Brevet FR2894634A1 — publié le 20070615

Domaine de l'invention La présente invention concerne un système d'entraînement hydrostatique comportant une pompe à débit réglable, régulée en fonction du débit demandé et d'au moins un consommateur relié à la pompe, le débit volumique de la pompe se réglant à l'aide d'une installation de réglage de débit volumique qui règle la pression de refoulement de la conduite de refoulement de la pompe au-dessus de la pression de charge du consommateur selon une différence de pression de régulation. io De tels systèmes d'entraînement régulés par détection de charge s'appliquent à des machines mobiles par exemple des machines de construction telles que des excavatrices ou des chariots transporteurs. Le document DE 196 15 593 Al décrit un système d'entraînement correspondant au type défini ci-dessus. L'installation de 15 réglage de débit de refoulement de la pompe comporte une soupape ou vanne de régulation de débit demandé. La vanne de régulation de débit demandé est sollicitée par la pression de charge la plus élevée du consommateur branché et par un ressort dont la précontrainte correspond à une différence de pression de régulation, dans le sens d'une augmen- 20 tation du débit (débit de refoulement) de la pompe alors que la pression de refoulement de la pompe agit dans le sens d'une diminution du dé-bit. La pompe fournit ainsi un débit dont la pression de refoulement est augmentée de la différence de pression de régulation pré-définie par le ressort par rapport à la pression de charge la plus élevée du consom- 25 mateur branché. Un tel système d'entraînement permet de faire fonctionner les consommateurs selon une vitesse de mouvement prédéterminée par le degré d'ouverture d'une vanne de commande, indépendamment de la charge. Dans le système d'entraînement connu selon le document 30 DE 196 15 593 Al, l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe est commandée hydrauliquement par la vanne de régulation de débit demandé. Pour saisir et transmettre la pression de charge maximale du consommateur à la vanne de régulation de débit demandé, il faut des conduites de signalisation de la pression de charge ce qui se 35 traduit par une mise en oeuvre de moyens constructifs importants et présentant des risques de fuite entraînant un fonctionnement imprécis de la régulation de débit de la pompe. De plus, les conduites de signalisation de pression de charge sont soumises à l'influence de la température qui modifie la pression de charge et rend imprécise la régulation de débit de la pompe. Dans le cas de machine notamment d'excavatrices, les conduites de signalisation de pression de charge peuvent avoir une longueur importante de sorte que la transmission de la pression de charge du consommateur vers la vanne de régulation de débit demandé nécessite un temps important de sorte que la régulation du débit de la pompe, ainsi retardée donne au mouvement du consommateur un temps de réaction important. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un système d'entraînement hydrostatique du type défini ci-dessus, permettant une meilleure réaction du consommateur avec des moyens réduits. Exposé et avantages de l'invention A cet effet la présente invention concerne un système d'entraînement hydrostatique du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'installation de réglage de débit volumique de la pompe est com-mandée par une installation de commande électronique reliée à une installation de capteur pour saisir la pression de charge du consommateur et à une installation de capteur pour saisir la pression de refoulement dans la conduite de refoulement de la pompe, et une installation de dérivation est associée à la conduite de refoulement de la pompe reliant cette conduite à une bâche. Ainsi, selon l'invention, l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe est commandée électriquement et la saisie de la pression de charge la plus élevée du consommateur branché et la saisie de la pression de refoulement de la pompe sont assurées par une installation de capteur respective. Pour compenser les imprécisions de cette commande électronique de l'installation de réglage de débit de refoulement et pour s'assurer que le consommateur dispose d'une pression de refoulement située au-dessus de la pression de charge d'une différence de pression de régulation, pour permettre son fonctionne-ment indépendamment de la charge, il est prévu une installation de dérivation. Dans le système d'entraînement selon l'invention, la commande de l'installation de réglage de débit de refoulement ne