FR3128254A1 - Circuit hydraulique équipé d’un système de commande d’un composant hydraulique - Google Patents

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Abstract

Circuit hydraulique (100) comprenant une pompe (20) reliée à un réservoir (21) et fournissant le liquide hydraulique sous pression à un composant (7) par l’intermédiaire d’un tiroir de distribution ainsi qu’un limiteur de pression (6) relié à l’entrée du composant (7) et relié au réservoir (21), le circuit hydraulique comprenant - un système de commande ayant * un capteur de pression (8) fournissant l’information de pression (P) du liquide hydraulique * une pression de consigne (PC) - un actionneur (23) commandant le mouvement du tiroir de distribution (2) - une unité de commande (10) pour générer le signal de commande (SC) de l’actionneur (23) à partir de l’information de pression (P), de la pression de consigne (PC) et de la demande (DO) de l’opérateur - un orifice de fuite (5) dans le tiroir (2) créant une fuite vers le réservoir (21) dans la phase initiale de la course du tiroir (2). Figure 1

Description

Circuit hydraulique équipé d’un système de commande d’un composant hydraulique
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte à un circuit hydraulique comprenant une pompe reliée à un réservoir et fournissant le liquide hydraulique sous pression réglée à un composant par l’intermédiaire d’un tiroir de distribution muni d’un orifice de distribution relié à l’entrée du composant et d’un orifice de décompression relié à la sortie du composant ainsi qu’un limiteur de pression relié à l’entrée du composant.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connaît déjà de multiples systèmes de commande de composants hydrauliques équipant une machine hydraulique telle qu’une machine de travaux publics.
Ainsi la montre un système de commande d’un composant hydraulique 7 par un opérateur actionnant sa manette ou organe de commande 1. Le composant hydraulique (encore appelé « fonction ») 7 est ici un moteur intégré dans un circuit hydraulique alimenté par une pompe 20 puisant le liquide dans un réservoir 21 recevant le liquide hydraulique de retour du circuit. Le circuit passe par un tiroir de distribution 2a ayant un orifice de distribution 3 et un orifice de décompression 4. La section de l’orifice de distribution 3 suit une loi de distribution C3 et celle de l’orifice de décompression 4 suit une loi de décompression C4. , ces lois seront présentées ultérieurement
Le circuit hydraulique 100 est protégé en amont du tiroir 2a par un limiteur principal de pression 9 relié au réservoir 21 qui limite la pression du liquide hydraulique fourni par la pompe 20, à une pression de sécurité, par exemple 200 bar.
Dans le circuit même, le composant hydraulique 7 est protégé contre les surpressions par un limiteur secondaire de pression 6 entre l’entrée et la sortie du composant hydraulique 7, en aval du tiroir de distribution 2a. Le limiteur secondaire 6 est relié directement au réservoir 21.
En cas de surpression ouvrant le limiteur secondaire 6 le débit venu de l’orifice d’alimentation 3 est évacué directement dans le réservoir 21 sans que le débit ne soit modifié aussi longtemps que l’opérateur ne modifie pas la demande de débit par son organe de commande 1 agissant directement sur le tiroir de distribution 2a.
En fonctionnement normal, l’opérateur actionne généralement la manette 1 à sa course maximale. Si, pendant le fonctionnement, l’outil 7 se bloque, la totalité du débit d’alimentation est évacuée par le limiteur de pression 6 avec retour direct au réservoir 21.
A titre d’exemple, dans le cas d’une pression de 100 bar et d’un débit de 60 l/minutes, cela correspond à une perte de 10 Kw.
En effet, ce n’est souvent que quelques secondes après le blocage que l’opérateur réagit et relâche la manette pour qu’elle revienne en position neutre, et ferme complètement l’orifice d’alimentation 3.
Le cas présenté ci-dessus est celui d’un moteur hydraulique 7 non réversible dont l’entrée est toujours alimentée par l’orifice 3 et la décompression passe par le retour par l’orifice 4.
