Commande de vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce que, soit la pression (LS) déterminée par la valve de détente ( 15), soit la pression de charge existant au récepteur associé (Ai, Bi) appliquée, par l'intermédiaire d'un sélecteur de circuit ( 4), à la vanne d'étranglement ( 3) sollicite celle-ci dans la direction de fermeture. 3 Commande de vanne selon la revendication 1 ou 2, comportant une régulation de pompe, caractérisée en ce que la pression déterminée par la valve de détente ( 15) est en même temps la pression de commande (LS) de la régulation de pompe ( 16). 4 Commande de vanne selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la vanne de commande associée à chaque récepteur présente des parties de piston pour la commande de la direction et de la vitesse du récepteur associé, et dans laquelle la vanne d'étranglement ( 3), dont le piston commande la section de passage dans le canal, est disposée dans un canal du carter de tracé transversal à l'axe de piston, entre une partie de piston, prévue pour la vitesse de l'utilisateur, du tiroir-piston de la vanne de commande et des parties de piston, distinctes des précédentes et prévues pour la commande de direction, de ce tiroir- piston, caractérisée en ce que la partie de piston qui détermine la vitesse est disposée entre deux chambres de la partie de piston de commande ( 21 a). 5 Commande de vanne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu, dans le piston ( 7) de la vanne d'étranglement ( 3) un sélecteur de circuit ( 4) auquel est appliquée d'un côté la pression de charge du récepteur (alésage 24) commandé par la vanne de commande correspondante ( 2), et, de l'autre côté, la pression de charge la plus élevée (LS) du système, et en ce que la sortie ( 25) du sélecteur de circuit ( 4) est reliée à l'espace de commande ( 10) de la vanne d'étranglement auquel est appliqué la pression de réglage. 6 Commande de vanne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans la position médiane des vannes de commande ( 2), la conduite de commande ( 9) est déchargée vers le réser- voir par l'intermédiaire de la valve de détente ( 15).