BE853483A - Systeme hydraulique et valve de commande pour un tel systeme - Google Patents

Description

  Système hydraulique et valve de commande pour un tel système.

  
i

  
La présente invention concerne un système

  
hydraulique comportant une pompe du type à pistons dont le déplacement est variable, une transmission hydrostatique

  
pour un véhicule à moteur muni d'un tel système, et une

  
valve de commande pour un tel système.

  
Il existe une transmission hydrostatique de 

  
tracteur dont le système d'entraînement comporte une pompe 

  
du type à pistons à mouvement alternatif, commandée par le 

  
moteur du tracteur, un moteur hydraulique alimenté en énergie  par la pompe et une roue motrice entraînée par ce moteur hydraulique. Il est évidemment hautement souhaitable que le tracteur puisse rouler à de très faibles vitesses, par

  
exemple quand un instrument y est attaché, sans aucun mouvement de secousse brusque si le conducteur augmente involontairement la vitesse du moteur. De même, le tracteur doit également pouvoir répondre rapidement à la vitesse

  
du moteur quand il se déplace aux vitesses de travail.

  
Dans la spécification de son brevet américain  No 3.995.973, la Demanderesse a décrit un système hydraulique ;  permettant de réaliser ces conditions. Un circuit d'alimen-  tation fournit une pression d'alimentation constante qui  est débitée dans une chambre de commande d'une pompe du type 

  
à pistons radiaux à mouvement alternatif et qui agit par conséquent sur les extrémités internes radialement des

  
pistons. Les pistons sont sollicités par ressort à l'extrémité externe pour résister à la pression régnant dans la chambre de commande et, à cette extrémité également, ils

  
sont soumis à la pression provenant du circuit d'alimenta-  tion, une valve de commande étant intercalée entre le 

  
circuit d'alimentation et les extrémités externes des 

  
 <EMI ID=1.1> 

  
pistons. La valve de commande fonctionne pour régler effica- 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
&#65533;

  
 <EMI ID=3.1> 

  
si*

  
 <EMI ID=4.1> 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
&#65533;

  
 <EMI ID=8.1> 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1>  trouve dans la première gamme de positions, la vitesse du moteur du tracteur et, de là, la vitesse de la pompe sont brusquement accrues, le déplacement de la pompe sera réduit, puisque la valve restera dans sa position, non affectée par la chute de pression déterminée sur elle par la vitesse

  
de pompage plus rapide, et ceci a pour effet que le

  
tracteur ne subira pas d'augmentation de vitesse brusque indue.

  
D'autre part, lorsque la valve se trouve

  
dans sa deuxième gamme de positions et que la vitesse du moteur du tracteur est soudainement accrue, la valve répondra à l'augmentation de la chute de pression en s'ouvrant davantage et, par conséquent, le déplacement de la pompe

  
ne sera pas réduit et la vitesse du tracteur répondra immédiatement à la vitesse du moteur.

  
La valve de commande contient un piston plongeur de commande qui est déplacé par l'utilisateur par l'intermédiaire d'une liaison mécanique. Toutefois, l'utilisateur doit souvent fournir un puissant effort pour ce déplacement et, en cas de défaillance de la liaison mécanique, la valve peut prendre la position de pleine ouverture et rester dans cette position, de sorte que la transmission  continuera à fonctionner à grande vitesse.

  
La présente invention vise à permettre une  diminution de l'effort nécessaire au déplacement de la valve  et à procurer suivant une forme de réalisation préférée, une  valve qui se ferme automatiquement si une défaillance de 

  
sa liaison mécanique de commande survient. 

  
Suivant un premier aspect de la présente inven--

  
 <EMI ID=11.1>  

  
une entrée, une sortie et un piston jouant le rôle de 

  
valve qui est prévu de façon que, d'un côté, il puisse

  
être soumis à la pression d'entrée et que, de l'autre côté, 

  
il puisse être soumis à la pression de sortie, et qui  peut se déplacer entre une position de fermeture, pour 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
première gamme de positions, dans laquelle il se trouvera  pour provoquer une chute de pression au-dessus d'une valeur  préalablement déterminée de l'écoulement de fluide entre  l'entrée et la sortie, indépendamment de la chute de pression'? pour régler la quantité de fluide s'écoulant par la sortie, 

  
et une deuxième gamme de positions, dans laquelle il sera  flottant, mais sera sollicité vers la position de fermeture, deuxième gamme de positions dans laquelle il se trouvera pour  provoquer une chute de pression en dessous de la valeur préa-

