EP0500419B1 - Distributeur proportionnel et ensemble de commande d'une pluralité de récepteurs hydrauliques comportant pour chaque récepteur un tel distributeur - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to proportional hydraulic distributors.
- distributors are devices that are available between a flow generation and a receiver to control the operation of the receiver by adapting the way it is connected to the flow generation.
- Proportional type distributors include not only a controlled drawer whose position determines the section of a constriction, but also an automatic compensating drawer to maintain constant the pressure difference between the upstream and downstream of this constriction, so that at a given position of the controlled slide corresponds to a given flow of fluid. Consequently, when a receiver is controlled with a proportional distributor, its operating speed is fixed by the position of the controlled drawer, independently of the load that the receiver supports.
- the circuit includes load detection means called "load-sensing" which bring the pressure of the most loaded receiver towards the generation of flow. , to which pressure responds the generation of flow by producing an operating pressure equal to the load-sensing pressure plus a constant; and secondly, where the distributor has a compensating drawer which automatically takes a position where it produces upstream of the throttle of the controlled drawer a second throttling of appropriate section, the compensating drawer comprising two opposite active surfaces, a first surface subjected to pressure upstream of the first throttle to urge the drawer in the direction of closing, and a second surface subjected to pressure downstream of the first throttle to urge the compensating drawer in the direction of opening.
- load detection means called "load-sensing" which bring the pressure of the most loaded receiver towards the generation of flow.
- pressure responds the generation of flow by producing an operating pressure equal to the load-sensing pressure plus a constant
- the distributor has a compensating drawer which automatically takes a position where it produces upstream of the throttle of the controlled drawer a second
- the invention proposes that said additional means are provided so that the compensating drawer is further urged in the closing direction by a substantially constant force, said first and second active surfaces of the compensating drawer , and said complementary means being dimensioned so that in service the pressure difference between the upstream and downstream of the first throttle, depends on the difference between the service and load-sensing pressures, according to a linear function with strictly coefficient positive and strictly negative constant.
- the receivers each slow down in the event of excessive demand for flow, the speed ratios between the receivers each being preserved.
- proportional distributors according to the invention are therefore particularly advantageous from the safety point of view, for example in public works vehicles where they make it possible to completely avoid the risk of accident in the event of excessive demand for flow, since the various cylinders can no longer escape the driver's control as before.
- said first and second active surfaces of the compensating slide have a similar dimensioning
- said first active surfaces of the first and second pistons have a similar dimensioning
- said second active surfaces of the first and second pistons have a similar dimensioning
- each distributor has a compensating drawer operating according to the same linear function.
- At least one of the distributors has a compensating drawer operating according to a different linear function.
- the distributor 70 illustrated in FIG. 1 is similar to that described in French patent FR-B-2,562,632, with the exception of its pressure compensating device.
- stator block 1 in the bore 2 of which slides a cylindrical controlled drawer 3.
- switching of the hydraulic circuits is effected by displacement of the grooves of the drawer 3 in front of the lights of the stator.
- the drawer 3 is provided with a spring return device of known type, comprising a helical spring 4, compressed between the shoulders 5 and 6 of two rings 7 and 8, trapped between two shoulders of the end 9 of the drawer 3, around which they can slide.
- a spring return device of known type, comprising a helical spring 4, compressed between the shoulders 5 and 6 of two rings 7 and 8, trapped between two shoulders of the end 9 of the drawer 3, around which they can slide.
- the drawer 3 is spontaneously returned to a neutral rest position, while it is pushed to the right (FIG. 1) when a pilot pressure is sent into an opening 10 of the fixed cap 61.
- a pilot pressure is sent opposite, in an opening 11 of the cap 62 at its other end.
- the three-position slide 3 is used to control a double-acting hydraulic cylinder 12.
- one of the sections of the cylinder 12 is connected to a first channel use 13 of the stator 1, while the opposite section of the jack 12 is connected to a second use pipe 14 of the stator 1.
- the distributor receives in an annular chamber 15, the pressure sent by a generation of flow 71.
- the supply chamber 15 surrounds a cylindrical compensating slide 16 provided with a radial bore 22, communicating with a blind axial bore 23.
- the latter opens onto a seat capable of being closed off or unmasked by a ball 24 whose return spring 25 is compressed inside the compensating drawer 16.
