Brevet FR2698919A1 — publié le 19940610

La présente invention concerne un procédé et un dispositif distributeur pour la commande de plusieurs récepteurs hydrauliques indépendamment les uns des autres. Ces récepteurs peuvent être tout dispositif hydraulique connu, mais notamment des vérins hydrauliques à double ou à simple effet. Un dispositif distributeur selon l'invention trouve application dans les domaines où sont utilisées les commandes hydrauliques, et notamment dans le domaine agricole ou dans celui des travaux publics. Bien sûr, l'invention ne trouve pas application que dans ces seuls domaines. Le problème général qui se pose lorsqu'on désire commander plusieurs récepteurs indépendamment les uns des autres est d'éviter la multiplication des circuits hydrauliques. Pour ce faire, on recherche à mettre en oeuvre des moyens qui permettent de réduire le nombre de vannes de commande, voire à n'utiliser qu'un élément de commande unique pour tous les récepteurs. On connaît déjà de tels dispositifs distributeurs qui permettent de résoudre ce problème général et on pourra se reporter utilement aux documents de brevet FR A-2 605 062, FR-A-2 518 667 et FR-A-2 436 901. Dans le premier document, il est décrit un dispositif qui comprend un distributeur pour chaque récepteur, chaque distributeur étant pourvu d'un tiroir à plusieurs parties d'un piston. Une partie est prévue pour la commande de la vitesse du récepteur associé alors que les autres parties sont prévues pour la commande du sens du même récepteur. Le but du dispositif distributeur décrit dans ce document est d'associer un distributeur à un régulateur de débit et de réduire le nombre de vannes généralement nécessitées lorsque plusieurs récepteurs sont à commander. Le régulateur de débit est nécessité par les différences de charge qui ont lieu au niveau du dispositif distributeur selon qu'un seul ou un certain nombre de récepteurs sont ou ne sont pas commandés. Dans le second document mentionné ci-dessus, il est décrit une installation hydraulique pour la commande de deux appareils de commande, lesquels comprennent plusieurs récepteurs à double effet commandés respectivement par des vannes associées. Deux pompes sont utilisées, une pour chaque appareil. Des moyens sont prévus pour le retour de l'huile de chaque appareil, notamment lorsqu'aucune vanne d'un appareil de commande ou de l'autre n'est ouverte. Ces moyens consistent en une soupape prévue dans les circuits de retour de chaque appareil de commande. Le principal inconvénient de ces deux dispositifs distributeurs est qu'ils nécessitent autant de distributeurs qu'il y a de récepteurs à commander. il s'ensuit une relative complexité mais aussi l'impossibilité de prévoir un dispositif distributeur modulaire. En effet, il est impossible d'ajouter un nouveau récepteur sans devoir ajouter un nouvel élément, c'est-à-dire un nouveau distributeur. On a déjà tenté de pallier à de tels inconvénients. Par exemple, dans le dernier document mentionné cidessus, il est décrit un circuit hydraulique de commande de récepteurs à plusieurs fonctions. Le but recherché par l'invention décrite est de ne devoir utiliser que deux conduits hydrauliques pour la commande de deux vérins et de supprimer des électrovannes nécessaires normalement à la commande. Pour ce faire, le circuit hydraulique est pourvu de deux ensembles à clapets associés aux deux conduits afin d'établir une première et une seconde pressions de commande sous l'action d'un premier et d'un second distributeurs. En réalité, à un tel circuit hydraulique, il est relativement difficile d'ajouter indéfiniment des récepteurs. En conséquence, les dispositifs distributeurs décrits dans les documents sus-mentionnés ont des principes tels de fonctionnement qu'ils ne peuvent être modulaires. Par ailleurs, leur structure est relativement complexe et ils sont donc des appareils coûteux. Le but