Brevet FR2834019A1 — publié le 20030627

anti-retour logique (8). La présente invention concerne un appareil à commande hydraulique variable pour du matériel de construction lourde qui est capable de commander variablement du fluide hydraulique délivré à un dispositif d' acti on n eme nt. s Plus particulièrement, la présente invention concerne un appareil à commande hydraulique variable ayant à l'intérieur d'un bloc de soupape d'inversion une soupape de commande hydraulique auxiliaire commandant du fluide hydraulique s'écoulant dans et hors d'un cylindre hydraulique pour réduire le nombre de pièces ainsi que le coût, et capable d'être utilisé dans un to endroit confiné en évitant des interférences de configuration lors de la conception dues à une structure compacte de celui-ci, et destiné à être utilisé dans un espace confiné. Comme cela est représenté de façon schématique sur la figure 1, un appareil à commande hydraulique traditionnel pour du matériel de i5 construction lourde est muni d'une pompe hydraulique 200 connectée à un moteur, d'un cylindre hydraulique 300 connecté à la pompe hydraulique 200 et entrané par du fluide hydraulique délivré, d'une soupape d'inversion 100 montée entre la pompe hydraulique 200 et le cylindre hydraulique 300 et pour commander du fluide hydraulique pour qu'il démarre, arrête et commute la o direction du cylindre hydraulique 300, et de soupapes de commande hydraulique auxiliaires 400 (400A et 400B) montées dans des circuits de charge 6A et 6B entre la soupape d'inversion 100 et le cylindre hydraulique 300 afin de restreindre le fluide hydraulique qui est délivré au cylindre hydraulique 300 et commander une vitesse d'entranement de celui-ci. Un numéro de référence 4 non décrit désigne un circuit de dérivation central, et 500 est une soupape de décharge drainant du fluide hydraulique vers un réservoir T lorsqu'il se produit une charge dépassant une pression déterminée dans le circuit. En conséquence, si un opérateur manipule un levier de commande so (non représenté), une pression pilote est appliquée au niveau de l'extrémité droite de la soupape d'inversion 100 et commute un tiroir interne vers la gauche. Avec ceci, le fluide hydraulique évacué depuis la pompe hydraulique est délivré à la grande chambre du cylindre hydraulique 300 par l'intermédiaire d'un circuit de pompe 5, de la soupape d' inversion commutée s 100 et du circuit de charge 6A puis, en même temps, le fluide hydraulique évacué depuis une petite chambre 31 du cylindre hydraulique 300 retourne dans le réservoir T par l'intermédiaire d'une soupape de nonretour 405B et de la ligne de charge 6B, de sorte que le cylindre hydraulique 300 soit activé étendu. Entre-temps, lorsque la soupape d'inversion 100 est commutée vers la droite d u dessi n, le flu ide hydraul ique évacué depu is la pompe hydraulique 200 est délivré à la petite chambre 301 du cylindre hydraulique 300, de sorte que le cylindre hydraulique 300 soit activé rétracté. En fonction des conditions de travail, en cas de restriction du fluide hydraulique délivré au cylindre hydraulique 300 et de commande d'une vitesse to de fonctionnement du cylindre hydraulique 300, la soupape de commande hydraulique auxiliaire 400A peut commander le fluide hydraulique s'écoulant dans la grande chambre 302 en raison d'une différence de pression entre les press ions p i lotes 402A et 403A correspondant à un e quantité d' ouverture d' un réqulateur 401A et d'un ressort de soupape pré-réglé 404A. Cependant, I'appareil de commande hydraulique tel que décrit ci dessus nécessite un bloc supplémentaire pour installer la soupape de commande hydraulique auxiliaire 400 dans un circuit hydraulique entre les circuits de charge 6A et 6B de la soupape d'inversion 100 et le cylindre hydraulique 300, entranant le problème qui est que son coût augmente en o raison de l'augmentation du nombre de pièces et qu'il n'a pas sa place dans un espace confiné en raison des interférences de configuration lors de la conception. En outre, la soupape de commande auxiliaire 400 n'est pas pourvue d'une fonction de non-retour pour empêcher des flux inverses dans le s cas o une pression de charge du côté du cylindre hydraulique 300 est supéri eure à u ne press ion de décharge du côté de la po mpe hydrau l ique 200, si bien que le