Brevet FR2893108A1 — publié le 20070511

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système d'entraînement hydrostatique comportant un consommateur installé dans un circuit ouvert, notamment un moteur hydraulique, le consom- mateur ayant au moins une installation de limitation de pression qui, en phase de freinage, est sollicitée par une pression de sollicitation minimale dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation pour créer une pression de frein côté sortie du consommateur, et une installation de réaspiration qui permet l'injection de liquide hydraulique dans le côté alimentation du consommateur. Etat de la technique De tels systèmes d'entraînement sont utilisés par exemple pour le dispositif de rotation, par exemple d'une machine de travail constituée par une excavatrice. Pour freiner le consommateur, on solli- cite une vanne de commande du consommateur pour mettre cette vanne en position neutre, dans laquelle les conduites de liquide hydraulique réunies au consommateur sont coupées. L'inertie massique du chariot supérieur de l'excavatrice ou de la grue, entraîné par le dis-positif de rotation, continue d'entraîner le consommateur pendant la phase de freinage, de sorte que les rapports de pressions vis-à-vis du consommateur s'inversent. Du côté sortie du consommateur, il s'établit ainsi une pression de frein protégée par l'intermédiaire d'une installation de limitation de pression. L'installation de limitation de pression est munie d'un circuit de relevage de pression ; en phase de freinage, l'installation de limitation de pression peut être sollicitée à une pression maximale dans une période donnée pour une pression de réponse minimale. Pendant cette commutation de relevage, la pression de sollicitation de l'installation de limitation de pression augmente et il en est de même de la pression de frein servant à freiner le consommateur. Le jeu de transmission lié à la fabrication d'une transmission mécanique à roue dentée associée au dispositif de rotation, avec au début de la phase de freinage un alternance de butée de la denture, est parcouru ici par la pression de réponse minimale donnant un freinage sans secousse ni choc du groupe de rotation. L'installation de limitation de pression, relevée, as- sure ainsi un comportement temporisé en douceur et mou pour le système d'entraînement. Pour éviter la cavitation du côté d'alimentation du consommateur en phase de freinage, il faut une installation de réaspiration qui permet, à l'aide de vannes de réaspiration, d'injecter du liquide hydraulique côté alimentation du consommateur à partir du réservoir ou de la sortie du consommateur. Un tel système d'entraînement équipé d'installations de limitation de pression susceptible d'être relevées et d'une installation de réaspiration formée par des vannes de réaspiration supplémentaires, présente néanmoins, du point de vue de l'encombrement d'installation et du passage des canaux, des installations de limitation de pression et des installations de réaspiration, des moyens de construction et des coûts de fabrication élevés. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un système d'entraînement hydrostatique du type défini ci-dessus nécessitant de faibles moyens de construction et de fabrication. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un système d'entraînement hydrostatique du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'installation de limitation de pression et l'installation de réaspiration sont intégrées dans une unité de vanne. Selon l'invention, ainsi l'installation de limitation de pres- Sion relevable et l'installation de réaspiration sont regroupées dans une unité de vanne. Pour l'installation de limitation de pression et l'installation de réaspiration, il suffit d'un volume de montage. De plus, on a une conduite simple de canal. Globalement, les moyens de construction sont réduits et il en est de même de l'encombrement pour un système d'entraînement selon l'invention. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'unité de vanne est une combinaison d'une vanne de limitation de pression et d'une vanne de réaspiration. La fonction de l'installation de limitation de pression relevable et celle de l'installation d'aspiration a faible moyen constructif permet une combinaison dans une unité de vanne. Selon un développement de l'invention, pour augmenter la pression de réponse de l'unité de vanne avec une installation à pis- tons, qui travaille dans le sens d'un bossage de la pression de sollicitation de l'installation de limitation de pression, une telle installation à pistons coopère avec une surface de commande agissant dans le sens de la position de verrouillage et ainsi dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation pour la soupape de limitation de pression de l'unité de vanne, permet d'obtenir une installation de limitation de pression relevable obtenue de manière simple. De façon avantageuse, l'installation de piston comporte une première chambre de pression de commande qui sollicite l'unité de vanne dans le sens d'une réduction de la pression de sollicitation et est soumise à la pression du consommateur et une seconde chambre de pression de commande qui sollicite l'unité de vanne dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation et reçoit la pression du consommateur par l'intermédiaire d'une installation de régulation de courant, notamment d'une installation à bobine. La pression de con- sommateur exercée du côté de la sortie permet une commutation de haute pression, commandée de l'installation de limitation de pression de l'unité de vanne si bien que l'installation de régulation commande l'évolution dans le temps de la commutation de haute pression. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la première chambre de pression de commande comporte un ressort. Le ressort permet de prédéfinir la pression d'application minimale de l'installation de limitation de pression et cela de manière simple. Selon un autre développement de l'invention, l'unit de vanne est installée dans une conduite de pression de commande reliant le consommateur en liaison avec les conduites d'agent sous pression jusqu'au réservoir. On peut guider plus simplement le canal pour l'unité de vanne ayant l'installation de limitation de pression et l'installation de réaspiration. L'installation de limitation de pression est sollicitée avantageusement par la pression appliquée par la conduite de pression dans le sens de la position d'ouverture, la limitation de la pression de frein disponible du côté de la sortie se réalisant de manière simple. L'installation de réaspiration est constituée d'une manière particulièrement avantageuse par une vanne d'arrêt, notamment s'ouvrant en direction de la conduite de liquide hydraulique, de clapet anti-retour chargé par ressort, ce qui permet une construction simple pour les installations de seconde monte. Les avantages sont particulièrement intéressant si le consommateur peut être alimenté des deux côtés et si à chaque côté est associée une unité de vanne. La protection de la pression de frein et la sécurité du côté d'alimentation vis-à-vis des effets de cavité d'un consommateur fonctionnant des deux côtés ne nécessitent ainsi que deux unités de vanne de sorte qu'avec un encombrement plus réduit pour les unités de vanne et seulement deux unités de vanne, on réalise un gui-dage plus simple du canal avec des moyens de construction et d'installation plus réduits. Il est particulièrement avantageux que le système d'entraînement soit un dispositif de rotation d'une machine de travail mobile, notamment d'une excavatrice. Les unités de vanne selon l'invention permettent un freinage sans secousse du dispositif de rotation et la protection de son moteur contre les effets de cavité, ce résultat étant obtenu avec des moyens constructifs réduits. En outre, le système d'entraînement selon l'invention peut servir d'entraînement de roulement d'une machine de travail mo- bile, notamment d'une excavatrice, ce qui permet un freinage en douceur et sans secousse de la machine de travail et une protection du moteur du véhicule contre les effets de cavitation, par des moyens simples. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'unique figure annexée qui est un schéma d'un système d'entraînement hydrostatique selon l'invention. Description d'un mode de réalisation de l'invention Le système d'entraînement comporte une pompe 1, par exemple une pompe réglable, et en particulier une pompe à régulation par détection de charge ; cette pompe prend du liquide hydraulique d'un réservoir 2 pour le refouler dans une conduite de refoulement 3. La conduite de refoulement 3 est reliée à une vanne de commande 4 elle-même reliée à une conduite 5 reliée à un réservoir 2 et à des conduites de liquide hydraulique 6a, 6b reliées à un consommateur 7 en forme de moteur hydraulique. Chaque