FR2562632A1 - Distributeur hydraulique du type proportionnel, avec prise d'informations concernant les plus fortes pressions dans les circuits d'utilisation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISTRIBUTEUR HYDRAULIQUE PROGRESSIF A TIROIR 3, POUR COMMANDER UN RECEPTEUR 12. LA CANALISATION 46 DETECTE LA PRESSION D'UTILISATION EN 13 OU 14 ET LA SUPERPOSE A L'ACTION DU RESSORT 17 DU CLAPET D'ALIMENTATION 16. ON MAINTIENT AINSI CONSTANTE LA DIFFERENCE DE PRESSION ENTRE AMONT ET AVAL DES ENCOCHES 49, 50. APPLICATION : PROGRESSIVITE PARFAITE DU DISTRIBUTEUR, ADAPTATION A LA PLUS FORTE DES PRESSIONS D'UTILISATION.

Description

La présente invention est relative à un dis-

tributeur du genre de ceux qu'on utilise dans les circuits hydrauliques, pour assurer la commande d'un ou plusieurs circuits d'utilisation groupant par exemple des vérins,

des pompes ou des moteurs hydrauliques. De telles instal-

lations sont utilisâes pour assurer la commande des machi-

nes, des machines-outils, des engins de travaux publics,

dans l'aviation ou sur des véhicules divers.

Un distributeur hydraulique est intercalé

entre un ou plusieurs circuits d'utilisation et une cen-

trale hydraulique comprenant une source de fluide sous pres-

sion et un circuit de retour. Il est courant de grouper

plusieurs distributeurs en un seul poste de commande, no-

tamment sur des véhicules ou sur des engins, de façon à définir simultanément plusieurs connexions, pour actionner à la fois plusieurs organes récepteurs, tels que par

e-mple plusieurs vérins.

Chaque distributeur comporte un tiroir SUB-

ceptible de coulisser entre plusieurs positions. Le dis-

tributeur est dit du type proportionnel, lorsque pour un déplacement donné du tiroir, on obtient sur le circuit d'utilisation, un débit donné constant, indépendant des

conditions d'effort ou de couple rencontré par le récep-

teur, vérin ou analogue.

La présente invention concerne un distributeur

hydraulique proportionnel de ce type, possédant par ail-

leurs une prise d'informations sur la valeur de la pres-

sion demandée par l'appareil utilisateur. Une telle prise d'informations, du type dit " load sensing " a pour but de transmettre au dispositif de réglage de la pression de

l'installation, la plus forte pression demandée par l'ap-

pareil utilisateur le plus chargé. Cela permet de régler

la pression à la juste valeur nécessaire pour l'alimenta-

tion des appareils récepteurs.

Un distributeur hydraulique proportionnel

selon l'invention comprend un tiroir distributeur coulis-

sait dans un stator et actionné par au moins une pression de pilotage, si bien que le tiroir pourvu d'encoches de progressivité se déplace devant des lurnicres prévues

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dans l'alésage du stator, alors que son alimentation est

assurée à partir d'un clapet anti-retour disposé à l'in-

térieur d'un tiroir compensateur de pression, et il est caractérisé en ce qu'il comprend à l'intérieur du stator, une canalisation de détection de pression qui communique: - d'une part en permanence avec la chambre à ressort du tiroir compensateur, de façon à superposer à l'action de ce ressort sur le clapet d'alimentation, l'action de la pression régnant dans cette canalisation; - d'autre part, avec au moins une chambre distributrice

du stator, que le tiroir met alternativement en commu-

nication,avec le circuit de retour, quand le tiroir

est en position neutre de repos, ou avec le circuit d'u-

tilisation, quand le tiroir alimente ce circuit.

Suivant une autre caractéristique de l'in-

vention, le tiroir du distributeur est un tiroir à trois positions, à savoir deux positions de commutation situées de part et d'autre d'une position centrale neutre, auquel

cas, le tiroir permet de mettre en communication une ali-

mentation centrale avec l'une ou l'autre de deux canalisa-

tions d'utilisation situées de part et d'autre, la cana-

lisation de détection de pression communiquant alors, par chacune de ses deux extrémités, avec une chambre que le tiroir relie à la canalisation de retour quand l'autre

chambre est reliée à la canalisation d'utilisation corres-

pondante, et vice versa.

Suivant une autre caractéristique de l'in-

vention, chaque canalisation de détection de pression d'u-

tilisation est reliée à une fonction " OU " qui traite

l'information de pression de charge ainsi reçue, l'ensem-

ble des fonctions " OU " des divers distributeurs permet-

tant ainsi de sélectionner la valeur la valeur la plus forte des pressions d'utilisation, laquelle information

sélectionnée est ensuite dirigée vers le dispositif de ré-

gulation de la pression d'alimentation du groupe distribu-

teur.

