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le Commanda'.pour'appareil hydraulique "'#¯ '* t '"
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La présente invention est relative il. "une façcm générale à des circuits hydrauliques et, plus :paTti'c1Jllièment. :&1. -des -cî3>-
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cuits du type à centre ouvert,
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La présente invention concerne toi e3:r. hyi!l:rau1.iCJ:1.'18
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dans lequel une source à débit constant de fluide sous pression est connectée à un ou plusieurs dispositifs actifs exigeant diver- ses cadences d'écoulement du fluide.Un exemple d'un tel circuit se trouve dans l'utilisation d'une pompe à engrenage à volume constant pour fournir du fluide sous pression destiné à l'entraî- nement des divers dispositifs actifs d'une machine de chargement frontal,avec un accessoire de soc arrière.
Une telle machine exige des dispositifs pour relever, abaisser et basculer le godet ou. la benne de chargement et pour soulever, abaisser, étendre, retirer basculer et faire pivoter la. flèchel'enfonceur et la pelle de l'assemblage de soc ou d'arrachement arrière. Pendant; le cycle de travail, ces dispo- sitifs peuvent être mis en oeuvre un à la fois ou en diverses com- bineisosn. lorsqu'ils travaillent un à la fois, il est désirable de limiter le volume de fluide fourni , afin d'empêcher un mouve- ment erratique et d'offrir une commande précise des divers éléments de l'excavatriee. Lorsque divers constituants de celle-ci sont mis' en action simultanément, il est désirable d'offrir un volume de fluide accru afin que la. fonction soit exécutée à la vitesse appropriée.
Tout en offrant une commande positive et précise de la charge, il est également désirable d'éviter des impulsions tran- sitoires à haute pression du fluide, qui imposent des charges de choc à l'équipement et d'éviter de faire travailler l'équipement n' à pleine puissance lorsqu'aucun travail utile\est réalisé.
Le circuit hydraulique suivant la présente invention compr.end une soupape de dérivation à actionnement pilote qui sert de soupape de détente' basse pression pour envoyer l'alimentation en fluide au réservoir lorsqu'aucun travail utile n'est effectué et* qui est automatiquement conditionnée pour commander la propor- tion. de fluide fournie à la charge sous haute pression lorsqu'un travail, est effectué dans le circuit.
D'autres détails et particularités de l'invention
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ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de circuit illustant la présente invention avec lés divers éléments sous forme schématique, - la figure 2 est une vue en coupe partielle, d'une partie d'un corps et d'un noyau de soupape de commande, sous une forme plus détaillée.
- la figure 3 est une vue en coupe représentant une partie d'un assemblage de soupape à actionnement par pilote.
En se référant plus en détail à la figure 1 des dessins, ; une pompe à engrenage 10 prélève du fluide d'un réservoir 11, par l'intermédiaire d'une conduite de succion 12. La pompe 10 peut être du type volumétrique fixe qui fournit un débit uniforme lors- qu'elle est entraînée à une vitesse constante.
Du fluide est four- ni à partir de la pompe 10 à une soupape de dérivation 13 à ac- tionnement par pilote, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimen tation 14. Un conduit de travail 15 est indiqué sous la forme d'un passage connecté au conduit d'alimentation 14 et s'étendant à tra- vers le corps de soupape 13 à actionnement par pilote et une sé- rie de soupapes de commande 16 à 23, disposées dans une paire de bancs de soupapes 24 et 25. -Les soupapes de commande dans le banc 24 sont représentées comme étant connectées à des cylindres cor- à double action respondants/26 à 31,représentant divers dispositifs de charge.
Par exemple, une soupape de commande 21 et un cylindre 31 sont indiqués comme commandant un mouvement de pivotement d'un côté à l'autre, tel qu'il serait requis pour déplacer un assemblage d'ar- rachement arrière entre une tranchée et un camion.
Des soupapes de commande 22,23 dans le banc 25 sont représentées comme étant connectées à des cylindres 32,33,indiquant les charges rencontrées pour soulever et basculer la pelle ou le godet du chargeur frontal.Bien que le présent circuit soit décrit en fonction de son application à une machine excavatrice comportant
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un dispositif pour creuser des tranchées par un soc arrière ou. 8- une extrémité et un chargeur à godet ou pelle à l'autre extrémité, il peut également être appliqué à d'autres appareillages exigeant plusieurs fonctions hydrauliques qui peuvent être mises en oeuvre une à la fois ou en diverses combinaisons.
