Brevet FR2726100A1 — publié le 19960426

DISPOSITIF DE COMMANDE PILOTE EQUIPANT UN DISTRIBUTEUR DE COMMANDE PRINCIPAL ACTIONNABLE HYDRAULIQUEMENT La présente invention se rapporte à un dispositif de commande pilote équipant un distributeur de commande principal actionnable hydrauliquement, comportant un distributeur régla- ble de commande pilote, muni d'une sortie de commande à laquelle règne une pression pilote qui peut être préétablie par un signal d'entrée, et par laquelle une chambre de commande du distribu- teur de commande principal peut être sollicitée. Dans des engins de chantiers, comme par exemple des ex- cavateurs ou des grues, il est connu d'appliquer à des appareils de commande pilote fonctionnant, notamment, sur la base de ré- ducteurs de pression à commande directe, des signaux d'entrée qui peuvent être modifiés manuellement et sont convertis, par lesdits appareils de commande pilote, en des pressions pilotes dont la valeur dépend du signal d'entrée. Dans le distributeur de commande principal, un tiroir de commande est sollicité par la pression pilote considérée et est déplacé, en s'opposant à la force d'un ou plusieurs ressort(s) de rappel, jusqu'à ce qu'un équilibre s'instaure entre la force proportionnelle à la pres- sion, et la force élastique. Une section transversale de com- mande est ouverte d'une valeur différente, dans ledit distribu- teur principal, en fonction de la pression pilote et, par consé- quent, de la course du tiroir de commande. Dans le cas d'une commande avec régulation du débit volumique (commande "load- sensing", ou avec détection de charges), la chute de pression se produisant par la section transversale d'ouverture du distri- buteur principal est maintenue constante par régulation d'une pompe à cylindrée variable. Il existe alors une corrélation fixe, indépendante de la charge, entre le signal d'entrée pré- établi manuellement et la vitesse du mouvement de travail. La plage de vitesses du mouvement de travail correspond à la course manuelle d'un levier sur l'appareil de commande pilote. Des engins de chantiers modernes doivent nécessairement présenter, à la fois, une bonne aptitude à la commande précise et de grandes vitesses de travail. Etant donné que la course du levier, sur l'appareil de commande pilote, est limitée pour des raisons ergonomiques, l'aptitude à la commande précise devient d'autant plus faible que la vitesse maximale de travail doit être grande. L'aptitude à la commande précise est certes amé- liorée, dans la plage de faibles vitesses, grâce à une allure progressive des courbes caractéristiques tant de l'appareil de commande pilote, que de la section transversale d'ouverture dans le distributeur principal, mais l'aptitude à la commande se dégrade néanmoins dans la plage de vitesses supérieures. L'invention a pour objet un dispositif de commande pi- lote doté des caractéristiques citées en introduction, perfec- tionné de telle sorte que l'aptitude à la commande d'un mouve- ment de travail soit améliorée dans la plage de faibles vites- ses, une bonne aptitude à la commande devant également être pos- sible dans la plage de vitesses supérieures. Conformément à l'invention, cet objet est atteint grâce à un dispositif de commande pilote qui présente les caractéris- tiques énoncées dans le préambule du présent mémoire, et dans lequel la pression pilote, régnant dans la chambre de commande dudit distributeur principal, peut être réduite jusqu'à une va- leur plus petite par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote. Dans un dispositif de commande pilote conforme à l'invention, il est par conséquent possible, tout comme dans des dispositifs de commande pilote connus jusqu'à présent, de solliciter une cham- bre de commande du distributeur de commande principal par la pression pilote régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote. Ainsi, concernant de grandes vitesses du mouvement de travail, aucune modification n'intervient par rapport à des dispositifs connus. Toutefois, la chambre de com- mande du distributeur principal peut aussi être sollicitée par une pression pilote qui est réduite par rapport à la pression régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote. La