de l'invention est de proposer un dispositif distributeur qui ne nécessite pas autant de distributeurs qu'il y a de récepteurs à commander. Un autre but de l'invention est également de proposer un dispositif distributeur dont la structure, relativement simple, est également modulaire. Un autre but de l'invention est aussi de proposer un procédé de commande de plusieurs récepteurs qui permette d'atteindre les buts ci-dessus. A cet effet, un procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à isoler de l'huile le distributeur qui normalement effectue la commande des récepteurs afin qu'il ne distribue pas d'huile ni n'en retourne desdits récepteurs, à positionner, en fonction de la commande d'un des organes de manoeuvre, le distributeur pour qu'il puisse commander le récepteur correspondant à ladite commande dudit organe et dans le sens correspondant à ladite commande, puis à alimenter en huile ledit distributeur pour qu'il commande ledit récepteur dans le sens désiré, et enfin de nouveau à isoler ledit distributeur. Ainsi, un seul distributeur est nécessaire. Par ailleurs, celui-ci peut être conçu de manière à être modulaire. Par ailleurs, pour la mise en oeuvre de ce procédé, on a mis au point un dispositif distributeur pour la commande de plusieurs récepteurs hydrauliques. Il est remarquable en ce qu'il comporte un distributeur pouvant piloter sélectivement au moyen d'au moins un tiroir une pluralité de récepteurs à simple effet et une pluralité de récepteurs à double effet en les alimentant en huile et retournant ladite huile, un dispositif de commutation pour, soit alimenter en huile le distributeur pour qu'il puisse alimenter à son tour un des récepteurs afin de le commander dans un sens, soit alimenter en huile le distributeur pour qu'il puisse alimenter à son tour un des récepteurs afin de le commander dans l'autre sens, soit l'isoler, ledit dispositif de commutation étant piloté par des moyens de détection prévus pour détecter l'un des états du distributeur, et une unité de commande pilotée par des organes de manoeuvre et destinée à commander le positionnement du ou des tiroirs en fonction de la manoeuvre des organes de manoeuvre et pour ainsi mettre ledit distributeur dans un desdits états. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ou les tiroirs du distributeur balaient alternativement dans un sens ou dans l'autre les entrées/sorties auxquelles sont reliées lesdits récepteurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, le distributeur comprend deux systèmes de distribution à tiroirs pouvant coulisser dans le corps du distributeur, chaque système de distribution comportant une pluralité d' entrées /sorties auxquelles sont respectivement reliés les récepteurs. Selon une autre caractéristique de l'invention, les tiroirs sont commandés par des électroaimants recevant de l'unité de commande des impulsions de commande, ladite unité de commande recevant également des signaux d'information de la position des tiroirs. Selon une autre caractéristique de l'invention, le distributeur comporte, en bout des cylindres dans lesquels coulissent les tiroirs des canalisations destinées à piloter ledit détecteur. Les caractéristiques de l'invention mentionnées cidessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est un schéma d'un dispositif distributeur selon l'invention, la Fig. 2 est un schéma d'un distributeur équipant un dispositif distributeur selon l'invention, la Fig. 3 est un schéma d'un détecteur équipant un dispositif distributeur selon l'invention, et la Fig. 4 est un schéma d'un dispositif de commutation équipant un dispositif distributeur selon l'invention. L'installation représentée à la Fig. 1 comprend un distributeur 1 auquel sont reliées, d'une part, par des canalisations d'amenée 2 et des canalisations de retour d'huile 3, une pluralité de récepteurs à double effet, tels que les récepteurs 