  
 <EMI ID=13.1> 

  
de pression en prenant une position de plus grande ouverture lorsque la chute de pression augmentera et une position de  plus forte fermeture lorsque la chute de pression diminuera

  
 <EMI ID=14.1> 

  
la valve comprenant un piston plongeur pouvant être actionné par l'utilisateur et disposé au second côté cité plus haut  du "piston-valve" ou piston jouant le rôle de valve, ainsi  qu'un ressort prévu entre le piston plongeur et le piston-  valve, le piston plongeur étant disposé de façon à se

  
trouver en contact avec le piston-valve jouant le rôle

  
de valve quand celui-ci se trouvera dans la première gamme

  
de positions pour empêcher ce dernier de prendre une position de plus grande ouverture, et de façon à ne-pas être en contact avec le piston-valve quand celui-ci se trouvera dans la deuxième gamme de positions, pour permettre à ce dernier de se déplacer à l'encontre de l'action du ressort, le piston plongeur étant disposé de façon à être soumis à la pression d'entrée, qui le sollicitera en direction du piston-valve.

  
Suivant un deuxième aspect de la présente invention, un système hydraulique se compose d'un circuit d'alimentation prévu pour fournir une pression en substance constante, d'une pompe du type à pistons à déplacement variable comportant des cylindres, des pistons pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient dans ces cylindres, et une chambre de commande, à l'une des extrémités des cylindres, reliée au circuit d'alimentation, les pistons étant sollicités en direction de la chambre de commande, et d'une valve de commande, répondant au premier aspect

  
de l'invention, valve dont l'entrée est reliée au circuit d'alimentation et la sortie, à l'autre catê des cylindres.

  
Enfin,- suivant un troisième aspect de la présente invention, une transmission hydrostatique de véhicule à moteur comporte un système hydraulique répondant au deuxième aspect de l'invention.

  
On décrira ci-après une forme de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une vue, en partie schématique et en partie en coupe, d'une transmission hydrostatique comportant une valve de commande, qui est représentée en position d'ouverture, et la figure 2 est une vue en coupe de la valve de commande visible sur la figure 1, cette valve étant toutefois représentée en position de fermeture.  La valve de commande, qui, dans les dessins, est désignée dans l'ensemble par 10, est un élément constitutif d'une transmission hydrostatique qui comprend une pompe d'alimentation 12, une pompe principale 14 et

  
un moteur hydraulique 16. La pompe d'alimentation 12 aspire du fluide d'un réservoir 18 par un conduit 20 et débite

  
ce fluide dans un système d'alimentation qui comprend des

  
 <EMI ID=15.1> 

  
commande de pression 32, du type à décharge, est intercalée dans le conduit à fluide 24 pour maintenir une pression en substance constante dans le circuit d'alimentation.

  
La pompe principale 14 comporte un corps cylindrique 34 comprenant une série de cylindres 36, tous les cylindres 36 s'ouvrant par une extrémité sur une chambre de commande 38. Dans chaque cylindre 36 est monté un piston 40 et, dans chaque cylindre 36 également, il est prévu un ressort 42, qui sollicite normalement le piston correspondant en direction de la chambre de commande. Un arbre de commande 44, devant être entraîné par un appareil moteur externe, tel qu'un moteur à combustion interne, tourillonne dans le corps cylindrique 34 de la pompe 14 et traverse la chambre de commande 38. Une came circulaire
46 est montée excentriquement sur l'arbre 44, de façon à pouvoir tourner avec celui-ci, et elle est en contact

  
à l'intérieur de la chambre de commande, avec les extrémités des pistons 40, qu'elle sollicite vers l'extérieur. Chacun des cylindres 36 est relié à une entrée de la pompe - entrée qui est représentée par le conduit à fluide 48 - par une valve de retenue 50, et est relié à une sortie de la pompe - sortie qui est représentée par le conduit à fluide 52 - par une valve dé retenue 54.