En se référant à présent au corps de soupape 13, Un con- duit pilote 34 est connecté à la sortie dela pompe 10 par l'inter- médiaire d'un dispositif étrangleur d'écoulement 35. Le conduit pilote 34 est également représenté sous la forme d'un passade in- terne traversant la soupape 13 et les bancs de soupapes de commande 24 et 25. Tandis que le conduit de travail 15 est terminé en bout dans le banc de soupape 25, en formant par conséquent un raccord multiple destiné à fournir du fluide aux diverses soupapes en a- gencement parallèle, le conduit pilote 34 s'étend à travers les soupapes de commande avec un agencement en série et il reveint du réservoir 11 par une conduite de drainage 36.
Comme expliqué plus en détail ci-après, chacune des soupapes de commande 16 à 23 est agencée de telle sorte que, lors- qu'elle se trouve en position neutre, aucun écoulement n'est Déifia depuis le conduit de travail 15 vers le cylindre de charge, mais un écoulement est permis à travers le conduit pilote 34.Ainsi, lorsque toutes les soupapes de commande sont en position neutre, un fluide circule depuis la pompe 10 à travers l'étrangleur d'écou- lement 35, le conduit pilote 34 et la conduite de drainage 36 vers le réservoir 11,Aussi longtemps que du fluide circule dans l'étran- gleur d'écoulemmt 35, une différence de pression existe entre la sortie de la pompe 10 et le conduit pilote 34.
Ce dernier se trou- ve ainsi à une pression inférieure à celle du conduit de travail
15, lorsqu'aucun travail n'est effectué.
Un diviseur d'écoulement 37 connecté entre le conduit de travail 15 et le conduit pilote 34 est indiqué comme comportant un
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clapet 38, un piston mobile librement 39 et une paire de ressorts 40,41 établissant une pièce d'espacement formant coussin élastique ' entre le clapet 38 et le piston 39.Le ressort 40 est un ressort relativement raide ayant une plus courte longueur libre, tandis que le ressort 41 est un ressort relativement plus faible ayant , une plus glande longueur libre. Le clapet 38 se trouve en commu- nication avec la sortie de la pompe 10 et le piston 39 est en com- munication avec le conduit pilote 34.
Lorsqu'aucun travail n'est effectué dans le circuit , une pression plus élevée existe dans le conduit de travail 15 que dans le conduit pilote 34 , avec pour résultat que le clapet 38 est écarté de son.siège à l'encontre de la force de rappel exercée par le ressort plus faible 41. Ceci permet à du fluide provenant de de la pompe 10 de contourner les bancs/ soupapes 24,25 en revenant au réservoir 11 par l'intermédiaire du conduit de retour 42,43,44, Etant donné que le ressort 41 a un faible taux de ressort, la près- ! sion requise pour déloger le clapet 38 de son siège est très faible.
Ceci exige à son tour un très faible couple pour l'entraînement de la pompe 10, de telle sorte qu'une puissance réduite est requi- se pour faire fonctionner le système lorsqu'aucun travail n'est effectué.
Lorsque l'une des soupapes de travail 16 à 23 est action- née,le conduit de travail 15 est connecté à une lumière d'un cy- lindre approprié ,tandis que l'autre lumière est connectée à l'un des passages d'échappement 45 ,46.En même temps, l'écoulement à travers le passage pilote de la soupape de commande est bloqué, de telle sorte qu'aucun écoulement ne circule dans l'étrangleur 35.Lorsqu'il n'y a aucun écoulement dans ce dernier, la pression dans le conduit pilote 34 augmente jusqu'à l'égalité avec la pres- sion dans le conduit de travail.Lorsque la pression s'établit dans le conduit pilote 34,le piston 39 est repoussé dans le sens voulu
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pour comprimer les ressorts 40,41 et déplacer .. clapet 38 dans le sens d'une fermeture.
Etant donné que le clame '.Le trouve en position d'ouverture lorsque le piston 39 commec se déplacer, un retard de l'ordre d'une fraction de seconde et requis pour surmonter l'inertie du clapet dt la force du fil s'écoulant au- tour de celui-ci. Ainsi, même si la soupape dedansde est brus- quement mise en action, le système est protégé tre un choc hydraulique à cause de ce retard de temps cour ': mise hors d' action du système de dérivation à basse pressior . ..craque le clapet 38 est fermé, l'écoulement à partir de la pompe 1) est envoyé dans le conduit de travail 15 puis vers l'un des cyl: aires de charge.
Avec l'entièreté de l'écoulement passant dans le conduit de tra- vail 15, une pression s'établit à la fois dans le conduit de tra- vail 15 et le conduit pilote 34.Alors que la pression s'établit dans ces conduits, la charge est graduellement accélérée et le piston 39 est rapproché du clapet 38,ce qui comprime encore plus fortement le ressort 40. La pression continue à s'établir dans les deux conduits jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint entre le cla- pet 38 et le piston 39 pour un certain état de compression du res- sort 40 qui dépend de la vitesse à laquelle le cylindre de charge est capable d'accepter le fluide provenant du conduit de travail
15.
