Brevet FR2657442A1 — publié le 19910726

- DISPOSITIF DE COMMANDE HYDROMECANIQUE DE DISTRIBUTION D'UN DEBIT DE FLUIDE L'invention concerne un dispositif de commande hydromécanique de distribution d'un débit de fluide qui assure la mise en pression de récepteurs hydrauliques à simple effet tels que des vérins, des cylindres de frein ou d'embrayage. L'invention concerne également un circuit hydraulique comportant un générateur de débit constitué par une pompe hydraulique volumétriques à un ou deux sens de débit, entraînée par un moteur électrique dont le sens de rotation et la grandeur du couple sont pilotés par un circuit électronique, notamment à partir d'une valeur de consigne. Dans un tel circuit hydraulique, la mise en pression du récepteur est obtenue par le débit généré par la pompe La pression atteinte en régime stabilisé au niveau du récepteur est sensiblement proportionnelle au couple délivré par le moteur. Dans le cas d'une pompe circulation du fluide engrenages externes, la est obtenue par suite rotation du moteur qui fluide. l hydraulique à deux sens de telle qu'une pompe à décompression du récepteur de l'inversion du sens de inverse le sens du débit du Un tel circuit hydraulique est co-innu par la publication FR-A 2 620 097 Un problème rencontré dans ce circuit réside en ce que l'énergie est consommée lors des cycles de maintien en pression du circuit sans déplacement du récepteur. 4381 I es 2 - Cette consommation se traduit par un échauffement non souhaité du moteur électrique et de la pompe hydraulique. Par contr débit, te par clape prévu pou récepteur. L'inventic commutatic de rotati hydrauliqu Un autre 1 ' isolatic rotation -es elle lorsque qu'une la pompe à un seul sens de pompe à pistons à distribution et, un dispositif additionnel doit 9 tre r assurer la commande de décompression du n a pour objet un dispositif de en d'un débit de fluide en fonction du sens ion de l'arbre de la pompe d'un circuit le. e objet de l'invention est d'assurer n du récepteur hydraulique en l'absence de de l'arbre et le maintien en pression dudit récepteur sans consommation énergétique. L'invention a également pour objet la commande commutation du débit de fluide et de l'isolation récepteur par l'intermédiaire d'un dispositif contrôle du couple délivré par le moteur. de du de Un dispositif de commande hydromécanique de distribution d'un débit de fluide dans lequel un moteur électrique entraîne une pompe de mise en pression d'un récepteur hydraulique estt caractérisé par le fait que l'arbre du moteur contr Ble un moyen d'actionnement mécanique d'un clapet de décompression du récepteur; dans le but d'éviter la modification d'état dudit récepteur pendant les arrîts de fonctionnement du moteur et de la pompe 4 t 3)1 I I 1 3 - ou de permettre la décompression dudit récepteur pendant l'inversion du sens de rotation de l'arbre du moteur. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif apparaîtront à la lecture de la description d'exemples de réalisation de celui-ci faite en référence au dessin annexé dans lequel: La figure 1 est une représentation schématique du dispositif de commande d'un récepteur hydraulique par une pompe à deux sens de débit, La figure 2 est une représentation schématique du dispositif de commande d'un récepteur hydraulique par une pompe à un sens de débit, La figure 3 est une représentation schématique de la commande séquentielle du clapet de décompression en application au circuit représenté à la figure 1, La figure 4 est une représentation schématique d'une variante de la commande représentée à la figure 3, On désignera, ci-après, les composants homologues des circuits par les mîmes références dont le r Sle apparaîtra à la lecture du mode de fonctionnement du dispositif. Le dispositif représenté à la figure 1 montre schématiquement un moteur électrique i alimenté à partir d'un circuit de traitement 2 qui