FR2532007A1 - Dispositif de commande pour un ensemble moteur d'entrainement - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN ENSEMBLE MOTEUR D'ENTRAINEMENT. LE DISPOSITIF COMPREND UNE VALVE HYDRAULIQUE 51 DE COMMANDE DU PLATEAU OSCILLANT 98 D'UN MOTEUR 90 A PISTONS 91. LA CYLINDREE DU MOTEUR HYDRAULIQUE EST COMMANDEE EN FONCTION A LA FOIS D'UN ORDRE D'ENTREE 12, DE LA POSITION DU PLATEAU OSCILLANT 98 ET DE LA VITESSE DE L'ARBRE 93 DE SORTIE DU MOTEUR. DOMAINE D'APPLICATION : COMMANDE DES GOUVERNES D'UN AVION, D'UN AERONEF, ETC.

Description

L'invention concerne un dispositif de commande destiné à un ensemble

moteur d'entraînement à cylindrée

variable et haut rendement énergétique.

Dans l'industrie aéronautique, il existe-un très grand nombre de situations dans lesquelles il se produit un appel de puissance hydraulique, dans des avions et des aéronefs, pour l'actionnement d'un élément L'élément actionné peut être un volet ou touteautre gouverne La demande incessante de réduction de poids et de rendement

de fonctionnement a été renforcée par l'élévation impor-

tante du coût du carburant, ainsi que par les environne-

ments plus exotiques rencontrés par les avions de combat

à hautes performances.

Parmi les progrès les plus récents apportés aux systèmes hydrauliques de commande à moteur satisfaisant le critère souhaitable de réduction de poids et de rendement accru, on peut citer le dispositif décrit dans le brevet

des Etats-Unis d'Amérique No 4 191 094.

Le brevet précité concerne un ensemble moteur d'entraînement destiné à la commande d'un inverseur de poussée dans un moteur d'avion L'inverseur de poussée peut être manoeuvré entre des positions de repli et de

déploiement et il comprend un moteur hydraulique bidirection-

nel équipé d'un plateau oscillant à positions variables destiné à commander la cylindrée du moteur Une structure de commande est destinée à faire circuler un fluide dans le moteur, dans un sens ou dans l'autre La structure de commande comprend également un piston relié au plateau

oscillant afin de placer le moteur dans un état correspon-

dant à un minimum, ou dans un état correspondant à un maximum, ou dans tout autre état intermédiaire Il est également prévu une servovalve destinée à régler la position

du piston dans le cylindre de commande et un piston diffé-

rentiel qui est relié fonctionnellement à la servovalve pour en assurer le positionnement Le piston est sensible à la chute de pression se produisant dans le moteur, dans un sens de fonctionnement ou dans l'autre, de façon à régler la cylindrée du moteur à la plus faible valeur

possible, compte tenu de la charge imposée au moteur.

Le dispositif décrit dans le brevet précité exige également

l'inversion de la pression hydraulique appliquée aux ori-

fices d'entrée du moteur hydraulique afin d'inverser le sens de marche de ce moteur, et il règle la vitesse du

moteur au moyen d'une valve de décharge dissipative.

L'invention telle que décrite ci-après se distin-

gue avantageusement du dispositif décrit dans le brevet-.

précité par le fait que la cylindrée du moteur hydraulique est commandée, en outre, en fonction de la vitesse de l'élément de sortie de l'ensemble moteur d'entratnement,

tout en restituant simultanément de la puissance hydrau-

lique au dispositif de commande dans le cas o l'élément de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement est soumis

à une charge assistant le mouvement de cet élément L'in-

vention telle que décrite ci-après se distingue en outre du dispositif décrit dans le brevet précité par le fait que l'inversion du sens de marche du moteur hydraulique

n'exige pas l'inversion de la pression hydraulique appli-

quée aux orifices du moteur ni l'utilisation d'une valve de décharge dissipative d'énergie pour commander la vitesse

du moteur hydraulique.

L'état avancé de la technique est également décrit dans le brevet dês Etats-Unis d'Amérique No 4 210 066 qui concerne un ensemble moteur d'entraînement comprenant un moteur hydraulique bidirectionnel équipé d'un plateau oscillant à positions variables pour la commande de la cylindrée de ce-moteur Il est prévu une structure de commande qui comprend une valve faisant circuler un fluide à travers le moteur, dans un sens ou dans l'autre Un cylindre et un piston de commande sont reliés au plateau oscillant pour régler le moteur dans l'une ou l'autre

des positions de cylindrée minimale ou maximale.

L'ensemble moteur d'entraînement décrit dans le brevet No 4 210 066 précité, aussi perfectionné qu'il soit, ne présente cependant pas les caractéristiques avantageuses indiquées en détail ci-dessus en ce qui concerne le dispositif décrit dans le brevet N O 4 191 094 précité. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 302 389

concerne un dispositif de régulation destiné à une trans-

mission hydraulique du type à tambour, et il constitue une forme antérieure de réalisation d'un moteur hydraulique commandé par plateau oscillant dont la position et, par conséquent, la cylindrée du moteur dépendent de la vitesse d'entrée du moteur, de l'ordre d'entrée demandé et de la position du plateau -Il ntest pas suggéré, dans le brevet No 3 302 389 précité, d'utiliser la vitesse de sortie de l'ensemble d'entraînement pour commander la

position du plateau oscillant, comme cela est misoen évi-

dence dans la description qui suit de la présente invention.