Dans le cas d’un moteur réversible, l’entrée et le retour du moteur sont échangés pour le mouvement en sens inverse ; les sections des orifices évoluent alors selon des courbes symétriques à celles de la , par symétrie par rapport à l’axe Y représentant les sections des orifices ; l’axe X de la course du tiroir est orienté dans le sens négatif.
Les figures 6A, 6B montrent le cas d’un composant constitué par un vérin 7A, à double effet, formé d’une enceinte cylindrique subdivisée en deux chambres pour le piston :
- l’une 71 des chambres est délimitée entre le piston et le fond du cylindre,
- l’autre chambre 72 est délimitée entre le piston, la tige du vérin et l’autre fond.
La variation du volume des deux chambres 71, 72 est différente puisque la section de la chambre traversée par la tige du piston est diminuée de la section de cette tige.
Le fonctionnement du vérin est représenté par les deux figures 6A, 6B correspondant respectivement au vérin alimenté côté fond et au vérin alimenté côté tige ; les courbes d’évolution des orifices (3a, 4a), (3b, 4b) sont représentées dans les graphiques de la .
La courbe d’alimentation C3a pour le circuit selon la est au-dessus de la courbe de retour C4a, ce qui se traduit par la courbe de pression CPa.
La courbe d’alimentation C3b du circuit selon la est en dessous de la courbe de retour C4b, ce qui se traduit par une courbe de pression CPb stable et faible pour la pression à l’entrée du vérin dans cette position. Le passage du mode de fonctionnement du vérin de son alimentation au fonctionnement en sens inverse avec le vérin alimenté selon la se fait par le passage du tiroir par la position O pour avoir ensuite des orifices 3b, 4b qui évoluent selon les courbes C3b, C4b.
Dans l’alimentation selon la , la pression à l’entrée varie selon la courbe CPa et dans le cas de l’alimentation de la , la pression CPb s’établit à un niveau faible, pratiquement constant.
Les orifices (3a, 4a) et (3b et 4b) sont des paires d’orifices distincts sur le tiroir 2a ; ces orifices sont reliés respectivement aux chambres 71, 72 par les orifices 3a, 4a et aux chambres 72, 71 dans l’ordre inverse par les orifices 3b, 4b.
Dans les deux modes de fonctionnement, en cas de blocage du vérin 7 (7a, 7b) le limiteur secondaire 6 intervient avec des conséquences analogues à celles du circuit de la .
De façon plus détaillée :
les orifices 3 et 4 ont une section S3, S4 variable selon la position de translation du tiroir 2a, de façon à régler le débit Q à travers chaque orifice 3 ou 4 selon la formule de Bernoulli :
Dans cette formule :
Qi: débit à travers l’orifice (i)
ΔP : différence de pression entre la pression fournie par la pompe 20 et celle de la charge représentée par le composant 7,
Si(x) : section de l’orifice (i) en fonction de la position de translation (x) du tiroir de distribution 2a.
ki : coefficient dépendant des caractéristiques d’usinage du tiroir 2a.
(i) = 3 ou 4
La section Si(x) de l’orifice (i) suit une courbe représentant l’évolution imposée de la section Si en fonction d’impératifs hydrauliques liés à la fonction (c’est-à-dire les caractéristiques de fonctionnement du composant hydraulique) comme cela est représenté dans la pour les courbes C3 et C4 établies pour les orifices 3 et 4 du circuit hydraulique de la .
Les courbes sont tracées dans un système de coordonnées d’origine O, d’abscisses (x) et d’ordonnées (y).
L’ordonnée (y) représente la section Si (x) de l’orifice (i) pour la position en (x) du tiroir de distribution 2a. L’origine O de cette axe X est la position du tiroir de distribution 2a dans laquelle la section Si(x) est nulle, c’est-à-dire l’orifice est fermé :
A titre d’exemple :
* La courbe C3 représentant la section S3 de l’orifice d’alimentation 3 est issue de l’origine O ; elle augmente d’abord lentement puis avec une forte pente selon une forme en S, allongé, jusqu’à sa section maximale S3max pour la fin de course xM du tiroir de distribution 2.