- the chamber containing the ball 24 and the spring 25 opens through a lateral opening 26 in an annular chamber 27 surrounding the central part of the controlled drawer 3.
- the controlled slide 3 has an axial internal housing, 28 on the left, 29 on the right.
- the housing 28 communicates with the outside of the drawer by two radial bores referenced respectively 30 and 31. Likewise, the housing 29 opens onto two radial bores 32 and 33.
- the bore 30 faces a solid part 34 of the stator which closes it, between two annular chambers 35 and 36.
- the chamber 35 communicates with the first use pipe 13, while the chamber 36 is connected to the return circuit.
- the bore 32 is closed at rest, by a solid part 37, located between two annular chambers 38 and 39.
- the chamber 38 communicates with the second use pipe 14, while the chamber 39 is connected to the return circuit .
- the stator defines, in the bore, a solid part 40, in front of which is capable of moving a groove 41 of the drawer 3.
- annular stator chamber 42 Around the drawer 3, in the zone situated around the bore 31 when the drawer 3 is pushed to the right (FIG. 1), there is an annular stator chamber 42.
- the drawer 3 has a groove 43 movable in front of a solid part 44 of the stator.
- a solid part 44 of the stator Around passage 33 when drawer 3 is pushed to the left, there is an annular stator chamber 45.
- the two chambers 42 and 45 are connected by a pipe 46 called the load sensing pipe.
- a first booster valve 52 is mounted in parallel on the first use pipe 13.
- a booster valve 53 is mounted in parallel on the second user pipe 14. Behind the valves 52 and 53, is finds a chamber 54 connected to the oil return circuit.
- a pressure relief valve, respectively 55 and 56, is provided on the side of each of the use pipes 13, 14, which can thus flow into the return chambers, respectively 36, 39.
- the chambers 27, 35 and 38 are closed, so that the jack 12 is immobilized while no flow passes through the distributor.
- the pipe 46 communicates through the grooves 41 and 43 respectively with the chamber 36 and the chamber 39, that is to say that it is connected to the return circuit.
- the slide 3 slides to the right with an amplitude determined by the value of the pilot pressure, which is balanced with the opposing thrust of the spring 4, more or less compressed.
- the supply pressure of the chamber 27 is sent into the line 13 through the groove 49 and the chamber 35, while the line 14 communicates with the return chamber 39 through the groove 51.
- Each of the grooves 49 and 51 determines a constriction whose cross section is determined by the position of the drawer 3.
- the pipe 46 communicates on the left with the pipe 13 through the passages 31, 28 and 30, while on the right it is closed. The pressure downstream of the throttle provided by the groove 49 is thus transmitted to the pipe 46.
- the slide 3 slides to the left to a position determined by the amplitude of the pilot pressure.
- the supply pressure of the chamber 27 is sent into the line 14 passing through the groove 50 and the chamber 38, while the line 13 communicates with the return chamber 36 through the groove 48.
- Each of the grooves 48 and 50 determines a constriction, the section of which is determined by the position of the drawer 3.
- the pipe 46 communicates on the right with the pipe 14 by the holes 33, 29 and 32, while on the left it is closed. The pressure downstream of the throttle provided by the groove 50 is thus transmitted to the pipe 46.
- the circuit selector 99 (also called OR function) has one of its inputs which communicates with the pipe 46 by a channel 72, and its other input which communicates with a channel 73 connected to the output pipe of the circuit selector d '' a similar distributor.
- the pressure in the line 46 is the highest, so that the circuit selector 99 adopts the illustrated position where it transmits by its output to the line 74 the operating pressure of the cylinder 12, which is the pressure of highest use of all receivers that feeds the flow generation 71. More generally, as is clearly seen in FIG. 2, it is always the pressure of the most loaded receiver which is applied to the pipe 74, this pressure known as load sensing being transmitted to the generation of flow 71 which produces a working pressure normally equal to the load sensing pressure plus a constant.
- the compensating slide 16 also called a balance, is movable in a bore 80 of the stator 1 and has around the channel 22 a groove 81 which produces, depending on the position of the slide, a more or less significant constriction upstream of the constriction provided by the drawer 3 on the supply line of the jack 12, according to the position taken by the drawer 16.