course intégrale du levier, sur l'appareil de com- mande pilote, correspond alors à une plus petite plage de la section transversale d'ouverture de commande dans le distribu- teur principal, et donc à une plus petite plage de vitesses du mouvement de travail. Une commande très sensible est ensuite possible dans cette plage de vitesses. D'une manière avantageuse, pour limiter la complexité, la pression pilote régnant dans la chambre de commande du dis- tributeur de commande principal peut être réduite, en tenant compte d'une pression pilote minimale nécessaire au début du réglage d'un organe de commande dudit distributeur principal, en relation fixe par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote. Pour provoquer la réduction, il est par exemple possible d'utiliser un clapet à pression proportionnelle, installé en parallèle avec un distributeur. Ce clapet est en action lorsque le distributeur est fermé. Ledit clapet demeure sans aucune in- fluence si le distributeur est ouvert. Cependant, il s'avère moins onéreux de permettre une réduction de la pression pilote, régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote, par l'intermédiaire d'un diviseur de pression pourvu de deux étranglements, entre les- quels peut être prélevée la pression pilote réduite par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande du distri- buteur de commande pilote, et parmi lesquels un premier étran- glement se trouve dans un premier embranchement du diviseur de pression, situé entre le point de prélèvement et la sortie de commande du distributeur de commande pilote, et un second étranglement se trouve dans un second embranchement dudit divi- seur, situé entre le point de prélèvement et un réservoir. De préférence, pour passer de la commande pilote normale, durant laquelle la pression régnant à la sortie de commande du distri- buteur de commande pilote règne également dans la chambre de commande du distributeur de commande principal, à la commande précise au cours de laquelle la pression pilote, régnant dans la chambre de commande dudit distributeur principal, est réduite par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote, un flux d'huile de commande est autorisé à travers le second étranglement. A cette fin, un distributeur comprenant une position d'isolement et une posi- tion de circulation traversante est judicieusement situé dans le second embranchement du diviseur de pression, en série avec le second étranglement. Lorsque ce distributeur occupe la posi- tion d'isolement, aucune huile de commande ne peut s'écouler vers le réservoir en passant par le second étranglement. La pression, régnant dans la chambre de commande du distributeur de commande principal, correspond ensuite à la pression régnant à la sortie de commande du distributeur de commande pilote au moins lorsqu'un équilibre de forces est établi sur l'organe de commande dudit distributeur principal, et lorsque cet organe de commande est au repos. Dans ce cas, il convient de ne plus tenir compte d'une petite circulation d'huile résultant d'une fuite par le distributeur principal, et provoquant une petite chute de pression par l'intermédiaire du premier étranglement. Plusieurs distributeurs de commande pilote sont habi- tuellement présents, dans des appareils de travail mobiles, pour pouvoir activer individuellement plusieurs consommateurs hydrauliques. Un diviseur de pression est respectivement af- fecté à ces multiples distributeurs de commande pilote. Plu- sieurs diviseurs de pression sont par conséquent présents. Or, d'un point de vue économique, il est propice que les seconds étranglements des multiples diviseurs de pression soient con- jointement raccordés, par l'intermédiaire d'un clapet anti- retour respectif, à un distributeur qui les précède côté réser- voir, les clapets antiretour s'ouvrant en direction dudit dis- tributeur. Ainsi, un unique distributeur est présent pour plu- sieurs distributeurs de commande pilote et pour plusieurs di- viseurs de pression. Les clapets antiretour garantissent qu'aucune huile de commande ne s'écoule par les seconds étran- glements, c'est-à-dire que chaque consommateur hydraulique puisse être activé individuellement et