Suivant une autre caractéristique de l'inven-

tion, la disposition de la canalisation de détection de pression d'utilisation permettant de superposer l'action

de cette pression d'utilisation à celle du ressort de tara-

ge du tiroir de compensateur, cela garantit une valeur constante à la différence de pression de part et d'autre des encoches de progressivité qui, sur le tiroir, sont

prévues pour envoyer le fluide vers l'utilisation.

Suivant une autre caractéristique de l'inven-

tion, le ressort de rappel du tiroir de compensateur est pourvu d'un système d'appui par vis et écrou permettant de

régler son tarage.

Suivant une autre caractéristique de l'inven-

tion, un clapet de gavage est monté en parallèle sur cha-

que canalisation d'utilisation envoyant la pression de re-

tour vers un appareil récepteur.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple

non limitatif, permettra de mieux comprendre les caracté-

ristiques de l'invention.

Figure 7 est une A.ue en coupe axiale d'un distributeur hydraulique selon l'invention, dont le tiroir

est en position neutre de repos.

Figures 2 et 3 sont des coupes analogues pour les deux positions d'utilisation du tiroir, de part

et d'autre de sa position centrale neutre.

Figure 4 schématise le mode de branchement de

plusieurs distributeurs juxtaposés selon l'invention.

Le distributeur illustré sur les dessins com-

prend un bloc statorique 1, dans l'alésage 2 duquel coulis-

se un tiroir distributeur cylindrique 3. A la manière habi-

tuelle, la commutation des circuits hydrauliques s'effec-

tue par déplacewert des gorges du tiroir 3 devant des lumiè-

res du stator.

A son extreémnité gauche, par exemple, le ti-

roir 3 est pourvu d'un dispositif de rappel par ressort de type connu, comprenant un ressort hélicoidal 4, comprimé

entre les coupelles 5 et 6 de deux bagues 7 et 8, prison-

nières entre deux épaulement de l'extrémité 9 du tiroir 3, autour de laquelle elles peuvent coulisser. Ainsi, à sa

position neutre de repos, le tiroir 3 est rappelé à la con-

figuration illustrée sur la figure I, tandis qu'il est pous-

sé à droite (figure 2) lorsqu'on envoie une pression de pi-

lotage dans une ouverture 10 du chapeau fixe 61. Au contrai-

re, il est poussé vers la gauche (position de la figure 3), lorsqu'une pression de pilotage est envoyée à l'opposé, dans une ouverture 11 du chapeau 62 de son autre extrémi- té. Dans l'exemple illustré, on a supposé que le tiroir à trois positions 3 est utilisé pour assurer la

commande d'un vérin hydraulique à double effet 12. Pour ce-

la, l'une des sections du vérin 12 est reliée à un premier canal d'utilisation 13 du stator 1, alors que la section opposée du vérin 12 est reliée à une seconde canalisation

d'utilisation 14 du stator 1.

Le distributeur reçoit dans une chambre an-

nulaire 15, la pression envoyée par une centrale hydrau-

lique 16.

Selon l'invention, la chambre d'alimenta-

tion 15 entoure un tiroir coulissant cylindrique 16, qu'

un ressort de compression 17, logé dans une chambre 18 -

rappelle en butée contre le fond fixe 19 de son logement.

Le ressort 17 prend par ailleurs appui sur une embase 20

dont la position est réglable par une vis de tarage.21.

Le tiroir 16 est pourvu d'un perçage radial

22, communiquant avec un perçage axial borgne 23. Ce der-

nier débouche sur un siège susceptible d'être obturé ou démasqué par une bille 24 dont le ressort de rappel 25 se

trouve comprimé à l'intérieur du tiroir mobile 16. La cham-

bre contenant la bille 24 et le ressort 25 débouche par une ouverture latérale 26 dans une chambre annulaire 27

entourant la partie centrale du tiroir distributeur 3.

A chacune de ses deux extrémités, le ti-

roir distributeur 3 comporte un logement intérieur axial,

28 à gauche, 29 à droite.

Le logement 28 communique avec l'extérieur

du tiroir par deux perçages radiaux référencés respective-

ment 30 et 31. De même, le logement 29 débouche sur deux

perçages radiaux 32 et 33.