montage d'une soupape de non-retour supplémentaire 3 dans le circuit de pompe 5 de la soupape d'inversion 100 constitue un problème. En conséquence, un but de la présente invention est de fournir un so appareil de commande hydraulique ayant à l'intérieur d'un bloc d'une soupape d'inversion une soupape de commande hydraulique auxiliaire commandant du fluide hydraulique afin de réduire le nombre de pièces pour des coûts inférieurs, et capable d'être utilisé dans un emplacement confiné en empêchant des interférences de configuration lors de la conception en raison d'une structure compacte de celui-ci. Un autre but de la présente invention est de fournir un appareil de commande hydraulique remplissant une fonction de non-retour pour empêcher des flux inverses présentant une excellente réponse lorsqu'une pression de décharge d'une pompe hydraulique est supérieure à une pression de charge s d'un dispositif de travail afin d'améliorer la fiabilité de celui-ci. Encore un autre but de la présente invention est de fournir un circuit hydraulique utilisant un appareil de commande hydraulique pour du matériel de construction lourde, capabie de délivrer constamment du fluide hydraulique stable à un dispositif d'actionnement, indépendamment des o variations de pression de charge d'un dispositif de travail et d'une pression de la pompe hydraulique. Afin d'atteindre les buts ci-dessus, dans un appareil de commande hydraulique pour du matériel de construction lourde ayant un dispositif d'actionnement entrané en connexion avec un circuit de pompe d'une pompe s hydraulique, une soupape de commande hydraulique montée dans un circuit hydraulique entre la pompe hydraulique et le dispositif d'actionnement et commotée lors de l'application d'une pression pilote pour commander des flux de fluide hydraulique, et un corps de soupape à siège monté dans un circuit hydraulique entre le circuit de pompe et des conduits d'alimentation o hydrauliques pour commander du fluide hydraulique délivré au dispositif d'actionnement et pour commander de manière auxiliaire du fluide hydraulique s'écoulant dans un circuit de charge, un appareil à commande hydraulique selon la présente invention comprend le corps de soupape à siège ayant une première soupape à siège déplacée par une différence entre une pression de s charge du circuit de charge et une pression de décharge de la pompe hydraulique dans le circuit hydraulique entre le circuit de pompe et les circuits de conduite d'alimentation, et faisant varier une zone d'ouverture entre le circuit de pompe et les circuits de conduite d'alimentation en se basant sur une quantité de déplacement de celle-ci, une seconde soupape à siège se so déplaçant par rapport à la première soupape à siège pour comprimer une unité élastique insérée entre la première soupape à siège et la seconde soupape à siège et déterminant une quantité de déplacement de la première soupape à siège; et un tiroir pilote ayant un régulateur pilote variable, et commandant un degré d'ouverture du réqulateur pilote variable en commotant et déterminant s une quantité de déplacement de la seconde soupape à siège. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, la première soupape à sièpe présente un réqulateur de commande variable faisant varier une zone d'ouverture depuis le circuit de pompe vers ies circuits de conduite d'alimentation en se basant sur une quantité de déplacement de la s première soupape à sièpe, la seconde soupape à siège est munie d'un régulateur de commande variable auxiliaire de sorte qu'une surface circonférentielle extérieure de la seconde soupape à siège soit formée de manière inclinée par rapport à un logement du corps de soupape à siège, et fait varier une zone d'ouverture entre la surface circonférentielle extérieure de o la seconde soupape à siège et le logement du corps de soupape à siège en se basant sur une quantité de déplacement de la seconde soupape à siège. Le tiroir pilote peut être commuté lors d'une application de la pression pilote, ou commuté par une différence entre des pressions signal avant et après des régulateurs variables principaux montés entre le circuit de s charge et un orifice du cylindre hydraulique. En outre, une soupape de non-retour empêchant les flux inverses est montée dans le circuit de pression pilote formé