que la pression, régnant dans une chambre de commande, corresponde à la pression pilote régnant à la sortie de commande d'un distributeur de commande pilote. Le tiroir de commande d'un distributeur de commande principal est normalement maintenu, par un ou plusieurs res- sort(s) de rappel, dans une position de repos dans laquelle une précharge doit encore être imposée au(x)dit(s) ressort(s). En conséquence, une pression pilote minimale est nécessaire pour amorcer un mouvement du tiroir de commande. Cette pression pi- lote minimale se manifeste, sur le levier de commande pilote ac- tionnable manuellement, par une course inerte que ledit levier doit tout d'abord parcourir jusqu'à ce qu'un mouvement de tra- vail s'opère. Un limiteur de pression permet de donner à la pla- ge inerte, en mode fonctionnel "commande précise", exactement la même valeur qu'en mode fonctionnel normal. Ledit limiteur de pression peut être avantageusement interposé entre le réser- voir et le second étranglement d'un diviseur de pression. Un unique limiteur de pression peut également, de manière avanta- geuse, être agencé en série avec plusieurs seconds étrangle- ments. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin sur lequel la figure unique illustre un dispositif de commande pi- lote conforme à l'invention. L'on distingue, sur le dessin, deux appareils hydrauli- ques 10 de commande pilote fonctionnant, l'un et l'autre, sur la base de réducteurs de pression 11 à commande directe, dont l'un est illustré symboliquement dans chaque appareil de commande pilote. Chaque appareil de commande pilote possède un nombre total de quatre distributeurs 11 de commande pilote et, en con- séquence, quatre sorties de commande 12. Les distributeurs 11 peuvent être ajustés par l'intermédiaire d'un levier 13 de com- mande pilote pouvant être dévié dans quatre directions, à par- tir d'une position médiane dans laquelle une pression de réser- voir règne à toutes les sorties de commande 12 d'un appareil 10. En fonction de la déviation du levier, lesdits distributeurs règlent une pression pilote déterminée à la sortie 12 corres- pondante. Des appareils de commande pilote du type décrit sont universellement connus et sont illustrés en détail, par exem- ple, dans la fiche technique RD 64 555/03.89 de la société Mannesmann Rexroth GmbH, Lohr/Main, de sorte que des commentai- res plus précis à cet égard ne semblent pas nécessaires. Les appareils 10 de commande pilote assurent l'activa- tion des tiroirs de commande 14 de plusieurs distributeurs de commande principaux 15, dont l'un est représenté sur le dessin. Dans ce distributeur principal 15, une chambre respective de commande 16 ou 17, munie d'un raccord de commande 18, se trouve à chaque extrémité du tiroir 14. La chambre 16 est plus grande que la chambre 17 et reçoit deux ressorts de rappel 19 et 20 préchar- gés, qui sont disposés coaxialement l'un à l'autre et centrent le tiroir 14 dans une position médiane à partir de laquelle il peut être déplacé dans des directions opposées, en contrecar- rant la force desdits ressorts 19 et 20. Le distributeur de commande principal 15 comporte deux raccords 25 et 26 d'un appareil consommateur, ou raccords de travail, auxquels sont raccordés deux conduits respectifs de travail 28 et 29 menant à un vérin hydraulique 27. Les deux rac- cords de travail 25 et 26 peuvent être isolés lorsque le tiroir de commande 14 occupe la position médiane. Lors d'un déplace- ment du tiroir 14 à partir de la position médiane, l'un des rac- cords de travail est relié à une source de pression, par l'in- termédiaire d'une section d'ouverture dépendant de l'ampleur du déplacement, et l'autre raccord de travail est relié à un ré- servoir. Un conduit de commande 30 gagne chaque raccord de com- mande 18 des distributeurs principaux 15, conduit par l'inter- médiaire duquel peut être prélevée une pression pilote régnant entre un premier étranglement fixe 31 et un second étranglement fixe 32 d'un diviseur de pression. Le premier étranglement fixe 31 est intercalé entre un point de prélèvement 33 et une sortie de commande 12 d'un distributeur 11 de commande pilote. Un cla- pet antiretour 34, installé en série avec chaque étranglement