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V E R I N
L'invention concerne un vérin, notamment pour tracteurs employés dans l'agriculture et la sylviculture pour le remorquage d'instruments aratoires.
De tels vérins doivent permettre non seulement un relevage desmo- dromique de l'outil, mais aussi un contrôle de la descente, et de plus, du ter- rage5 de celui-ci. Les vérins à commande hydraulique ont été trouvés avanta- geux à cette fin en raison de leur contrôle aisé. On a donc été amené à éta-' blir des systèmes cylindre-piston hydrauliques à double effet.
Toutefois, de tels systèmes présentent des désavantages, à savoir, ils effectuent la descente - dont la rapidité dépend'du débit de la pompe hydraulique - avec trop de lenteur, de sorte qu'un amorçage irrégulier du travail du sol, notamment lors du labou- rage, est inévitableo
L'invention élimine ces désavantages par l'application d'un piston différentiel agissant dans les deux sens, et indique la manière dont les diffé- rents contrôles peuvent être réalisés de la façon la plus simple, à l'aide d'un tel pistono Plus spécialement, il est recommandé de maintenir sous une pression permanente la chambre motrice de plus petit diamètre du système cylindre-piston, tout en déterminant l'actionnement du piston par le contrôle de la pression hydraulique s'exergant sur la grande section du piston.
Le piston servant à la distribution est utilement disposé à l'in- térieur du piston moteur, afin d'y contrôler l'admission.,et la sortie de l'agent moteur de la grande chambre motrice. On obtient ainsi une disposition particu- lièrement compacte.
Afin de pouvoir appliquer - en vue de réduire le poids- des pressions de service élevées, par exemple de 150 atmosphères, tout en réalisait une étan- chéité parfaite vis-à-vis du liquide, il est recommandé, conformément à l'in- vention, de disposer le piston différentiel, le piston distributeur et les or- ganes qui déterminent ou qui transmettent le mouvement du piston, dans un carter qui doit être capsulé de toutes parts pour être étanche à l'huile et qui com-
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munique avec la chambre d'aspiration de la pompe à huile. Le résultat est a- mélioré par le fait que l'arbre de commande émergeant du carter est monté à l'intérieur de l'arbre moteur.
L'emploi d'un système piston-cylindre commandé d9ùne façon diffé- rentielle offre la possibilité de contrôler ces mouvements alternatifs de telle façon qu'une seule face du piston soit affectée par la distribution, de sorte que son autre face, à savoir., et comme indiqué plus haut, celle qui présente la plus petite surface active, puisse être soumise à une pression permanente.
L'agent moteur et les résistances dues au fonctionnements qui réagissent sur le cylindre,, détermine entre les deux moitiés de celui-ci une différence de pression qui, suivant l'invention, est utilisée pour faire varier le débit de la pompe à huile, laquelle consiste avantageusement en une pompe à cylindre ro- tatif et des pistons de travail disposés concentriquement dans celui-ci et coo- pérant avec un plateau oblique pivotable.
L'axe de pivotement du plateau peut être excentrique.à l'axe longitudinal du cylindre de pompe, afin d'éviter des efforts tendant à neutraliser la pompe, efforts que l'on peut déterminer d'avance et qui résulte du fait qu'un côté de la pompe exerce sur le plateau oblique des pressions plus élevées que l'autre côtéo En intercalant un organe de con- trôle destiné à régler la pression, entre le dispositif d'arrêt du débit de la pompe et la chambre motrice, qui influence la pompe, du système différentiel, on obtient que l'huile sous pression pour l'arrêt du débit de la pompe n'arrive que -lorsque la pression d'huile en amont du piston différentiel a atteint la valeur requise pour le refoulement.
Toujours suivant l'invention, on peut ad- joindre à l'organe de contrôle pour le dispositif de réglage de la pompe une soupape d'inversion intercalée dans la conduite de refoulement et qui permet d'établir la communication entre la chambre motrice du système différentiel et le dispositif de réglage de la pompe, soit directement, soit avec intercala- tion de l'organe de contrôle réglant la pression.
D'autres détails ressortiront de la description et des revendica- tions ci-aprèso
Les dessins montrent un exemple d'exécution de l'objet de l'inven- tion, à savoir :
La figure 1 est une représentation simplifiée d'un vérin destiné à être encastré dans un tracteur ou adjoint à celui-ci après coup.
La figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de la figure 1. '
La figure 3 montre la disposition relative et la liaison de commande entre le système moteur et le levier de commande suivant la figure 20
Les figures 4 et 5 montrent la pompe à huile dans deux coupeslongi- tudinales parallèles selon les lignes IV-IV et V-V de la figure 6.
La figure 6 est une coupe transversale correspondante suivant la ligne VI-VI.
Le chiffre 7 indique un cylindre de vérin comportant une chambre motrice 8 de grand diamètre et une chambre motrice 9 de'petit diamètre, cette dernière étant reliée par une conduite 10 au côté refoulement d'une pompe 11 à pistons axiaux. Entre les deux chambres motrices 8, 9 du cylindre 7 est pré- vue une chambre 12, reliée par une conduite 13 au côté aspiration de la pompe 11
Dans le cylindre 7 coulisse un piston différentiel 14 dont les mou- vements alternatifs sont transmis par une paire de bras de levier 15 à l'arbre moteur creux 16, lequel commande, par l'intermédiaire de leviers extérieurs 17, le relèvement et la descente de l'instrument de culture, par exemple, de labourage.