4, et, d'autre part, par des canalisations d'amenée d'huile 5, une pluralité de récepteurs à simple effet, tels que les récepteurs 6. En ce qui concerne les canalisations 2, 3 et 5, en réalité leur fonction d'amenée ou de retour change selon le sens de l'effet recherché pour le récepteur associé, comme on le verra par la suite. Le distributeur 1 a une entrée/sortie la qui est reliée à une canalisation 7 du circuit principal hydraulique et une entrée/sortie lb qui est reliée à une canalisation 8 du circuit principal hydraulique. On entend par entrée/sortie, un orifice qui, selon la phase de fonctionnement dans laquelle on se trouve, peut être considéré, pour un dispositif donné, comme une entrée de l'huile dans ce dispositif ou une sortie de l'huile hors de ce dispositif. Le circuit principal hydraulique comprend un dispositif de commutation 9 dont une sortie de commande 9a et une entrée de commande 9b sont respectivement reliées à l'entrée la et à la sortie lb du distributeur 1 au moyen des canalisations 7 et 8. Une entrée de commande 9a' et une sortie de commande 9b' sont reliées entre elles. Le circuit hydraulique principal comprend encore une pompe hydraulique 10 dont la sortie est reliée à une entrée d'huile 9A correspondante du dispositif 9 et dont l'entrée est reliée à un réservoir d'huile 11 à pression atmosphérique. Une canalisation de retour 12 est égale ment branchée à une sortie 9B du dispositif 9 et se déverse dans le réservoir 11. L'installation comporte encore un détecteur 13 qui est alimenté en huile directement à la sortie de la pompe 10 au moyen de la canalisation 18 et qui retourne l'huile par la canalisation 19. Le détecteur 13 a une entrée/ sortie 13a et une entrée/sortie 13b auxquelles sont respectivement reliées des canalisations 14 et 15 ellesmêmes respectivement reliées aux entrées/sorties de commande îc et ld du distributeur 1. Le détecteur 13 comporte également une entrée/sortie 13c et une entrée/sortie 13d respectivement reliées, par une canalisation 16 et une canalisation 17, à une entrée/sortie de commande 9c et une entrée/sortie de commande 9d du dispositif de commutation 9. Selon les signaux transmis via les canalisations 16 et 17 par le détecteur 13, le dispositif de commutation 9 relie l'entrée 9A à la sortie 9a ou à l'une des entrées/sorties 9a' ou 9b et la sortie 9B à l'entrée 9b ou à l'une des entrées/sorties 9b' ou 9a. Ainsi, selon ces signaux, l'huile à la sortie de la pompe 10 retourne par la canalisation 12, soit directement, soit via le distributeur 1, dans un sens ou dans l'autre. L'installation comporte encore une unité de commande 20 reliée, par exemple électriquement, à une entrée 100a et à une sortie 100b d'une section 100 du distributeur 1. L'unité de commande 20 est reliée à un ensemble d'organes de manoeuvre 21 à 26 en nombre correspondant au nombre de récepteurs à commander. Chaque organe 21 et 26 est affecté à un récepteur 4 ou 6. Le distributeur 1 est montré schématiquement en détail à la Fig. 2. Il comprend deux systèmes de distribution à tiroir 110 et 120 dont les tiroirs 111 et 121, représentés ici sous forme de simples losanges, peuvent coulisser dans le corps du distributeur 1. Ils sont rappelés dans leurs positions initiales au moyen de ressorts 112 et 122. Le système de distribution 110 comporte six entrées/sorties 110a reliées à l'entrée/sortie la du distributeur 1 et six entrées/sorties 110b respectivement reliées aux entrées/sorties des récepteurs 4 ou 6. De même, le système de distribution 120 comporte six entrées/sorties 120b reliées à l'entrée/sortie lb du distributeur 1 et six entrées/sorties 120a respectivement reliées aux six entrées/sorties des récepteurs 4 ou 6. On notera que le nombre de récepteurs 4 ou 6 pourra être différent de six sans pour cela modifier le concept de l'invention. Les tiroirs 111 et 121 sont commandés par des bobines d'électroaimant 130 et 