Si la charge est incapable d'accepter les capacités de débit total de la pompe 10, la pression dans la chambre de travail 15 augmente légèrement, ce qui ouvre le clapet 38 et dérive l'excé- dent de fluide vers le conduit de retour 42.Lorsque plus d'une charge est connectée simultanément, la capacité du système d'accep- ter du fluide est augmentée, avec pour résultat que moins de flui- de est dérivé vers le conduit de retour 42.Lorsque l'on désire dé- placer la charge à une vitesse un peu inférieure à la capacité de vitesse maximum du circuit, le noyau de la soupape de commande peut être déplacé légèrement pour permettre de mesurer le fluide traver-
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sant le conduit pilote 34.
Ceci réduit la pression dans le conduit pilote/agissant sur le piston 39, avec pour résultat un délogement de son siège du clapet 38 à une pression de conduite inférieure pour dériver une plus forte proportion du fluide vers le conduit de retour 42.Lorsqu'une plus grande partie du fluide est dérivée vers le conduit de retour, moins de fluide est envoyé au conduit de travail, avec pour résultat que la charge est déplaoéejà une vi- tesse inférieure.
Lorsque l'on désire faire avancer la charge "as-à-pas", la soupape de commande est déplacée légèrement depuis la position neutre, en restreignant ainsi légèrement l'écoulement à travers le conduit pilote 34. Ceci a pour résultat un léger rétablissement de pression dans le système pilote, en conditionnant par conséquent le diviseur d'écoulement pour dériver la partie majeure du fluide vers le conduit de retour 42, tout en ne conservant qu'une partie mineure dans le conduit de travail !5, pour l'application à la char- ge.
Lorsque la charge doit être accélérée à une cadence in- férieure aux capacités maximum du système, le temps requis pour déplacer le piston 39 peut être prolongé par un actionnement gra- duel des soupapes de commande. En bloquant graduellement le conduit pilote 34, la pression derrière le piston 39 s'établit sur une plus longue période de temps. Ainsi, la proportion de fluide fournie au conduit de travail 15 et à la charge est établie sur une plus lon- gue période de temps.
Une vue en coupe d'une soupape correspondant à la sou- pape à actionnement par pilote 13 est représentée de façon plus détaillée à la figure 3.Un corps de soupape 113 comprend un passa- ge de travail 115 servant à amener du fluide à partir d'une pompe, telle que la pompe 10, à un banc de soupapes de commande tel que 24.Un passage réducteur d'écoulement 135 sert à amener le fluide provenant du passage de travail 115 à un passage pilote 134.Un
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assemblage diviseur d'écoulement 137 s'étend également entre le passage de travail 115 et le passage pilote 134, parrallèlement avec l'étrangleur d'écoulement 135.Si on le désire, le diviseur d'écoulement 137 peut être doté d'un orifice 148 pour amortir les transitoirs de pression,
en établissant ainsi les conditions pour le fonctionnement en réponse à des variations de pression d'état continu dans le passage pilote 134.
Le corps de soupape 113 comprend également un passage de retour 142 possédant un siège de soupape 149 pénétrant dans le passage de travail 115.Le clapet 138 est maintenu contre le siège 149 par des ressorts 140 et 141 pour bloquer l'écoulement depuis le passage de travail 115 vers le passage de retour 142. Le diviseur d'écoulement 137 comprend un piston mobile 139 dont une extrémité est prévue pour venir appliquer contre les ressorts 140,141 et dont l'autre extrémité communique avec le passage pilote 134.Ain- si, lorsque la pression dans le passage pilote 134 est faible,au déplacement du clapet 138.s'oppose le ressort plus Ions et plus faible 141.
La pression dans le passage de travail 115 est alors efficace pour écarter le clapet 138 de son siège 149, afin de dé- river du fluide provenant du passade de travail 115 vers le passa- ge de retour 142 , à basse pression. Lorsque la pression dans le passage pilote 134 estaugmentée, le piston 139 est déplacé vers le clapet 138, en comprimant à la fois le ressort faible 141 et le ressort raide 140. Le clapet 138 est alors conditionné pour fonc- tionner sous haute pression, en libérant ou en retenant du fluide dans le passage de travail 115 suivant les conditions existantes dans le passage pilote 134.