dans le corps de soupape à siège pour éviter à une pression de charge dans le circuit de charge des flux inverses en direction du circuit de pompe lors de l'activation du cylindre o hydraulique. Les objets ci-dessus et d'autres caractéristiques de la présente invention vont apparatre plus clairement en décrivant dans le détail un mode de réalisation préféré de celle-ci en faisant référence aux dessins joints, sur lesquels: s la figure 1 est une vue pour représenter un circuit hydraulique classique d'un appareil de commande hydraulique; la figure 2 est une vue en coupe transversale pour représenter une soupape d'inversion dans laquelle des soupapes à siège sont formées selon un mode de réalisation de la présente invention; so la figure 3a est une vue en coupe transversale prise depuis l'avant d'un corps de soupape à siège hors d'un appareil à commande hydraulique selon un mode de réalisation de la présente invention, et la figure 3b est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne A-A de la figure 3a; la figure 3c est une vue en coupe transversale prise le long de la s ligne A-A du corps de soupape à siège de la figure 3a dans lequel une soupape de non-retour est montée; s la figure 4 est une vue pour représenter un circuit hydraulique d'un appareil à commande hydraulique selon un mode de rénlisation de la présente invention; la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une soupape s d' i nversion dan s l aquel le un corps de soupape à s i èpe est fo rmé selon un autre mode de réalisation de la présente invention; et la figure 6 est une vue représentant un appareil à commande hydraulique selon un autre mode de réalisation de la présente invention. Ci-après, des modes de réalisation préférés de la présente o invention vont être décrits dans le détail en faisant référence aux dessins joints, ce qui est une description détaillée pour l'homme du métier à qui appartient l'invention afin de mettre en _uvre celle-ci facilement sans qu'elle ne définisse la portée technique et l'esprit de la présente invention. La figure 2, la figure 3a, la figure 3b et la figure 3c sont des vues s en coupe transversale d' un corps de soupa pe à sièpe se lo n un mode de réalisation de la présente invention, et la figure 4 est une vue pour représenter un circuit hydraulique utilisant le corps de soupape à siège. En faisant référence aux dessins, un corps de soupape à siège 500 selon la présente invention est muni d'une première soupape à siège 502 o montée dans le circuit de pompe 5 et les conduites d'alimentation hydrauliques 7A et 7B pour commander un degré d'ouverture, d'une seconde soupape à siège 501 commandant une quantité ascendante de la première soupape à siège, et d'un tiroir pilote 41 délivrant un fluide de pression pilote à une chambre de pression 524 de la seconde soupape à sièpe 501. s La première soupape à siège 502 est située dans un circuit hydraulique entre le circuit de pompe 5 et les conduites d'alimentation hydrauliques 7A et 7B et possède un régulateur de commande variable 511 faisant varier une zone d'ouverture depuis le circuit de pompe 5 jusqu'aux conduites d'alimentation 7A et 7B en se basant sur une quantité de déplacement, la seconde soupape à siège 501 détermine une quantité de déplacement de la première soupape à siège 502 en se déplaçant par rapport à la première soupape à siège 502 lorsque le fluide de pression pilote est délivré à la chambre de pression 524 à travers un circuit hydraulique pilote 521. En outre, ia seconde soupape à siège 501 est munie d'un répulateur de ss commande variable auxiliaire pilote 512 faisant varier une zone d'ouverture entre un logement 1 et une surface circonférentielle extérieure en se basant sur une quantité de déplacement de celle-ci. Un ressort, qui est une unité élastique, est inséré entre la première soupape à siège 502 et la seconde soupape à siège 501, et une position de la seconde soupape à siège 501 affecte les déplacements vers le haut et vers le bas de la première soupape à siège 502. Une pression hydraulique du circuit de pompe 5 est appliquée à la chambre de pression de la seconde soupape à siège 501 à travers des circuits de connexion pilote de pression de pompe 523, 522a, 522 et 521. A ce o moment, le tiroir pilote 41 est positionné entre les circuits 522 et 521, et