* La courbe C4 représentant la section S4 de l’orifice de retour 4, évolue sensiblement autour d’une droite non tracée, à partir de l’origine O jusqu’à sa section maximale S4max pour la fin de course xm du tiroir de distribution 2a.
Les courbes C3 et C4 se croisent. En phase initiale la section d’alimentation S3 est en dessous de la section de retour S4 ; cette relation change en régime de fonctionnement pour arriver dans la zone de plein régime jusqu’à la fin de course xM.
Ce système hydraulique connu utilise le limiteur de pression 6 qui est un limiteur hydromécanique installé dans la ligne reliée au réservoir. Le limiteur de pression 6 est réglé par le tarage de son ressort, par une vis de réglage ou une bobine électro-proportionnelle pour régler la pression maximale admissible à l’entrée du composant 7.
Une surpression se produit en cas de blocage du composant hydraulique 7 pour une cause externe.
Le limiteur de pression 6 permet de protéger divers outils hydrauliques à moteur ou à vérin tels que des marteaux hydrauliques, des balayeuses, des tarières ou autre, équipant une machine de travaux publics. Mais cette diversité d’outils crée des inconvénients plus ou moins gênants.
En général à son achat, une machine hydraulique a un équipement de base comme celui d’une excavatrice. Cet équipement ensuite complété par certains outils pour lesquels le réglage du circuit hydraulique n’est pas adapté de sorte qu’il faut alors transformer le circuit hydraulique, ce qui entraîne des inconvénients et des coûts.
La plage de réglage de la pression est limitée et pour installer les équipements tels qu’indiqués ci-dessus, il faut modifier mécaniquement l’installation par exemple la valeur du ressort du limiteur de pression 6.
Dans le cas d’une pression à régler inférieure à la pression du système, cela réduit les performances des autres fonctions qui devront travailler à une pression temporairement réduite.
Pour des outils qui demandent beaucoup de vitesse c’est-à-dire un fort débit, le limiteur hydromécanique 6 doit pouvoir évacuer les débits importants vers le réservoir 21 et cela sous haute pression qui est la pression de réglage du limiteur 6. Il faut donc adapter le dimensionnement du limiteur de pression à la puissance à évacuer. Cette puissance hydraulique perdue pendant quelques secondes peut représenter une perte importante.
De plus pour évacuer un débit important les raccords et flexibles doivent être de grand diamètre ce qui les rend encombrants et difficiles à implanter dans une installation hydraulique existante.
En fonction de la vitesse de rotation du système d’entraînement du groupe motopompe alimentant l’installation hydraulique, on peut avoir des fréquences parasites provoquées par des variations de pression qui doivent être limitées aux bornes du moteur ou du vérin hydraulique. Cela nécessite aussi la modification du tiroir de distribution.
BUT DE L’INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des systèmes de commande connus de composants de circuits hydrauliques et de réaliser un circuit hydraulique permettant de faire fonctionner le composant hydraulique de façon plus efficace tout en simplifiant la mise en place de différents composants hydrauliques sur une même machine hydraulique, par l’ajustement de la pression de travail.
EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION
A cet effet, l’invention a pour objet un système de commande d’un composant hydraulique ce circuit étant caractérisé en ce que un système de commande de l’alimentation du composant hydraulique ayant un capteur de pression installé en amont du composant hydraulique en aval de l’orifice d’alimentation et fournissant l’information de pression du liquide hydraulique une pression de consigne un actionneur commandant le mouvement du tiroir de distribution une unité de commande pour générer le signal de commande de l’actionneur à partir de l’information de pression mesurée à l’orifice d’alimentation, de la pression de consigne et de la demande de l’opérateur un orifice de fuite dans le tiroir créant une fuite vers le réservoir entre l’orifice d’alimentation et le composant dans la phase initiale de la course du tiroir.