Une soupape de commande analogue à la soupape 21 est représentée de façon plus détaillée à la figure 2. Un corps de soupape 55 comprend un alésage longitudinal 56 dans lequel peut se déplacer longitudinalement un noyau 57.Tel que représenté, le noyau 57 se trouve en position neutre.Un passage de travail 58
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communique avec le conduit de travail 15 et en fait partie.La passage 58 est doté de raccords indiqués en 19 , de telle aorte qu'un groupe de soupapes analogues peut être assemble en un banc de soupapes tel que 24 ou 25. Des moyens de connexion analogues sont prévus pour connecter les passages d'échappement et pilote.
Le passage 58 communique avec le passade d'admission 60 et un plat de travail central 61, par l'intermédiaire d'une soupape anticavi- tation 90.
Lorsqu'une charge est accélérée dans un sens par l'ac- tionnement du noyau 57 et est ensuite arrêtée en déplaçant le noyau 57, en passant par la position neutre, jusqu'à la position d'actionnement opposée, l'inertie de la charge peut provoquer une pointe de haute pression momentanée dans les passades d'échappe- ment 69,70. Cette pointe de pression agit sur un manchon 91 pour comprimer un ressort 92,en isolant par conséquent le passage 58 du passage 60, mais en permettant à du fluide de s'écouler depuis le passage d'échappement 70 à travers une lumière 93 dans le pas'- i sage d'adnission 60, pour empêcher la cavitation.
Des lumières de travail 62,63 sont pratiquées dans le corps de soupape 55 et s'étendent en communication avec l'alésage i
56 sur les côtés opposés du passage 60.Des lumières de mesure 64 sont formées dans l'alésage 56 entre le passage 60 et les lumières 62.63.Si on le préfère, ces fentes peuvent être formées sur le plat central 61. Le but de ces fentes est d'offrir des moyens pour en- voyer du fluide en quantité mesurée à une charge connectée aux lumières 62,63.
Par exemple, après un court mouvement initial du noyau 57, le plat 61 commence à chevaucher les fentes 64, de telle sorte qu'une très faible quantité de fluide puisse passer du pas- sage 60 vers l'une des lumières.Ceci permet une commande précise pour la mise en place de la charge.Un autre but de la fente de mesure 64 est d'éviter un choc hydraulique lorsque le noyau 57
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est subitement déplacé à partir de la position neutre.
L'étage de travail du noyau 57 comprend une paire de plats 65,66 séparés des extrémités du plat central 61 par des gorges 67, 68. En position neutre, les plats 65,66 isolent les lumières 62,63 des passages d'échappemnt 69,70. Les passages d'échappement 69,70 du corps de soupape correspondent aux passages d'échappement 45,46 du schéma de circuit. L'alésage 56 peut également être doté de fen- tes de mesure 71 adjacentes aux passages d'échappement 69,70, peur faciliter le passage de fluide depuis les lumières vers l'échappe- ment.
Le corps de soupape 55 peut être doté de soupapes de détente et de dérivation 72, 73 pour remplir une fonction de cir- cuit telle qu'indiquée par la soupape de commande 21. Lorsqu'une charge est mise en mouvement par l'actionnement de la soupape de commande et qu'ensuite le noyau de soupape est ramené en position neutre, l'inertie de la cliare tend à réagir sur le cassis de la machine,en le renversant quelquefois.
En prévoyant lea soupapes de détente et de détournement 72 et 73 entre les lumières 62 et 63, la charge mobile est ralentie en toute sécurité en faisant circuler du fluide entre les lumières d'une extrémité du cylindre de charge vers l'autre.Par exemple, lorsque l'inertie de la charge mobile tend à mettre sous pression le fluide dans la lumière 62, la pression agit sur l'épaulement annulaire 96 de la soupape 73 et sur la face de piston 97 du siège à ressort.mobile. 98 pour ouvrir la soupape 73.la pression agit alors sur la face frontale 99 de la soupape 72, l'écartant de son siège, de telle sorte que du fluide circule de la lumière 62 vers la lumière 63.
Le passa-le 101 agit en tant qu'orifice imposant un retard de temps à l'égalisation de la pression sur la face de pis- ton 97 et l'épaulement 96.Ceci amène la soupape à répondre à des impulsions de pression mais non pas à des variations de pression
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à l'état continu.
Comme représenté à la figure 2, les deux soupapes 72 et 73 sont de construction symétrique , permettant un fonctionne- ment analogue sous l'effet des impulsions de pression dans l'une n' ou l'autre lumière.Lorsque l'impulsion de pression\est attendue que dans une seule lumière, comme c'est le cas pour la soupape de commande 23, l'une des soupapes de détournement peut être remplacée par une garniture tubulaire, ce qui transforme l'assemblage en une soupage de détente faisant comminiquer l'uen des lumières avec le réservoir, par l'intermédiaire du passage d'échappement.