Dans le piston 14 est monté coulissant un piston distributeur 18 muni d'un forage longitudinal 19 qui le traverse de part en part et rétréci dans sa partie médiane, de façon à déterminer en cet endroit un espace annulaire 20 qui entoure ce piston. Cet espace communique par un orifice 21 avec l'es pace médian 12 du cylindre 7, et donc aussi avec la conduite d'aspiration 13 de la pompe 11 En outre, l'espace creux du piston moteur 14, qui sert de gui-
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dage au piston distributeur 18 est relié à la chambre motrice 8 de grand dia- mètre par un ou plusieurs forage 220 -
Le piston distributeur 18 est déplaçable par rapport au'piston de vérin 14 par un arbre auxiliaire 23 monté dans l'arbre creux 16 du vérin,
par l'intermédiaire de deux leviers 24 Ce déplacement est limité d'une façon sim- ple par le fait que les extrémités des leviers 24 se terminent en bec d'âne et coopèrent avec des surfaces de butée parallèles 25 du piston distributeur de telle façon que, dans les positions extrêmes de ce piston, l'une ou l'autre des faces inclinées du bec d'âne vient s'appliquer contre la surface de butée correspondante.
Le cylindre du vérin à piston différentiel fonctionne comme suit :
On supposera que la pompe 11 refoule l'agent moteur sous pression, par exemple de l'huile sous pression, à travers la conduite 10, en passant par une soupape de retenue 26, vers la chambre motrice 9 de petit diamètre. Lors- que le piston distributeur 18 est déplacé vers la gauche dans le piston diffé- rentiel 14, ce dernier se déplace vers la gauche sous la pression de l'huile, cependant que l'huile contenue dans la chambre 8 s'échappe par le forage 22 et l'espace annulaire 20 vers le conduite d'aspiration 13 de la pompe 11, jus- qu'à ce que le piston différentiel 14 aura rattrapé le piston distributeur 18' et que ce dernier aura dépassé l'orifice 22. Ce mouvement du piston de vérin 14 correspond au relevage de l'outil.
Par contre, lorsque le piston distributeur 18 de la figure 1 est. déplacé vers la gauche, l'huile venant de la conduite de refoulement 10 se di- rige vers la chambre de refoulement 8 à travers le forage longitudinal 19 de ce piston, de sorte que, en raison de la surface plus grande de la partie gau- che du piston moteur 14, ce dernier se déplace vers la droite par suite de la différence des pressions d'huile agissant sur ses faces de petit et de. grand diamètre. Ce mouvement du piston moteur 14 correspond à la descente du vérin.
La chambre motrice contrôlée 8 du cylindre de vérin 7 communique par une conduite 35', 36' avec un piston 37 agissant sur le cadre du plateau oblique 38 de la pompe 11 à pistons axiaux. En modifiant l'inclinaison du pla- teau oblique 18, on peut régler le débit de la pompe 11 entre zéro et une va- leur maxima. Le plateau est sollicité par un ressort 39 qui tend à le déplacer dans le sens'de l'augmentation du débit, tandis que le piston de commande 37, qui agit sur le côté opposé du plateau, tend à déplacer ce dernier dans le sens du débit O
Une soupape d'inversion 41-49 est intercalée dans la conduite 35', .
36' Cette. soupape comporte un petit cylindre 41 dans lequel coulisse un pis- ton inverseur 42 Une extrémité du cylindre inverseur 41 est reliée, par l'in- termédiaire d'une soupape de retenue 48, à une branche 10' de la conduite de refoulement 10 de la pompe 11, l'autre extrémité de ce cylindre étant reliée par la conduite 35' à la chambre motrice 8 du cylindre 7. Le piston inverseur 42 présente un forage longitudinal 43, un forage transversal 44 en communication avec le premier, ainsi que deux canaux périphériques annulaires 45 et 46, dont le premier communique avec le forage transversal 44 L'autre espace annulaire contrôle la conduite de réglage de la pompe 36, 36', cette dernière aboutissant au régulateur de pression 27 qui sera décrit plus loin.
Le piston inverseur 42 est sollicité par un ressort de pression 47 disposé sur le côté proche de la chambre motrice 8 du cylindre 7. La figure 1 montre le piston inverseur 42 dans sa position de droite, dans laquelle il est amené par la pression établie dans la conduite 10' par le fluide moteur refoulé par la pompe 11
Dans cette position du piston 42, la chambre motrice 8 est reliée directement au piston de commande 37 par la conduite 35e, le forage longitudi- nal 43 du piston inverseur, le forage transversal 44 et le canal annulaire 45.