- This comprises two opposite active surfaces, on the left a surface 82 subjected to the pressure upstream of the throttle provided by the slide 3, and on the right a surface 83 subjected to the pressure prevailing in the pipe 46, that is to say that is to say the operating pressure of the jack 12.
- This slide 16 is biased on the left in the direction of closing the throttle that it produces, and on the right in the direction of opening.
- each piston 84 or 85 comes into contact with the compensating slide by a stud, and slides in a cylinder, respectively 86 or 87, screwed into the stator 1 coaxially with the bore 80, each cylinder being open on the inside and closed on the side. outside, the cylinder 86 sealingly crossing the pipe 46.
- the pistons 84 and 85 are similar and each have L-shaped passages which allow the chamber located between the piston and the bottom of the cylinder to communicate with the pipe 89 or 90, respectively.
- Line 89 is connected to the load sensing line of the flow generation, so that it is brought to the load sensing pressure, while the pipe 90 is connected to the service line so that it is brought to the service pressure.
- the pistons 84 and 85 each have two opposite active surfaces, one of which (91 for the cylinder 84 and 92 for the cylinder 85) is opposite the corresponding active surface of the drawer 16 (respectively 82 and 83), and subjected to the same pressure.
- the second active surface 93 of the piston 84 is subjected to the load sensing pressure, and the second active surface 94 of the piston 85 is subjected to the operating pressure.
- a spring 95 applies the piston 84 against the drawer 16.
- the effective value of surfaces 82 and 83 is similar (denoted S1), the same is true for the effective value of surfaces 91 and 92 (denoted S2), and also the same for the effective value of surfaces 93 and 94 (denoted S3 ).
- conduits 89 and and 90 pass through the entire distributor 70, so that the possibility remains of making all the connections between distributors, by simply joining these latter end-to-end.
- FIG. 2 schematically shows the distributor 70 attached to a similar distributor 70 ', all the elements relating to the latter bearing the same reference as above but assigned an index premium.
- the distributor furthest from the pump, here 70 ′ does not receive a circuit selector with an input connected to the reservoir, but has its channel 74 directly connected to the pipe 46.
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Description
- L'invention a trait aux distributeurs hydrauliques proportionnels.
- On sait que les distributeurs sont des appareils qu'on dispose entre une génération de débit et un récepteur pour commander le fonctionnement du récepteur en adaptant la façon dont il est connecté à la génération de débit.
- Les distributeurs du type proportionnel comportent non seulement un tiroir commandé dont la position détermine la section d'un étranglement, mais aussi un tiroir compensateur automatique pour maintenir constante la différence de pression entre l'amont et l'aval de cet étranglement, afin qu'à une position donnée du tiroir commandé corresponde un débit donné de fluide. Par conséquent, lorsqu'un récepteur est commandé avec un distributeur proportionnel, sa vitesse de fonctionnement est fixée par la position du tiroir commandé, indépendamment de la charge que supporte le récepteur.
- Lorsque la génération de débit est utilisée pour alimenter une pluralité de récepteurs à chacun desquels correspond un distributeur proportionnel, il peut arriver que le débit total demandé par les récepteurs excède le débit maximal que la pompe est en mesure de fournir. Les tiroirs compensateurs respectifs ne sont alors plus en mesure de maintenir dans chacun des distributeurs la différence de pression entre l'amont et l'aval de l'étranglement à la constante préfixée, de sorte que les récepteurs les plus chargés ralentissent ou s'arrêtent alors que les moins chargés peuvent continuer à fonctionner.
- L'invention vise à éviter ces désordres, plus particulièrement dans le cas où, d'une part, le circuit comporte des moyens de détection de charge dits "Load-sensing" qui ramènent vers la génération de débit la pression du récepteur le plus chargé, à laquelle pression répond la génération de débit en produisant une pression de service égale à la pression de load-sensing plus une constante ; et d'autre part, où le distributeur comporte un tiroir compensateur qui prend automatiquement une position où il produit à l'amont de l'étranglement du tiroir commandé un deuxième étranglement de section appropriée, le tiroir compensateur comportant deux surfaces actives opposées, une première surface soumise à la pression en amont du premier étranglement pour solliciter le tiroir dans le sens de la fermeture, et une deuxième surface soumise à la pression en aval du premier étranglement pour solliciter le tiroir compensateur dans le sens de l'ouverture.