L'alésage 56 et le noyau 57 comportent une paire d'é- tages , un étage de travail représenté par des plats 61 ,65 et 66 et un étage pilote représenté par des plats 74,75 et 76, Si on le désire, un étage de travail et un étage pilote peuvent être ajustée longitudinalement l'un par rapport à l'autre au moyen d'une partie filetée 77. Ceci permet une corrélation précise du circuit pilote avec le circuit de travail.
L'étage pilote de l'alésage 56 comporte une paire de passages 78,79 agencés de telle sorte que du fluide puisse circu- ler de l'un vers l'autre au moyen d'une gorge pilote 80,lorsque le noyau 57 se trouve en position neutre.Ainsi, lorsque ce noyau 57 se trouve en position neutre ,il n'y a aucun écoulement de fluide vers la charge par l'intermédiaire de l'étage de travail, mais un écoulement de fluide existe par l'intermédiaire de l'étage pilote.
Inversement, lorsque le noyau 57 est actionné dans l'un ou l'autre sens, cet état de chose est inversé ,de telle sorte que l'écoulement est bloqué par le passage pilote tandis que du fluide est fourni à la charge à partir du passage de travail 60,
Les plats pilotée 74 ,75 comportent des fentes de mesure
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81 destinées à modifierpprogressivement les conditions d'écoulement dans le circuit pilote lorsque le noyau 57 est déplacé à partir de la position neutre.
Lorsque le noyau 57 est écarté de la position neutre, un plat pilote réduit progressivement la zone d'écoulement
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annulaire entre le plat et le passage pilote, ce qui diminue par conséquent la vitesse d'écoulement dans le circuit pilote.Lorsque le plat ou cordon a complètement .tenue la zone d'écoulement annu- laire, un écoulement persiste à travers les gorges do mesure 80,81 mais sous une vitesse réduite. Tout déplacement supplémentaire du noyau 57 réduit progressivement l'écoulement à travers la gorge 81, jusqu'à ce que finalement, 1'entièreté de cette gorge soit fermée.
Ainsi, un déplacement initial du noyan 57 a pour résultat de larges augmentations progressives du débit dans le circuit pi- lote, suivi par de faibles augmentations progressives dans le dé.. bit jusqu'à ce que pratiquement tout l'écoulement soit 'arrêté dans le circuit pilote.
Le déplacement initial du noyau 57 a pour résultat les variations décrites précédemment dans l'écoulement pilote avant que les plats ou cordons de travail centraux 61 ne viennent che- vaucher les gorges de mesure 64. Ainsi, les variations dans l'écou- , lement du système pilote sont efficaces pour conditionner la sou- pape 13 afin d'assurer un foie ionnement à haute pression avant que la charge ne soit connectée aux conduits d3 travail 58,15.
Un déplacement supplémentaire du noyau 57 a pour résultat un écou- lement mesuré à la fois dans l'étage do travail et dans l'étage pilote de la soupape.Ainsi, la charge peut être située avec soin en mesurant l'écoulement depuis le conduit de travail vers la char.. ge par l'intermédiaire des fentes 64 ,tout en commandant la quan- uité de fluide fournie aux conduits de travail en mesurant l'écou- lement dans le système pilote grâce aux fentes de mesure 81.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et qu-e 'bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du .cadre du présent brevet.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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the Control for the hydraulic device "'# ¯' * t '"
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The present invention relates to it. "a general way to hydraulic circuits and, more: paTti'c1Jllièment.: & 1. -des -cî3> -
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cooked open-center type,
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The present invention relates to you e3: r. hyi! l: rau1.iCJ: 1.'18
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wherein a constant flow source of pressurized fluid is connected to one or more active devices requiring various rates of flow of the fluid. An example of such a circuit is in the use of a gear pump. constant volume to supply pressurized fluid for driving the various active devices of a front loading machine, with a rear coulter attachment.
Such a machine requires devices for raising, lowering and tilting the bucket or. load bed and to raise, lower, extend, remove, tip and rotate. boom and shovel of the coulter or rear breakout assembly. During; cycle, these devices can be used one at a time or in various combinations. when working one at a time, it is desirable to limit the volume of fluid supplied, in order to prevent erratic movement and to provide precise control of the various elements of the excavator. When various components thereof are brought into action simultaneously, it is desirable to provide an increased volume of fluid so that the. function is executed at the appropriate speed.
While providing positive and precise control of the load, it is also desirable to avoid transient high pressure pulses of the fluid, which impose shock loads on the equipment and avoid straining the equipment. n 'at full power when no useful work is being done.