Lorsque le piston différentiel 14 est déplacé vers la gauche, c'est- à-dire, dans le sens du relevage, l'huile contenue dans la chambre 8 reflue vers la conduite d'aspiration 13, comme déjà indiqué. Après le recouvrement du forage 22, le piston 14 est encore enfoncé davantage dans la chambre 8 par la pression d'huile dans la chambre 9, de sorte que la pression d'huile dans
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la chambre 8 augmente. Cette pression accrue agit à travers la conduite 35' les forages 43, 44 du piston inverseur 42 et la conduite 36', sur le piston de réglage 37 de la pompe 11, laquelle se trouve réglée de ce fait pour un dé- bit zéro., de sorte que la course de relevage s'arrête automatiquement.
Lorsque le piston différentiel 14 du vérin est déplacé dans le sens de la descente, (déplacement du piston de la figure 1 vers la droite), le rat- trapage du piston distributeur 18 par le piston moteur 14 aura également pour' effet une augmentation de la pression dans la chambre 8, d'ou arrêt de la pom- pe 11 de la manière susindiquéeo
Au cylindre 7 est adjoint un régulateur de pression 27 constitué essentiellement par un cylindre 28, un tube distributeur 29 mobile dans celui- ci et un piston auxiliaire 30 monté sur le tube 29. Le tube distributeur 29 comporte un forage radial 31 et des rainures périphériques longitudinales 32, contrôlés par le piston 30 coulissant sur ce tube et sollicité par un ressort 33 s'appuyant sur la paroi 28 du cylindre.
L'intérieur du tube distributeur 29 communique, à une de ses extrémités, par une conduite 34, avec -la conduite d'aspiration 13 de la pompe 11, tandis que l'espace cylindrique situé du même côté devant le piston auxiliaire 30 est relié par la conduite 35' à la chambre motrice 8 de grand diamètre du cylindre 7. Finalement, l'espace cylindrique 35 situé derrière le piston auxiliaire 30 est relié par une conduite 36 et l'in- verseur 41-49 au piston de commande 37 agissant.sur le plateau incliné 38 de la pompe 11 à pistons-axiaux. Le tube distributeur 29 est monté déplaçable longitudinalement dans l'intérieur du cylindre de réglage de pression 28.
Ce- ci permet de modifier à volonté la distance entre le piston 30 et le forage 31 du tube distributeur 29
Lorsqu'on rencontre une résistance accrue lors de la descente du vérin, par exemple du fait que l'instrument doit se terrer, il en résulte d'a- bord une augmentation de la pression dans la chambre 8, laquelle était jusqu'a- lors moins élevée que dans la chambre 9 en raison de l'étranglement de l'écou- lement'par le forage 22.
De ce fait, le piston inverseur 42 se déplace sous l'influence du ressort de pression 47 et en raison de l'égalité des pressions s'exerçant sur ses deux surfaces en bout, jusqu'à une position (non montrée)., dans laquelle les conduites 36 et 36' sont mises en communication directe par l'intermédiaire du canal annulaire 46 La pression agissant dans la conduite 36' devant le piston de réglage 37 se soustrait à la pression., qui agissait sur elle, de la chambre 8, par le fait que le fluide moteur se dirige par le forage 31 vers la chambre 12, c'est-à-dire, le côté aspiration de la pompe.
La pression peut désormais augmenter dans les espaces 8 et 9 jus- qu'à ce que, sous son influence, le piston auxiliaire 30 comprime le ressort 33, fermant ainsi le forage 31 et laissant pénétrer une impulsion de pression dans la chambre 35 à travers la rainure 32, impulsion qui, en se propageant à travers la conduite 36, 36' amène le piston de réglage 37 de la pompe à se déplacer de façon à régler celle-ci pour un débit O
Le mouvement de descente est donc limité par une pression contre - lée par l'action du ressort 33 Dans cette position limitée par la pression, l'outil demeure aussi longtemps que l'ouverture 22 prévue dans le piston du vérin maintient la communication entre les chambres 8 et 9, c'est-à-dire,
aussi longtemps que le vérin n'a pas atteint une position pré-sélectée par un levier de manoeuvre à main qui sera décrit plus loin.
Pour augmenter l'effet de la pression de l'appareil, on déplacera le tube distributeur 29 vers la droite. Dans ce cas, le piston auxiliaire 30 doit effectuer des trajets plus longs en conséquence, avec compression du res- sort 33, jusqu'à ce qu'il masque l'ouverture 31 et permet un passage de fluide moteur à travers les rainures longitudinales 32, ce qui détermine l'arrêt du refoulement de la pompe, comme décrit plus haut., l'élévation de la puissance du vérin est indiquée graphiquement par le diagramme 40
Lorsque le vérin a été ajusté par le régulateur de pression 27 de façon à agir sur l'instrument agricole avec une force constante, et que les variations du niveau du terrain'provoquent un relèvement brusque de cet instru- ment,
l'huile refoulée de ce fait de la chambre motrice 8 s'écoule à travers
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le forage 43 du piston inverseur 42 et la soupape à bille 48 vers la conduite de refoulement 10'- et, vu que la pompe ne peut pas absorber cette huile, celle- ci retourne par la soupape 26 vers la chambre motrice 90
Les deux soupapes de retenue 26, 48 bloquent la pompe 11 par rap- port au vérin de telle façon que, lorsque la pompe est arrêtée, l'instrument peut être maintenu dans la position relevée, sa descente n'étant alors due que par des fuites dans le vérin même. Ce fait peut être utilisé en vue de main- tenir le vérin dans la position relevée, même lorsque la pompe tourne, sans que celle-ci fournisse constamment la pression requise à cette fin.