L'invention concerne plus particulièrement un

dispositif de commande destiné à un ensemble moteur d'en-

trainement comportant un moteur hydraulique à cylindrée variable, commandé par plateau oscillant, le dispositif de commande adaptant la cylindrée du moteur hydraulique à une charge devant être entraînée par un arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement, cet arbre étant relié au moteur Le dispositif comprend fondamentalement une valve hydraulique de commande du plateau oscillant du moteur comportant un élément-d'obturation relié au plateau oscillant afin de le déplacer en fonction d'un ordre d'entrée transmis à cet élément d'obturation Le plateau oscillant est également relié élastiquement à l'élément d'obturation afin que ce dernier soit sensible à une position prise par le plateau oscillant Un élément sensible à la vitesse est relié à l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et à l'élément d'obturation afin que ce dernier soit sensible à la vitesse de sortie de l'ensemble d'entraînement Du fait de cet agencement, là cylindrée du moteur hydraulique est donc adaptée à la charge, à la fois en fonction de l'ordre d'entrée, de

la position du plateau oscillant et de la vitesse de l'élé-

ment de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement.

L'invention a donc pour objet principal un en-

semble moteur d'entraînement qui économise l'énergie hydraulique en faisant varier la cylindrée du moteur hydraulique en fonction à la fois d'un ordre d'entrée, de la position du plateau oscillant du moteur hydraulique

et de la vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble d'en-

tra Inement L'invention a pour autre objet un dispositif de commande destiné à un ensemble moteur d'entraînement qui provoque l'adaptation de la cylindrée du moteur aux charges réelles imposées à l'arbre de sortie de l'ensemble moteur. L'invention a pour autre objet un dispositif de commande hydraulique sans pertes parasites, destiné à

un ensemble moteur d'entraînement et réalisant, par l'in-

termédiaire d'une commande de cylindrée du moteur, un

écoulement minimal de fluide hydraulique dans le dispo-

sitif, afin d'économiser l'énergie hydraulique pour une utilisation -par d'autres moyens, le tout sans utiliser des valves ou d'autres orifices qui dissipent de l'énergie et qui engendrent des pertes de pression entre le système

hydraulique et les moteurs hydrauliques concernés.

L'invention a pour autre objet un dispositif de commande d'un ensemble moteur d'entraînement, -qui limite la vitesse maximale du moteur hydraulique de l'ensemble d'entraînement. L'invention a également pour autre objet important un dispositif de-commande sans pertes parasites, destiné à un ensemble moteur d'entraînement, conçu de façon que

l'apparition d'une charge sur l'arbre de sortie de l'en-

semble, appliquée dans le même sens que celui demandé par un ordre d'entrée appliqué au dispositif, fasse fonctionner comme une pompe le moteur à cylindrée variable

commandé par plateau oscillant, de l'ensemble d'entraîne-

ment, de façon à renvoyer dans le système de l'énergie hydraulique pour qu'elle soit utilisable pour d'autres

opérations effectuées par d'autres éléments.

Pour réaliser les objets indiqués ci-dessus, l'invention concerne donc un dispositif de commande hydraulique sans pertes parasites, destiné à un ensemble moteur d'entraînement utilisé dans un système de commande de vol L'ensemble moteur d'entraînement comprend un groupe moteur/pompe à cylindrée variable, commandé par

un plateau oscillant, le dispositif de commande hydrau-

lique adaptant la cylindrée du moteur hydraulique à une charge bidirectionnelle devant être entrainée par un arbre de sortie, relié au moteur, de l'ensemble moteur

d'entraînement La forme préférée de réalisation du dis-

positif selon l'invention comprend une valve hydraulique de commande du plateau oscillant du moteur, comprenant

un élément d'obturation qui est relié par des moyens hydro-

mécaniques au plateau oscillant afin de déplacer ce dernier en réponse à un ordre d'entrée bidirectionnel

appliqué à l'élément d'obturation.

Le plateau oscillant est également relié élasti-

quement à l'élément d'obturation afin que ce dernier

réagisse à la position du plateau oscillant, cette posi-

tion dépendant, en partie, du sens de la charge imposée à l'arbre de sortie de façon que, lorsque ce dernier est soumis à une charge de même sens que celui demandé par l'ordre d'entrée, le plateau oscillant prenne une position faisant fonctionner le moteur comme une pompe pour renvoyer de l'énergie hydraulique au circuit afin

qu'elle puisse être utilisée par d'autres moyens.

Un dernier élément du dispositif se présente sous la forme d'un élément sensible à la vitesse, relié à l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et à l'élément d'obturation afin que ce dernier soit sensible à la vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble d'entraînement Par suite de l'agencement décrit ci-dessus, la cylindrée du moteur hydraulique est donc adaptée à la charge en fonction à la fois de l'ordre d'entrée, de la position du plateau oscillant et de la vitesse de

l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une vue schématique

du dispositif de commande de l'ensemble moteur d'entraîne-

ment selon l'invention, dont certains éléments sont

représentés en coupe verticale centrale.

On se référera à présent à la figure unique qui représente schématiquement, comme indiqué ci-dessus,

l'ensemble moteur d'entraînement selon l'invention.

Le dispositif de commande de l'ensemble moteur d'entraînement à haut rendement énergétique est constitué des éléments fondamentaux suivants qui seront décrits plus en détail ci-après On peut observer, sur le coté

gauche de la figure, une valve 11 de commande de la pres-

sion d'entrée La partie centrale de la figure représente une valve 51 de commande du plateau oscillant, et la partie droite représente, en haut, un groupe 73 à pistons de commande du plateau oscillant, au-dessous duquel apparaît un groupe moteur/pompe hydraulique réversible et classique 90 à cylindrée variable Le moteur hydraulique comporte un arbre 93 de sortie, qui, comme représenté, présente une extrémité cannelée 94 destinée à être reliée à un mécanisme (non représenté) devant être actionné par l'ensemble moteur d'entraînement Un régulateur 50 est disposé directement au-dessous du moteur hydraulique , et une valve 81 de distribution commandant le sens

de rotation du moteur est représentée à gauche de ce régulateur.