- On a déjà proposé dans l'état de la technique selon FR-A-2 548 290, correspondant au distributeur décrit par le préambule de la revendication 1, de prévoir des moyens complémentaires pour que le tiroir compensateur soit en outre sollicité dans le sens de la fermeture par la pression de load-sensing, et dans le sens de l'ouverture par la pression de service de la génération de débit.
- Pour éviter totalement les désordres précités, l'invention propose quant à elle que lesdits moyens complémentaires soient prévus pour que le tiroir compensateur soit en outre sollicité dans le sens de la fermeture par une force sensiblement constante, lesdites première et deuxième surfaces actives du tiroir compensateur, et lesdits moyens complémentaires étant dimensionnés pour qu'en service la différence de pression entre l'amont et l'aval du premier étranglement, dépende de la différence entre les pressions de service et de load-sensing, suivant une fonction linéaire à coefficient strictement positif et à constante strictement négative.
- Si l'on note Pi la pression en amont de l'étranglement, PUi la pression en aval de l'étranglement, P la pression de service et PU la pression de load sensing, le tiroir compensateur maintient la chute de pression Pi-PUi dans l'étranglement du tiroir commandé, selon l'équation :
où k₁ et k₂ sont strictement positifs. - Tant que la génération de débit fonctionne normalement, P-PU reste constant et par conséquent, Pi-PUi reste constant, c'est-à-dire que le tiroir compensateur fonctionne comme dans l'art antérieur, et notamment comme dans le brevet français FR-B-2 562 632 appartenant à la Demanderesse, où le tiroir compensateur est sollicité par un ressort dans le sens de l'ouverture.
- En cas de demande de débit supérieur à celui capable d'être fourni, P-PU devient inférieur à sa valeur normale, de sorte que Pi-PUi va diminuer. Si chacun des distributeurs de l'installation est conforme à l'invention, et qu'ils ont tous été réglés avec le même coefficient k₁ et la même constante -k₂, alors dans chacun des distributeurs Pi- PUi va diminuer de la même quantité. Par conséquent, chaque distributeur se voit appliquer le même taux de réduction de débit (égal à : débit disponible à la génération de débit/débit total demandé).
- Ainsi, les récepteurs ralentissent chacun en cas de demande excessive en débit, les rapports de vitesse entre les récepteurs étant chacun conservés.
- On notera qu'il est essentiel qu'une force s'applique sur le tiroir compensateur dans le sens de la fermeture, car sans cette force on ne résoudrait que partiellement le problème technique d'éviter les désordres précités en cas de demande excessive en débit.
- En effet, il arrive un moment où P-PU devient trop petit pour que soit obtenu le Pi-PUi nécessaire dans certains distributeurs, notamment celui correspondant au récepteur le plus chargé. Si l'on continue alors d'alimenter les récepteurs, on se retrouve avec des désordres similaires à ceux rencontrés antérieurement.
- En revanche, avec la force appliquée dans le sens de la fermeture, il est possible de fermer totalement le tiroir compensateur lorsque P-PU devient trop petit. Par conséquent, avec une batterie de distributeurs proportionnels conformes à l'invention, et en cas de demande excessive en débit, on peut maintenir les rapports de vitesse entre les récepteurs tant que cela reste possible, et arrêter tous les récepteurs lorsque l'excès de demande est trop important pour que tous les rapports soient maintenus.
- Les distributeurs proportionnels selon l'invention sont donc particulièrement avantageux sur le plan de la sécurité, par exemple dans les engins de travaux publics où ils permettent d'éviter totalement les risques d'accident en cas de demande excessive en débit, puisque les différents vérins ne peuvent plus échapper au contrôle du conducteur comme antérieurement.
- Selon des caractéristiques préférées de l'invention, lesdits moyens complémentaires comportent :
- de chaque côté du tiroir compensateur, un piston mobile coaxialement, venant en contact ou solidarisé avec le tiroir compensateur, comportant deux surfaces actives opposées, une première surface qui est en regard d'une desdites surfaces actives du tiroir compensateur et soumise à la même pression, et une deuxième surface soumise, pour un premier piston dont la première surface est en regard de la première surface du tiroir compensateur, à la pression de load sensing, et pour un deuxième piston dont la première surface est en regard de la deuxième surface du tiroir compensateur, à la pression de service ; et,
- un ressort sollicitant le premier piston vers le tiroir compensateur.