Il convient uniquement de veiller à ce qu'une pression suffisamment élevée soit constamment engendrée dans la conduite de réglage 36', afin de maintenir la pompe dans la position de débit O Ceci est obtenu par la prévision d'une fente d'étrangle- ment 49 dans le siège de la soupape à bille 48.
Grâce à la fente 49, la cham- bre motrice 8, et donc la conduite 36', reçoivent constamment une quantité d'hui- le sous pression requise pour le maintien de la pression de réglage, et qui suffit pour maintenir le piston de réglage 37 dans la position de débit O
L'arbre de commande 23 du piston distributeur 18 contenu dans le piston moteur 14 est actionné par un levier de manoeuvre 50 relié à l'extrémi- té, qui émerge de l'arbre 16 de l'arbre de commande 23, par l'intermédiaire d'une timonerie de telle façon que, lorsque le levier 50 est déplacé d'une fa- çon uniforme, l'arbre de commande 23 subit un ralentissement ou une accéléra- tion, suivant le sens du déplacement du bras de levier 17 mû par le piston dif- férentiel 14 et destiné à agir sur l'instrument agricole.
A cette fin, le levier 50 est articulé à pivotement sur un levier 51 à un bras, claveté sur l'extrémité de l'arbrede commande 230 Un prolonge- ment bifurqué 50' du levier 50 est monté à califourchon sur un tenon 16' soli- daire de l'arbre creux 16, tandis qu'un tenon 52, solidaire d'une extension latérale 53 du levier 50, vient s'appuyer, suivant le sens du déplacement de ce levier, contre l'une des deux surfaces de guidage 54, 55 d'un guidage piri- forme 56 prévu sur l'enveloppe du cylindre 7. Un cliquet 57, solidaire du le- vier de manoeuvre et lesté d'un ressort, assure, conjointement avec des crans correspondants 58 pratiqués dans l'enveloppe du cylindre 7, la position voulue de ce levier.
Le profil des courbes de guidage 54, 55 est choisi tel que lors de la manoeuvre d'une barre coupeuse d'une moissonneuse par exemple, le vérin permet de ralentir sans à-coup le mouvement de la barre vers une position de relèvement médiane de celle-cio Comme on le sait, il est nécessaire de prévoir, dans le cas de barres coupeuses, cette position médiane, dite position d'andain, dans laquelle la barre s'étend presque horizontalement à quelques centimètres au-dessus du sole Lors de l'évitement d'obstacles du sol, cette barre doit pouvoir être relevée le plus rapidement possible jusqu'à cette position d'an- dain à l'approche de laquelle elle doit être ralentie. Cette même exigence subsiste à l'approche de la position d'andain, lorsque la barre est abaissée après avoir coupé la position relevée.
Les bossages prévus dans la courbe pi- réforme 56 forcent le levier 50, lorsque son tenon 52 s'engage dans cette cour- be, à ralentir son mouvement, ce ralentissement ne dépendant.pas de l'action du conducteur., ..Le maintien dans la position d'andain est assuré par le cliquet 57 précitée qui.s'engage dans un cran 58 de l'enveloppe cylindrique et qui ar- rête le. mouvement déjà fortement ralentie Par conséquent, le levier 50 n'est pas uniquement.déplacé à la main mais est, de plus, centraîné par les bras de levier 17 lors de leur mouvement visant à relever ou à descendre l'instrument agricole, de sorte que lorsque le levier 50 est déplacé uniformément à la main,
la superposition du déplacement dû à ces bras de levier détermine une accéléra- tion du mouvement du vérin, tout en provoquant cependant un ralentissement à la fin du déplacement. Ceci empêche d'autre part que, vu la sensibilité de la commande hydraulique, les déplacements irréguliers du levier de manoeuvre ne se traduisent pas par un-mouvement irrégulier du bras du vérin, et donc de l'instrument agricole.
Les figures 4 et 6 montrent d'une façon plus détaillée la pompe Il à pistons axiaux qui refoule le fluide moteuro Cette pompe comporte un cy- lindre rotatif 59 et plusieurs pistons de pompes 60 - cinq dans le présent exem- ple - qui exercent une pression sur le plateau oblique 38 à inclinaison régla-
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bleo Grâce à l'obliquité du plateau 38, les pistons situés d'un côté et lestés par des ressorts sont enfoncés dans le cylindre de pompe 59, déterminant ainsi un refoulement d'huile vers la conduite de refoulement 10 du vérin, tandis que les pistons de travail situés de l'autre côté sont soulevés par la pression des ressorts 61 et aspirent l'huile du bac à travers le canal 62. Le cylindre de pompe 59 est entraîné en rotation,comme il estconnu en soi, depuis le trac- teur, par l'intermédiaire de l'arbre 63.