Le dispositif de commande, décrit ci-après, cons-

titue un dispositif de commande exempt de pertes parasites dues à des fonctions de commande qui exigent la mise en oeuvre d'éléments de commande d'écoulement dissipant

de l'énergie Le dispositif de commandé adapte la cylin-

drée du moteur hydraulique 90 à une charge bidirectionnelle appliquée à l'arbre 93 de sortie de ce moteur 90 Cette adaptation de la cylindrée du moteur hydraulique est le résultat d'une fonction combinée qui comprend une fonction d'ordre d'entrée de position, transformée en une force, la position d'un plateau oscillant 98 du moteur hydraulique 90, et la vitesse de l'arbre 93 de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement, qui est aussi l'arbre

de sortie du moteur hydraulique 90.

Le côté gauche de la figure représentant la forme préférée de réalisation de l'invention montre également

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une double flèche 12 indiquant un ordre bidirectionnel de position d'entrée La flèche 12 a pour but d'indiquer l'idée qu'une force commandant l'établissement d'une position est transmise, d'un point éloigné et par des moyens non représentés, à l'extrémité de gauche du corps d'un générateur 13 de force d'établissement de position, ce générateur renfermant deux ressorts hélicoïdaux 14 et 16 disposés de part et d'autre d'une bague 20 d'appui qui est solidaire d'un tiroir 17 Ce dernier pénètre dans le corps 15 d'une valve 11 de commande de pression d'entrée Le tiroir 17 est réalisé d'une seule pièce

comme représenté, avec un piston central 19 et deux pis-

tons extérieurs 18 et 21 d'obturation.

Lorsqu'une force de position, *constituant un ordre d'entrée, est appliquée au générateur 13, l'ensemble est déplacé sur une distance déterminée et l'un des ressorts 14 et 16 est soumis à une compression, suivant le sens de l'ordre d'entrée 12 Par conséquent, le disque 20 d'appui des ressorts et le tiroir associé 17 subissent une force s'exerçant élastiquement et directement proportionnelle à la position demandée par l'ordre

d'entrée 12.

La valve 11 de commande de la pression d'entrée présente un orifice 30 d'alimentation relié par une alimentation 31 au corps 15 Des conduits 32 et 37 de branchement d'alimentation sont disposés, comme représenté, de part et d'autre du piston central 19 Le conduit 32 de branchement d'alimentation établit-une communication

avec le côté droit du piston extérieur 21 par l'inter-

médiaire d'un conduit 33 d'alimentation Le conduit 32 établit une communication avec un côté d'un piston central 58 de sommation de force situé à l'intérieur de la valve

51 de commande du plateau oscillant Le conduit 32 d'ali-

mentation est en outre relié à la valve 81 de distribu-

tion par l'intermédiaire d'un conduit 34 de branchement d'alimentation. Le conduit 37 d'alimentation indiqué précédemment est en communication, de la même manière, avec l'extrémité de gauche du piston extérieur 18, par l'intermédiaire

d'un conduit 36 de branchement Ce conduit 36 de branche-

ment d'alimentation établit une communication avec l'autre côté du piston central 58 de sommation de force situé à l'intérieur de la valve 51 de commande du plateau oscillant Le conduit 36 d'alimentation est en outre relié à la valve 81 de distribution par l'intermédiaire

du conduit 38 de branchement.

Un orifice 40 de retour est représenté comme étant relié au corps 15 de la valve par deux conduits 41 et

42 de retour.

La valve 51 de commande du plateau oscillant est reliée à un plateau oscillant 98 du moteur hydraulique, d'une manière décrite ci-après La valve 51 de commande déplace le plateau oscillant 98 en fonction de l'ordre d'entrée bidirectionnel 12 La valve 51 de commande comporte un corps 52 qui porte un tiroir mobile 53 Un ressort 62 est disposé entre le corps 52 et une face latérale d'un premier piston 57 d'obturation faisant partie d'un ensemble 60 à piston d'obturation de sommation de forcé Cet ensemble 60 comporte un pisiton central 58 de sommation de force et un second piston 59, comme représenté Le ressort 62 a pour fonction de maintenir le tiroir 53 dans une position neutre, en l'absence

de toute force appliquée à ce tiroir 53.

La valve de commande du plateau oscillant est reliée hydrauliquement au plateau oscillant 98 par l'intermédiaire d'un groupe 73 à piston de commande du plateau oscillant, au moyen de deux conduites 63 et 64, du piston 75, de la tige 76 du piston, d'un joint à rotule

77 et d'un bras 99 de commande du plateau oscillant.

En ce qui concerne le tiroir mobile 53, ce dernier comporte, en plus des premier et second pistons 57 et 58 et du piston central 59 de sommation de forces,

un piston central 54 ainsi qu'un piston extérieur 56.

Il est représenté, à l'extrémité de droite du tiroir 53, un siège 66 de ressort, un ressort 67 et un siège 68 de ressort en forme de disque, monté de façon coulissante, le siège 66 étant fixé sur le tiroir Il est représenté, à la droite des organes venant d'être décrits, une biellette69 de réaction du plateau oscillant, montée de façon à pouvoir pivoter sur un axe 70 Une première extrémité de la biellette 69 de réaction comporte un organe 71 de contact et son autre extrémité comporte un joint à rotule 72 qui accouple mécaniquement la biellette 69 à la tige 76 de piston Cet agencement permet à la biellette 69 de réaction de transmettre le mouvement alternatif de la tige 76 de piston, par l'intermédiaire du joint à rotuble 72, à l'organe 71 de contact qui porte contre une face extrême du siège coulissant 68 du ressort lequel communique, à son tour, la force représentative du mouvement alternatif du piston 76 au tiroir mobile 53

par l'intermédiaire du ressort 67 et du siège 66.

