Brevet FR3054007A1 — publié le 20180119

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation de distributeur hydraulique pour alimenter au moins deux récepteurs hydrauliques comportant : un module de commande relié à chaque récepteur, une pompe fournissant du liquide hydraulique à pression réglée, une ligne de pompe reliant la pompe aux modules, une ligne de commande reliée aux modules pour transmettre la pression de commande appliquée à la pompe, et un retour relié au réservoir de la pompe, une valve de balayage ayant une entrée reliée à la ligne de pompe et une sortie reliée au retour et dont le piston est soumis : dans le sens de l'ouverture, à la pression de la ligne de pompe, dans le sens de la fermeture, à la pression de la ligne de commande et à la poussée d'un ressort de tarage, le piston ayant un passage réglable en continu pour relier, dans le sens de l'ouverture, la ligne de pompe au retour. Etat de la technique On connaît une telle installation représentée à la figure 5. L'installation de distributeur hydraulique connue est composée de modules de commande Mi, associés à des récepteurs Ri pour leur alimentation en liquide hydraulique sous pression réglée Pr, fourni par une pompe 1 commandée par un organe de réglage 3. La pompe 1 fournit le liquide hydraulique à la ligne de pompe P reliée aux modules Mi. Ceux- ci sont reliés à une ligne de commande LS appliquant une pression de commande Pc à l'organe de réglage 3. Cette pression de commande Pc est obtenue par un traitement connu à partir de la pression de fonctionnement des différents modules Mi travaillant en mode LS ou en mode LUDV. Une ligne de retour T reçoit le liquide hydraulique retourné par les récepteurs Ri à travers les modules Mi vers le réservoir 2 alimentant la pompe 1. La ligne d'alimentation P est reliée au retour T par une valve de balayage 71 commandée par la pression réglée Pr et la pression de commande Pc. 3054007 2 La ligne de commande LS est reliée au retour T par un limiteur de pression 72 limitant la pression de commande Pc et aussi par un régulateur de flux 73. Au repos, lorsque les récepteurs Ri sont tous arrêtés, la 5 pompe 1 continue de fonctionner avec un débit minimum à travers la valve de balayage 71 ; le liquide est alors à une pression fixée par le ressort de tarage 711 de cette valve. Une circulation résiduelle est nécessaire pour filtrer le liquide et le refroidir. Mais lorsque tous les modules Mi sont au repos, il faut 10 éliminer la pression dans la ligne LS pour que la pression de la pompe revienne au niveau bas qui est celui de la pression du mode d'attente assurant seulement cette circulation de liquide. Dans cette installation, on ne peut réduire la pression dans la ligne LS qu'avec une fuite qui est alors permanente et existe 15 aussi en mode normal lorsqu'un ou plusieurs récepteurs sont activés. Cette fuite permanente représente une perte de rendement non négligeable de l'installation. Lorsqu'ensuite un récepteur est activé, la pression de la charge du récepteur s'ajoute à la poussée du ressort 711 et la valve de 20 balayage 71 se ferme. But de l'invention La présente invention a pour but d'éviter la fuite perma- nente vers le réservoir pour améliorer le rendement et le fonctionnement de l'installation tout en simplifiant l'installation et en réduisant son 25 coût. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention a pour objet une instal- lation du type défini ci-dessus caractérisée en ce que la valve de balayage a une deuxième entrée reliée par une ligne auxiliaire à la ligne de 30 commande, et le piston de la valve de balayage a un passage réglable en continu, reliant la deuxième entrée à la sortie vers le retour lorsque le piston est en position d'ouverture. L'installation selon l'invention a l'avantage de permettre à la pompe de fonctionner avec un débit minimum lorsqu'aucun récep- 35 teur n'est activé. Ce débit minimum passe par la valve de balayage. En 3054007 3 même temps, la valve de balayage évacue la pression de la ligne de commande de sorte que la pression de commande diminue et son organe de commande réduit ainsi le débit de la pompe. Cette réduction se poursuit jusqu'au débit minimum. 