un régulateur variable 525 formé dans le tiroir pilote 41 est déplacé pour ouvrir et fermer les circuits 522 et 521 en se basant sur le déplacement du tiroir pilote 41. Proportionnellement à une différence entre une quantité d'ouverture du régulateur variable 525 et une quantité d'ouverture du réqulateur de commande pilote variable 512 en se basant sur le déplacement du tiroir pilote 41, la seconde soupape à siège 501 est déplacée vers le bas, ce qui restreint un déplacement vers le haut de la première soupape à siège 502. o A ce stade, comme cela est représenté sur la figure 3, une soupape de non-retour empêchant les flux inverses 551 peut être montée entre les circuits de pression pilote 522a et 523 afin d'éviter aux pressions de charge dans les circuits de charge 6A et 6B des flux inverses dans le circuit de pompe 5 lorsque le cylindre hydraulique 300 est activé. La figure 4 est une vue pour représenter un circuit d'un appareil à commande hydraulique commandant du fluide hydraulique avec une application d'une pression pilote à la chambre de pression 531 du corps de soupape à sièpe 500. En faisant référence à la figure 4, un appareil à commande so hydraulique selon la présente invention possède une pompe hydraulique 700, des dispositifs d'actionnement 701, 702 et 703 entranés en connexion avec le circuit de pompe 5 de la pompe hydraulique 700, des soupapes de commande hydrauliques 200A, 200B et 200C montées entre la pompe hydraulique 700 et les dispositifs d'actionnement 701, 702 et 703 et commutées par une pression pilote pour commander des directions de flux du fluide hydraulique afin de démarrer, arrêter et commuter la direction des dispositifs d'actionnement 701, 702 et 703, et le corps de soupape à siège 500 monté dans un circuit hydraulique entre le circuit de pompe 5 et la conduite d'alimentation hydraulique 7 pour commander le fluide hydraulique destiné à être délivré aux dispositifs d'actionnement et pour commander de manière auxiliaire du fluide s hydraulique s'écoulant dans les circuits de charge 6A et 6B, et la pression pilote est appliquée à la chambre de pression 531. Ci-après, des fonctionnements de l'appareil à commande hydraulique variable pour du matériel de construction lourde selon la présente invention vont être décrits dans le détail en faisant référence à la figure 2 et à o la figure 4. Tout d'abord, dans le cas o une pression pilote 531 n'est pas appliquée, la première soupape à siège 502 est déplacée vers le haut et vers le bas avec une différence entre une pression de charge des circuits de charge 6A et 6B et une pression d'un circuit latéral en amont 7C de la pompe hydraulique 700, afin d'effectuer une coupure entre le circuit latérai en amont 7C et les circuits latéraux en aval 7A et 7B du circuit de conduite d'alimentation 7 avec du retard même dans le cas o une pression dans les circuits de charge 6A et 6B devient supérieure à une pression de décharge de ia pompe hydraulique 700, pour empêcher ainsi des flux inverses dans le cas o o une charge élevée se produit dans le cylindre hydraulique 702. La pression pilote est appliquée en cas de restriction de fluide hydraulique pour une pression hydraulique s'écoulant dans le cylindre hydraulique 702 afin d'entraner un moteur hydraulique 701, et ainsi de suite. Si une pression pilote est appliquse à la chambre de pression 531, s le tiroir pilote 51 est déplacé vers la gauche du dessin proportionnellement à une amplitude de la pression signal appliquée, et le déplacement du tiroir 41 ouvre le réqulateur variable 525. En conséquence, les circuits pilote 522 et 521 sont connectés, une pression hydraulique du circuit de pompe 5 est appliquée à la chambre de pression 524 par l' i ntermédi ai re des circuits pi lote o 523, 522a, 522 et 521 pour comprimer la seconde soupape à siège 501 vers le bas. En conséquence, le déplacement vers le bas de la seconde soupape à siège 501 provoque la compression du ressort, ce qui commande le déplacement vers le haut de la première soupape à siège 502 positionnée entre le circuit de pompe 5 et les conduites d'alimentation hydraulique 7A et 7B, permettant la commande du fluide hydraulique depuis le circuit latéral en amont 7C de la pompe hydraulique 700 jusqu'à la conduite d'alimentation hydraulique 7. La figure 5 et la figure 6 