- Ces caractéristiques offrent l'avantage de permettre la mise en oeuvre de l'invention en ne réalisant que des modifications particulièrement simples sur un distributeur antérieur, tel que celui décrit dans le brevet français FR-B-2 562 632 précité.
- De préférence, lesdites première et deuxième surfaces actives du tiroir compensateur ont un dimensionnement similaire, lesdites premières surfaces actives du premier et du deuxième pistons ont un dimensionnement similaire, et lesdites deuxièmes surfaces actives du premier et du deuxième pistons ont un dimensionnement similaire.
- Ainsi, si l'on note S₁ la valeur efficace des première et deuxième surfaces du tiroir compensateur, S₂ la valeur efficace des premières surfaces des pistons, S₃ la valeur efficace des deuxièmes surfaces des pistons, et F la force procurée par le ressort, on obtient :
On notera que l'invention vise non seulement le distributeur proportionnel qui vient d'être exposé, mais aussi un ensemble de commande d'une pluralité de récepteurs hydrauliques, comportant pour chaque récepteur un distributeur tel que précédemment exposé. - De préférence, pour les raisons exposées ci-dessus, chaque distributeur comporte un tiroir compensateur fonctionnant suivant la même fonction linéaire.
- En variante, au moins l'un des distributeurs comporte un tiroir compensateur fonctionnant suivant une fonction linéaire différente.
- On peut ainsi établir une priorité de délestage ou de maintien en fonctionnement pour un ou plusieurs récepteur(s).
- L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un distributeur proportionnel conforme à l'invention ; et
- la figure 2 est un schéma d'un circuit hydraulique comportant un ensemble de commande avec deux distributeurs similaires à celui montré sur la figure 1, accolés bout-à-bout.
- Le distributeur 70 illustré sur la figure 1 est similaire à celui décrit dans le brevet français FR-B-2 562 632, à l'exception de son dispositif compensateur de pression.
- Il comporte un bloc statorique 1, dans l'alésage 2 duquel coulisse un tiroir commandé cylindrique 3. A la manière habituelle, la commutation des circuits hydrauliques s'effectue par déplacement des gorges du tiroir 3 devant des lumières du stator.
- A son extrémité gauche, par exemple, le tiroir 3 est pourvu d'un dispositif de rappel par ressort de type connu, comprenant un ressort hélicoïdal 4, comprimé entre les épaulements 5 et 6 de deux bagues 7 et 8, prisonnières entre deux épaulements de l'extrémité 9 du tiroir 3, autour de laquelle elles peuvent coulisser. Ainsi, le tiroir 3 est spontanément rappelé à une position neutre de repos, tandis qu'il est poussé à droite (figure 1) lorsqu'on envoie une pression de pilotage dans une ouverture 10 du chapeau fixe 61. Au contraire, il est poussé vers la gauche lorsqu'une pression de pilotage est envoyée à l'opposé, dans une ouverture 11 du chapeau 62 de son autre extrémité. Dans l'exemple illustré, on a supposé que le tiroir à trois positions 3 est utilisé pour assurer la commande d'un vérin hydraulique double effet 12. Pour cela, 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 annulaire 15, la pression envoyée par une génération de débit 71.
- La chambre d'alimentation 15 entoure un tiroir compensateur cylindrique 16 pourvu d'un perçage radial 22, communiquant avec un perçage axial borgne 23. Ce dernier 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 compensateur 16. La chambre 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 commandé 3.
- A chacune de ses deux extrémités, le tiroir commandé 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 respectivement 30 et 31. De même, le logement 29 débouche sur deux perçages radiaux 32 et 33.
- Lorsque le tiroir 3 est à sa position neutre de repos, le perçage 30 fait face à une partie pleine 34 du stator qui l'obture, entre deux chambres annulaires 35 et 36. La chambre 35 communique avec la première canalisation d'utilisation 13, alors que la chambre 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 annulaires 38 et 39. La chambre 38 communique avec la seconde canalisation d'utilisation 14, alors que la chambre 39 est reliée au circuit de retour.
