Brevet FR2684726A1 — publié le 19930611

i DISPOSITIF DE REGLAGE DE LA PRESSION D'UN FLUIDE DE TRAVAIL Description La présente invention se rapporte à un dispositif de ré- glage de la pression du fluide de travail délivré à un consom- mateur hydraulique par l'intermédiaire d'un distributeur de commande devant être actionné hydrauliquement. Il est bien connu que le réglage de la pression du fluide de travail a lieu à l'aide d'une valve de pression qui supprime la pression excédentaire en direction du réservoir Le fluide hydraulique qui circule alors à travers la valve de pression diminue le degré d'efficacité de l'installation hydraulique A cela s'ajoute que le fluide hydraulique s'écoulant vers le ré- servoir est échauffé par le processus d'étranglement De ce fait, un dispositif de refroidissement supplémentaire s'avère nécessaire. L'invention a pour objet de simplifier le réglage de la pression de l'installation hydraulique considérée, et de rédui- re simultanément à un minimum les pertes liées au réglage de la pression. Conformément à l'invention, cet objet est atteint grâce à la présence d'un dispositif assurant une comparaison entre la pression prédominante du consommateur et une pression de com- mande préétablie qui est destinée au distributeur de commande, et détermine la valeur de consigne de la pression du consomma- teur, la différence de pression en résultant formant alors un signal en vue du réajustement du distributeur de commande. Du fait que la pression de commande destinée au réglage du distributeur de commande constitue simultanément une mesure du réglage de la pression, et que le signal de correction ré- sultant du dispositif de comparaison se superpose à la pression de commande directement appliquée au distributeur de commande, il est possible d'obtenir une régulation de pression exempte de pertes, sans devoir évacuer de plus grandes quantités de fluide de travail vers le réservoir Il est possible de ren Qn- cer intégralement à une valve de pression pour régler la pres- sion de travail Les mêmes considérations s'appliquent à l'ac- tivation d'une balance de pression d'entrée à l'aide du dispo- sitif de comparaison. L'invention va à présent être décrite plus en détail à ti- tre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins an- nexés sur lesquels: la figure 1 est le schéma de branchement d'une commande d'excavateur dans laquelle le réglage de la pression s'opère par la position de commande du distributeur de commande; la figure 2 est le schéma de branchement d'une commande d'excavateur dans laquelle le réglage de la pression s'opère par la position de régulation d'une balance de pression d'ar- rivée; et la figure 3 est le schéma de branchement d'une commande d'excavateur dans laquelle le réglage de la pression s'opère par l'intermédiaire de signaux électriques qui influencent la position de commande du distributeur de commande. Conformément à la figure 1, l'entraînement 1 du mécanisme rotatif d'un excavateur non illustré en détail est commandé par un distributeur de commande 2 activé hydrauliquement Le distributeur de commande 2 est réalisé sous la forme d'une valve à 7 voies présentant trois positions de commutation a, b, c, le passage d'une position de commutation à l'autre s'ef- fectuant de manière continue Le distributeur de commande com- prend un raccord de pompage P, deux raccords de réservoir T 1, T 2, deux raccords de travail A, B, ainsi que deux raccords de dérivation Ai, Bi Le raccord de dérivation Bi, qui est relié au raccord de pompage dans les positions de commutation a et c, et qui détermine par conséquent la section transversale d'écoulement du distributeur de commande, est relié à l'entrée d'une balance de pression 5 En fonction de la position de com- mutation du distributeur de commande, le raccord de dérivation Ai relie soit le raccord de travail A, soit le raccord de tra- vail B à la sortie de la balance de pression 5 La pression de travail ou pression de charge de l'entraînement du mécanisme rotatif règne par conséquent à la sortie de la balance de pres- sion Cette pression agit également, par l'intermédiaire d'une jonction par conduit de commande 7, sur l'un des côtés commande d'un distributeur 8 à 4 voies présentant des positions de com- mutation a et b Le côté commande opposé du distributeur 8 est sollicité par un ressort de pression, et simultanément par la pression de commande régnant dans un conduit de commande 9 Ce conduit de commande 9 est en communication avec d'autres con- sommateurs tels