sont des vues pour représenter un autre mode de réalisation commandant une pression hydraulique en utilisant un s corps de soupape à siège selon la présente invention, la figure 6 représente un circuit hydraulique dans lequel des pressions avant et après un régulateur variable principal d'une soupape d' inversion sont respectivement connectées à une chambre de pression d'un corps de soupape à siège selon la présente invention, et la figure 5 est une vue en coupe transversale d'une soupape o d'inversion dans laquelle le corps de soupape à siège est formé. En faisant référence à la figure 6, un appareil à commande hydraulique selon le présent mode de réalisation possède la pompe hydraulique 200, un dispositif d'actionnement 300 entrané en connexion parallèle avec le circuit de pompe 5 de la pompe hydraulique 200, la soupape s d'inversion 100 montée dans un circuit hydraulique entre la pompe hydraulique et un dispositif d'actionnement 300 et commutée lors d'une application d'une pression pilote pour commander des directions de flux de fluide hydraulique afin de démarrer, arrêter et commuter la direction du dispositif d'actionnement 300, et un corps de soupape à siège 500 monté dans un circuit o hydraulique entre le circuit de pompe 5 et la conduite d'alimentation hydraulique 7 pour commander le fluide hydraulique qui est délivré au dispositif d'actionnement et pour commander de manière auxiliaire le fluide hydraulique s'écoulant dans les circuits de charge 6A et 6B. Le tiroir pilote 41 dans le présent mode de réalisation, s contrairement au mode de réalisation précédent, présente un état qui est déterminé par des pressions 21 et 22 avant et après des réqulateurs variables principaux 102A et 102B de la soupape d'inversion 100. En d'autres termes, le tiroir pilote 41 est commuté par une différence entre des pressions à la fois des chambres de pression droite et gauche de la chambre pilote 25. so Les procédures pour commander du fluide hydraulique selon le présent mode de réalisation sont décrites en faisant référence à la figure 5. En cas de limitation du fluide hydraulique destiné à être délivré au cylindre hydraulique 300 dans le but de commander une vitesse de fonctionnement du cylindre hydraulique et ainsi de suite, une pression pilote b ss est appliquée au niveau de l'extrémité droite de la soupape d'inversion 100, ce qui commute un tiroir 12 à l'intérieur de la soupape d'inversion 100 vers la direction gauche du dessin. Lorsque le tiroir 12 de la soupape d'inversion 100 est commuté, la pression 21 avant les réqulateurs variables principaux 102A et 102B de la s soupape d'inversion 100 est connectée à la chambre de pression pilote 531 d'une soupape de com mutation pi lote 24, et l a press ion 22 après les régulateurs variables principaux 102A et 102B est appliquée à un circuit 50 à travers un circuit de pression 52 formé dans le tiroir 12. La pression du circuit est appliquée à la chambre de pression pilote 530 à travers le circuit de to pression 22. Le tiroir pilote 41, lorsqu'il est neutre, effectue une coupure d'une application de la pression hydraulique du circuit de pompe 5 à la chambre de pression 524 à l'aide des circuits pilote 523, 522a, 522 et 521. Une position du tiroir pilote 41 est déterminée par les pressions 21 et 22 des régulateurs variables principaux 102A et 102B de la soupape d'inversion 100 et une force élastique d'un ressort de soupape pré-réglé 23, et le tiroir pilote 41 est commuté dans sa position si une différence de pression à la fois des chambres de pression droite et gauche 530 et 531 de celui-ci dépasse la force élastique du ressort de soupape. o A ce moment, le fluide hydrauiique du circuit de pompe 5 s'écoule dans la chambre de pression 524 au moyen des circuits pilote 523, 522a, 522 et 521, et la première soupape à siège 502 est déplacée dans la direction descendante du dessin proportionnellement à une différence entre une quantité d'ouverture du réqulateur pilote variable 512 et une quantité d'ouverture d'un régulateur pilote variable auxiliaire 512 formé dans la seconde soupape à siège 501, pour limiter ainsi une quantité ascendante de la première soupape à siège 502. En conséquence, du fluide hydraulique s'écoulant dans les conduites d'alimentation hydrauliques 7A et 7B et les circuits de charge 6A