- Entre les perçages 30 et 31, le stator définit, dans l'alésage, une partie pleine 40, devant laquelle est susceptible de se déplacer une gorge 41 du tiroir 3.
- Autour du tiroir 3, dans la zone située autour du perçage 31 lorsque le tiroir 3 est poussé à droite (figure 1), se trouve une chambre statorique annulaire 42.
- De même, à son extrémité opposée, le tiroir 3 possède une gorge 43 mobile devant une partie pleine 44 du stator. Autour du passage 33 lorsque le tiroir 3 est repoussé vers la gauche, se trouve une chambre statorique annulaire 45.
- Les deux chambres 42 et 45 sont reliées par une canalisation 46 dite canalisation de load sensing.
- Des encoches de progressivité équipent les différentes gorges du tiroir, 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'utilisation 13. De même, un clapet de gavage 53 est monté en parallèle sur la seconde canalisation d'utilisation 14. Derrière les clapets 52 et 53, se trouve une chambre 54 reliée au circuit de retour d'huile.
- Un clapet de surpression, respectivement 55 et 56, est prévu sur le côté de chacune des canalisations d'utilisation 13, 14, qui peuvent ainsi se déverser dans les chambres de retour, respectivement 36, 39.
- Le fonctionnement du tiroir commandé 3 va maintenant être décrit.
- En position neutre, les chambres 27, 35 et 38 sont obturés, de sorte que le vérin 12 est immobilisé alors qu'aucun débit ne passe dans le distributeur. En outre, la canalisation 46 communique par les gorges 41 et 43 respectivement avec la chambre 36 et la chambre 39, c'est-à-dire qu'elle est raccordée au circuit de retour.
- Lorsqu'une pression de pilotage est envoyée par l'ouverture 10, comme c'est le cas sur la figure 1, le tiroir 3 coulisse vers la droite avec une amplitude déterminée par la valeur de la pression de pilotage, qui s'équilibre avec la poussée antagoniste du ressort 4, plus ou moins comprimé. La pression d'alimentation de la chambre 27 est envoyée dans la canalisation 13 en passant par la gorge 49 et la chambre 35, alors que la canalisation 14 communique avec la chambre de retour 39 par la gorge 51. Chacune des gorges 49 et 51 détermine un étranglement dont la section est déterminée par la position du tiroir 3. En outre, la canalisation 46 communique à gauche avec la canalisation 13 par les passages 31, 28 et 30, tandis qu'à droite elle est obturée. La pression en aval de l'étranglement procuré par la gorge 49 est ainsi transmise à la canalisation 46.
- Lorsqu'une pression de pilotage est envoyée par l'ouverture 11, le tiroir 3 coulisse vers la gauche jusqu'à une position déterminée par l'amplitude de la pression de pilotage. La pression d'alimentation de la chambre 27 est envoyée dans la canalisation 14 en passant par la gorge 50 et la chambre 38, alors que la canalisation 13 communique avec la chambre de retour 36 en passant par la gorge 48. Chacune des gorges 48 et 50 détermine un étranglement dont la section est déterminée par la position du tiroir 3. En outre, la canalisation 46 communique à droite avec la canalisation 14 par les perçages 33, 29 et 32, tandis qu'à gauche elle est obturée. La pression en aval de l'étranglement procurée par la gorge 50 est ainsi transmise à la canalisation 46.
- On voit ainsi qu'en position neutre, la canalisation 46 est mise à la pression du circuit de retour, tandis que dans chacune des positions de travail, elle est portée à la pression en aval de l'étranglement procuré par le tiroir 3 sur la ligne d'alimentation du vérin 12, c'est-à-dire à la pression d'utilisation de celui-ci.
- Le sélecteur de circuit 99 (dit aussi fonction OU) a l'une de ses entrées qui communique avec la canalisation 46 par un canal 72, et son autre entrée qui communique avec un canal 73 relié à la canalisation de sortie du sélecteur de circuit d'un distributeur similaire. Ici, la pression dans la canalisation 46 est la plus forte, de sorte que le sélecteur de circuit 99 adopte la position illustrée où il transmet par sa sortie à la canalisation 74 la pression d'utilisation du vérin 12, qui est la pression d'utilisation la plus élevée de l'ensemble des récepteurs qu'alimente la génération de débit 71. Plus généralement, comme cela apparaît clairement sur la figure 2, c'est toujours la pression du récepteur le plus chargé qui est appliquée à la canalisation 74, cette pression dite de load sensing étant transmise à la génération de débit 71 qui produit une pression de service normalement égale à la pression de load sensing plus une constante.