transforme les signaux fournis par des capteurs tel qu'un dont I 161 4 - capteur 33 délivrant pression de consigne signal représentatif récepteur hydraulique. un signal représentatif d'une et un capteur 23 délivrant un de la pression effective d'un Sur l'arbre 3 du moteur 1 est monté un premier embrayage unidirectionnel tel qu'une roue libre 4 dont la partie menée est constituée par une came 5 à ressort de rappel 18 et à course limitée par des butées mobiles 25 y 26 dont le profil évolutif 6 est défini par des secteurs angulaires de rayon RI et Re et par des angles O figures 3 et 4. L'arbre 3 se prolonge par un arbre d'entraînement 7 d'un deuxième embrayage unidirectionnel tel qu'une roue libre 8 dont la partie menée 9 est accouplée à l'arbre 10 d'entraînement de la pompe 11. La pompe 11 peut tre constituées soit par une pompe volumétrique à deux sens de débit ainsi que représentée à la figure 1, ou par une pompe à clapets représentée schématiquement à la figure 2. La came 5 du moteur 1 est en appui sur un doigt 12 à ressort 16 de section constante ou variable d'actionnement d'un clapet de commande séquentiel 13 constitué par exemple selon les exemples décrits par une bille 14 susceptible de venir reposer sur son siège 15 sous l'action d'un ressort de rappel 17. Le clapet 13 est branché, ainsi que cela est représenté sur les figures let 2, sous la forme 493181 1 Si - d'un clapet de décharge (fig 3) ou d'un clapet de décharge avec étranglement (fig 4). La pompe 11 alimente le récepteur hydraulique tel qu'un vérin 20 à simple effet à rappel par ressort qui actionne une charge. Le circuit hydraulique comporte une voie haute pression HP et une voie basse pression BP sur lesquelles sont branchés des clapets anti-retour 21 P 22 et un capteur de pression 23 délivrant un signal au circuit de traitement 2. Le mode de fonctionnement du dispositif sera décrit en référence à la figure 3 sur laquelle ont été repérés par les signes + et les sens de rotation anti-horaire et horaire de l'arbre 3 du moteur. Le fonctionnement réfère aux figures 1 Lorsque l'arbre 3 libre 4 assure la rapport à la came adéquate ramène la parcourt l'angle la valeur R 2 à la se déplace sur une ressorts 16 et 17 du dispositif de commande se et 2. tourne dans le sens -ô la roue rotation libre de l'arbre 3 par Le ressort 18 taré de manière came 5 sur une butée 25 La came ê et son rayon externe passe de valeur RI (RI le siège 15 On isole ainsi la HP de la BP. Lorsque l'arbre 3 tourne dans le sens +l la roue libre 4 entraîne la came 5 Le couple moteur agit à 49390 I loi 6 - l'encontre du ressort 18 et amène la came sur la butée 26 La came parcourt l'angle p, son rayon externe passe de R 1 à R 2 I le doigt 12 se déplace sur une course Ri R 2 et ouvre le clapet 13, caractérisé par la bille 14, son siège 15 et le ressort 17 Le maintien du couple sur l'arbre assure l'ouverture permanente du clapet 13 et la liaison libre entre la HP et la BP. Lorsque le clapet 13 se ferme, la came parcourant l'angle F dans le sens + , il est utile de prévoir sur le profil de la came 5 un déplacement angulaire supplémentaire X de rayon constant RI afin d'éviter les phénomènes de rebord de la came sur la butée 26. A cet effet, cette dernière est montée mobile et parcourt le mime secteur angulaire d Durant ce déplacement angulaire supplémentaire on obtient l'arrgt de l'arbre 3 par l'intermédiaire du circuit 2. D'une manière analogue à l'ouverture du clapet 13, la came parcourant l'angle dans le sens -, il est utile de prévoir sur le profil de la came 5 un déplacement angulaire supplémentaire Y à rayon constant R 2 afin d'éviter les phénomènes de rebond de la came sur la butée 25 A cet effets cette dernière est montée mobile et parcourt le m-me secteur angulaire Durant ce déplacement angulaire supplémentaire on obtient l'arret de l'arbre 3 par l'intermédiaire du circuit 2. On a ainsi réalisé