The hydraulic circuit according to the present invention includes a pilot operated bypass valve which serves as a low pressure relief valve to send the fluid supply to the reservoir when no useful work is being done and which is automatically conditioned. to control the proportion. of fluid supplied to the load under high pressure when work is performed in the circuit.
Other details and features of the invention
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will emerge from the description below, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which - Figure 1 is a circuit diagram illustrating the present invention with the various elements in schematic form, - Figure 2 is a partial sectional view, of part of a body and of a control valve core, in more detailed form.
FIG. 3 is a sectional view showing part of a pilot actuated valve assembly.
Referring in more detail to Figure 1 of the drawings,; a gear pump 10 draws fluid from a reservoir 11, via a suction line 12. The pump 10 may be of the fixed positive displacement type which provides a uniform flow when driven at a speed constant.
Fluid is supplied from the pump 10 to a pilot operated bypass valve 13, through a supply line 14. A working line 15 is indicated as a passage connected to the supply conduit 14 and extending through the pilot actuated valve body 13 and a series of control valves 16 to 23, disposed in a pair of valve banks 24 and 25. The control valves in bank 24 are shown as being connected to corresponding double acting cylinders / 26 to 31, representing various load devices.
For example, a control valve 21 and cylinder 31 are shown to control side-to-side pivoting motion, as would be required to move a rear pullout assembly between a trench and a trench. truck.
Control valves 22,23 in bank 25 are shown as being connected to cylinders 32,33, indicating the loads encountered in lifting and tilting the excavator or front loader bucket. Although the present circuit is described in terms of its application to an excavating machine comprising
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a device for digging trenches by a rear coulter or. 8- one end and a bucket or shovel loader at the other end, it can also be applied to other equipment requiring several hydraulic functions which can be implemented one at a time or in various combinations.
Referring now to the valve body 13, a pilot line 34 is connected to the outlet of the pump 10 through a flow restrictor 35. The pilot line 34 is also shown below. form of an internal passage passing through the valve 13 and the control valve banks 24 and 25. While the working duct 15 is terminated at the end in the valve bank 25, thus forming a multiple connection intended for supplying fluid to the various valves in a parallel arrangement, pilot line 34 extends through the control valves in a series arrangement and returns from reservoir 11 through drain line 36.
As explained in more detail below, each of the control valves 16 to 23 is arranged such that, when in the neutral position, no flow is deified from the working duct 15 to the cylinder. charge, but flow is allowed through pilot line 34. Thus, when all control valves are in the neutral position, fluid flows from pump 10 through flow restrictor 35, pilot line 34 and drain line 36 to reservoir 11. As long as fluid is flowing through flow restrictor 35, a pressure difference exists between the outlet of pump 10 and pilot line 34.
The latter is thus found at a lower pressure than that of the working duct.
15, when no work is being done.
A flow divider 37 connected between the working duct 15 and the pilot duct 34 is indicated as having a
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valve 38, a freely movable piston 39, and a pair of springs 40,41 establishing a resilient cushion spacer between valve 38 and piston 39. Spring 40 is a relatively stiff spring having a shorter free length, while the spring 41 is a relatively weaker spring having a longer gland free length. The valve 38 is in communication with the outlet of the pump 10 and the piston 39 is in communication with the pilot line 34.
When no work is being done in the circuit, a higher pressure exists in the work duct 15 than in the pilot duct 34, with the result that the valve 38 is pushed out of its seat against the force. of return exerted by the weaker spring 41. This allows the fluid coming from the pump 10 to bypass the banks / valves 24,25 by returning to the reservoir 11 via the return line 42,43,44, being since the spring 41 has a low spring rate, the close! The pressure required to dislodge the valve 38 from its seat is very low.
This in turn requires very low torque to drive the pump 10, so reduced power is required to operate the system when no work is being done.
When one of the working valves 16 to 23 is actuated, the working duct 15 is connected to a lumen of a suitable cylinder, while the other lumen is connected to one of the passageways. exhaust 45, 46 At the same time, the flow through the pilot passage of the control valve is blocked, so that no flow circulates in the restrictor 35. When there is no flow in the latter, the pressure in the pilot duct 34 increases until equal to the pressure in the working duct. When the pressure is established in the pilot duct 34, the piston 39 is pushed in the desired direction.
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to compress the springs 40,41 and move .. valve 38 in the direction of closure.
Since the clam '. The is in the open position when the piston 39 begins to move, a delay of the order of a fraction of a second and required to overcome the inertia of the valve dt the force of the wire is flowing around it. Thus, even if the valve inside is suddenly activated, the system is protected against a hydraulic shock because of this delay in running time: deactivation of the bypass system at low pressure. ..craque the valve 38 is closed, the flow from the pump 1) is sent to the working duct 15 and then to one of the cyl: loading areas.