nécessite aucune conduite de signalisation de pression de charge reliée à l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe ce qui se traduit par un système d'entraînement de construction plus simple. De plus, le système d'entraînement selon l'invention est indépendant des influences de la température puisque l'installation de réglage de débit de refoulement est à commande électrique. La commande électrique de l'installation de réglage de débit de refoulement présente grâce à l'installation de dérivation, une construction simple nécessitant une moindre précision de réglage de la différence de pression de régulation ce qui permet d'avoir une commande électrique également plus simple. L'installation de dérivation peut être associée indépendamment de la pompe, au niveau de la vanne de commande de du consommateur ce qui permet une vitesse de réaction plus élevée de du consommateur et ainsi un temps de réaction plus court du mouvement du consommateur. La suppression des conduites de signalisation de charge reliées à l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe et la commande électrique de construction simple de l'installation de réglage de débit de refoulement en liaison avec l'installation de dérivation donnent un système d'entraînement de construction réduite permettant un meilleur comportement en réaction du consommateur. Selon un mode de réalisation de l'invention l'installation de dérivation est une vanne de décharge sollicitée par un ressort dans le sens d'une position de blocage et par la pression de charge du consommateur dans le sens de la position de blocage. La précontrainte du ressort correspond de préférence à la différence de pression de régulation. Grâce à une telle soupape ou vanne de décharge, le débit minimum de la pompe, fourni par la pompe réglée sur le débit minimum lorsque les consommateurs ne sont pas commandés, peut arriver avec de faibles pertes dans la bâche ce qui constitue une solution simple. Pour la commande du consommateur, la soupape de décharge est sollicitée en position de blocage par la pression de charge du consommateur ce qui permet d'actionner du consommateur. Il est également avantageux si selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'installation de dérivation est réalisée sous la forme d'une balance de pression sollicitée par un ressort et par la pression de charge du consommateur dans la direction de la position de blocage et par la pression de refoulement de la pompe dans la direction de passage, la précontrainte du ressort correspondant à la différence de pression de régulation. Une telle balance de pression permet de régler exactement et de façon simple la différence de pression de régulation pour permettre un actionnement du consommateur indépendamment de la charge ; on compense ainsi les imprécisions de la commande électrique de l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe par exemple les variations de la pression de refoulement de la pompe, ce qui permet d'utiliser une commande électrique de l'installation de réglage du débit de la pompe de construction simple et économique nécessitant une moindre précision de réglage. Dans la me-sure où la pompe est réglée sur un débit minimum lorsque les consommateurs ne sont pas commandés et qu'elle fournit ainsi un débit minimum, la balance de pression lors de la commande du consommateur pour démarrer un mouvement de travail peut être fournie par la mise en oeuvre de la balance de pression par la pression de charge du consommateur dans le sens du blocage du débit de refoulement de la pompe au démarrage du mouvement de travail, avant que la pompe ne réagisse à la demande de débit de refoulement ; les temps de réaction pour démarrer un mouvement de travail sont de ce fait brefs. Selon un développement de l'invention, la précontrainte du ressort de la balance de pression se règle électriquement. Cela per-met par une modification de la précontrainte du ressort d'influencer de façon simple la différence de pression de régulation pré-définie par la balance de pression. De manière avantageuse, l'installation de commande électronique coopère avec un dispositif de réglage modifiant la précontrainte du ressort de la balance de pression, ce qui permet de modifier la différence de pression de régulation de la balance de pression avec des moyens simples. Il est particulièrement avantageux si selon un développement de l'invention, la précontrainte du ressort de la balance de pres- Sion en marche à vide du système d'entraînement est diminuée jusqu'à une différence de pression de régulation minimale. Cela