Le circuit hydraulique selon l’invention se réalise ou s’installe très simplement en combinant au circuit hydraulique connu, un capteur de pression d’alimentation pour surveiller cette pression, un orifice de fuite dans le tiroir du distributeur et une unité de commande permettant de gérer le fonctionnement du distributeur à tiroir selon la demande de l’opérateur en adaptant cette demande aux spécificités de fonctionnement des différents composants susceptibles d’être installés dans le circuit hydraulique, en paramétrant la gestion et en protégeant le circuit contre les chocs de pression ou les pressions excessives et en permettant un fonctionnement sans perte d’énergie.
Le système de commande selon l’invention s’installe très facilement sur une machine existante par un système compact. Le système permet, de façon générale, de limiter la perte énergétique, de récupérer le débit disponible et de travailler à une pression le cas échéant plus faible et maintenir une pression élevée pour les autres fonction. Plus généralement, le système de commande selon l’invention permet d’ajuster la pression de travail par l’unité de commande paramétrable.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, l’unité de commande forme l’écart Ec entre l’unité de commande forme l’écart entre l’information de pression du capteur et la pression de consigne pour convertir cet écart de pression en un signal de base variant selon des paliers dans des zones de fonctionnement selon la position du tiroir de distribution, et une balance recevant le signal de demande de l’opérateur et le signal de base pour émettre un signal de commande égal au plus petit des deux signaux, la demande d’opérateur et le signal de base.
L’invention permet également de disposer d’une plage plus complète de réglages de la limitation de pression et de manière générale, d’assurer la stabilité du système à tous les régimes de fonctionnement.
En résumé, dans ce circuit hydraulique selon l’invention, en cas de surpression, avant que celle-ci n’atteigne le niveau de pression déclenchant le limiteur secondaire, l’unité de commande reçoit le signal de pression et génère le signal de commande du tiroir de distribution pour le rappeler dans la zone de décompression dans laquelle la section et donc le débit d’alimentation sont réduits et la pression peut être évacuée par l’orifice de fuite dont la section est légèrement supérieure ou égale à la section d’alimentation dans cette plage de fonctionnement.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, les circuits des orifices d’alimentation, de décompression et de fuite du tiroir sont découpées en zone selon la position de déplacement du tiroir : une zone de fermeture étant la zone de fermeture de l’alimentation à partir de la position de fin de course du tiroir jusqu’à une position de début d’ouverture, une zone de décompression à la suite de la zone de fermeture et dans laquelle la section d’alimentation s’ouvre lentement en étant inférieure par la section de fuite, les sections d’alimentation (S3 et de fuite S5) étant très inférieures à la section de décompression, une zone de maintien en pression dans laquelle la section de fuite redescend et passe en-dessous de la section d’alimentation, une zone de distribution dans laquelle la section de l’orifice de fuite n’intervient que très faiblement une zone de plein débit dans laquelle la section de fuite n’intervient pratiquement plus.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, l’unité de commande comporte une table de compensation de température recevant le signal de base SCo pour le compenser en fonction de la température du liquide hydraulique, fournie par le capteur de température détectant la température du liquide hydraulique du circuit, le signal SCC compensé en température étant appliqué à la balance recevant le signal de demande DO de l’opérateur et ce signal compensé en température SCC pour former le signal de commande à partir du plus petit de ces deux signaux.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’un mode de réalisation d’un circuit hydraulique selon l’invention, représenté dans les dessins annexés dans lesquels :
système de commande d’un composant hydraulique selon l’invention
schéma de la fonction de commande du système.
graphique des courbes des sections des orifices du tiroir de distribution,
détail à échelle agrandie de la
graphique des courbes de la section des orifices du tiroir en fonction d’une course du tiroir pour un composant hydraulique réversible tel qu’un moteur hydraulique,
schéma d’un système de commande d’un composant hydraulique selon l’état de la technique,
graphique des courbes la section des orifices du tiroir de distribution du circuit de la ,
schéma de commande d’un vérin hydraulique à double effet pour sa première position d’alimentation,
schéma de commande du vérin à double effet de la selon sa seconde position d’alimentation,
graphique des courbes de la section des orifices du tiroir de distribution pour l’alimentation d’un vérin à double effet.