With all of the flow passing through the working duct 15, pressure builds up in both the working duct 15 and the pilot duct 34. As pressure builds up in these ducts. , the load is gradually accelerated and the piston 39 is brought closer to the valve 38, which further compresses the spring 40. The pressure continues to build up in the two conduits until an equilibrium is reached between the valve. - pet 38 and the piston 39 for a certain state of compression of the spring 40 which depends on the speed at which the charging cylinder is able to accept the fluid coming from the working duct
15.
If the load is unable to accept the full flow capabilities of pump 10, the pressure in working chamber 15 increases slightly, which opens valve 38 and diverts excess fluid to return line 42. .When more than one load is connected simultaneously, the capacity of the system to accept fluid is increased, with the result that less fluid is bypassed to the return line 42. place the load at a speed somewhat lower than the maximum speed capability of the circuit, the control valve core can be moved slightly to allow measurement of the fluid passing through.
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sant the pilot duct 34.
This reduces the pressure in the pilot / acting conduit on the piston 39, resulting in its seat being dislodged from the plug 38 to a lower line pressure to divert a greater proportion of the fluid to the return conduit 42. the more fluid is diverted to the return line, the less fluid is sent to the working line, with the result that the load is shifted at a lower speed.
When it is desired to advance the load "stepwise", the control valve is moved slightly from the neutral position, thus slightly restricting the flow through the pilot line 34. This results in a slight recovery. pressure in the pilot system, therefore conditioning the flow divider to divert the major part of the fluid to the return line 42, while keeping only a minor part in the working line! 5, for the application to the load.
When the load is to be accelerated at a rate below the maximum capacity of the system, the time required to move the piston 39 can be extended by gradual actuation of the control valves. By gradually blocking pilot duct 34, pressure behind piston 39 builds up over a longer period of time. Thus, the proportion of fluid supplied to the working line 15 and to the load is established over a longer period of time.
A sectional view of a valve corresponding to the pilot operated valve 13 is shown in more detail in Figure 3. A valve body 113 includes a working passage 115 for supplying fluid from it. from a pump, such as pump 10, to a control valve bank such as 24. A flow restrictor passage 135 serves to supply fluid from working passage 115 to a pilot passage 134.
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The flow divider assembly 137 also extends between the working passage 115 and the pilot passage 134, in parallel with the flow restrictor 135.If desired, the flow divider 137 may be provided with an orifice 148 to damp the pressure transients,
thereby establishing the conditions for operation in response to continuous state pressure changes in pilot passage 134.
The valve body 113 also includes a return passage 142 having a valve seat 149 penetrating the working passage 115. The valve 138 is held against the seat 149 by springs 140 and 141 to block flow from the valve passage. 115 work towards the return passage 142. The flow divider 137 comprises a movable piston 139, one end of which is provided to come to bear against the springs 140, 141 and the other end of which communicates with the pilot passage 134. the pressure in the pilot passage 134 is low, to the displacement of the valve 138. opposes the more ion and weaker spring 141.
The pressure in the working passage 115 is then effective to move the valve 138 away from its seat 149, in order to divert fluid from the working passage 115 towards the return passage 142, at low pressure. As the pressure in the pilot passage 134 is increased, the piston 139 is moved toward the valve 138, compressing both the weak spring 141 and the stiff spring 140. The valve 138 is then conditioned to operate under high pressure, in releasing or retaining fluid in the working passage 115 depending on the conditions existing in the pilot passage 134.
A control valve similar to valve 21 is shown in more detail in Figure 2. A valve body 55 includes a longitudinal bore 56 in which a core 57 can move longitudinally. As shown, the core 57 is located in the middle. neutral position One working passage 58
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communicates with and forms part of the working duct 15.The passage 58 is provided with connections indicated at 19, so that a group of similar valves can be assembled into a valve bank such as 24 or 25. Analogue connections are provided to connect the exhaust and pilot passages.
The passage 58 communicates with the intake passage 60 and a central working plate 61, via an anti-cavitation valve 90.
When a load is accelerated in one direction by the actuation of the core 57 and is then stopped by moving the core 57, through the neutral position, to the opposite actuation position, the inertia of the load can cause a momentary peak of high pressure in the exhaust passages 69,70. This pressure tip acts on a sleeve 91 to compress a spring 92, therefore isolating passage 58 from passage 60, but allowing fluid to flow from exhaust passage 70 through lumen 93 into the chamber. passage of admission 60, to prevent cavitation.