permet pendant la marche à vide du système d'entraînement, lorsque le consommateur n'est pas commandé, de diminuer les pertes de circulation de sorte que le système d'entraînement selon l'invention présente de faibles pertes de puissance. Dans la mesure où l'installation de commande électronique coopère avec une installation de capteur détectant la marche à vide du système d'entraînement, on peut diminuer la précontrainte du ressort de la balance de pression, de manière simple en marche à vide du système d'entraînement jusqu'à une différence de pression de régulation minimale. L'installation de capteur qui saisit la marche à vide peut être réalisée de façon préférentielle comme installation de capteur détectant la présence d'un opérateur. Dans les systèmes d'entraînement selon l'invention utilisés dans des machines mobiles par exemple des machines de construction ou des chariots transporteurs, une installation de capteur détectant la présence d'un opérateur par exemple un interrupteur de siège, permet de détecter de manière simple la marche à vide ou fonctionnement à vide du système d'entraînement. La marche à vide du système d'entraînement peut égale-ment se détecter de manière simple si selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la commande du consommateur est faite par une soupape ou vanne de commande, commandée par des signaux de commande, l'installation de commande électronique coopérant avec les signaux de commande pour détecter la marche à vide ou le fonctionne-ment à vide. Il est particulièrement avantageux si selon un développement de l'invention, l'installation de commande électronique commande l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe en avance par rapport à l'actionnement de la soupape ou vanne de com- mande lorsque le signal de commande est appliqué. Ainsi, l'installation de réglage de débit de refoulement de la pompe est sollicitée dans le sens d'une augmentation du débit de refoulement avant que la soupape ou vanne de commande ne soit actionnée, ce qui améliore d'autant le temps de réaction du mouvement du consommateur. Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans l'unique figure annexée qui est un schéma du système d'entraînement de l'invention. Description de l'invention Le système d'entraînement 1 représenté sous forme de schéma à la figure est par exemple destiné à commander le consommateur d'une machine de travail mobile, notamment d'une machine de construction telle qu'une excavatrice, ou le circuit hydraulique de travail d'un chariot élévateur. Le système d'entraînement 1 comporte une pompe 2 de débit (débit de refoulement) réglable qui prend du liquide hydraulique dans un réservoir ou bâche 3 et alimente une conduite de refoulement 4. La conduite de refoulement 4 est équipée de soupapes ou vannes de commande 5a, 5b pour commander des consommateurs non représentés. Les consommateurs ou les vannes de commande 5a, 5b sont équipés de balances de pression non représentées pour leur actionnement indépendamment de la charge. Selon l'invention de réglage de débit de refoulement 6 par exemple le disque incliné de la pompe 2 est commandé électriquement. A cet effet, il est prévu une installation de commande électronique 7 dont la sortie est reliée à une installation d'actionnement 11 par exemple une vanne de réglage de débit demandé, à commande électrique, coopérant avec l'installation de réglage de débit de refoulement 6. L'entrée de l'installation de commande électronique 7 est reliée à une installation de capteur 8 coopérant avec la conduite de refoulement 4 de la pompe 2 pour saisir la pression de refoulement de la pompe 2. L'installation de commande 7 est également reliée côté entrée à une installation de capteur 9 pour saisir la pression de charge maximale du consommateur. L'installation de capteur 9 saisit ainsi la pression de charge la plus élevée dans la conduite de signalisation de pression de charge 10 du consommateur commandé. L'installation de commande électronique 7 commande l'installation de réglage de débit de refoule- ment 6 de la pompe 2 pour obtenir une pression de refoulement dans la conduite de refoulement 4 qui dépasse de la pression de charge maxi-male du consommateur commandé, dans la conduite de signalisation de pression de charge 10 d'une valeur correspondant à la différence de pression de régulation. Selon l'invention, l'installation comporte également une installation de dérivation 15 prévue dans la conduite de liaison 16 re-liant la conduite de refoulement 4 à la bâche 3. L'installation de dérivation 15 est en forme de balance de