5 Dans le cas le plus simple, l'organe de commande de la pompe fonctionne comme une boucle de régulation fermée et la pression de la pompe sera égale à la pression de la ligne de commande augmentée d'une différence de pression prédéfinie. Dans cette installation en fonctionnement normal, il n'y 10 aura pas de fuite de liquide vers le retour, ce qui augmente le rende- ment. Au repos, cela permet également de réduire la perte d'énergie. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la ligne auxiliaire comporte un limiteur de pression en aval de son branchement à la seconde entrée et à la dérivation reliée au piston. 15 Ce limiteur de pression complète avantageusement la valve de balayage pour soulager la ligne de commande en cas de surpression dans celle-ci. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la ligne auxiliaire a un étranglement en amont du branchement de sa dérivation 20 reliée au piston pour absorber les chocs de pression dans la ligne de commande, en combinaison avec la valve de balayage. Cet étranglement permet à la valve de balayage de fonc- tionner comme un absorbeur de chocs de pression dans la ligne de commande. 25 Suivant une autre caractéristique avantageuse, la valve de balayage, sa ligne de balayage, sa dérivation, sa ligne auxiliaire, ses dérivations et le limiteur de pression ainsi que l'étranglement sont réalisés dans un module traversé par des lignes et relié aux autres modules, par exemple le module d'entrée. 30 La valve de balayage s'intègre ainsi très simplement dans la combinaison des modules constituant l'installation de distributeur hydraulique qui est en général constituée par un empilage de modules en forme de plaques, associés aux différents récepteurs. De façon plus particulière, la valve de balayage est formée 35 d'un alésage dans le corps d'un module traversé par les lignes de 3054007 4 pompe, de pression de commande et de retour au réservoir, ces lignes étant reliées aux entrées et à la sortie de l'alésage qui reçoit un piston formé d'un manchon ouvert à une extrémité et dont l'autre extrémité est fermée par un fond, ce piston se poursuivant par une extrémité munie 5 d'un rétrécissement formant le premier passage, des perçages dans le manchon réalisant le deuxième passage du piston. Cette forme de réalisation de la valve est particulièrement simple à réaliser et d'un encombrement réduit. Dessins 10 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents modes de réalisation d'une installation de distributeur hydraulique pour alimenter des récepteurs, représentée dans les dessins dans lesquels : la figure 1 est un schéma de principe simplifié d'une installation de 15 distributeur hydraulique selon l'invention, la figure 2 est un schéma simplifié d'une variante de l'installation de la figure 1, la figure 3 est un schéma simplifié d'une autre variante de l'installation de la figure 1, 20 les figures 4 et 4B montrent un mode de réalisation d'une valve de balayage à l'état fermé à la figure 4A et à l'état ouvert à la figure 4B, la figure 5 est un schéma d'une installation de distributeur hydraulique connue. 25 Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet une installation de distributeur hydraulique pour alimenter au moins deux récepteurs hydrauliques Ri avec du liquide hydraulique sous pression réglée Pr, fournie par une pompe 1. 30 L'installation se compose de modules de commande Mi (i=1, 2...) associés chacun à un récepteur Ri (i=1, 2...) pour en commander le fonctionnement par son alimentation en liquide hydraulique à partir de la ligne de pompe P. La pression du liquide hydraulique au niveau des modules Mi est utilisée pour former la pression de com- 3054007 5 mande Pc réglant le fonctionnement de la pompe 1 par l'intermédiaire d'un organe de réglage 3 non détaillé. L'installation comporte outre la ligne de pompe P qui ali- mente les modules Mi, une ligne de commande LS (pression de com- 5 mande) qui recueille la pression du liquide traitée au niveau des modules Mi, selon une procédure non décrite ici, pour former la pression de commande Pc transmise par la ligne de commande LS à l'organe de réglage 3 de la pompe 1. Le principe de fonctionnement des modules Mi de l'installation