DESCRIPTION D’UN MODE DE REALISATION
Selon la l’invention a pour objet un circuit hydraulique 100 alimenté en liquide hydraulique par une pompe 20 (motopompe) qui fournit le liquide hydraulique à une pression variable, limitée par un limiteur principal de pression 9. Le circuit hydraulique 100 comprend un tiroir de distribution 2 gérant l’alimentation d’un composant hydraulique 7 selon la demande DO de l’opérateur actionnant un organe de commande 1 tel qu’une manette et en tenant compte de paramètres imposés.
Le circuit hydraulique 100 comprend :
- une branche reliant la pompe 20 à l’entrée du composant hydraulique 7 à travers un orifice d’alimentation 3 du tiroir 2
- une branche de retour reliant la sortie du composant hydraulique 7 au réservoir 21 à travers l’orifice de décompression (ou de retour) 4 du tiroir 2 et
- une dérivation de l’entrée du composant hydraulique 7 au réservoir 21 par un orifice de fuite 5 du tiroir 2.
Le circuit hydraulique 100 est complété par une liaison directe entre l’entrée du composant hydraulique 7 et le réservoir 21 par un limiteur secondaire de pression 6 ne passant pas par l’orifice de retour 4.
Le limiteur secondaire 6 est un organe important de sécurité haute pour limiter la pression maximale en cas de défaillance de la partie électronique ou par coupure de l’alimentation électrique. A titre d’exemple, la plage de réglage est de 50 bar à 350 bar. Le limiteur de pression secondaire sera taré à 360 bar pour éviter des surpressions qui pourraient endommager les conduites, flexibles ou tout autre composant du système hydraulique si le tiroir de distribution restait fermé suite à une erreur de commande ou par manque d’énergie électrique.
Selon l’invention, la commande quasi instantanée du tiroir 2 par l’actionneur 23 commandé par l’unité 10, est indépendante de la demande d’opérateur DO, c’est-à-dire de la position de l’organe d’actionnement 1.
L’orifice de fuite 5 est relié à l’orifice d’alimentation 3 en amont du composant 7 ce qui lui permet, en phase initiale la montée en pression du circuit hydraulique ou d’atténuer ou de lisser la montée en pression et aussi de fonctionner plus efficacement en cas de forte montée en pression ; ainsi par exemple en cas de blocage du composant hydraulique 7, la montée en pression en amont du composant est immédiatement détectée par le capteur de pression 8 relié à l’entrée du composant hydraulique 7 ; cette pression est traitée par l’unité de commande 10 qui rappelle immédiatement le tiroir de distribution 2 dans la zone de décompression B de manière à réduire la section d’alimentation S3 et donc le débit Q3 arrivant sur le composant hydraulique 7 ; ce débit faible est évacué par l’orifice de fuite 5 sans avoir à passer en plein débit à forte pression par le limiteur 6. Le débit disponible peut alimenter un autre composant.
Comme les caractéristiques du circuit hydraulique 100 peuvent dépendre de la température T du liquide hydraulique, selon une variante, pour tenir compte de cette dépendance importante dans certains cas, la sortie de la pompe 20, en aval du branchement du limiteur primaire 9 est munie d’un capteur de température 22.
Le tiroir de distribution 2 est commandé par une unité de commande 10 recevant ( ) :
- la demande DO de l’opérateur 1
- la pression de consigne PC
- la pression P du capteur de pression 8
et en variante :
- la température T du liquide hydraulique fournie par le capteur 22.
La pression de consigne C est un paramètre imposé au fonctionnement du circuit hydraulique 100 pour protéger le circuit et ses composants SES et réduire les pertes d’énergie par des retours de liquide à forte pression et fort débit, ces pertes en ne déclenchant pas le limiteur de pression 6.