Le réglage de la position du plateau oblique 38 est assuré par deux pistons de réglage 37, 64 parfaitement identiques et interchangeables, dont le deuxième est lesté par le ressort 39 et tend à déplacer le plateau 38 de façon à augmenter son inclinaison par rapport à l'ho- rizontale, ce qui augmente le débit de la pompe. L'autre piston de commande 37 est commandé par l'huile sous pression du vérin et agit à l'encontre du pis- ton précité 64, c'est-à-dire, tend à ramener le plateau oblique à l'horizontale, position dans laquelle ce plateau ne fait pas fonctionner la pompe, vu l'absence de la course des pistons.
En interchangeant simplement les deux pistons 37, 64 lesquels sont logés dans une partie latérale du boîtier de pompe 11, et en changeant de raccord d'huile 36, on peut faire tourner la pompe à droite ou à gauche, suivant les conditions de la commande, par exemple, le sens de rotation de la transmission du tracteur.
Les têtes tant des pistons de pompe 60 que des pistons de réglage 37, 36, ainsi que la tête du cylindre 59', présentent la forme de calottes sphériques, le rayon de courbure étant déterminé par la distance entre la sur- face de commande 65 du plateau oblique 38 et l'axe de basculement 66 de ce pla- teau. Grâce à cette sphéricité précise, on évite des efforts de calage dans la pompe 11, qui apparaissent du fait que lors de la modification de l'inclinai- son du plateau oblique 38, les bras de levier de ce plateau, qui agissent sur les pompes, subissent une modification, ce qui serait le cas avec des têtes de pistons planes ou non arrondies suivant l'invention.
En outre, il est recommandé que l'axe de basculement 66 du plateau oblique 38 ne coïncide pas avec l'axe longitudinal du cylindre moteur 59 de la pompe 11, mais soit légèrement excentré par rapport à ce dernier axe. Cette excentricité a également pour but d'éviter des efforts tendant à neutraliser la pompe, qui peuvent résulter de ce que les pressions exercées par les pistons sur le plateau oblique sont inégales sur le côté aspiration et refoulement.
Cette excentricité est très minime, de sorte qu'elle ne peut pas être représen- tée dans le dessin.
Comme déjà indiqué plus haut, la réalisation représentée n'est qu'un exemple d'exécution de l'invention, laquelle n'y est pas limitée, mais est au contraire susceptible de plusieurs autres exécutions et applications, notamment en ce qui concerne la construction et l'agencement des organes.
Le dessin ne représente que schématiquement la construction du vé- rin.
Il est par exemple recommandable d'abriter le piston différentiel 14, son piston distributeur 18, ainsi que les levier 15 et 24 destinés à engen- drer et à transmettre le mouvement, de même que les arbres 16 et 23, dans un carter 7 étanche à l'huile et de monter les organes émergeant à l'extérieur d'une façon étanche à la pression, par exemple à l'aide de boites de bourrage, de façon que le vérin puisse fonctionner avec des pressions élevées d'environ 150 atmosphères.
REVENDICATIONS.
1/ Vérin caractérisé en ce qu'il comporte un système de commande piston-cylindre différentiel (7,8,9, 14) agissant dans les deux sens.
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The invention relates to a jack, in particular for tractors used in agriculture and forestry for towing tillage implements.
Such jacks must allow not only a desmodromic lifting of the tool, but also a control of the descent, and moreover, of the grounding5 thereof. Hydraulic actuators have been found to be advantageous for this purpose due to their easy control. It has therefore been necessary to establish double-acting hydraulic cylinder-piston systems.
However, such systems have drawbacks, namely, they perform the descent - the speed of which depends on the flow of the hydraulic pump - too slowly, so that an irregular initiation of the tillage, especially during plowing. - rage, is inevitable o
The invention eliminates these disadvantages by the application of a differential piston acting in both directions, and indicates the way in which the various checks can be carried out in the simplest way, using such a pistono. More specifically, it is recommended to keep the smaller diameter driving chamber of the cylinder-piston system under constant pressure, while determining the actuation of the piston by controlling the hydraulic pressure exerted on the large section of the piston.
The piston serving for the distribution is usefully disposed inside the engine piston, in order to control the admission therein, and the output of the motive medium from the large motive chamber. A particularly compact arrangement is thus obtained.
In order to be able to apply - with a view to reducing the weight - high working pressures, for example 150 atmospheres, while achieving a perfect seal against the liquid, it is recommended, in accordance with the in- vention, to arrange the differential piston, the distributor piston and the organs which determine or which transmit the movement of the piston, in a housing which must be encapsulated on all sides to be oil-tight and which comprises
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fitted with the suction chamber of the oil pump. The result is improved by the fact that the drive shaft emerging from the housing is mounted inside the motor shaft.
The use of a differentially controlled piston-cylinder system offers the possibility of controlling these reciprocating motions so that only one side of the piston is affected by the timing, so that its other side, namely. , and as indicated above, that which has the smallest active surface, can be subjected to a permanent pressure.
The driving agent and the resistances due to the operations which react on the cylinder ,, determine between the two halves of the latter a pressure difference which, according to the invention, is used to vary the flow rate of the oil pump, which advantageously consists of a rotary cylinder pump and working pistons arranged concentrically therein and cooperating with a pivotable oblique plate.