140 qui sont reliées à la section 100 du distributeur 1 à laquelle sont appliquées, sur son entrée 100a, des impulsions de commande. La section 100 reçoit des signaux d'information de position des tiroirs 111 et 121 au moyen de détecteurs de position 150 et 160 reliés à elle. Elle délivre ces signaux sur la sortie 100b. Une canalisation 170, en bout du cylindre dans lequel coulisse le tiroir 111, relie le système de distribution 110 à l'entrée/sortie Id du distributeur 1. De même, une canalisation 180, en bout du cylindre dans lequel coulisse le tiroir 121, relie le système de distribution 120 à l'entrée/sortie lc du distributeur 1. En fonctionnement normal, l'unité de commande 20 envoie des impulsions aux électroaimants 140 et 150 de manière que les tiroirs 111 et 121, en coulissant alternativement de droite à gauche et de gauche à droite, balaient l'ensemble des entrées/sorties 110a, 110b et 120a, 120b des systèmes de distribution 110 et 120. Lorsque le tiroir 111 se déplace, sur la Fig. 2, de la gauche vers la droite, ceci commandé par l'électroaimant 140, il chasse l'huile que contient le système de distribution 110 par la canalisation 170 puis par l'entrée/sortie îd. Cette huile transite par le détecteur 13 et se retrouve sur 1 ' entrée/ sortie lc. Là, elle commande le coulissement du tiroir 121 de la gauche vers la droite sur la Fig. 2. Ainsi, comme on peut le constater, les tiroirs 111 et 121 coulissent en synchronisme de gauche vers la droite, et, de manière tout à fait similaire, de droite vers la gauche. Le détecteur 13 détecte le mouvement de coulissement des tiroirs 111 et 121 du distributeur 1 et, en réponse, commande, au moyen des canalisations 16 et 17, le dispositif d'alimentation 9 pour que l'entrée 9A soit reliée à la sortie 9aw et que la sortie 9B soit reliée à l'entrée 9b, court-circuitant et isolant ainsi le distributeur 1. En conséquence, il n'y pas d'huile transmise par le dispositif de commutation 9 au distributeur 1 et donc aux récepteurs 4 et 6. Le distributeur 1, dans son état de repos, est ainsi isolé de l'huile et ne peut commander l'un des récepteurs 4 et 6. Lorsqu'un des organes de manoeuvre 21 à 26 est actionné, unité de commande 20 enregistre l'ordre ainsi donné. Elle reçoit les signaux d'information de position des capteurs de position 150 et 160. Lorsque ces signaux prennent des valeurs qui correspondent à la position des entrées/sorties 110a et 110b, 120a et 120b du récepteur que l'on veut commander, l'unité de commande 20 commande les électroaimants 130 et 140 pour qu'ils stoppent les coulissements des tiroirs 111 et 121. A ce moment, le distributeur 1 est dans un état où les tiroirs 111 et 121 sont positionnés en face des entrées/sorties 110a, 110b et 120a, 120b du récepteur 4 ou 6 à commander. L'écoulement ne se fait plus dans les canalisations 170 et 180. il s'ensuit que le détecteur 13 détecte l'immobilisation des tiroirs 111 et 121 du distributeur 1. il commande alors le dispositif de commutation 9 pour qu'il assure la liaison de l'entrée 9A à lune des entrées/sorties 9a ou 9b et, si le récepteur 4 ou 6 est un récepteur à double effet, pour qu'il assure également la liaison de la sortie 9B avec l'une des entrées/sorties 9a ou 9b. Maintenant, le distributeur 1 effectue la commande du récepteur 4 ou 6 concerné. Lorsqu'on relâche l'organe de commande 21 à 26 considéré, l'unité de commande 20 commande le coulissement des tiroirs 111 et 121 du distributeur 1, le détecteur 13 détecte ce coulissement et commande le dispositif 9 de manière à court-circuiter l'alimentation du distributeur 1. Les récepteurs 4 ou 6, et en particulier celui qui vient d'être commandé, ne sont plus activés. Le distributeur 1 est de nouveau dans son état isolé. La Fig. 3 montre, dans un schéma qui respecte la symbolique hydraulique, la structure du détecteur 13. Comme on peut le constater, il s'agit d'un organe à tiroir