Selon la , l’unité de commande 10 compare la pression P fournie par le capteur 8 à la consigne de pression Pc et forme l’écart Ec servant à générer un signal de commande de base SCo qui est compensé ensuite, si nécessaire, en température avec une table de compensation 101. Le signal de base SCo est fonction de l’écart Ec selon une courbe Co dépendant des zones de commande A, B, C, D, E des ouvertures 3, 4, 5 qui seront précisées ensuite, selon les paliers de niveau croissant dans les zones A, C, E et des segments de liaison dans les zones B, D entre les paliers. Le signal de base SCo arrive dans une balance 102 qui reçoit également la demande de l’opérateur DO pour retenir comme signal de commande SC, le plus petit de ces deux signaux SCo ou DO.
Dans le cas de la variante de circuit équipée d’un capteur de température 22 pour détecter la température du liquide hydraulique, le signal de base SCo est compensé pour donner le signal compensé SCC qui sera celui comparé au signal DO dans la balance 102 pour obtenir le signal de commande SC.
Le signal SC commande le tiroir de distribution 2 qui fixe les sections S3, S4, S5 des orifices 3, 4, 5 par son positionnement (x) en évoluant sur les courbes C3, C4, C5 de la et du détail à échelle agrandie, de la .
Les courbes C3, C4 de la , déjà expliquées dans leur principe général, représentent l’évolution des sections des orifices 3, 4 en fonction de la position du tiroir de distribution 2 dans le corps de distributeur. Il en est de même de la section S5 de l’orifice 5, définie par la courbe C5.
Dans le cas du moteur hydraulique 7, le flux de liquide n’évolue que dans un sens de sorte que seules interviennent les courbes de la partie droite du graphique des figures 3/3A alors que dans le cas d’un vérin, il y a inversion du sens de passage non symétrique du liquide dans le composant (7a, 7b) et ce sont les courbes de la partie droite et de la partie gauche comme dans le tableau de la qui sont utilisées.
Le tiroir 2 est déplacé par l’actionneur 23 commandé par le signal SC et non directement par la demande DO l’organe de commande de l’opérateur 1, de sorte que la réaction du circuit 100 est plus rapide que celle de l’opérateur pour tenir compte de l’augmentation brusque de la pression détectée par le capteur 8 qui agira de manière prioritaire.
En plus des orifices 3, 4 de section variable comme indiqué ci-dessous, le tiroir 2 comporte un orifice de fuite 5 reliant l’entrée du composant hydraulique 7 au réservoir 21.
Le tableau des courbes C3, C4, C5 est subdivisé en plusieurs zones selon l’axe X c’est-à-dire le déplacement du tiroir 2 par l’actionneur 23 :
- une zone d’étanchéité A, le tiroir 2 étant fermé
- une zone de décompression B
- une zone de mise en pression C
- une zone de distribution D
- une zone de plein débit E.
La forme générale des courbes C3 et C4 de l’orifice d’alimentation 3 et de l’orifice de retour 4 sont celles déjà décrites.
Les débits à travers les orifices 3, 4, 5 sont donnés par l’équation de Bernoulli à savoir :
* Débit par l’orifice d’alimentation 3 :
Q3=k3*S3√ΔP3,
ΔP3 est la différence de pression entre la pompe 20 et le composant 7 (charge)
* Débit par l’orifice de décompression 4 :
Q4=k4*S4*ΔP4,
ΔP4 est la différence de pression entre le retour du composant hydraulique 7 et le réservoir 21
* Débit par l’orifice de fuite 5 :
Q5=k5*S5*√ΔP5,
ΔP5 est la différence de pression entre le composant hydraulique 7 et le réservoir 21.
Le rapport Q3/Q4 donne l’évolution de la pression dans la ligne d’alimentation.
- La zone de décompression B qui suit la zone de fermeture A commence à la position xo à laquelle les sections des orifices 3, 4, 5 commencent à s’ouvrir.
* La section S4 de l’orifice de décompression 4 s’ouvre franchement alors que la section S3 de l’orifice de l’alimentation 3 reste proche de la fermeture.