- Le tiroir compensateur 16, dit aussi balance, est mobile dans un alésage 80 du stator 1 et comporte autour du canal 22 une gorge 81 qui produit, en fonction de la position du tiroir, un étranglement plus ou moins important en amont de l'étranglement procuré par le tiroir 3 sur la ligne d'alimentation du vérin 12, suivant la position prise par le tiroir 16.
- Celui-ci comporte deux surfaces actives opposées, à gauche une surface 82 soumise à la pression en amont de l'étranglement procuré par le tiroir 3, et à droite une surface 83 soumise à la pression régnant dans la canalisation 46, c'est-à-dire la pression d'utilisation du vérin 12. Ce tiroir 16 est sollicité à gauche dans le sens de la fermeture de l'étranglement qu'il produit, et à droite dans le sens de l'ouverture.
- De chaque côté du tiroir 16, est disposé un piston mobile coaxialement, 84 à gauche et 85 à droite. Chaque piston 84 ou 85 vient en contact avec le tiroir compensateur par un téton, et coulisse dans un cylindre, respectivement 86 ou 87, vissé dans le stator 1 coaxialement à l'alésage 80, chaque cylindre étant ouvert du côté intérieur et fermé du côté extérieur, le cyclindre 86 traversant de façon étanche la canalisation 46.
- Les pistons 84 et 85 sont similaires et comportent chacun des passage en L qui permettent de faire communiquer la chambre située entre le piston et le fond du cylindre avec la canalisation 89 ou 90, respectivement. La canalisation 89 est reliée à la conduite de load sensing de la génération de débit, de sorte qu'elle est portée à la pression de load sensing, tandis que la canalisation 90 est reliée à la conduite de service de sorte qu'elle est portée à la pression de service. Les pistons 84 et 85 comportent chacun deux surfaces actives opposées, dont l'une (91 pour le vérin 84 et 92 pour le vérin 85) est en regard de la surface active correspondante du tiroir 16 (respectivement 82 et 83), et soumise à la même pression.
- La deuxième surface active 93 du piston 84 est soumise à la pression de load sensing, et la deuxième surface active 94 du piston 85 est soumise à la pression de service. Un ressort 95, dont la force est réglable avec la vis 96, applique le piston 84 contre le tiroir 16.
- La valeur efficace des surfaces 82 et 83 est similaire (notée S₁ ), il en est de même pour la valeur efficace des surfaces 91 et 92 (notée S₂), et également de même pour la valeur efficace des surfaces 93 et 94 (notée S₃).
-
- les pistons 84 et 85 doivent rester en contact en service avec le tiroir 16 ;
- le tiroir 16 doit se fermer pour une certaine valeur minimum a de P-PU, de sorte que :
- le tiroir 16 doit assurer en service normal, ou P-PU = c, une valeur b à Pi-PUi de sorte que :
- On notera que le premier impératif susvisé n'existe pas dans une variante où les pistons 84 et 85 sont solidairisés au tiroir 16.
- On voit aussi qu'on peut rattraper dans une certaine mesure les différences, dues aux tolérances de fabrication, qu'il pourrait y avoir dans les différents distributeurs sur les valeurs des surfaces actives.
- On observera que les transformations effectuées au distributeur décrit dans le brevet français FR-B-2 562 632 pour parvenir au présent distributeur, sont particulièrement simples à mettre en oeuvre.
- On notera encore, que les conduits 89 et et 90 traversent tout le distributeur 70, de sorte qu'on conserve la possibilité d'effectuer tous les raccordements entre distributeurs, en accolant simplement ces derniers bout-à-bout.
- Cette possibilité est illustrée de façon un peu plus complète sur la figure 2, qui montre schématiquement le distributeur 70 accolé à un distributeur similaire 70', tous les éléments se rapportant à celui-ci portant la même référence que précédemment mais affectée d'un indice prime.