que le bras de la pelle, la flèche et la pelle, ainsi que le mécanisme de déplacement, auxquels des distribu- teurs sont pareillement associés Dans la position de commuta- tion a, le distributeur 8 relie le conduit de commande 7, ame- nant la pression de charge du mécanisme rotatif 1, au côté com- mande de la balance de pression 5 qui est muni du ressort de rappel Dans cette position de commutation, un conduit de com- mande 10 est simultanément relié au conduit de commande 9. Dans la position de commutation b représentée, le distri- buteur 8 relie le conduit de commande 9 au côté commande de la balance de pression 5 qui est assigné au ressort, tandis que les deux autres raccords sont fermés dans cette position de commutation du distributeur 8 Ainsi, si la pression de charge du mécanisme rotatif est plus grande que la pression de com- mande qui prédomine dans le conduit de commande 9, le distri- buteur passe à la position de commutation a dans laquelle la pression de charge supérieure règne également dans le conduit de commande 9, et dans laquelle du fluide est par conséquent délivré aux autres distributeurs des autres consommateurs Si la pression de charge du mécanisme rotatif est plus petite que la pression de commande prédominant dans le conduit de comman- de 9 et correspondant à la pression de charge d'un autre con- sommateur en liaison interactive avec ledit conduit de comman- de 9, le distributeur 8 passe à la position de commutation b illustrée, dans laquelle le côté commande de la balance de pression 5, assigné au ressort, est activé par la pression de charge supérieure. L'activation du distributeur de commande 2 a lieu hydrau- liquement, plus précisément à l'aide de distributeurs d'acti'- vation 11, 12 conçus comme des régulateurs de pression En fonction du réglage de la pression sur l'un des distributeurs d'activation, le tiroir de commande du distributeur de comman- de 2 se déplace plus ou moins de sa position centrale b illus- trée à sa position de commande a ou c, en s'opposant à la force des ressorts de centrage et de commande, et il libère ainsi une section d'écoulement conséquemment grande pour le fluide de travail affluant vers le mécanisme rotatif Le fluide de com- mande, fournissant la pression de commande en vue du déplace- ment du tiroir de commande, est dirigé par l'intermédiaire de conduits de commande 14, 15 A un point de bifurcation 16, 17, il afflue d'une part vers une chambre de commande 20, 21 du distributeur de commande 2, en franchissant des étranglements 18, 19, et d'autre part vers la chambre de commande située cô- té ressort d'un distributeur 25 à action proportionnelle, par l'intermédiaire d'un sélecteur de circuit 24 La chambre de commande opposée du distributeur 25 à action proportionnelle est en liaison, par l'entremise d'un conduit de commande 26, avec le côté sortie de la balance de pression 5 dans laquelle règne la pression de charge considérée Le distributeur 25 à action proportionnelle est réalisé sous la forme d'une valve à 2 voies dont l'entrée communique, par l'intermédiaire d'un sé- lecteur de circuit 27, avec la pression de commande agissant respectivement derrière les étranglements 18, 19, et dont la sortie est raccordée au réservoir Dans la position ouverte du distributeur à action proportionnelle, du fluide de commande afflue vers le réservoir à partir du côté commande du distri- buteur de commande 2 respectivement activé, de sorte qu'il s'établit, entre l'étranglement 18, 19 considéré et le distri- buteur de commande, une pression de commande conséquemment plus faible qu'en amont dudit étranglement 18, 19 Il en résulte que la section d'écoulement libérée par le tiroir de commande du distributeur de commande diminue, et qu'une quantité de fluide de travail conséquemment moindre afflue vers le mécanisme ro- tatif, ce qui provoque une diminution correspondante du couple de rotation développé par ledit mécanisme rotatif. Dès que la pression de charge agissant sur le mécanisme rotatif, et agissant par conséquent aussi sur le côté commande correspondant du distributeur à action proportionnelle, a at- teint une valeur correspondant à la valeur réglée sur l'appa- reil de commande et appliquée au côté commande opposé, la pres- sion de commande ferme le distributeur à action proportionnelle d'une ampleur telle que la pression de commande réduite, agis- sant sur le côté commande du distributeur de commande, main- tienne le tiroir de commande dans une position d'ouverture ayant pour effet d'entretenir