est par exemple celui de la détection de charge (load 10 sensing) appelé usuellement mode LS ou encore celui de la répartition des débits (appelé usuellement mode LUDV). Les modules Mi sont reliés à la ligne de retour T et au ré- servoir 2. Cette ligne T reçoit le liquide hydraulique sortant des récepteurs Ri à travers les modules Mi ou directement une partie du débit de 15 liquide de la pompe P selon les modes de fonctionnement des différents modules Mi (fuite intentionnelle). Usuellement, les modules Mi sont des éléments en forme de plaques empilées comportant différents passages hydrauliques et un tiroir de distributeur mettant en relation les passages pour alimenter de 20 façon commandée le récepteur Ri associé, à partir de la ligne d'alimentation P et en retour du récepteur vers la ligne de retour T. Les modules sont également traversés par la ligne de commande LS. Ces différentes lignes sont en général des passages ali- gnés, traversant l'ensemble des modules et constituant ainsi une con- 25 duite. Cela est vrai pour la ligne de pompe P mais aussi pour la ligne de commande LS et la ligne de retour T (ou plus simplement le retour T). La ligne de commande LS transmet la pression de commande Pc à l'organe de réglage 3 de la pompe 1 de façon que celle-ci fournisse en réponse à cette commande, le débit de liquide hydraulique 30 nécessaire, à la pression réglée Pr. La ligne de pompe P est reliée à la ligne de retour T par une ligne de balayage L 1 équipée d'une valve de balayage 4. La valve de balayage 4 a une première entrée 41 reliée à la ligne de balayage L 1 et une sortie 43 reliée à la ligne de retour T. Elle 35 a également une deuxième entrée 42 reliée à la ligne de commande LS 3054007 6 par une ligne auxiliaire L2. La valve de balayage 4 a un piston 45 ayant un segment de coupure S1 fermant la liaison entre les entrées 41, 42 et la sortie 43 et un segment actif S2 ouvrant cette liaison. Le piston 45 est soumis à la pression Pr de la ligne 5 d'alimentation P à travers une dérivation L 11 de la ligne L 1 appliquée à l'une des faces du piston 45. Le piston est également soumis, sur son autre face, à la pression de commande Pc ou à une pression déduite de celle-ci, transmise par l'intermédiaire de la ligne auxiliaire L2 et d'une dérivation L21. 10 La pression Pr de la ligne L 1 agit dans le sens de l'ouverture de la communication à travers la valve de balayage 4 vers la ligne de retour T, mettant le segment S2 en communication avec les entrées 41, 42 et la sortie 43. La pression Pc de la ligne L2 agit dans le sens de la fer- 15 meture de la communication vers la ligne de retour T. La poussée exercée sur le piston 45 par la ligne auxiliaire L2 est complétée par la poussée exercée par un ressort de tarage 46. Le segment actif S2 du piston 45 a un premier passage 451 pour relier la première entrée 41 à la sortie 43 et un second pas- 20 sage 452 pour relier la deuxième entrée 42 à la sortie 43. Les passages 451, 452 sont réglables en continu par le déplacement du piston 45. La valve de balayage 4 est activée lorsqu'aucun récepteur Ri ne fonctionne et qu'ainsi le débit de liquide hydraulique dans la ligne d'alimentation P vers les modules Mi est arrêté. La pression Pr trans- 25 mise par les lignes L 1, L12 est alors suffisante pour déplacer le piston 45 dans le sens de l'ouverture en dépassant la pression de commande transmise par les lignes L2, L21 et la poussée du ressort 46 de sorte que la ligne LS commence à se vider vers la ligne de retour T à travers le deuxième passage 452. La pression Pc diminue et comme elle est appli- 30 quée à l'organe de réglage 3, la pompe 1 réduit le débit jusqu'à un débit minimum fixé. Lorsque l'un des modules Mi est actionné pour comman- der son récepteur Ri, le module Mi fait communiquer la ligne de pompe P et la ligne de pression LS de sorte que la pression dans cette ligne 35 augmente et comme cette pression est appliquée à l'organe de réglage 3, 3054007 7 la pompe 1 fournit un débit à une pression qui augmente progressivement jusqu'au débit nécessaire au fonctionnement du ou des modules Mi. Cette augmentation de la pression se traduit par une augmentation de la pression de commande de la ligne