La valve 51 de commande du plateau oscillant outre qu'elle est reliée hydrauliquement à la valve 11 de commande de la pression d'entrée et qu'elle est reliée hydromécaniquement au plateau oscillant 98 du moteur

hydraulique, est reliée hydrauliquement au moteur hydrau-

lique 90, au régulateur 50 et à la valve 81 de distribu-

tion, d'une manière qui sera à présent décrite.

La liaison hydraulique entre la valve 51 de commande du plateau oscillant et le moteur hydraulique 90 comprend une conduite unique 38 d'alimentation qui est reliée à l'orifice 30 d'alimentation, et des conduits de retour de branchement 45 a, 45 b et 45 c reliés par un

conduit 45 de retour à un orifice 40 de retour.

Le régulateur 50 est relié hydrauliquement à la

valve 51 de commande du plateau oscillant par l'intermé-

diaire de la valve 81 de distribution et au moyen de deux conduites 87 et 88 qui appliquent respectivement un fluide sous pression à la face latérale du piston 57 situé à l'extrémité de gauche du tiroir mobile et à la face latérale du piston extérieur 56 situé à l'extrémité de droite du tiroir mobile 53 La différence de pression entre les conduites 87 et 88 constitue une commande de

vitesse d'une manière décrite plus en détail ci-après.

Le moteur hydraulique ' cylindrée variable, indi-

qué globalement en 90, se présente, dans la forme de réalisation montrée, sous la forme d'un moteur à pistons axiaux Ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art, un tel moteur comporte plusieurs pistons 91 montés dans

plusieurs alésages longitudinaux formés dans un bloc-

cylindres 95 qui est relié à un arbre 93 de sortie Un bloc 100 de distribution, faisant partie du moteur, présente deux orifices 96 et 97 dont l'un, à savoir l'orifice 97, reçoit un fluide sous pression provenant de l'orifice d'alimentation et l'autre, à savoir l'orifice 96, est

relié à l'orifice 40 de retour.

L'ensemble moteur d'entraînement décrit dans le présent mémoire permet un positionnement variable continu du plateau oscillant 98 afin que l'angle de ce dernier puisse varier pour modifier la course des pistons 91 et pour adapter ainsi la puissance de sortie du moteur hydraulique à la charge bidirectionnelle appliquée à

l'arbre 93 de sortie.

Contrairement aux dispositifs antérieurs qui

commandent un moteur réversible en appliquant alternati-

vement le fluide sous pression aux orifices du bloc de distribution, le dispositif selon l'invention tel que décrit dans le présent mémoire conserve les mêmes orifices de pression d'alimentation et de retour dans tous les

modes de fonctionnement des ensembles moteurs d'entraîne-

ment. Dans le dispositif selon l'invention, l'inversion du sens de marche du moteur hydraulique 90 s'effectue par un déplacement du plateau oscillant, par exemple, de la position représentée à une position verticale ou

position d'angle nul, puis vers la droite, dans l'orien-

tation du dessin.

L'arbre 93 de sortie du moteur hydraulique 90 est accouplé mécaniquement au régulateur 50, comme indiqué schématiquement par la ligne pointillée 61 Le régulateur comporte un corps 49 qui se termine, à son extrémité de droite, par un carter 63 renfermant'des masselottes qui sont articulées sur ce carter 63 Une rotation du carter 63 dans un sens ou dans l'autre provoque un déplacement classique des masselottes et un mouvement

du tiroir 64 vers la gauche.

Le tiroir 64 comporte plusieurs pistons 105, 106, 107, 108, 109 et 110 qui coopèrent avec les conduites hydrauliques reliées au corps 49, d'une manière décrite

plus complètement ci-après.

L'orifice 30 d'alimentation est relié hydraulique-

ment au régulateur 50 par la conduite 35 d'alimentation.

et par des conduites de branchement d'alimentation 39,

39 a, et 39 b.

L'orifice 40 de retour est également relié hydrau-

liquement au régulateur 50 par l'intermédiaire de conduites de branchement de retour 44, 46, 46 a, 46 b, 46 c et 46 do

La valve 81 de distribution est reliée hydrauli-

quement au régulateur 50 par un premier groupe de conduites 48, 48 a, 48 b et 48 c, et par un second groupe de conduites

47, 47 a, 47 b et 47 c.

Le fonctionnement du dispositif sera à présent décrit dans le but d'expliquer la coopération nouvelle et avantageuse des divers éléments indiqués jusqu'à présent. Bien que l'ensemble du moteur d'entratnement selon l'invention puisse être utilisé pour commander le mouvement d'un gouvernail d'avion, il convient de noter que toute gouverne peut bénéficier de l'utilisation du dispositif selon l'invention en ce qui concerne l'ensemble

moteur d'entraînement Bien que l'invention soit repré-

sentée dans une forme de réalisation appliquée à un seul ensemble moteur d-'entraînement, il convient de noter qu'elle est également utile dans le cas o l'ensemble moteur d'entraînement est monté en parallèle avec des ensembles analogues En fait, l'invention s'avère utile dans tout domaine o le système global demande de réduire au maximum l'inertie présente dans ce système, entre l'ensemble du moteur d'entraînement et l'élément dont la position doit être commandée Minimiser l'inertie signifie selon l'invention, la minimisation de l'affrontement inévitable des forces entre une boite de transmission,

réalisant une sommation de couples, et l'élément commandé.

Dans de nombreux systèmes, le léger déplacement d'une valve peut libérer du fluide sous pression vers divers éléments associés, d'une façon telle que le fonctionnement souhaité en douceur est affecté par des forces présentes dans le système et pouvant être considérées comme s'affrontant

mutuellement Dans les systèmes antérieurs décrits précê-

demment, la commande des valves et donc la commande des éléments de sortie s'effectuent au moyen d'une valve montée en circuit avec les orifices du moteur hydraulique

ou au moyen d'un cylindre commandé par une valve.