The pivot axis of the plate may be eccentric to the longitudinal axis of the pump cylinder, in order to avoid forces tending to neutralize the pump, forces which can be determined in advance and which results from the fact that one side of the pump exerts higher pressures on the oblique plate than the other side o By inserting a control member intended to regulate the pressure, between the device for stopping the flow of the pump and the driving chamber, which influence the pump, the differential system, it is obtained that the pressurized oil for stopping the flow of the pump arrives only -when the oil pressure upstream of the differential piston has reached the value required for delivery.
Still according to the invention, it is possible to add to the control member for the pump regulating device a reversing valve inserted in the delivery pipe and which makes it possible to establish communication between the motor chamber of the system. differential and the pump regulating device, either directly or with the interposition of the pressure regulating control member.
Further details will emerge from the description and claims below.
The drawings show an exemplary embodiment of the object of the invention, namely:
FIG. 1 is a simplified representation of a jack intended to be fitted into a tractor or to be added thereto afterwards.
Figure 2 is a partial section taken along line II-II of Figure 1. '
Figure 3 shows the relative arrangement and the control link between the engine system and the control lever according to figure 20
Figures 4 and 5 show the oil pump in two parallel longitudinal sections along lines IV-IV and V-V of figure 6.
Figure 6 is a corresponding cross section taken on line VI-VI.
The number 7 indicates a jack cylinder comprising a driving chamber 8 of large diameter and a driving chamber 9 of small diameter, the latter being connected by a pipe 10 to the discharge side of an axial piston pump 11. Between the two drive chambers 8, 9 of cylinder 7 is provided a chamber 12, connected by a pipe 13 to the suction side of the pump 11.
In the cylinder 7 slides a differential piston 14, the reciprocating motions of which are transmitted by a pair of lever arms 15 to the hollow motor shaft 16, which controls, by means of external levers 17, the raising and lowering. of the cultivation instrument, for example, plowing.
In the piston 14 is slidably mounted a distributor piston 18 provided with a longitudinal bore 19 which passes right through it and narrowed in its middle part, so as to determine at this location an annular space 20 which surrounds this piston. This space communicates through an orifice 21 with the median space 12 of the cylinder 7, and therefore also with the suction line 13 of the pump 11. In addition, the hollow space of the motor piston 14, which serves as a guide
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dage to the distributor piston 18 is connected to the driving chamber 8 of large diameter by one or more boreholes 220 -
The distributor piston 18 is movable relative to the cylinder piston 14 by an auxiliary shaft 23 mounted in the hollow shaft 16 of the cylinder,
by means of two levers 24 This movement is limited in a simple manner by the fact that the ends of the levers 24 terminate in a beak and cooperate with parallel stop surfaces 25 of the distributor piston in such a way that, in the extreme positions of this piston, one or the other of the inclined faces of the donkey's beak comes to rest against the corresponding stop surface.
The cylinder of the differential piston cylinder operates as follows:
It will be assumed that the pump 11 delivers the driving medium under pressure, for example pressurized oil, through the pipe 10, passing through a check valve 26, to the driving chamber 9 of small diameter. When the distributor piston 18 is moved to the left in the differential piston 14, the latter moves to the left under the pressure of the oil, while the oil contained in the chamber 8 escapes through the 22 and the annular space 20 towards the suction pipe 13 of the pump 11, until the differential piston 14 has caught up with the distributor piston 18 'and the latter has passed the orifice 22. This movement of the jack piston 14 corresponds to the lifting of the tool.
On the other hand, when the distributor piston 18 of FIG. 1 is. shifted to the left, the oil coming from the discharge line 10 goes to the discharge chamber 8 through the longitudinal bore 19 of this piston, so that, due to the larger area of the left part - Che of the motor piston 14, the latter moves to the right as a result of the difference in the oil pressures acting on its faces of small and. large diameter. This movement of the motor piston 14 corresponds to the descent of the cylinder.
The controlled drive chamber 8 of the jack cylinder 7 communicates via a pipe 35 ', 36' with a piston 37 acting on the frame of the oblique plate 38 of the axial piston pump 11. By modifying the inclination of the oblique plate 18, the flow rate of the pump 11 can be adjusted between zero and a maximum value. The plate is biased by a spring 39 which tends to move it in the direction of increasing flow, while the control piston 37, which acts on the opposite side of the plate, tends to move the latter in the direction of the flow. flow O
A reversing valve 41-49 is interposed in the line 35 ',.
36 'This. The valve comprises a small cylinder 41 in which slides a reversing piston 42 One end of the reversing cylinder 41 is connected, via a check valve 48, to a branch 10 'of the discharge line 10 of the valve. the pump 11, the other end of this cylinder being connected by line 35 'to the drive chamber 8 of cylinder 7. The reversing piston 42 has a longitudinal bore 43, a transverse bore 44 in communication with the first, as well as two annular peripheral channels 45 and 46, the first of which communicates with the transverse borehole 44 The other annular space controls the adjustment pipe of the pump 36, 36 ', the latter leading to the pressure regulator 27 which will be described later.
The reversing piston 42 is biased by a pressure spring 47 disposed on the side close to the driving chamber 8 of the cylinder 7. Figure 1 shows the reversing piston 42 in its right-hand position, in which it is brought by the pressure established in the line 10 'by the driving fluid delivered by the pump 11
In this position of the piston 42, the driving chamber 8 is connected directly to the control piston 37 by the pipe 35e, the longitudinal bore 43 of the reversing piston, the transverse bore 44 and the annular channel 45.