* la section de fuite S5 de l’orifice de fuite 5 s’ouvre plus que celle de l’orifice de l’alimentation 3, atténuant ainsi le débit d’alimentation dans la ligne d’alimentation du composant hydraulique 7, qu’il s’agisse d’un moteur ou d’un vérin.
- La zone de maintien en pression C :
la section de fuite S5 diminue ce qui permet de réaliser une remise en pression contrôlée de la ligne d’alimentation du composant hydraulique 7 afin de préparer les conditions pour obtenir un mouvement contrôlé par la fuite.
A la fin de la zone C, la section de fuite C5 rejoint la courbe d’alimentation C3 qui continue sa croissance.
Une légère section de fuite S5 est maintenue pour l’orifice de fuite 5 pour éviter une éventuelle instabilité notamment lors d’excitations du système à l’activation d’une réponse indicielle (réponse à un échelon).
Le tiroir 2 distribue le débit proportionnel à la perte de charge au bord de l’orifice équivalent suivant la loi d’ouverture de la courbe C3.
- La zone de distribution D :
Le tiroir 2 distribue le débit volumique proportionnel à la perte de charge aux bornes de l’orifice équivalent du composant hydraulique 7 suivant la loi d’ouverture de la courbe C4 :
- La zone de plein débit E :
Dans cette zone la puissance hydraulique maximum est atteinte. L’augmentation de la section d’alimentation 3 fait chuter la pression dans la charge (composant 7). Pour garantir une pression stabilisée, on diminue la section de retour C4 pour obtenir un rapport de pression proche de 1 dans le cas d’un moteur hydraulique.
En course de plein débit, le tiroir de distribution 2, ferme totalement la section de fuite 5 pour éviter une perte de débit, inutile.
En cas de blocage du composant hydraulique 7, l’augmentation de la pression de charge est immédiatement détectée par le capteur 8 et traitée par l’unité de commande 10 qui rappelle instantanément le tiroir 2 dans la zone B pour réduire le débit d’alimentation Q3 par la réduction de la section S3 et la compensation par la section S5 de l’orifice de fuite 5.
La pression mesurée dépassant la pression de consigne PC, l’écart Ec devient négatif et génère un signal de commande SC min rappelant immédiatement le tiroir dans la zone de décompression B quelle que soit, à ce moment, la demande DO de l’opérateur.
L’alimentation est ainsi réduite immédiatement et le retour se fait par l’orifice de fuite O5.
Dans le cas d’un composant hydraulique 7 constitué par un moteur hydraulique, le débit entrant est le même que le débit sortant et les courbes telles que présentées à la s’appliquent.
Dans le cas d’un vérin hydraulique, la commande se fait de manière analogue pour réduire la section d’alimentation du vérin en cas de blocage de l’outil associé au vérin.
NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX
100 Circuit hydraulique
1 Organe de commande / manette
2 Tiroir de distribution
2a Tiroir de distribution connu
3 Orifice d’alimentation du composant 7
4 Orifice de retour du composant 7
5 Orifice de fuite en amont du composant 7
6 Limiteur secondaire de pression
7 Composant hydraulique
7a,b Vérin hydraulique
8 Capteur de pression à l’entrée du composant 7
9 Limiteur principal de pression
10 Unité de commande
101 Tableau de compensation de température
102 Balance
20 Pompe d’alimentation du circuit hydraulique
21 Réservoir de liquide hydraulique
22 Capteur de température du liquide hydraulique à la sortie de la pompe 20
23 Actionneur du tiroir de distribution 2
P Pression mesurée par le capteur 8
PC Pression de consigne
DO Demande de l’opérateur
SCo Signale de base
SCC Signal compensé
SC Signal de commande
Ec Ecart entre la pression mesurée et la pression de consigne
T Température fournie par le capteur 22
A-E Zones des courbes d’ouverture des orifices 3, 4, 5
C3 Courbe représentant la section de l’orifice d’alimentation
C4 Courbe représentant la section de l’orifice de décompression
C5 Courbe représentant la section de l’orifice de fuite
C6 Courbe de pression
A Zone de fermeture
B Zone de décompression
C Zone de maintien en pression