62,63 working lights are formed in the valve body 55 and extend in communication with the bore i
56 on opposite sides of the passage 60. Measuring slots 64 are formed in the bore 56 between the passage 60 and the slots 62. 63. If preferred, these slits may be formed on the central plate 61. The purpose of these slots is slots is to provide means for delivering fluid in a measured quantity to a load connected to the lumens 62,63.
For example, after a short initial movement of the core 57, the plate 61 begins to overlap the slots 64 so that a very small amount of fluid can pass from the passage 60 to one of the lumens. precise control for placing the load. Another purpose of the measuring slot 64 is to avoid hydraulic shock when the core 57
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is suddenly moved from the neutral position.
The working stage of the core 57 comprises a pair of plates 65,66 separated from the ends of the central plate 61 by grooves 67, 68. In the neutral position, the plates 65,66 isolate the slots 62,63 from the exhaust passages. 69.70. The exhaust passages 69.70 of the valve body correspond to the exhaust passages 45.46 in the circuit diagram. The bore 56 may also be provided with measuring slots 71 adjacent to the exhaust passages 69, 70, to facilitate the passage of fluid from the ports to the exhaust.
The valve body 55 may be provided with expansion and bypass valves 72, 73 to perform a circuit function as indicated by the control valve 21. When a load is set in motion by the actuation of the valve. the control valve and then the valve core is brought back to neutral position, the inertia of the cliare tends to react on the blackcurrant of the machine, sometimes overturning it.
By providing the expansion and bypass valves 72 and 73 between ports 62 and 63, the moving load is safely slowed down by circulating fluid between the ports from one end of the charge cylinder to the other. , when the inertia of the moving load tends to pressurize the fluid in the lumen 62, the pressure acts on the annular shoulder 96 of the valve 73 and on the piston face 97 of the movable spring seat. 98 to open the valve 73, the pressure then acts on the front face 99 of the valve 72, pushing it away from its seat, so that fluid flows from the lumen 62 to the lumen 63.
Passa-le 101 acts as an orifice imposing a time delay in equalizing the pressure on piston face 97 and shoulder 96.This causes the valve to respond to pressure pulses but not no pressure variations
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in the continuous state.
As shown in Figure 2, the two valves 72 and 73 are of symmetrical construction, allowing similar operation under the effect of the pressure pulses in either lumen. When the pressure pulse \ is expected that in a single lumen, as is the case with control valve 23, one of the bypass valves can be replaced with a tubular packing, which transforms the assembly into an expansion valve causing comminication the uen of the lights with the tank, through the exhaust passage.
Bore 56 and core 57 have a pair of stages, a working stage represented by flats 61, 65 and 66, and a pilot stage shown by flats 74, 75 and 76. If desired, a Working stage and a pilot stage can be adjusted longitudinally with respect to each other by means of a threaded portion 77. This allows precise correlation of the pilot circuit with the working circuit.
The pilot stage of bore 56 has a pair of passages 78, 79 arranged so that fluid can flow from one to the other by means of a pilot groove 80, when the core 57 collapses. is in neutral position. Thus, when this core 57 is in neutral position, there is no flow of fluid to the load via the working stage, but a flow of fluid exists via from the pilot floor.
Conversely, when the core 57 is operated in either direction, this state of affairs is reversed so that the flow is blocked by the pilot passage while fluid is supplied to the load from the. work passage 60,
The piloted dishes 74, 75 have measuring slots
EMI11.1
81 intended to gradually modify the flow conditions in the pilot circuit when the core 57 is moved from the neutral position.
When the core 57 is moved away from the neutral position, a pilot plate gradually reduces the flow area
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annular between the plate and the pilot passage, which consequently decreases the flow velocity in the pilot circuit. When the plate or bead has completely retained the annular flow zone, a flow persists through the grooves of the ring. measures 80.81 but at reduced speed. Any further displacement of the core 57 gradually reduces the flow through the groove 81, until finally, the entire groove is closed.
Thus, an initial displacement of the core 57 results in large gradual increases in flow rate in the pilot circuit, followed by small gradual increases in flow rate until substantially all flow is stopped in the pilot circuit. the pilot circuit.
The initial displacement of the core 57 results in the variations described above in the pilot flow before the central working flats or cords 61 overlap the measuring grooves 64. Thus, the variations in the flow. of the pilot system are effective in conditioning the valve 13 to provide high pressure delivery before the load is connected to the working lines 58,15.
Further displacement of the core 57 results in measured flow in both the working stage and the pilot stage of the valve. Thus, the charge can be carefully located by measuring the flow from the conduit. working towards the load through the slots 64, while controlling the amount of fluid supplied to the working lines by measuring the flow in the pilot system through the measuring slots 81.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the present patent.
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