Si l'on suppose que l'ordre d'entrée 12 est dirigé vers la droite, comme dans la représentation de la forme préférée de réalisation de l'invention, le

ressort -14 est soumis à une force directement proportion-

nelle à cet ordre d'entrée La valve 11 de commande de la pression d'entrée réagit à la force en déplaçant le

tiroir 17 vers la droite à partir de la position repré-

sentée Ce mouvement permet à un fluide sous pression provenant de l'orifice 30 d'alimentation d'arriver contre la face latérale droite du piston 58 de la valve 51 de commande du plateau oscillant par l'intermédiaire des conduites 31 et 32 Ce mouvement du tiroir 17 a également pour effet d'appliquer à la face extrême du piston 21, situé à l'extrémité de droite du tiroir 17, la pression d'alimentation qui est transmise depuis l'orifice 30,

par l'intermédiaire des conduites 31, 32 et 33 Le mouve-

ment du tiroir 17 permet simultanément à la face latérale gauche du piston 58 d'être reliée à l'orifice 40 de retour

par l'intermédiaire des conduites 36, 37, 42 et 41.

Il ressort de ce qui précède qu'il existe une pression différentielle entre les conduites 32 et 36 et

le piston 58, cette pression différentielle étant propor-

tionnelle à l'ordre d'entrée La pression différentielle appliquée au piston 58 du tiroir provoque un déplacement du tiroir 53 contre la force exercée par le ressort 62 disposé à gauche du piston 57 '

-Un mouvement du tiroir 53 vers la gauche, à l'in-

térieur du corps 52 de valve, permet à l'orifice 30 d'ali-

mentation d'être relié hydrauliquement au côté droit du piston 75 du groupe 73 à piston de commande du plateau oscillant, par l'intermédiaire des conduites 35, 38 et 64 Ce mouvement du tiroir 53 permet simultanément l'établissement d'une liaison hydraulique entre le côté

gauche du piston 75 et l'orifice 40 de retour par l'in-

termédiaire des conduites 63, 45 b, 45, 44 et 43 Il convient également de noter que l'extrémité de gauche du tiroir 53 est également reliée hydrauliquement à l'orifice de retour par l'intermédiaire des conduites 45 c, 45,

44, 43 D'une façon analogue à celle décrite pour la pres-

sion différentielle appliquée au piston 58 du tiroir, il apparaît une pression différentielle analogue sur les faces du piston 75, ce qui a pour effet de déplacer ce dernier, ainsi que la tige 76 à laquelle il est relié

et les joints à rotule associés 72 et 77, vers la gauche.

Ce mouvement provoque un pivotement de la biellette 69 de réaction du plateau oscillant sur l'axe 70, ce qui a pour effet d'éloigner l'organe 71 de contact de la biellette de réaction du tiroir qui, comme on doit le rappeler, se déplace en même temps vers la gauche sous l'effet de la pression différentielle appliquée à son piston central 58 de sommation de force Il convient de noter que ceci réduit la force tendant à déplacer le

tiroir 53 vers la droite.

Le mouvement vers la gauche du piston 75 du groupe 73 à piston de commande du plateau oscillant se transmet, par l'intermédiaire de la tige 76 du piston, du joint à rotule 77 et du bras t 99 de commande, au plateau oscillant 98 qui est ainsi déplacé de la position neutre dans laquelle il est représenté vers la position représentée en traits pointillés en 101 Il convient

de rappeler, comme indiqué dans la description précédente

du moteur hydraulique 90, que ce dernier reçoit toujours du fluide sous pression appliqué par l'intermédiaire de l'orifice 97 au bloc 100 de distribution, ce qui a pour résultat un accroissement progressif de la vitesse de l'arbre 93 de sortie lorsque le plateau oscillant se

déplace vers la position 101 dans laquelle il est repré-

senté en traits pointillés. Lorsque la vitesse de l'arbre 93 de sortie augmente, l'accouplement

mécanique 61 reliant cet arbre 93 au carter 63 de masselottes provoque une rotation des masselettes qui se déplacent de manière que le tiroir 64 du régulateur 50 se déplace lui-m Ome vers la gauche Le mouvement du tiroir 64 est directement proportionnel à

la vitesse de rotation de l'arbre 93 de sortie.

Le mouvement du tiroir 64 vers la gauche permet au fluide soumis à la pression d'alimentation d'être appliqué de l'orifice 30 d'alimentation à la valve 81 de distribution par l'intermédiaire des conduites 35, 39, 39 b, 48, 48 b et 48 c Initialement, le fluide à la pression d'alimentation est transmis de la valve 81 de distribution vers le c 8 té droit du piston 56 du tiroir de la valve de commande-du plateau oscillant Il convient de rappeler, comme indiqué précédemment, que la face extrême inférieure du piston 82 du tiroir 83 de la valve 81 de distribution est en communication avec l'orifice 40 de retour-par

l'intermédiaire des conduites 38, 36, 37, 42 et 31.

Par conséquent, une force s'exerce vers-le bas sur le tiroir 83, sous l'effet de la pression d'alimentation appliquée à la face supérieure du piston 85 et de la pression de retour appliquée à la face extrême inférieure du piston 82 du tiroir Cette force exercée vers le bas provoque un mouvement de même sens du tiroir 83 et permet au fluide, soumis à la pression d'alimentation et présent dans la conduite 48 b, d'être appliqué à la face extrême gauche du premier piston 57 Simultanément, au

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mouvement de descente du tiroir 83 et à l'application de la pression d'alimentation à la face extrême gauche du piston 57 du tiroir de la valve de commande du plateau oscillant, la face latérale droite du piston 56 est mise en communication avec l'orifice 40 de retour par l'intermédiaire des conduites 88, 47 b, 47, 46 b, 46, 44

et 43 La présence d'une pression différentielle appliquée.

aux faces latérales des pistons 57 et 56 du tiroir 53 a pour résultat l'application à ce dernier d'une force

qui le déplace contre la force de l'ordre d'entrée résul-

tant de la pression différentielle appliquée au piston central 58 de sommation de force, comme décrit plus en

détail précédemment.