la pression de charge préétablie par la pression de commande sur l'appareil de commande Le dis- tributeur 25 à action proportionnelle forme alors un étrangle- ment réglable qui fournit, avec l'étranglement fixe 18, 19 con- sidéré, la pression intermédiaire déterminant directement, sur le distributeur de commande 2, la section d'ouverture de ce dernier qui correspond, respectivement, à l'obtention de la pression de charge ou du couple de rotation préétabli(e) par l'appareil de commande Etant donné que la pression de comman- de nécessaire à l'activation du distributeur de commande 2 est notablement plus petite que la pression de charge préétablie, les surfaces de commande mutuellement opposées sur le distribu- teur 25 à action proportionnelle sont choisies avec des dimen- sionnements mutuels propres à garantir le rapport nécessaire entre la pression de commande et la pression de charge, respec- tivement le couple développé sur le mécanisme rotatif Par exemple, si la pression de commande maximale est de 30 bar, et la pression de charge maximale exigée de 300 bar, les surfaces de commande ménagées sur le distributeur à action proportion- nelle doivent obéir à un rapport de 1: 10 de telle sorte que la pression de charge exigée ou le couple puisse être respec- tivement réglé(e), sur l'appareil de commande, par une pres- sion de commande correspondante. L'exemple de réalisation selon la figure 2 se distingue, de l'exemple de réalisation d'après la figure 1, uniquement par le fait que, à la place du distributeur de commande 2, une balance de pression 30 implantée en amont dudit distributeur de commande 2 délimite la quantité de fluide de travail per- mettant respectivement d'obtenir la pression de charge ou le couple souhaité(e) La pression de commande, agissant sur le distributeur de commande 2 et préétablie sur un générateur de commande 11 ou 12, n'est pas modifiée dans ce cas Le fluide de commande, soumis à la pression de charge, est délivré au côté ressort de la balance de pression par l'intermédiaire d'un étranglement fixe 31 Un conduit de commande 33, partant d'un conduit de commande 34 entre cet étranglement fixe et la balance de pression 30, gagne le distributeur 25 (dispositif de comparaison) Selon le degré d'ouverture du distributeur à action proportionnelle, la pression de commande agissant sur la balance de pression est influencée, en association avec l'étranglement fixe 31, de façon telle que la quantité de fluide de travail, affluant vers le mécanisme rotatif 1 par l'intermédiaire du distributeur de commande 2, atteigne une grandeur permettant respectivement l'établissement de la pres- sion de charge ou du couple qui agit sur l'un des côtés com- mande du distributeur 25 à action proportionnelle et est pré- établi(e), par l'appareil d'activation 11, 12, en tant que pression de commande. Sur les figures 1 et 2, les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner des parties exerçant le même ef- fet Il en va de même pour l'exemple de réalisation selon la figure 3 Dans cet exemple de réalisation, la pression de com- mande destinée au distributeur de commande 2 est engendrée par des signaux électriques, plus précisément en utilisant des ré- gulateurs de pression 40 dont le réglage de la pression de com- mande a lieu par l'intermédiaire d'aimants proportionnels Le régulateur de pression et le distributeur à action proportion- nelle sont directement bridés, en tant qu'ensemble structurel unitaire, sur les côtés commande considérés des distributeurs de commande 2 Dans cet exemple de réalisation, tout comme dans les exemples de réalisation selon les figures 1 et 2, la pres- sion de charge est prélevée à la sortie de la balance de pres- sion 5 associée au distributeur de commande, au moyen du con- duit de commande 26, puis est délivrée à un convertisseur de signaux 44 dans lequel le signal de pression est converti en un signal électrique et est appliqué par l'intermédiaire d'un conducteur électrique de commande 46, au moyen de générateurs de commande 50, à un appareil de commande 45 dans lequel il est comparé, en tant que signal de valeur réelle, au signal de va- leur de consigne préétabli sur le générateur de commande 50. Le signal différentiel qui en résulte est superposé au signal électrique qui active l'aimant proportionnel de réglage de la pression de commande, en vue du réajustement du distributeur de commande 2 afin d'obtenir la pression de charge préétablie. Les conducteurs électriques de commande, qui partent de l'ap- pareil de commande 45 et rejoignent les valves proportionnel- les sur le distributeur de commande 2, sont désignés par 47 et 48. A l'appui des figures, l'on a uniquement décrit les par- ties de l'ensemble de la commande d'excavateur qui sont néces- saires à la compréhension de l'invention. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T I O N S- 1 Dispositif de réglage de la pression du fluide de tra- vail délivré à un consommateur hydraulique par l'intermédiaire d'un distributeur de commande actionnable hydrauliquement, dis- positif caractérisé par un dispositif ( 25) assurant une compa- raison entre la pression prédominante du consommateur et une pression de commande préétablie qui est destinée au distribu- teur de commande ( 2), et détermine la valeur de consigne de la pression du consommateur, la différence de pression en résul- tant formant alors un signal en vue du réajustement du distri- buteur de commande. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de comparaison ( 2) est formé par une valve à 2 voies sollicitée, dans l'une des directions de dé- placement, par la pression de commande destinée au distributeur de commande, et par la pression du consommateur dans la direc- tion opposée, l'entrée de la valve à 2 voies étant en liaison avec le côté activation du distributeur de commande, et la sor- tie étant en liaison avec le réservoir. 3 Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le fluide de commande délivré au distributeur de commande ( 2) afflue en franchissant un étranglement ( 18, 19), et l'entrée de la valve à 2 voies est raccordée dans la zone de jonction entre l'étranglement et le distributeur de commande. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la section transversale d'écou- lement de la valve à 2 voies peut être modifiée proportionnel- lement à la pression de commande. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface de commande de la valve ( 25) à 2 voies, qui est sollicitée par la pression du consommateur, est plus petite que la surface de commande sollicitée par la pression de commande, le tiroir de commande de la valve à 2 voies étant sollicité dans le sens de l'ouver- ture par la pression du consommateur, et dans le sens de la. fermeture par la pression de commande. 6 Dispositif de réglage de la pression du fluide de tra- vail délivré à un consommateur hydraulique par l'intermédiaire d'un distributeur de commande actionnable hydrauliquement, le fluide de travail destiné au consommateur étant délivré, au distributeur de commande, par l'intermédiaire d'une balance de pression dont l'un des côtés commande est sollicité par la pression de pompage, et dont l'autre côté commande est solli- cité par la pression du consommateur, dispositif caractérisé par un dispositif ( 25) assurant une comparaison entre la pres- sion prédominante du consommateur et une pression de commande préétablie qui est destinée à la balance de pression ( 30), et détermine la valeur de consigne de la pression du consommateur, la différence de pression en résultant formant alors un signal en vue du réajustement de la balance de pression ( 30). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le dispositif de comparaison ( 2) est formé par une valve à 2 voies qui est sollicitée, dans l'une des directions de déplacement, par la pression de commande destinée au distri- buteur de commande, et par la pression du consommateur dans la direction opposée, l'entrée de la valve à 2 voies étant en liaison avec le côté activation de la balance de pression qui est associé au consommateur, et la sortie étant en liaison avec le réservoir. 8 Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'un étranglement ( 31) est prévu dans la zone de jonction entre le côté commande de la balance de pression ( 30) et le consommateur, et l'entrée de la valve à 2 voies est rac- cordée dans la zone de jonction ( 34) entre l'étranglement ( 31) et le côté commande de la balance de pression. 9 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de comparaison est formé par un ap- pareil électrique de commande ( 45) dans lequel la pression d'activation du distributeur de commande ( 2) est introduite en tant que signal électrique, puis ce signal d'entrée est comparé au signal ( 44) de pression de charge prédominante, se préserl- tant lui aussi sous la forme d'un signal électrique, l'écart étant superposé au signal appliqué aux organes électriques de manoeuvre ( 41), en vue du réglage de la pression de commande destinée aux distributeurs de commande.