dont le coulissement est piloté par les entrées/sorties 13a et 13b auxquelles sont respectivement reliées les canalisations 14 et 15. Le tiroir peut prendre quatre positions référencées ici I, II, III, IV. La Fig. 4 montre, dans un schéma qui respecte également la symbolique hydraulique, la structure du dispositif 9. Comme on peut le constater, il s'agit d'un organe à tiroir dont le coulissement est piloté par les entrées/sorties 9c et 9d auxquelles sont respectivement reliées les canalisations 16 et 17. Le tiroir peut prendre là six positions référencées ici I, II, III, IV, V, VI. Le fonctionnement du détecteur 13 et du dispositif 9 sont maintenant décrits en référence aux Figs. 3 et 4. Lorsque le distributeur 1, commandé par l'unité 20, a ses tiroirs 111 et 121 qui coulissent alternativement de droite à gauche et de gauche à droite, le détecteur 13 a son tiroir qui, en synchronisme avec ce mouvement de coulissement, oscille entre la position I et la position IV. Il en résulte une inversion des sens d'écoulement de l'huile dans les canalisations 16 et 17 et ce à chaque cycle. De ce fait, le tiroir du dispositif de commutation 9 coulisse en synchronisme avec le tiroir du détecteur 13 et oscille donc entre les positions référencées I et VI. Comme on peut le constater, il en résulte que les canalisations 10 et 12 sont toujours commutées sur le pont 27 et qu'elles sont en quelque sorte courtcircuitées par ce pont. Il en résulte que le distributeur 1, et par conséquent les récepteurs 4 ou 6, ne sont pas alimentés en huile. Comme on l'a vu précédemment, lorsqu'on désire commander un des récepteurs 4 ou 6, on actionne l'organe de manoeuvre 21 à 26 correspondant. L'unité 20 commande l'arrêt, à l'endroit désiré, des tiroirs 111 et 121 du distributeur 1. Il en résulte l'arrêt du tiroir du détecteur 13 dans l'une des positions II ou III, selon l'état I ou IV dans lequel il était avant la commande de l'arrêt des tiroirs 111 et 121. Supposons qu'il s'arrête dans la position II. L'huile est transmise de la canalisation 18 vers la canalisation 17. Cette huile commande donc le tiroir du dispositif 9 de manière que celui-ci se déplace de la droite vers la gauche sur la Fig. 4. Le retour de l'huile ne pouvant pas se faire par la canalisation 16, celle-ci étant obstruée par le tiroir du détecteur 13, le tiroir du dispositif 9 s'arrête dans une des positions II ou III pour lesquelles les retours sont respectivement prévus, d'une part, par la canalisation 28 et la canalisation 19 dans le cas d'un récepteur à simple effet, et, d'autre part, par la canalisation 29 et la canalisation 12 dans le cas d'un récepteur à double effet. Dans l'une de ces positions II ou III, l'huile de la pompe 10 est transmise dans la canalisation 7 et retourne, dans le seul cas d'un récepteur à double effet, par la canalisation 8. Le récepteur commandé, l'est donc dans un premier sens donné. Si maintenant, le tiroir du détecteur 13, s'arrête dans la position III, l'huile est transmise de la canalisation 18 vers la canalisation 16, ce qui a pour effet de faire coulisser le tiroir du dispositif 9 de la gauche vers la droite. Le retour de l'huile ne pouvant pas se faire par la canalisation 17, celle-ci étant obstruée par le tiroir du détecteur 13, le tiroir du dispositif 9 s'arrête dans une des positions IV ou V pour lesquelles les retours sont respectivement prévus, d'une part, par la canalisation 28 et la canalisation 19 dans le cas d'un récepteur à simple effet, d'autre part, par la canalisation 29 et la canalisation 12 dans le cas d'un récepteur à double effet. Dans l'une de ces positions IV ou V, l'huile de la pompe 10 est transmise dans la canalisation 8 et retourne, dans le seul cas d'un récepteur à double effet, par la canalisation 7. Le récepteur commandé, l'est donc dans le seris inverse du cas précédent. On constate donc que le sens de coulissement des tiroirs 111 et 