When the differential piston 14 is moved to the left, that is to say, in the lifting direction, the oil contained in the chamber 8 flows back to the suction pipe 13, as already indicated. After covering the borehole 22, the piston 14 is pushed further into the chamber 8 by the oil pressure in the chamber 9, so that the oil pressure in
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room 8 increases. This increased pressure acts through line 35 ', boreholes 43, 44 of reversing piston 42 and line 36', on regulating piston 37 of pump 11, which is thereby set to zero flow. , so that the lifting stroke stops automatically.
When the differential piston 14 of the cylinder is moved in the downward direction (movement of the piston of FIG. 1 to the right), the catch-up of the distributor piston 18 by the driving piston 14 will also have the effect of an increase of the pressure in chamber 8, hence stopping pump 11 in the above-mentioned manner
To the cylinder 7 is added a pressure regulator 27 consisting essentially of a cylinder 28, a distributor tube 29 movable therein and an auxiliary piston 30 mounted on the tube 29. The distributor tube 29 has a radial bore 31 and peripheral grooves. longitudinal 32, controlled by the piston 30 sliding on this tube and biased by a spring 33 resting on the wall 28 of the cylinder.
The interior of the distributor tube 29 communicates, at one of its ends, by a pipe 34, with the suction pipe 13 of the pump 11, while the cylindrical space located on the same side in front of the auxiliary piston 30 is connected via line 35 'to the large-diameter driving chamber 8 of cylinder 7. Finally, the cylindrical space 35 located behind the auxiliary piston 30 is connected by a line 36 and the reverser 41-49 to the control piston 37 acting on the inclined plate 38 of the axial-piston pump 11. The distributor tube 29 is mounted movably longitudinally in the interior of the pressure adjusting cylinder 28.
This makes it possible to modify at will the distance between the piston 30 and the borehole 31 of the distributor tube 29.
When an increased resistance is encountered during the descent of the cylinder, for example because the instrument has to dig in, the first result is an increase in the pressure in the chamber 8, which was until now. then lower than in chamber 9 owing to the constriction of the flow by borehole 22.
As a result, the reversing piston 42 moves under the influence of the pressure spring 47 and due to the equal pressure exerted on its two end surfaces, to a position (not shown)., In which the conduits 36 and 36 'are placed in direct communication by means of the annular channel 46 The pressure acting in the conduit 36' in front of the adjustment piston 37 is subtracted from the pressure, which acted on it, of the chamber 8 , by the fact that the driving fluid flows through the bore 31 to the chamber 12, that is to say, the suction side of the pump.
The pressure can now increase in spaces 8 and 9 until, under its influence, the auxiliary piston 30 compresses the spring 33, thus closing the borehole 31 and allowing a pressure pulse to enter the chamber 35 through. the groove 32, an impulse which, by propagating through the pipe 36, 36 'causes the adjustment piston 37 of the pump to move so as to adjust the latter for a flow O
The downward movement is therefore limited by a pressure counter - linked by the action of the spring 33 In this position limited by the pressure, the tool remains as long as the opening 22 provided in the piston of the jack maintains communication between the rooms 8 and 9, that is to say,
as long as the jack has not reached a position pre-selected by a manual operating lever which will be described later.
To increase the effect of the pressure of the apparatus, the distributor tube 29 will be moved to the right. In this case, the auxiliary piston 30 must make longer paths accordingly, with compression of the spring 33, until it masks the opening 31 and allows a passage of working fluid through the longitudinal grooves 32. , which determines the stop of the pump discharge, as described above., the increase in cylinder power is graphically indicated by diagram 40
When the jack has been adjusted by the pressure regulator 27 so as to act on the agricultural implement with constant force, and variations in the level of the ground cause this implement to rise sharply,
the oil thus discharged from the driving chamber 8 flows through
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the bore 43 of the reversing piston 42 and the ball valve 48 to the discharge line 10 '- and, since the pump cannot absorb this oil, it returns through the valve 26 to the driving chamber 90
The two check valves 26, 48 block the pump 11 relative to the cylinder so that, when the pump is stopped, the instrument can be kept in the raised position, its lowering then only being due to leaks in the cylinder itself. This fact can be used to keep the cylinder in the raised position, even when the pump is running, without the pump constantly providing the pressure required for this purpose.
It is only necessary to ensure that a sufficiently high pressure is constantly created in the control line 36 ', in order to keep the pump in the flow position O This is achieved by the provision of a choke slot 49 in the seat of the ball valve 48.
Thanks to the slot 49, the drive chamber 8, and therefore the pipe 36 ', constantly receive a quantity of pressurized oil required to maintain the adjustment pressure, and which is sufficient to maintain the adjustment piston. 37 in flow position O
The control shaft 23 of the distributor piston 18 contained in the driving piston 14 is actuated by an operating lever 50 connected to the end, which emerges from the shaft 16 of the control shaft 23, by the intermediary of a linkage in such a way that, when the lever 50 is moved in a uniform manner, the control shaft 23 undergoes a slowing down or an acceleration, depending on the direction of movement of the lever arm 17 moved. by the differential piston 14 and intended to act on the agricultural implement.