pression 17 ayant une position de blocage 17a et une position de passage 17b. La balance de pression 17 est sollicitée en direction de la position de passage 17b par la pression de refoulement de la conduite de refoulement 4. Pour cela, la surface de commande de la balance de pression 17 agissant dans le sens de la position de passage 17b est reliée à une conduite de liaison 16 communiquant avec la conduite de liaison 16 en amont de la balance de pression 17. La balance de pression 17 est sollicitée dans la direction de la position de blocage 17a par un ressort 19 et par la pression de charge la plus élevée du consommateur. Pour cela, la surface de commande de la balance de pression 17 agissant dans la direction de blocage 17a est reliée à une conduite de commande 20 communiquant avec la conduite de signalisation de pression de charge 10. La précontrainte du ressort 19 correspond à la différence de pression de régulation. L'installation de dérivation 15 en forme de balance de pression 17 peut être montée non pas au niveau de la pompe 2 mais au niveau des vannes de commande 5a, 5b de sorte que la conduite de commande 18 et notamment la conduite de commande 20 seront très courtes. Les vannes de commande 5a, 5b sont actionnées par un moyen électrique ou électro-hydraulique. Pour cela, on a des installations donnant une valeur de consigne 21a, 21b par exemple une ma- nette. Les signaux de commande des vannes de commande 5a, 5b fournis par les installations donnant des valeurs de consigne 21a, 21b sont en outre reliés à l'entrée de l'installation de commande électronique 7. L'installation de commande électronique 7 est en outre reliée par son entrée à l'installation de capteur 22 détectant la marche à vide du système d'entraînement 1, par exemple un interrupteur de siège qui détecte la présence d'un opérateur. L'installation de commande électronique 7 peut également coopérer avec un dispositif de réglage 23 qui modifie la précontrainte du ressort 19 de la balance de pression 17. En marche à vide du système d'entraînement, lorsque les vannes de commande 5a, 5b ne sont pas actionnées, état que l'on peut détecter à l'aide des signaux de commande des installations donnant des valeurs de consigne 21a, 21 b ou à l'aide du signal de l'installation de capteur 22, le ressort 19 de la balance de pression est réglé sur une différence de pression de régulation minimale. La pompe 2 est réglée sur un débit de refoulement minimum et ce débit minimum fourni par la pompe 2 peut passer dans la bâche 3 avec de faibles pertes de puissance, grâce à la position de passage 17b réglée pour la balance de pression 17. Lorsque l'une des installations donnant une valeur de consigne 21a, 21b est actionnée pour commander les vannes de commande 5a, 5b, on augmente la précontrainte du ressort 19 appliquée à la balance de pression 17 jusqu'à la différence de pression de régulation. L'installation de commande électronique 7 saisit la pression de charge maximale du consommateur commandé à l'aide de l'installation de capteur 9 et la pression de refoulement de la pompe 2 à l'aide de l'installation de capteur 8 ; l'installation de commande électronique 7 commande l'installation de réglage de débit de refoulement 6 dans le sens d'une augmentation du débit pour que la pression de refoulement de la pompe 2 dépasse la pression de charge maximale du consommateur commandé, d'une valeur correspondant à la différence de pression de régulation. L'installation de commande électronique 7 a ainsi une construction simple à faible précision de régulation. Comme la pré-con- trainte du ressort 19 correspond à la différence exacte de la pression de régulation, la balance de pression 17 assure que les vannes de commande 5a, 5b reçoivent une pression de refoulement indépendante de la charge de fonctionnement du consommateur et cette pression de refoulement dépasse la pression de charge maximale du consommateur commandé d'une valeur correspondant à la différence de pression de régulation. Les variations de pression de la pompe 2 liées à la commande électrique de l'installation de réglage de débit de refoulement 6 et à la précision de régulage réduite de l'installation de commande électronique 7 peuvent ainsi se compenser simplement. En appliquant la pression de charge maximale du consommateur commandé à la balance de pression 17, dans le sens de la position de blocage 17a, on peut utiliser pour la commande du consommateur, le débit minimum fourni par la pompe 2 pour démarrer le mouvement du consommateur avant que la pompe 2 ne soit actionnée par l'installation de commande