Il convient de noter que dans le cas o l arbre 93 de sortie est soumis à une charge tendant à assister son mouvement, la vitesse de l'arbre 93 de sortie augmente à un rythme proportionnel à la charge d'assistance La position du plateau oscillant 98 dépend en partie du sens de la charge appliquée à l'arbre 93 de sortie de

manière que, lorsqu'il apparaît sur ce dernier une charge.

de même sens que celui demandé par l'ordre d'entrée 12, le plateau oscillant 98 prenne la position 102 dans laquelle il est représenté en traits pointillés afin que le moteur hydraulique 51 se comporte comme une pompe ét renvoie ainsi dans le circuit de l'énergie hydraulique pouvant

être utilisée par d'autres moyens.

Il convient de rappeler que la pression différen-

tielle présente entre les conduites 87 et 88 constitue

une commande de vitesse par le fait que, dans le fonction-

nement tel que décrit, en présence d 'une charge motrice c'est-à-dire de même sens que l'ordre d'entrée, la plus grande vitesse de l'arbre de sortie a pour résultat de déplacer vers la droite le tiroir 53 de la valve 51 de commande du plateau oscillant Le-mouvement du tiroir 53 vers la droite entraîne une inversion de la pression d'alimentation appliquée au piston 75 du groupe 73 Il convient de se rappeler que la pression d'alimentation provenant de l'orifice 30 était initialement dirigée vers le côté droit du piston 75, de la manière décrite

plus en détail précédemment.

Si l'on imagine un déplacement du tiroir 53 vers la droite, sous l'effet de la pression différentielle existant entre les conduites 87 et 88, il apparaît que l'orifice 30 d'alimentation est relié au côté gauche du piston 75 par l'intermédiaire des conduites 35, 38 et 63 Le côté droit du piston 75 est relié à l'orifice 40 de retour par les conduites 64, 45 a, 45, 44 et 43 La pression d'alimentation étant appliquée sur la face

gauche du piston 75 et la pression de retour étant appli-

quée sur la face droite de ce même piston 75, ce dernier et la tige 76 dont il est solidaire sont soumis à une force résultante qui déplace la tige 76, les joints à rotule 72 et 77, le bras 99 de commande et le plateau oscillant 98 qui sont associés, de la position 101 représentée-en traits pointillés vers la position neutre,

puis vers la position 102 représentée en traits pointillés.

Une fois que le plateau oscillant 98 dépasse la position neutre et commence à se déplacer vers la position 102, la position de ce plateau provoque une inversion du moteur qui commence alors une action de pompage, variable, augmentant de façon continue Du fait de la présence de la charge motrice, cette action de pompage renvoie dans le circuit de l'énergie qui peut être utilisée par d'autres dispositifs à commande hydraulique (non représentés) Par conséquent, les pertes parasites antérieures, propres aux ensembles moteurs d'entraînement qui utilisent des valves de régulation du débit de décharge, sont totalement éliminées par l'invention telle qu'elle vient d'être décrite. Quelques précisions seront à présent données en ce qui concerne le régulateur 50 Il est représenté une conduite 65 de l'extrémité de laquelle part une flèche portant la mention "FREIN" La conduite 65 est normalement reliée hydrauliquement à l'orifice 30 d'alimentation par l'intermédiaire des conduites 39 a, 39 et 35 Le frein, qui n'est pas représenté, est un frein à disque de type classique, et il équipe un élément relié à la transmission (non représentée), entre l'arbre 93 de sortie et la gouverne à commander Le frein est du type qui exige l'application de la pression d'un fluide pour être maintenu à l'état desserré Lorsque le frein ne reçoit plus de

fluide sous pression, un ressort déclenche le freinage.

Il convient de noter que, lorsque le tiroir 64

du régulateur est déplacé sur la distance maximale auto-

risée par les contraintes imposées par la conception du corps de ce régulateur, la conduite 65 reliée au frein, qui était précédemment en communication avec l'orifice d'alimentation par les conduites 39 a, 39 et 35, est à présent; en communication avec l'orifice 40 de retour par le passage compris entre les pistons 107 et 108 du tiroir et par les conduites 46 b, 46, 44 et 43 Le circuit de fluide venant d'être décrit étant réalisé, le frein

est serré et le mouvement de la gouverne s'arrête.

Dans le cas o l'ordre 12 de force d'entrée est dirigé vers la gauche, le tiroir 17 de la valve de commande de la pression d'entrée est déplacé vers la

gauche et le fluide sous pression de l'orifice 30 d'ali-

menïtation est appliqué au c 8 té gauche du piston central 58 de sommation de force par l'intermédiaire des conduites 31, 37 et 36 La face latérale droite de ce piston

central est reliée à l'orifice 40 de retour par l'inter-

médiaire des conduites 32, 33, 42 et 41 La pression différentielle qui en résulte sur le piston central 58 de sommation de -force produit une force qui déplace le tiroir 53 de la valve 51 de commande du plateau oscillant

vers la droite, ce qui permet à la pression d'alimenta-

tion de l'orifice 30 d'être appliquée à la face gauche du piston 75 de l'unité 73 par l'intermédiaire des conduites 63, 38 et 35 La face droite du piston-75 est reliée à l'orifice 40 de retour par l'intermédiaire

des conduites 64, 45 a, 45, 44 et 43 La pression diffé-

rentielle, c'est-à-dire la différence entre la pression d'alimentation et la pression de retour, appliquée au piston 75 a pour résultat une force qui déplace le piston et la tige 76, les joints à rotule 72 et 77, le bras 99 de commande et le plateau oscillant 98, qui en sont solidaires,- vers la droite Le plateau oscillant 98 et

son bras 99 de commande prennent la position 102 repré-

sentée en traits pointillés Il convient de rappeler que ce mouvement inverse le sens de rotation du moteur

hydraulique 90.