un dispositif qui permet d'ouvrir ou de fermer le clapet 13 en fonction du sens de rotation de l'arbre et consécutivement d'isoler ou de mettre en communication la HP et la BP. 4 o 3 N 1,i. Selon l'exemple de fonctionnement de la figure 4 S le couple moteur sur l'arbre 3 agit dans le sens déterminé par la roue libre 4 et entraîne la came 5 vers une position angulaire à l'encontre du couple antagoniste fourni par le ressort de rappel 16 A chaque position de la came 5, correspond une position du doigt d'actionnement 12 par rapport à son fourreau guide 30 Des positions préférentielles C 1 2,03) sont prédéterminées par des crans 31 a, 31 b, 31 c sur la came 5 A chaque positicon correspond une section de passage de fluide entre le fourreau guide 30 et le doigt 12 à section 34 variable de configuration conique. Lorsque l'on souhaite accroître la pression au niveau du récepteur 20 e on impose au circuit de traitement 2 une tension de consigne U croissante délivrée par le capteur 33 Le circuit 2 détecte un défaut de pression à l'aide du capteur de pression 23 et impose alors un courant au moteur 1 de façon à obtenir un couple sur l'arbre 3 dans le sens qui libère le dispositif à roue libre 4 et enclenchera le dispositif à roue libre 3. Le clapet 13 se ferme et la pompe 11 génère un débit de la basse pression vers le récepteur 20 Ce débit engendre une pression en fonction de la caractéristique d P (Pression/Volume) du récepteur d V Lorsque le circuit 2 reçoit le signal de pression égal à la valeur de consigne délivrée par le capteur de pression 23 e l'alimentation du moteur 1 est interrompue La pompe Il s'arrîte et la pression est 4 * 38 1 t maintenue au niveau du récepteur 20 par le clapet anti-retour 21 sans consommation d'énergie. Si l'on souhaite diminuer la pression dans le récepteur 20, on diminue la tension de consigne délivrée par le capteur 33 a partir dé la grandeur du signal du capteur de pression 23, le circuit 2 reçoit un signal correspondant à un excédent de pression, et impose alors au moteur 1 une tension qui permet d'inverser le sens du couple sur l'arbre 3 Le dispositif 4 est débrayé et le dispositif 8 est embrayé. La pompe Il s'arrête et le clapet 13 s'ouvre La pression du récepteur 20 diminue jusqu'à la valeur de consigne Le boîtier électronique 2 annule et inverse la tension du moteur 1 jusqu'à obtenir l'arrît de la décompression du récepteur 20. 4 g 3 S ti' -9- R E V E N D I CAT I NS 1-) Dispositif de commande hydromécanique de distribution d'un débit de fluide dans lequel un moteur électrique ( 1) entraîne une pompe ( 11) de mise en pression d'un récepteur hydraulique ( 20)e caractérisé par le fait que l'arbre ( 3) du moteur ( 1) contr 1 le un moyen de commande ( 13) de décompression dudit récepteur ( 20) dans le but d'éviter la modification d'état dudit récepteur pendant les arrêts de fonctionnement du moteur ( 1) et de la pompe C( 11) ou de permettre la décompression dudit récepteur ( 20) pendant l'inversion du sens de rotation de l'arbre ( 3) du moteur. 2 À) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre ( 3) du moteur est relié à une came ( 5) par l'intermédiaire d'un embrayage ( 4) unidirectionnel, dans le but de déplacer sélectivement ladite came ( 5) en fonction du sens de rotation de l'arbre ( 3) et d'agir sur un clapet ( 13) d'isolation des circuits haute et basse pression du récepteur hydraulique ( 20). 38) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la came ( 5) porte des crans ( 31 a, b, c) dans le but d'obtenir des positions du clapet ( 13) d'isolation aptes à modifier le débit d'écoulement du fluide entre la haute et la basse pression. 4.93ti' _ le - 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le moteur électrique est associé à un moyen de contr Ble électronique du couple et du sens de rotation dans le but de moduler la pression du récepteur hydraulique. 4 t 3 gl X *l