Lorsque le tiroir 3 est à sa position neu-

tre de repos (figurel), le perçage 30 fait face à une

partie pleine 34 du stator qui l'obture, entre deux chanm-

bres annulaires 35 et 36. La chambre 35 communique avec la

première canalisation d'utilisation 13, alors que la cham-

bre 36 est raccordée au circuit de retour.

De même, le perçage 32 est obturé au repos,

par une partie pleine 37, située entre deux chambres an-

nulaires 38 et 39. La chambre 38 communique avec la secon-

de canalisation d'utilisation 14, alors que la chambre 39

est reliée au circuit de retour.

Entre les perçages 30 et 31, le stator dé-

finit, dans l'alésage, une partie pleine 40, devant la-

quelle est susceptible de se déplacer une gorge 41 du ti-

roir 3.

Autour du tiroir 3, dans la zone située

autour du perçage 31 lorsque le tiroir 3 est poussé à droi-

te (figure 2), se trouve une chambre statorique annulaire 42.

De même, à son extrémité opposée, le ti-

roir 3 possède une gorge 43 mobile devant une partie plei-

ne 44 du stator. Autour du perçage 33 lorsque le tiroir 3

est repoussé vers la gauche (figure 3), se trouve une cham-

bre statorique annulaire 45.

Les deux chambres 42 et 45 sont reliées par une canalisation 46 dite "canalisation pour la détection de la pression d'utilisation" (ou, en anglais: "load sensing',' et elle communique en permanence avec la chambre

18 du ressort 17 qui rappelle le tiroir 16.

Des encoches de progressivité équipent les différentes gorges du tiroir 3, comme indiqué par exemple

par les références 48,49, 50, 51.

Enfin, un premier clapet de gavage 52 est

monté en parallèle sur la première canalisation d'utilisa-

tion 13. De même, un clapet de gavage 53 est monté en pa-

rallèle sur la seconde canalisation d'utilisation 14. Der-

rière les clapets 52 et 53, se trouve une chambre 54 re-

liée au circuit de retour d'huile.

Un ciet de surpression, respectivement

et 56, est prévu Dur le côté de chacune des canalisa-

tions d'utilisation 13, 14, qui peuvent ainsi se déverser

dans les chambres de retour, respectivement 36,39.

Le fonctionnement est le suivant: La fonction "distributeur" est réalisée par

le déplacement du tiroir 3, de part et d'autre de la posi-

tion centrale neutre illustrée sur la figure 1. Cette fonc- tion est obtenue en envoyant une pression de pilotage par

l'ouverture 10 (figure2), ou par l'ouverture 11 (figure 3).

L'amplitude de la course de coulissement du tiroir est dé-

finie par la valeur instantanée de la pression de pilotage, qui s'équilibre avec la poussée antagoniste du ressort 4,

plus ou moins comprimé.

On voit que, dans le cas de la figure 2, la pression d'alimentation de la chambre 27 est envoyée dans la canalisation d'utilisation 13, alors que la canalisation

d'utilisation 14 communique avec la chambre de retour 39.

Le vérin 12 est donc commandé à la contraction. Au contrai-

re, dans le cas de la figure 3, la chambre d'alimentation

27 est mise en communication avec la canalisation d'utili-

sation 14, si bien que le vérin 12 est commandé à l'allon-

gement, tandis que la canalisation d'utilisation 13 est

raccordée à la chambre de retour 36.

La fonction de prise d'informations pour la

pression de charge, c'est-à-dire la pression dans la ca-

nalisation 13, pour le cas de la figure 2, ou la pression

dans la canalisation d'utilisation 14 pour le cas de la fi-

gure 3, s'effectue à partir de la canalisation "load -

sensir"1-.De chaque côté, cette canalisation est reliée

par les gorges 41 et 43 du tiroir 3, conjuguées à des por-

tées 40 et 44 de l'alésage, aux canalisations de retour

par les chambres 36 et 39.

Lorsqu'on déplace le tiroir 3 (figure 2), on obtient successivement les séquences suivantes: - coupure des liaisons "load sensing" vers la retour 36 ou 39; - découvrement des perçages 30, 31;

- ouverture des encoches 49 et 50.

Cette chronologie des opérations montre que la liaison de la canalisation 13 vers la canalisation "load sensing" 46 se fait à partir du découvrement des perçages

30, 31. De cette canalisation 46, l'information de pres-

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sion de charge est envoyée dans une conduite 57, comimune

à plusieurs distributeurs tels que 58, 59, 60 juxtaposés.