Le mouvement du tiroir 53 vers la droite, tel qu'il vient d'être décrit, rencontre une résistance opposée par le pivotement de la biellette 69 de réaction du plateau oscillant sur l'axe 70, lequel pivotement fait porter l'organe 71 de contact de la biellette contre

le siège coulissant 68 de ressort.

Il convient de noter que le mouvement du tiroir 64 du régulateur 50 s'effectue toujours vers la gauche lorsque la vitesse de l'arbre 93 de sortie augmente,

quel que soit le sens de rotation de l'arbre 93 de sortie.

La valve 81 de distribution réagit, comme indiqué précédemment, à des variations de pression à l'une ou

l'autre des extrémités du tiroir 83 Les pressions appli-

quées aux extrémités du tiroir 83 dépendent des pressions régnant-dans les conduites 34 et 38 qui sont reliées respectivement, par les conduites 32, 36 et 37, à la valve 11 de commande de la pression d'entrée Il convient de rappeler qu'un mouvement du tiroir 17 de la valve 11 de commande-de la pression d'entrée applique la pression

d'alimentation par la ligne 34 à la valve 81 de distri-

bution, tout en appliquant simultanément la pression de

retour à la conduite 38.

Dans le mode de fonctionnement venant d'être décrit, dans lequel l'ordre 12 d'entrée est dirigé vers la gauche, il apparaît que les pressions d'alimentation et de retour présentes dans les conduites 34 et 38 sont inversées. Le circuit de fluide, qui fournit la pression d'alimentation à la valve 81 de distribution, est complété à partir de l'orifice 32 d'alimentation, par les conduites 31, 37, 36 et 38 Le circuit de fluide, qui applique la pression de retour à la valve 81 de distribution, est complété depuis l'orifice 40 de retour par les conduites 41, 32 et 34 Il ressort-de-ce qui précède que la valve

81 de distribution reçoit à présent la pression d'alimen-

tation sur la face inférieure du piston 86 du tiroir et la pression de retour peut être app 17 iquée en un point adjacent à la face extrême supérieure du piston 84 du tiroir. Le tiroir 83 de la valve 81 de distribution étant dans la position représentée, l apparaît clairement, d'après ce qui précède, que la présence de la pression

d'alimentation à la partie inférieure du tiroir 83,.

* associée à la présence de la pression de retour à l'extré-

mité supérieure du tiroir, a pour résultat le maintien de ce tiroir 83 dans la position représentée Il convient

de noter que le mouvement initial du tiroir 64 du régula-

teur 50 permet à la pression d'alimentation de l'orifice d'être transmise à la valve 81 de distribution et, au-delà de cette dernière, à l'extrémité de droite du piston 56 du tiroir de la valve de commande du plateau oscillant, par l'intermédiaire des conduites 35, 39, 39 b, 48, 48 c et 88 La face gauche du tiroir 53 de la valve de commande du plateau oscillant est reliée à l'orifice de retour par les conduites 45 c, 45, 44 et 43 Il convient également de noter que la face latérale gauche du piston 57 du tiroir de la-valve de commande du plateau oscillant est également reliée à l'orifice 40 de retour lors du mouvement inital vers la gauche du tiroir 64 du régulateur, par l'intermédiaire des conduites 87,

47 c, 47, 46 c, 46, 44 et 43 -

Dans le mode de fonctionnement actuellement décrit, dans lequel l'ordre 12 d'entrée est dirigé vers la gauche et le tiroir 53 de la valve de commande du plateau oscillant réagit en se déplaçant vers la droite, on peut-à présent voir que le tiroir 53 est soumis à une force résistante de réaction et que cette force de

réaction est proportionnelle à la vitesse.

Dans le cas o l'arbre 93 de sortie est soumis à une force assistant la rotation ou force motrice, l'agen- cement venant d'être décrit fait passer le plateau oscillant 98 au-delà de sa position neutre, dans laquelle il est représenté en traits pleins, en le déplaçant vers la position 101 représentée en traits pointillés, et le moteur hydraulique est entraîné à la façon d'une pompe de façon à renvoyer dans le circuit de l'énergie hydraulique pouvant être utilisée par d'autres éléments

à commande hydraulique, reliés à ce circuit.

La description précédente est destinée à illus-

trer le concept selon lequel la valve 51 de commande du plateau oscillant, et donc le plateau oscillant lui-même 98 et le moteur hydraulique associé, sont commandés pour adapter la charge appliquée à l'arbre 93 de sortie en fonction à la fois de l'ordre 12 d'entrée, de la position ( 101 à 102) du plateau oscillant et de la vitesse de

l'arbre 93 de sortie.

Le dispositif venant d'être décrit présente

l'avantage supplémentaire de minimiser l'écoulement hydrau-

lique dans le circuit, économisant ainsi de l'énergie hydraulique qui peut être utilisée par d'autres éléments

reliés au circuit.