et 6B peut être commandé. o Entre-temps, dans le cas o une pression de décharge de la pompe hydraulique 200 est supérieure à une pression de charge du cylindre hydraulique 300, la première soupape à siège 502 peut remplir une fonction de soupape de non-retour étant donné que la première soupape à siège 502 est dans itétat de coupure. ss Comme cela a été mentionné ci-dessus, les modes de réalisation préférés présentent un avantage tel que présenté ci-dessous. La pression de charge du côté du dispositif d'actionnement qui est supérieure à la pression de décharge de la pompe hydraulique peut améliorer la fiabilité avec d'excellentes réponses lorsqu'une fonction de non-retour empêchant les flux inverses est réalisée. En outre, sa structure simplifiée peut faciliter sa fabrication pour diminuer le coût et les dépenses de fabrication, et peut garantir la stabilité d'un système hydraulique. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du o cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de commande hydraulique pour matériel de construction lourde ayant un dispositif d'actionnement (300) entrané en connexion avec un circuit de pompe (5) d'une pompe hydraulique (700), une soupape de commande hydraulique montée sur un circuit hydraulique entre la s pompe hydraulique (700) et le dispositif d'actionnement (300) et commutée lors d'une application d'une pression signal pour commander des flux de fluide hydraulique, et un corps de soupape à siège (500) monté dans un circuit hydraulique entre le circuit de pompe (5) et des conduites d'alimentation hydrauliques (7A) et (7B) pour commander de manière auxiliaire du fluide o hydraulique s'écoulant dans un circuit de charge, caractérisé en ce que le corps de soupape à siège (500) comprend: une première soupape à siège (502) déplacée par une différence entre une pression de charge du circuit de charge et une pression de décharge de la pompe hydraulique (700) dans le circuit hydraulique entre le circuit de pompe et les circuits de conduite d'alimentation, et faisant varier une zone d'ouverture entre le circuit de pompe (5) et les circuits de conduite d'alimentation en se basant sur une quantité de déplacement de celle-ci; une seconde soupape à siège (501) se déplaçant par rapport à la première soupape à sièpe (502) et déterminant une quantité de déplacement de la première soupape à siège (502); et un tiroir pilote (41) ayant un régulateur pilote variable, et commandant un degré d'ouverture du régulateur pilote variable en commutant et déterminant une quantité de déplacement de la seconde soupape à siège (501). 2. Appareil à commande hydraulique selon la revendication 1, dans lequel la première soupape à siège (502) possède un régulateur de commande variable (511) faisant varier une zone d'ouverture entre le circuit de pompe (5) et les circuits de conduite d'alimentation en se basant sur une so quantité de déplacement de la première soupape à siège (502). 3. Appareil à commande hydraulique selon la revendication 1, dans lequel la seconde soupape à siège (501) est munie d'un répulateur de commande variable (511) auxiliaire par rapport à un logement sur une surface circonférentielle extérieure de celui-ci, et une zone d'ouverture entre la surface circonférentielle extérieure de la seconde soupape à siège (501) et le logement du corps de soupape à sièpe varie en se basant sur une quantité de déplacement de la seconde soupape à siège (501). 4. Appareil à commande hydraulique selon la revendication 1, dans lequel le tiroir pilote (41) est commoté lors d'une application de la pression pilote pour commander du fluide hydraulique. o 5. Appareil à commande hydraulique selon la revendication 1, dans lequel le tiroir pilote (41) est commuté par une différence entre des pressions signal avant et après des régulateurs variables principaux montés entre le circuit de charge et un orifice du cylindre hydraulique (300) pour commander du fluide hydraulique. 6. Appareil à commande hydraulique selon la revendication 1, dans lequei une soupape de non-retour empêchant les flux inverses est montée dans le circuit de pression signal formé dans le corps de soupape à siège (500) pour éviter à une pression de charge dans le circuit de charge des o flux inverses vers le circuit de pompe (5) lors de l'activation du cylindre