Chacun de ces distributeurs est du type représenté sur les figures 1 à 3. Ainsi, la canalisation commune 57, dans

laquelle les informations de pression de charge sont trai-

tées par des fonctions "OU", permet de sélectionner la

plus forte de ces informations, ce qui définit la plus for-

te des pressions d'utilisation de l'ensemble du groupe à l'instant considéré. L'information sélectionnée est ensuite dirigée vers le dispositif de régulation de la pression,

extérieur au groupe distributeur et non représenté.

La fonction de régulation du débit est obtenue en assurant une différence de pression constante dans les encoches de progressivité 49, 50. Ces encoches

contrôlent les liaisons de la chambre d'alimentation 27 al-

ternativement avec les chambres d'utilisation 35 9 38 o Le calcul montre que la structure illustrée sur les dessins

permet de maintenir constante la différence de pressions en-

tre l'amont et l'aval d'une encoche telle que 49, ou 50 cette différence de pression étant égale à un facteur fixe dépendant de la compression instantanée du ressort 17, et

de la section transversale du tiroir coulissant 16.

Pour régler la valeur de cette différence de

pression constante, il suffit d'agir sur la vis 21 pour ré-

gler le tarage du ressort 17.

Ainsi les encoches 49, 50 du tiroir 3 con-

trôlent le débit les traversant sous une différence de pres-

sions constarnte. De ce fait le débit est fonction unique-

3 tnent de la section découverte des encoches, donc de la

course du tiroir.

On comprend que le distributeur selon l'in-

vention permet de relier la chambre 54 alimentant les cla-

pets de gavage 52 et 53, soit aux chambres de retour 36 et 39, soit à toute autre source de pression indépendante du retour.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1 - Distributeur hydraulique proportionnel comprenant un tiroir distributeur (3) coulissant dans un stator (1) et actionné par au moins une pression de pilota-

ge, si bien que le tiroir (3), pourvu d'encoches de pro-

gressivité, se déplace devant des lumières prévues dans

l'alésage du stator (1), alors que son alimentation est as-

surée à partir d'un clapet anti-retour (16), caractérisé en ce qu'il comprend, à l'intérieur du stator (1), une canalisation de détection de pression (46) qui communique: - d'une part, en permanence avec la chambre (18) du ressort

(17) du tiroir de compensateur (16), de façon à superpo-

ser à l'action de ce ressort (17) sur le tiroir de com-

pensateur (16), l'action de la pression régnant dans cet-

te canalisation (46); - d'autre part, avec au moins une chambre distributrice

(42) du stator (1), que le tiroir (3) met alternative-

ment en communication, avec le circuit de retour (36) quand le tiroir (3) est en position neutre de repos, ou avec le circuit d'utilisation (13), quand le tiroir (3)

alimente ce circuit.

2 - Distributeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que son tiroir (3) est un tiroir à trois positions, à savoir deux positions de commutation (figures 2 et 3) situées de part et d'autre d'une position centrale

neutre (figure 1) auquel cas, le tiroir (3) permet de met-

tre en communication une alimentation centrale (27) avec l'une ou l'autre de deux canalisations d'utilisation (13)

(14) situées de part et d'autre, la canalisation de détec-

tion de pression (46) communiquant alors, par chacune de ses deux extrémités, avec une chambre (42) que le tiroir (3) relie à la canalisation de retour (36) quand l'autre

chambre (45) est reliée à la canalisation d'utilisation cor-

respondante (14), et vice versa.

3 - Distributeur suivant l'une quelconque

des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque

canalisation de détection de pression d'utilisation (46) est reliée à une fonction OOU" qui traite l'information de pression de charge ainsi reçue, l'ensemble des fonctions

"OU" des divers distributeurs permettant ainsi de sélection-

ner la valeur la plus forte des pressions d'utilisation, la-

quelle information sélectionnée est ensuite dirigée vers le dispositif de régulation de la pression d'alimentation du

groupe distributeur.

4 - Distributeur suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisée en ce que la

disposition de la canalisation de détection de pression d'u-

tilisation (46) permettant de superposer l'action de cette pression d'utilisation t celle du ressort de târage

(17) du tiroir de compensateur (16), cela garantit une va-

leur constante à la différence de pression de part et d'au-

tre des encoches de progressivité (49), (50) qui, sur le tiroir (3), sont prévues pour envoyer la pression vers

l'utilisation (13), (14).

- Distributeur suivant l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le res-

sort de rappel (17) du clapet d'alimentation (16) est pour-

vu d'un système d'appui par vis et écrou (21) permettant de

régler son tarage.

6 - Distributeur suivant l'une quelconque

des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un

clapet de gavage (52) (53), est monté en parallèle sur

chaque canalisation (13), (14) envoyant la pression d'u-

tilisation vers un appareil récepteur (12).