conduite de liquide hydraulique 6a, 6b est équipée d'une unité de vanne 10a, 10b selon l'invention comportant une installation de limitation de pression l la, 1 lb commutable vers le haut et une installation de réaspiration 12a, 12b. L'unité de vanne l la, 1 lb est installée dans ce cas dans une conduite de pression de commande 13a, 13b raccordée à la conduite de liquide hydraulique 6a, 6b et au réservoir 2. L'unité de vanne 10a, 10b est constituée par une combinaison d'une vanne de limitation de pression et de réaspiration 15a, 15b. L'installation de limitation de pression lla, 1 lb commutable vers le haut, comporte une installation à pistons 20a, 20b coopérant avec une surface de commande agissant dans le sens d'une augmentation de la pression mise en oeuvre de l'installation de limitation de pression 11a, 1 lb de l'unité de vanne 10a, 10b. L'installation à pistons 20a, 20b comporte du côté de la tige une première chambre de pression de commande 2la, 21b agissant dans le sens d'une réduction de la pression de mise en oeuvre de l'installation de limitation de pression 11 a, 1 lb. La première chambre de pression de commande 21a, 21b comporte à cet effet un ressort 22a, 22b qui limite la pression de mise en oeuvre minimale. Une seconde chambre de pression de commande 23a, 23b , du côté du fond du piston, sollicite l'installation de limitation de pression 11a, 1 lb de l'unité de vanne 10a, 10b dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation. La surface de commande de la première chambre de pression de commande 21a, 21b est plus petite que la surface de commande de la seconde chambre de pression de commande 22a, 22b. La première chambre de pression de commande 21a, 21b et la seconde chambre de pression de commande 23a, 13b sont sollicitées par la pression appliquée à la conduite de liquide hydraulique 6a, 6b. Pour cela, il est prévu une conduite de pression de commande 24a, 24b raccordée au segment de la conduite de pression de commande 13a, 13b relié à la conduite de liquide sous pression 6a, 6b et à la première chambre de pression de commande 21a, 21b ainsi qu'à la seconde chambre de pression de commande 23a, 23b. Pour cela, une installation de régulation de débit 25a, 25b est associée à la seconde chambre de pression de commande 213a, 23b ; cette installation de régulation de débit est prévue dans la conduite de pression de commande 24a, 24b en aval du branchement de la première chambre de pression de commande 21, 21b à la conduite de pression de commande 24a, 24b. L'installation de limitation de pression 1 la, 1 lb est sollicitée par l'intermédiaire d'une conduite de pression de commande 26a, 26b dans le sens de la position d'ouverture. La conduite de pression de commande 26a, 26b est sollicitée par la pression de la conduite de li- quide sous pression 6a, 6b et est à cet effet reliée aux segments de la conduite de pression de commande 13a, 13b communiquant avec la conduite de liquide sous pression ou liquide hydraulique 6a, 6b. L'installation de réaspiration 12a, 12b est en forme de vanne d'arrêt, par exemple de clapet anti-retour chargé par ressort et qui s'ouvre en direction de la conduite de liquide hydraulique 6a, 6b. Pour freiner le consommateur, on met la vanne de commande 4 en position neutre ; dans cette position, les conduites de liquide hydraulique 6a, 6b sont coupées. Dans la conduite 6a ou 6b côté sortie, il s'établit une pression de frein protégée par l'installation de li- mitation de pression 1 la, 1 lb de l'unité de vanne 10a, 10b associée à la conduite côté sortie 6a ou 6b. L'installation de limitation de pression 1 la, 1 lb est réglée au début de la phase de freinage sur une pression de protection minimale. La pression de frein qui s'établit sollicite par l'intermédiaire de la conduite de pression 24a, 24b et l'installation de régulation de débit 25a, 25b, la seconde chambre de pression de com- mande 23a, 23b de l'installation à pistons 20a, 20b ; ainsi l'installation de limitation de pression 11a, 1 lb est sollicitée dans le sens d'une augmentation de la pression de protection et ainsi de l'augmentation de la pression de frein. Ce circuit de haute pression de la vanne de limita- tion de pression lla, 1 lb en phase de freinage est commandé dans le temps par l'installation de régulation de débit 25a, 25b. L'installation de réaspiration 12b ou 12a de l'unité de vanne 10b, l0a associée à la conduite de liquide hydraulique côté