fixe 32, s'ouvre en direction d'un conduit collecteur 35 commun à tous les étranglements fixes 32. Un distributeur 40 présente une position de repos dans laquelle il isole le conduit collec- teur 35. Il peut être amené, par un électro-aimant 41, à une po- sition de commutation dans laquelle ledit conduit 35 est rac- cordé, par l'intermédiaire dudit distributeur 40, à l'entrée d'un limiteur de pression 42 dont la sortie est soulagée en di- rection d'un réservoir 43. Le limiteur 42 est réglé sur une pression correspondant à la pression pilote minimale,à partir de laquelle il s'opère un mouvement du tiroir de commande 14 d'un distributeur de commande principal 15. L'électro-aimant 41 est connecté, par l'intermédiaire d'un conducteur de commande 44, à un interrupteur électrique non illustré en détail, intégré dans l'un des deux appareils 10 de commande pilote, et pouvant être actionné au moyen d'un bou- ton-poussoir 45 logé dans le levier 13 de commande pilote. L'électro-aimant 41 est excité aussi longtemps que le bouton- poussoir 45 est enfoncé, de sorte que le passage à travers le distributeur 40 est ouvert. Le distributeur 40 retombe à sa po- sition de repos lorsque le bouton-poussoir 45 est relâche. Ce- pendant, l'interrupteur électrique peut tout aussi bien con- sister en un interrupteur bistable dont la position de commuta- tion varie lors de chaque enfoncement du bouton-poussoir 45. A l'aide du dispositif de commande pilote decrit, l'ap- pareil consommateur hydraulique peut être utilisé selon deux modes fonctionnels. Lorsque le distributeur 40 prend sa posi- tion de repos et isole le conduit collecteur 35, il se développe dans une chambre de commande, lors d'un déplacement du levier de commande 13, une pression correspondant pour l'essentiel à la pression régnant à la sortie de commande 12 du distributeur 11 de commande pilote qui est actionné par le déplacement dudit levier 13. En effet, le distributeur 40 empêche une circulation d'huile, directement jusqu'au réservoir, par l'intermédiaire de l'étranglement fixe 32 correspondant; et les clapets anti- retour 34 empêchent une circulation d'huile jusqu'au réser- voir, par l'intermédiaire de l'étranglement fixe 32 correspon- dant, ainsi que des autres étranglements fixes 32, des étran- glements fixes 31 situés en aval des distributeurs de commande pilote qui ne sont pas actionnés, et desdits distributeurs de commande pilote non actionnés. Le cas échéant, une fuite par le tiroir de commande 14 peut provoquer une petite circulation d'huile par l'intermédiaire de l'étranglement fixe 31 situé en aval du distributeur de commande pilote qui est précisément ac- tionne et, par conséquent aussi, une chute de pression se pro- duisant audit étranglement. Un actionnement du distributeur 40 se traduit par une commutation sur une commande précise. Deux cas doivent alors être distingués. Tant que la pression, régnant à la sortie de commande 12 d'un distributeur 11 de commande pilote, est plus petite que la pression sur laquelle le limiteur de pression 42 est réglé, aucune huile de commande ne peut s'écouler jusqu'au réservoir 43 par l'intermédiaire de l'étranglement fixe 32 cor- respondant. La pression régnant dans une chambre respective de commande 16 ou 17 correspond par conséquent, pour l'essentiel, à la pression régnant à la sortie de commande 12. Lorsque la pression régnant à la sortie 12 excède la pression réglée sur le limiteur 42, et à ce stade uniquement, ledit limiteur s'ouvre de telle sorte qu'un flux d'huile de commande s'écoule jusqu'au réservoir 43, en empruntant l'étranglement fixe 31 correspon- dant, l'étranglement fixe 32 associé, un clapet antiretour 34, le distributeur 40 et le limiteur 42. Il règne à présentau point de prélèvement 33 entre les deux étranglements 31, 32, et donc dans une chambre respective de commande 16 ou 17, une pression comprise entre la pression pilote à la sortie de commande 12, et la pression réglée sur le limiteur 42. La valeur de cette pres- sion dépend des sections d'ouverture des étranglements fixes 31 et 32. Le limiteur de pression 42 permet de faire en sorte que le mouvement du tiroir de commande 14 débute, en mode fonctionnel commande précise, lorsque