121, au moment de la commande de leur arrêt par l'unité 20, n'est pas indifférent pour le fonctionnement de l'installation. En effet, lorsque l'unité de commande 20 commande l'arrêt des tiroirs 111 et 121 alors que ceux-ci coulissent dans un premier sens, les récepteurs sont commandés dans un premier sens. De même, lorsqu'elle commande leur arrêt alors qu'ils coulissent dans l'autre sens, les récepteurs sont commandés dans l'autre sens. On comprendra que les coulissements des tiroirs 111 et 121 peuvent être pilotés hydrauliquement et non électriquement comme il vient d'être décrit sans pour cela sortir du cadre de l'invention. De même, plutôt que de prévoir des coulissements alternatifs des tiroirs 111 et 121, on peut prévoir que l'unité de commande 20 commande un aller et retour des tiroirs 111 et 121 seulement dans le cas où un des organes de manoeuvre 21 à 26 est activé. REVENDICATIONS 1) Procédé de commande d'une pluralité de récepteurs hydrauliques (4, 6) à simple ou à double effet au moyen d'un distributeur (1), caractérisé en ce qu'il consiste à isoler de l'huile ledit distributeur (1) afin qu'il ne distribue pas d'huile ni n'en retourne desdits récepteurs (4, 6), à positionner, en fonction de la commande d'un des organes de manoeuvre (21 à 26), le distributeur (1) pour qu'il puisse commander le récepteur (4 ou 6) correspondant à ladite commande dudit organe (21 à 26) et dans le sens correspondant à ladite commande, puis à alimenter en huile ledit distributeur (1) pour qu'il puisse commander ledit récepteur (4 ou 6) dans le sens désiré, et enfin de nouveau à isoler ledit distributeur (1). 2) Dispositif distributeur pour la commande de plusieurs récepteurs hydrauliques selon le procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur (1) pouvant piloter sélectivement au moyen d'au moins un tiroir (111, 121) une pluralité de récepteurs (4) à simple effet et une pluralité de récepteurs (6) à double effet en les alimentant en huile et retournant ladite huile, un dispositif de commutation (9) pour, soit alimenter en huile le distributeur (1) pour qu'il puisse alimenter à son tour un des récepteurs (4 ou 6) afin de le commander dans un sens, soit alimenter en huile le distributeur (1) pour qu'il puisse alimenter à son tour un des récepteurs (4 ou 6) afin de le commander dans l'autre sens, soit l'isoler, ledit dispositif de commutation (9) étant piloté par des moyens de détection (13) prévu pour détecter l'un des états du distributeur (1), et une unité de commande (20) pilotée par des organes de manoeuvre (21 à 26) et destinée à commander le positionnement du ou des tiroirs (111, 121) en fonction de la manoeuvre des organes de manoeuvre (21 à 26) et pour ainsi mettre ledit distributeur (1) dans un desdits états. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les tiroirs (111, 121) du distributeur (1) balaient alternativement dans un sens ou dans l'autre les entrées/sorties auxquelles sont reliés lesdits récepteurs. 4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le distributeur (1) comprend deux systèmes de distribution (110 et 120) à tiroirs (111 et 121) pouvant coulisser dans le corps du distributeur (1), chaque système de distribution (110 et 120) comportant une pluralité d'entrées/sorties auxquelles sont respectivement reliés les récepteurs (4 ou 6). 5) Dispositif selon l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les tiroirs (111 et 121) sont commandés par des électroaimants (130, 140) recevant de l'unité de commande (20) des impulsions de commande, ladite unité de commande recevant également des signaux d'information de la position des tiroirs (111 et 121). 6) Dispositif selon une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le distributeur (1) comporte, en bout de cylindres dans lesquels coulissent les tiroirs (111 et 121) des canalisations (170 et 180) destinées à piloter ledit détecteur (13).