D Zone de distribution
E Zone de plein débit
O3 Orifice d’alimentation
S3 Section d’alimentation
O4 Orifice de décompression ou de retour
S4 Section de décompression ou de retour
O5 Orifice de fuite
S5 Section de fuite

Claims (4)

  1. Circuit hydraulique (100) comprenant une pompe (20) reliée à un réservoir (21) et fournissant le liquide hydraulique sous pression à un composant (7) par l’intermédiaire d’un tiroir de distribution muni d’un orifice d’alimentation (3) relié à l’entrée du composant (7) et d’un orifice de retour (4) relié à la sortie du composant (7) ainsi qu’un limiteur de pression (6) relié à l’entrée du composant (7) et relié au réservoir (21),
    circuit hydraulique caractérisé en ce qu’il comprend
    - un système de commande de l’alimentation du composant hydraulique (7) ayant
    * un capteur de pression (8) installé en amont du composant hydraulique (7) en aval de l’orifice d’alimentation (3) et fournissant l’information de pression (P) du liquide hydraulique
    * une pression de consigne (PC)
    - un actionneur (23) commandant le mouvement du tiroir de distribution (2)
    - une unité de commande (10) pour générer le signal de commande (SC) de l’actionneur (23) à partir de l’information de pression (P) mesurée à l’orifice d’alimentation (3), de la pression de consigne (PC) et d’une demande (DO) d’un opérateur
    - un orifice de fuite (5) dans le tiroir (2) créant une fuite vers le réservoir (21) entre l’orifice d’alimentation (3) et le composant (7) dans la phase initiale de la course du tiroir (2).
  2. Circuit hydraulique (100) selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    l’unité de commande (10) forme l’écart (Ec) entre l’information de pression (P) du capteur (8) et la pression de consigne (PC) pour convertir cet écart de pression en un signal de base (SCo) variant selon des paliers dans des zones de fonctionnement (A-E) selon la position du tiroir de distribution (2), et en ce que le circuit hydraulique comprend
    - une balance (102) recevant
    * le signal de demande (DO) de l’opérateur et
    * le signal de base (SCo) pour émettre un signal de commande égal au plus petit des deux signaux, la demande d’opérateur (DO) et le signal de base (SCo).
  3. Circuit hydraulique selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    les courbes des sections (C3, C4, C5) des orifices d’alimentation, de retour et de fuite (3, 4, 5) du tiroir (2) sont découpées en zone (A-E) selon la position (x) de déplacement du tiroir (2) :
    - une zone de fermeture (A) étant la zone de fermeture de l’alimentation à partir de la position de fin de course du tiroir (2) jusqu’à une position de début d’ouverture (xo)
    - une zone de décompression (B) à la suite de la zone de fermeture (A) et dans laquelle la section d’alimentation (S3) s’ouvre lentement en étant inférieure à la section de fuite (S5), les sections d’alimentation (S3) et de fuite (S5) étant très inférieures à la section de décompression (S4),
    - une zone de maintien en pression (C) dans laquelle la section de fuite (S5) redescend et passe en-dessous de la section d’alimentation (S3),
    - une zone de distribution (D) dans laquelle la section (S5) de l’orifice de fuite (5) n’intervient que très faiblement
    - une zone de plein débit (E) dans laquelle la section de fuite (S5) n’intervient pratiquement plus.
  4. Circuit hydraulique selon la revendication 2,
    caractérisé en ce que
    l’unité de commande (10) comporte une table de compensation de température (101) recevant le signal de base SCo pour le compenser en fonction de la température du liquide hydraulique, fournie par le capteur de température (22) détectant la température du liquide hydraulique du circuit (100), le signal SCC compensé en température étant appliqué à la balance (102) recevant le signal de demande DO de l’opérateur et ce signal compensé en température SCC pour former le signal de commande (SC) à partir du plus petit de ces deux signaux (DO, SCC).
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