électronique 7 par la commande de l'installation de réglage de débit de refoulement 6 dans le sens d'une augmentation du débit. L'installation de commande électronique 7 permet pour actionner du consommateur, à l'aide des signaux de commande des installations donnant les valeurs de consigne 21a, 21 b, de commander l'installation de réglage de débit de refoulement 6 de la pompe 2 dans le sens d'une augmentation du débit avant que les vannes de commande 5a, 5b ne soient mises en oeuvre. Grâce à la commande électrique de l'installation de ré- glage de débit de refoulement 6 dans le système d'entraînement selon l'invention, il ne faut aucune ligne de signalisation de pression de charge reliée à l'installation de réglage de débit de refoulement 6 de la pompe. La balance de pression 17 peut être installée au niveau des vannes de commande 5a, 5b de sorte que la ligne de commande 20 sera courte. L'installation de dérivation 15 constituée par la balance de pression 17 permet une régulation précise et le respect de la différence de pression de régulation pour le fonctionnement du consommateur indépendamment de la charge, et l'installation de commande électronique 7 peut avoir une faible précision de réglage et ainsi une construction sim- pie. On dispose ainsi d'un système d'entraînement de construction sim- 5 REVENDICATIONS 1. Système d'entraînement hydrostatique comportant une pompe à dé-bit réglable, régulée en fonction du débit demandé et d'au moins un consommateur relié à la pompe, le débit volumique de la pompe se réglant à l'aide d'une installation de réglage de débit volumique qui règle la pression de refoulement de la conduite de refoulement de la pompe au-dessus de la pression de charge du consommateur selon une différence de pression de régulation, caractérisé en ce que l'installation de réglage de débit volumique (6) de la pompe (2) est commandée par une installation de commande électronique (7) reliée à une installation de capteur (9) pour saisir la pression de charge du consommateur et à une installation de capteur (8) pour saisir la pression de refoulement dans la conduite de refoulement (4) de la pompe (2), et une installation de dérivation (15) est associée à la conduite de refoule-ment (4) de la pompe reliant cette conduite (4) à une bâche (3). 2) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de dérivation (15) est une vanne de décharge sollicitée par un ressort dans le sens d'une position de blocage et par la pression de charge du consommateur dans le sens de la position de blocage. 3) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation de dérivation (15) est une balance de pression (17) sollicitée par un ressort (19) et par la pression de charge du consommateur dans la direction de blocage (17a) et par la pression de refoulement de la pompe (2) dans la direction de passage (17b), la précontrainte du ressort (19) correspondant à la différence de pression de régulation. 4) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 3, caractérisé en ce quela précontrainte du ressort (19) de la balance de pression (17) est réglable électriquement. 5) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'installation de commande électronique (7) est reliée à une installation de réglage (23) modifiant la précontrainte du ressort (19) de la balance de pression. 6) Système d'entraînement hydrostatique selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la précontrainte du ressort (19) de la balance de pression (17) est diminuée jusqu'à une différence de régulation minimale pendant la marche à vide du système d'entraînement. 7) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'installation de commande électronique (7) coopère avec une installa- tion de capteur (22) détectant la marche à vide du système d'entraînement. 8) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'installation de capteur détectant la marche à vide est une installation de capteur détectant la présence d'un opérateur. 9) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 7, caractérisé par une soupape de commande (5a, 5b) commandée par des signaux de commande pour commander le consommateur, l'installation de commande électronique (7) coopérant avec les signaux de commande pour détecter la marche à vide. 10) Système d'entraînement hydrostatique selon la revendication 1,caractérisé en ce que l'installation de commande électronique (7) commande l'installation de réglage de débit (6) de la pompe (2) en avance par rapport à l'actionnement de la soupape de commande (5a, 5b) lorsque les signaux de commande sont appliqués. Io