le levier 13 subit le même déplace- ment qu'en mode fonctionnel normal. La différence entre la pression pilote régnant à une sortie de commande 12, et la pres- sion réglée sur le limiteur 42, est en relation fixe avec la dif- férence ente la pression pilote prélevée au point 33, et la pression réglée sur ledit limiteur 42. Ainsi, lors du déplace- ment intégral d'un levier de commande 13, la pression régnant respectivement dans une chambre de commande 16 ou 17 est plus petite qu'en mode fonctionnel normal, si bien que le tiroir de commande 14 est, lui aussi, déplacé d'une distance moindre. La course intégrale du levier est de ce fait disponible, sur l'ap- pareil 10 de commande pilote, pour la commande d'une petite plage de vitesses du mouvement de travail, ce qui rend possible une commande sensible. O10 Plusieurs distributeurs de commande pilote peuvent éga- lement être actionnés, de manière aisée, lorsque le mode fonc- tionnel "commande précise" est enclenché. Il ne se produit aucune influence réciproque des pressions pilotes aux points de prélèvement 33. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I CATIONS - 1. Dispositif de commande pilote équipant un distribu- teur de commande principal (15) actionnable hydrauliquement, comportant un distributeur réglable (11) de commande pilote, muni d'une sortie de commande (12) à laquelle règne une pression pilote qui peut être préétablie par un signal d'entrée, et par laquelle une chambre de commande (16, 17) du distributeur de commande principal (15) peut être sollicitée, dispositif ca- ractérisé par le fait que la pression pilote, régnant dans la chambre de commande (16, 17) dudit distributeur principal (15), peut être réduite jusqu'à une valeur plus petite par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande (12) du dis- tributeur (11) de commande pilote. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pression pilote régnant dans la chambre de com- mande (16, 17) du distributeur de commande principal (15) peut être réduite, en tenant compte d'une pression pilote minimale nécessaire au début du réglage d'un organe de commande (14) du- dit distributeur principal (15), en relation fixe par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande (12) du dis- tributeur (11) de commande pilote. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par un diviseur de pression pourvu de deux étranglements (31, 32), entre lesquels peut être prélevée la pression pilote ré- duite par rapport à la pression pilote régnant à la sortie de commande (12) du distributeur (11) de commande pilote, et parmi lesquels un premier étranglement (31) se trouve dans un premier embranchement du diviseur de pression, situé entre le point de prélèvement (33) et la sortie de commande (12) du distributeur (11) de commande pilote, et un second étranglement (32) se trou- ve dans un second embranchement dudit diviseur, situé entre le point de prélèvement (33) et un réservoir (43). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'un distributeur (40), comprenant une position d'iso- lement et une position de circulation traversante, est situe dans le second embranchement du diviseur de pression, en série avec le second étranglement (32). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le distributeur (40) peut être actionné par l'inter- médiaire d'un électro-aimant (41). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par la présence de plusieurs distributeurs (11) de commande pi- lote, auxquels un diviseur de pression (31, 32) est respective- ment affecté; et par le fait que les seconds étranglements (32) des multiples diviseurs de pression sont conjointement raccor- dés, par l'intermédiaire d'un clapet antiretour (34) respec- tif, à un distributeur (40) qui les précède côté réservoir, les clapets antiretour (34) s'ouvrant en direction dudit distribu- teur (40). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait qu'un limiteur de pression (42) est interposé entre le réservoir (43) et le second étranglement (32) d'un diviseur de pression. 8. Dispositif selon les revendications 6 et 7, caracté- risé par un unique limiteur de pression (42), agencé en série avec plusieurs seconds étranglements (32).