alimentation 6b et 6a permet ainsi en phase de freinage, l'alimentation côté entrée de la conduite de liquide hydraulique 6a, 6b à partir du réservoir 2 ou par l'installation de limitation de pression 11a, 1 lb, ou-verte, de la vanne 11a, 1 lb associée à la conduite de liquide hydraulique 6a, 6b côté sortie à partir de cette conduite de liquide hydraulique 6a, 6b, côté sortie. Par l'intégration de l'installation de limitation de pression 11a, 1 lb et de l'installation de réaspiration 12a, 12b dans l'unité de vanne 10a, 10b et la réalisation de cette unité comme combinaison d'une vanne de limitation de pression et de réaspiration 15a, 15b, la protection est assurée côté consommateur par simplement une unité de vanne 10a, 10b. Par rapport aux systèmes d'entraînement de l'état de la technique, dans lesquels chaque côté consommateur comporte une installation de limitation de pression et une installation d'alimentation distincte, on supprime ainsi un espace d'installation et on simplifie les canaux, ce qui se traduit par une réduction des moyens constructifs mis en oeuvre, et de l'encombrement grâce au système d'entraînement selon l'invention.30 REVENDICATIONS 1 ) Système d'entraînement hydrostatique comportant un consommateur installé dans un circuit ouvert, notamment un moteur hydraulique, le consommateur ayant au moins une installation de limitation de pression qui, en phase de freinage, est sollicitée par une pression de sollicitation minimale dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation pour créer une pression de frein côté sortie du consommateur, et une installation de réaspiration qui permet l'injection de liquide hydraulique dans le côté alimentation du consommateur, caractérisé en ce que l'installation de limitation de pression (11 a, 1 lb) et l'installation de ré-aspiration (12a, 12b) sont intégrées dans une unité de vanne (10a, 10b). 2 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de vanne (10a, 10b) est une vanne combinée de limitation de pression et de réaspiration (15a, 15b). 3 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de vanne (10a, 10b) coopère avec une installation à pistons (20a, 20b) pour augmenter la pression de sollicitation, cette coopération agissant dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation de l'installation de limitation de pression (l la, 1 lb). 4 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'installation de pistons (20a, 20b) comporte une première chambre de pression de commande (21a, 21b) qui sollicite l'unité de vanne (10a, 10b) dans le sens d'une réduction de la pression de sollicitation en su-bissant la pression du consommateur et une seconde chambre de pression de commande (22a, 22b) qui sollicite l'unité de vanne (10a, 10b) dans le sens d'une augmentation de la pression de sollicitation, et reçoit la pression du consommateur par l'intermédiaire d'une installation derégulation de débit (25a, 25b), notamment d'une installation d'étranglement. 5 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' un ressort (22a, 22b) est installé dans la première chambre de pression de commande (21a, 21b). 6 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de vanne (10a, 10b) est installée dans une conduite de pression de commande (13a, 13b) allant d'une conduite de liquide sous pression (6a, 6b) communiquant avec le consommateur (7) vers le réservoir (2). 7 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de limitation de pression (11a, 11 b) est sollicitée par la pression appliquée à la conduite de liquide sous pression (6a, 6b) dans le sens de la position d'ouverture. 8 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de réaspiration (12a, 12b) est en forme de vanne d'arrêt, notamment d'une soupape d'arrêt chargée par ressort et s'ouvrant dans le sens de la conduite de liquide hydraulique (6a, 6b). 9 ) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le consommateur (7) est un consommateur fonctionnant des deux côtés et chaque côté du consommateur (7) comporte une unité de vanne (10a, 10b). 10 ) Système d'entraînement hydrostatique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé pario la réalisation sous forme de dispositif de rotation d'une machine mobile, notamment d'une excavatrice. 11 ) Système d'entraînement hydrostatique selon l'une des revendica-5 tions 1 à 9, caractérisé par sa réalisation comme entraînement de roulement d'une machine mobile, notamment d'une excavatrice. io