- On observera notamment la disposition en cascade des sélecteurs de circuit qui permet de ramener à la génération de débit 71 la pression du récepteur la plus élevée.
- Dans un variante visant la simplification maximum, le distributeur le plus éloigné de la pompe, ici 70', ne reçoit pas de sélecteur de circuit avec une entrée reliée au réservoir, mais a son canal 74 directement connecté à la canalisation 46.
Claims (9)
- Distributeur proportionnel pour commander un récepteur hydraulique (12) en le connectant de façon approprié à une génération de débit (71) produisant une pression de service normalement égale à une pression de régulation qui lui est appliquée, dite load sensing, plus une constante ; comportant : un tiroir commandé (3) dont la position détermine la section d'un étranglement ; un tiroir compensateur (16) pour réguler la différence de pression entre l'amont et l'aval dudit étranglement, le tiroir compensateur prenant automatiquement une position où il produit à l'amont dudit étranglement un deuxième étranglement de section appropriée, ce tiroir compensateur comportant deux surfaces actives opposées, une première surface (82) soumise à la pression en amont du premier étranglement pour solliciter le tiroir (16) dans le sens de la fermeture, et une deuxième surface (83) soumise à la pression en aval du premier étranglement pour solliciter le tiroir compensateur dans le sens de l'ouverture ; et des moyens complémentaires pour que le tiroir compensateur (16) soit en outre sollicité dans le sens de la fermeture par la pression de load sensing, et dans le sens de l'ouverture, par la pression de service ; distributeur proportionnel caractérisé en ce que lesdits moyens complémentaires sont prévus pour que le tiroir compensateur soit en outre sollicité dans le sens de la fermeture par une force sensiblement constante, lesdites première et deuxième surfaces actives (82, 83) du tiroir compensateur, et lesdits moyens complémentaires (84, 85, 95) étant dimensionnés pour qu'en service la différence de pression entre l'amont et l'aval du premier étranglement, dépende de la différence entre les pressions de service et de load sensing suivant une fonction linéaire à coefficient strictement positif et à constante strictement négative.
- Distributeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens complémentaires comportent :- de chaque côté du tiroir compensateur (16), un piston (84, 85) mobile coaxialement, venant en contact ou solidarisé avec le tiroir compensateur, comportant deux surfaces actives opposées, une première surface (91, 92) qui est en regard d'une desdites surfaces actives (82, 83) du tiroir compensateur et soumise à la même pression, et une deuxième surface (93, 94) soumise, pour un premier piston (84) dont la première surface (91) est en regard de la première surface (82) du tiroir compensateur, à la pression de load sensing, et pour un deuxième piston (85) dont la première surface (92) est en regard de la deuxième surface (83) du tiroir compensateur, à la pression de service ; et- un ressort (95) sollicitant le premier piston vers le tiroir compensateur.
- Distributeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième surfaces actives (82, 83) du tiroir compensateur ont un dimensionnement similaire, lesdites premières surfaces actives (91, 92) du premier et du deuxième pistons ont un dimensionnement similaire, et lesdites deuxièmes surfaces actives (93, 94) du premier et du deuxième pistons ont un dimensionnement similaire.
- Distributeur selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un corps statorique (1) comportant un alésage (80) dans lequel est mobile le tiroir compensateur (16), lesdits premier et deuxième piston (84, 85) étant chacun mobile dans un cylindre (86, 87) rapporté coaxialement sur ledit corps.
- Distributeur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des conduits transversaux (89, 90) connectés respectivement à la conduite de load sensing et à la conduite de service, tandis que chaque piston (84, 85) comporte un perçage, afin d'amener respectivement la pression de load sensing et la pression de service à une chambre située entre le piston (84, 85) et le fond du cylindre (86, 87).
- Distributeur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le contact entre les pistons (84, 85) et le tiroir compensateur (16) se fait par des tétons.
- Ensemble de commande d'une pluralité de récepteurs hydrauliques, comportant pour chacun des récepteurs un distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
- Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque tiroir compensateur fonctionne suivant la même fonction linéaire.
- Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un des distributeurs comporte un tiroir compensateur fonctionnant suivant une fonction linéaire différente.
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