LS qui ferme la valve 4. Il n'y a 5 plus alors de fuite de liquide vers le retour T. La figure 2 montre une variante du mode de réalisation de l'installation, présenté de manière générale à la figure 1. Selon cette variante, la ligne auxiliaire L2 est reliée au retour T au-delà de la dérivation L21 par un limiteur de pression 5 dont une face du piston 55 est 10 soumise à la pression de la ligne LS par une dérivation L22 et l'autre face est soumise à la poussée d'un ressort 56 qui fixe le seuil de déclenchement du limiteur de pression 5. La figure 3 montre une autre variante des modes de réa- lisation des figures 1 et 2 en complétant le mode de réalisation de la fi- 15 gure 2 par un étranglement 6 en amont du branchement de la valve de balayage 4. En régime normal, ce mode de réalisation fonctionne comme celui de la figure 2 mais en cas de choc de pression, si le limiteur de pression 5 s'ouvre, le débit de liquide hydraulique ainsi généré 20 produit une chute de pression dans l'étranglement 6 de sorte que la pression appliquée à la deuxième face du piston 45 diminue et permet l'ouverture brève de la valve de balayage 4 qui évacue le choc de pression qui a pu être transmis à la ligne de commande LS. Après cette phase brève d'absorption du choc hydrau- 25 ligue, la valve de balayage 4 et le limiteur de pression 5 se referment ; le régime normal reprend son cours et il n'y a plus de fuite de liquide vers le retour T. Les figures 4A, 4B montrent un mode de réalisation d'une valve de balayage selon l'invention, installée dans le corps 100 du mo- 30 dule Mi. La valve de balayage sera décrite ci-après en utilisant si pos- sible les références de la figure 1. Ainsi, la valve de balayage 4 a un piston 45 logé dans un alésage 110 du corps 100 du module Mi. La ligne de pompe P est reliée par la ligne de balayage L 1 à l'alésage 110 en débouchant dans la pre- 35 mière entrée 41. La ligne de pression LS est reliée à l'alésage 110 par la 3054007 8 ligne L2 et y débouche par la deuxième entrée 42. La ligne de retour T au réservoir est reliée par la sortie 43 à l'alésage 110. Le piston 45 réalise le passage 451, 452 entre les entrées 41, 42 et la sortie 43 ou la coupure de cette communication. 5 Pour simplifier la description, le piston portera ici la nou- velle référence 120 de même que ses parties, les équivalences avec les références de la figure 1 seront données en cours de description. La valve 4 se compose d'un alésage 110 fermé par un bouchon 111 et recevant le piston 45/120. Le piston 45/120 est un 10 manchon cylindrique 121 fermé par un fond 122 et muni de perçages 123 traversant le manchon 121. Au-delà du fond 122, le piston se prolonge par une extrémité 125 avec un rétrécissement 124 constituant ainsi l'équivalent de la ligne de dérivation L 11 pour appliquer la pression de la ligne de pompe P à la section du piston. Cette extrémité 125 15 est traversée par un perçage 126 reliant la face 127 au rétrécissement 124 et permettant l'échange de liquide avec la cavité terminant l'alésage 110 en créant un amortissement hydraulique par un étranglement 128 intégré dans le perçage 126. Un ressort de rappel 46 logé dans le bouchon 111 et dans le manchon 121 pousse le piston 45/120 vers sa po- 20 sition de fermeture (position basse) (figure 4A). En position de fonctionnement, la pression Pc de la ligne LS et la poussée du ressort 46 poussent le piston 120 en position basse de fermeture ; dans cette position, la ligne d'alimentation P est coupée du retour T de même que la ligne de commande LS (figure 4A). 25 Sous l'effet de la poussée du liquide hydraulique de la ligne P et de la pression diminuée dans la ligne LS, le piston 220 est soulevé progressivement vers la position haute ; il libère alors : le passage entre la ligne P et le retour T, les perçages 123 qui relient alors la ligne LS (42, L2) à travers le 30 manchon 221 au retour T (43) (figure 4B). Comme déjà indiqué, les modules Mi sont des éléments assimilables à des plaques traversées par des passages et par l'alésage recevant le tiroir du distributeur commandant le débit de liquide hydraulique vers les ports sur lesquels sont branchés les récepteurs. Les 35 différents passages dans la plaque sont intégrés dans celle-ci et sont 3054007 9 indépendants de ceux des autres plaques de module. Les seuls éléments communs aux différentes plaques (modules) sont les perçages traversant les plaques perpendiculairement à leur plan et formant les lignes P, LS, T. 5 L'empilage des plaques des modules Mi est complété par une plaque d'extrémité fermant les perçages débouchant dans les lignes P, LS, T et la plaque du module d'entrée intégrant les lignes L1, L11, L2, L21, L22, la valve de balayage 4, le limiteur de pression 5 et l'étranglement 6. 