To this end, the lever 50 is pivotally articulated on a lever 51 with one arm, keyed on the end of the control shaft 230 A bifurcated extension 50 'of the lever 50 is mounted astride a 16' stud. - daire of the hollow shaft 16, while a tenon 52, integral with a lateral extension 53 of the lever 50, comes to bear, according to the direction of movement of this lever, against one of the two guide surfaces 54, 55 of a piriform guide 56 provided on the casing of the cylinder 7. A pawl 57, integral with the operating lever and ballasted with a spring, ensures, together with corresponding notches 58 made in the cylinder shell 7, the desired position of this lever.
The profile of the guide curves 54, 55 is chosen such that when maneuvering a cutter bar of a harvester, for example, the jack makes it possible to smoothly slow down the movement of the bar towards a central lifting position of As we know, it is necessary to provide, in the case of cutting bars, this median position, called the swath position, in which the bar extends almost horizontally a few centimeters above the sole. to avoid obstacles on the ground, it must be possible to raise this bar as quickly as possible to this shear position on the approach to which it must be slowed down. This same requirement remains when approaching the swath position, when the bar is lowered after cutting off the raised position.
The bosses provided in the pi- reform curve 56 force the lever 50, when its tenon 52 engages in this curve, to slow down its movement, this slowing not depending on the action of the driver. maintenance in the swath position is ensured by the aforementioned pawl 57 which engages in a notch 58 of the cylindrical casing and which stops it. movement already strongly slowed down Consequently, the lever 50 is not only moved by hand but is, moreover, centered by the lever arms 17 during their movement aimed at raising or lowering the agricultural implement, so that when the lever 50 is moved uniformly by hand,
the superposition of the displacement due to these lever arms determines an acceleration of the movement of the jack, while however causing a slowing down at the end of the displacement. This also prevents, given the sensitivity of the hydraulic control, the irregular movements of the operating lever do not result in an irregular movement of the arm of the jack, and therefore of the agricultural implement.
Figures 4 and 6 show in more detail the axial piston pump II which delivers the motive fluid. This pump comprises a rotary cylinder 59 and several pump pistons 60 - five in the present example - which exert a pressure on the oblique plate 38 with adjustable inclination
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bleo Thanks to the obliquity of the plate 38, the pistons located on one side and ballasted by springs are pressed into the pump cylinder 59, thus determining an oil delivery to the delivery line 10 of the cylinder, while the The working pistons on the other side are lifted by the pressure of the springs 61 and suck the oil from the pan through the channel 62. The pump cylinder 59 is rotated, as is known per se, from the tractor. tor, via shaft 63.
The position of the oblique plate 38 is adjusted by two perfectly identical and interchangeable adjustment pistons 37, 64, the second of which is weighted by the spring 39 and tends to move the plate 38 so as to increase its inclination relative to the 'horizontal, which increases the pump output. The other control piston 37 is controlled by the pressurized oil of the cylinder and acts against the aforementioned piston 64, that is to say, tends to bring the oblique plate back to the horizontal position. in which this plate does not operate the pump, given the absence of the piston stroke.
By simply interchanging the two pistons 37, 64 which are housed in a side part of the pump housing 11, and by changing the oil connection 36, the pump can be turned to the right or to the left, depending on the conditions of the order. , for example, the direction of rotation of the tractor transmission.
The heads of both the pump pistons 60 and the regulating pistons 37, 36, as well as the cylinder head 59 ', have the shape of spherical caps, the radius of curvature being determined by the distance between the control surface 65 of the oblique plate 38 and the tilting axis 66 of this plate. Thanks to this precise sphericity, stalling forces in the pump 11 are avoided, which appear due to the fact that when the inclination of the oblique plate 38 is modified, the lever arms of this plate, which act on the pumps. , undergo a modification, which would be the case with flat or non-rounded piston heads according to the invention.
In addition, it is recommended that the tilting axis 66 of the oblique plate 38 does not coincide with the longitudinal axis of the motor cylinder 59 of the pump 11, but is slightly eccentric with respect to the latter axis. This eccentricity is also intended to avoid forces tending to neutralize the pump, which may result from the pressure exerted by the pistons on the oblique plate being unequal on the suction and discharge side.
This eccentricity is very minimal, so it cannot be represented in the drawing.
As already indicated above, the embodiment shown is only one embodiment of the invention, which is not limited thereto, but is on the contrary susceptible of several other embodiments and applications, in particular as regards the construction and arrangement of organs.
The drawing only represents schematically the construction of the cylinder.
It is for example advisable to house the differential piston 14, its distributor piston 18, as well as the levers 15 and 24 intended to generate and transmit the movement, as well as the shafts 16 and 23, in a sealed housing 7. oil and to mount the parts emerging to the outside in a pressure-tight manner, for example by means of stuffing boxes, so that the cylinder can operate with high pressures of about 150 atmospheres .
CLAIMS.
1 / cylinder characterized in that it comprises a differential piston-cylinder control system (7,8,9, 14) acting in both directions.