Il apparaît également que le dispositif décrit

est sensible, non seulement à l'ordre d'entrée en ce qui -

concerne le positionnement d'un moteur hydraulique commandé par la position d'un plateau oscillant, mais

également à la vitesse de l'arbre 93 de sortie de l'en-

semble du moteur d'entraînement.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

-2532007

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de commande d'un ensemble moteur d'entraînement comprenant un moteur hydraulique ( 90) à cylindrée variable, commandé par un plateau oscillant ( 98), le dispositif de commande étant destiné à adapter la cylindrée du moteur hydraulique à une charge devant être entraînée par l'arbre 93)de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement, relié audit moteur, le dispositif de commande étant caractérisé en ce qu'il comporte un élément hydraulique ( 51) de commande du plateau oscillant du moteur, comportant un organe mobile ( 53) qui est relié

au plateau oscillant afin de déplacer ce dernier en.

fonction d'un ordre d'entrée ( 12) appliqué à cet organe

mobile, le plateau oscillant étant en outre relié élasti-

quement à l'organe mobile afin de rendre ce dernier sensible à une position prise, par ledit plateau oscillant, des moyens ( 50), sensibles à la vitesse, étant reliés à l'arbre

de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et à l'or-

gane mobile pour que ce dernier soit sensible à la vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et que la cylindrée du moteur hydraulique soit ainsi adaptée à ladite charge, en fonction à la fois de l'ordre d'entrée, de la position du plateau oscillant et de la

vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'en-

traînement.

2 Dispositif hydraulique de commande, sans pertes parasites, d'un ensemble moteur d'entraînement comprenant un groupe moteur/pompe hydraulique réversible ( 90) à cylindrée variable, commandé par un plateau oscillant ( 98), le dispositif hydraulique de commande adaptant la

cylindrée du moteur hydraulique à une charge bidirection-

nelle pouvant être entraînée par l'arbre ( 93) de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement, cet arbre étant relié au moteur, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une valve hydraulique ( 51) de commande du plateau oscillant du moteur, comprenant un tiroir ( 53) qui est relié au plateau oscillant afin que ce dernier se déplace en fonction d'un ordre bidirectionnel ( 12) d'entrée appliqué audit tiroir, le plateau oscillant étant accouplé mécaniquement et élastiquement au tiroir* pour que ce dernier réagisse l une position prise par ledit plateau oscillant, la position du plateau oscillant dépendant, en partie, du sens de la charge de façon que, lorsque l'arbre de sortie est soumis à une charge de mime sens, que celui demandé par ledit ordre d'entrée, le plateau oscillant prenne une position faisant fonctionner le moteur comme une pompe et que de l'énergie hydraulique soit ainsi renvoyée dans le dispositif pour être utilisée par d'autres éléments, le dispositif comportant également des moyens ( 50) sensibles à la vitesse, reliés à l'arbre de so'rtie de l'ensemble moteur d'entraînement et au tiroir afin que ce dernier soit sensible à la vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et que la cylindrée du moteur hydraulique soit ainsi adaptée à la charge, en fonction à la fois de l'ordre d'entrée, de la position du plateau oscillant et de la

vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'en-

trainement.

3 Dispositif de commande selon la revendication

2, caractérisé en ce que le groupe moteur/pompe hydrau-

lique à cylindrée variable est du type à pistons ( 91)

à mouvement alternatif.

4 Dispositif de commande d'un ensemble moteur d'entraînement comportant un moteur hydraulique ( 90) à cylindrée variable, commandé par un plateau oscillant ( 98), le dispositif de commande, qui adapte la cylindrée du moteur hydraulique à une charge devant être entraînée

par un arbre ( 93) de sortie de l'ensemble moteur d'en-

trainement, relié audit moteur, étant caractérisé en ce qu'il comporte un élément hydraulique ( 51) de commande du plateau oscillant du moteur, comprenant un organe mobile ( 53) qui est relié au plateau oscillant afin de déplacer ce dernier en fonction d'un ordre ( 12) d'entrée appliqué à cet organe mobile, le plateau oscillant étant en outre relié élastiquement à l'organe mobile pour que ce dernier soit ainsi sensible à une position prise par le plateau oscillant, la position du plateau oscillant dépendant partiellement du sens de la charge de manière que, lorsque l'arbre de sortie est soumis à une charge de même sens que celui demandé par ledit ordre d'entrée, le plateau oscillant prenne une position dans laquelle le moteur fonctionne comme une pompe et renvoie ainsi dans le dispositif de l'énergie hydraulique pouvant être utilisé par d'autres éléments, le dispositif comprenant également des moyens ( 50) sensibles à la vitesse, reliés à l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et à l'organe mobile, afin que ce dernier soit sensible à la vitesse de l'arbre de sortie de l'ensemble moteur d'entraînement et que la cylindrée du moteur hydraulique puisse ainsi être adaptée à la charge, en fonction à la fois de l'ordre d'entrée, de la position du plateau

oscillant et de la vitesse de l'arbre de sortie de l'en-

semble moteur d'entralnement.

Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe mobile est un tiroir

( 53).

6 Dispositif de commande selon la revendication , caractérisé en ce que le moteur hydraulique à cylindrée variable est du type réversible à pistons ( 91) à mouvement

alternatif.

7 Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le plateau oscillant du moteur hydraulique peut être déplacé afin de modifier la longueur de la course du moteur hydraulique à pistons à mouvement alternatif et de permettre ainsi l'inversion du sens de

la marche dudit moteur.

8 Dispositif de commande selon la revendication 7 prise avec la revendication 2, caractérisé en ce que des moyens hydromécaniques ( 72, 73, 77) sont destinés à relier le tiroir au plateau oscillant pour que ce dernier

réagisse audit ordre d'entrée.

9 Dispositif de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens hydromécaniques sont 24 - destinés à relier le tiroir au plateau oscillant pour que ce dernier soit accouplé fonctionnellement au tiroir

et qu'il réagisse donc à l'ordre d'entrée.

Dispositif de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens hydromécaniques compren- nent un piston ( 75) réalisant un accouplement mécanique

direct entre le plateau oscillant et le tiroir.

11 Dispositif de commande selon la revendication , caractérisé en ce que des moyens hydrauliques de liaison sont destinés à relier les moyens sensibles à

la vitesse au tiroir.