10 3054007 10 NOMENCLATURE 1 Pompe 2 Réservoir 5 3 Organe de régulation de la pompe 4 Valve de balayage 41 Première entrée 42 Seconde entrée 43 Sortie 10 45 Piston 451 Premier passage 452 Second passage 46 Ressort de tarage 5 Limiteur de pression 15 55 Piston 56 Ressort de tarage 6 Etranglement 100 Corps du module 20 110 Alésage 111 Bouchon 120 Piston 121 Manchon cylindrique 122 Fond 25 123 Perçage 124 Rétrécissement 125 Extrémité du piston 126 Perçage 127 Face 30 128 Etranglement P Ligne de pompe LS Ligne de pression T Ligne de retour/retour 35 Mi Module de commande REVENDICATIONS1°) Installation de distributeur hydraulique pour alimenter au moins deux récepteurs hydrauliques comportant : un module de commande (Mi) relié à chaque récepteur (Ri), une pompe (1) fournissant du liquide hydraulique à pression réglée (Pr), une ligne de pompe (P) reliant la pompe (1) aux modules (Mi), une ligne de commande (LS) reliée aux modules (Mi) pour trans- mettre la pression de commande (Pc) appliquée à la pompe (1), un retour (T) relié au réservoir (2) de la pompe (1), une valve de balayage (4) ayant une entrée (41) reliée à la ligne de pompe (P) par une ligne de balayage (L1) et une sortie (43) reliée au retour (T), et dont le piston (45) est soumis : - dans le sens de l'ouverture, à la pression (Pr) de la ligne de pompe (P), dans le sens de la fermeture, à la pression (Pc) de la ligne de commande (LS) et à la poussée d'un ressort de tarage (46), le piston (45) ayant un passage (451) réglable en continu pour relier, dans le sens de l'ouverture, la ligne de pompe (P) au re- tour (T), installation caractérisée en ce que la valve de balayage (4) a une deuxième entrée (42) reliée par une ligne auxiliaire (L2) à la ligne de commande (LS), et le piston (45) de la valve de balayage (4) a un passage (452) réglable en continu, reliant la deuxième entrée (42) à la sortie (43) vers le retour (T) lorsque le piston (45) est en position d'ouverture. 2°) Installation de distributeur hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ligne auxiliaire (L2) reliant la ligne de commande (LS) à la seconde entrée (42) de la valve de balayage (4) comporte un limiteur de pression (5) en aval de ce branchement à la seconde entrée (42) et à la dérivation (L21) reliée au piston (45) de la valve de balayage (4). 3°) Installation de distributeur hydraulique selon la revendication 2, 3054007 13 caractérisée en ce que la ligne auxiliaire (L2) a un étranglement (6) en amont du branchement de sa dérivation (L21) reliée au piston (45) pour absorber les chocs de pression dans la ligne de commande (LS), en combinaison avec la valve 5 de balayage (4). 4°) Installation de distributeur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que 10 la valve de balayage (4), sa ligne de balayage (L1), sa dérivation (L11), sa ligne auxiliaire (L2), ses dérivations (L21, L22) et le limiteur de pression (5) ainsi que l'étranglement (6) sont réalisés dans un module traversé par les lignes (P, LS, T) et relié aux autres modules (Mi). 15 5°) Installation de distributeur hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valve de balayage (4) est formée d'un alésage (110) dans le corps (100) d'un module (Mi) traversé par les lignes (P, LS, T) reliées aux entrées (41, 42) et à la sortie (43) de l'alésage (110), et 20 le piston (45/ 120) est formé d'un manchon (121) ouvert à une extrémité et dont l'autre extrémité est fermée par un fond (122) et se poursuivant par une extrémité (125) munie d'un rétrécissement (124) formant le premier passage (451), des perçages (123) dans le manchon (121) réalisant le deuxième passage (452) du piston (45). 25