  
La chambre de commande 38 communique avec

  
le conduit à fluide 30 du système d'alimentation par un passage 56. Une valve de retenue chargée par ressort 57 est prévue dans le conduit à fluide 28, et ce dernier est également relié, en aval de la valve de retenue 57, au réservoir 18 par une valve d'étranglement 59. La valve

  
de retenue 57 et la valve d'étranglement 59 assurent une différence de pression entre le fluide contenu dans le conduit 28 et le fluide contenu dans le conduit 30, de sorte que la pression de fluide régnant dans la chambre de commande 38 est inférieure d'une valeur préalablement déterminée à la pression régnant dans le circuit d'alimentation. La pression de fluide régnant dans la chambre de commande 38 et les ressorts 42 sont adaptés l'une aux autres de façon que, lorsqu'aucune pression de fluide ne s'exerce sur les extrémités externes des pistons, les efforts exercés sur les différents pistons soient en substance équilibrés quand les pistons se trouvent à leur fin de course externe et que les ressorts sont comprimés.

  
La sortie 52 de la pompe 14 est reliée à l'entrée du moteur hydraulique 16 et la sortie du moteur
16 est reliée au conduit à fluide 28 du système d'alimentation. De cette manière, tout le fluide débité par la pompe 14 est dirigé vers le moteur 16 et retourne au circuit d'alimentation, et la quantité de fluide qui doit

  
 <EMI ID=16.1> 

  
à un minimum. 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
fluide 22 du circuit d'alimentation à l'entrée 48 de la  pompe et détermine la quantité ou la pression du fluide s'écoulant du circuit d'alimentation vers l'entrée de la pompe. La valve 10 comporte un corps de valve 58 présentant un passage 60. L'une des extrémités du passage 60 forme une partie élargie 62, qui constitue une ouverture d'entrée reliée au conduit à fluide 22 du circuit d'alimen-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
le passage 60 comporte une partie élargie ou formant

  
 <EMI ID=19.1> 

  
par une ouverture de sortie 66 prévue dans le corps de valve 58.

  
Un piston jouant le rôle de valve 68 et un piston plongeur de commande 70 sont montés à glissement

  
et de façon étanche dans le corps de valve 60 en vue du déplacement du piston-valve 68 entre une position de fermeture extrême, représentée sur la figure 2, dans laquelle ce piston empêche la communication entre les parties élargies 62 et 64 et une position d'ouverture extrême ou position permettant le passage du fluide, représentée sur la figure 1, dans laquelle il établit la communication entre ces mêmes parties élargies 62 et 64. Le piston plongeur de commande 70 fait corps avec une tige de command, manuelle 72 qui part de l'extrémité du passage 60 opposée à la partie élargie 62 de celui-ci. La tige 72 est reliée

  
à un levier de commande destiné à être actionné par l'utilisateur, levier qui est représenté par la bielle 74, par l'intermédiaire de toute liaison mécanique convenable, liaison qui est ici représentée par la bielle intermédiaire

  
76. Le piston-valve 68 et le piston plongeur de commande 70 sont réalisés sous forme d'éléments distincts et présentent des passages borgnes en regard, respectivement désignés par 78 et 80. Un ressort de compression 82 est monté dans 

  
 <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
c'est-à-dire l'extrémité de ce piston dirigée vers la  partie élargie 62, se rétrécit en tronc de cône pour former un prolongement qui vienne buter contre une broche 84

  
quand le piston-valve 68 occupe la position de fermeture totale, dans laquelle il est représenté sur la figure 2. L'extrémité antérieure du piston-valve 68 présente également deux lumières de dosage 86.

  
L'extrémité antérieure du piston-valve 68 forme, avec la partie élargie 62, un premier servomécanisme ou première chambre de pression expansible qui réagit à la pression de fluide qui y règne pour solliciter le piston-valve 68 vers la position d'ouverture, c'est-àdire que la pression de fluide qui règne dans la partie élargie 62 agit constamment sur l'extrémité antérieure du piston-valve pour déplacer ce dernier vers la position d'ouverture. Les extrémités en regard du piston-valve 68

  
et du piston plongeur de commande 70 forment également, avec le passage 60, un deuxième servomécanisme ou deuxième  chambre de pression expansible qui réagit à la pression

  
de fluide qui y règne pour solliciter le piston-valve 68 vers la position de fermeture. Le deuxième servomécanisme est en communication constante avec la partie élargie 64  par le passage borgne 78, une lumière transversale 88,

  
 <EMI ID=22.1> 

  
ce même piston-valve. 

  
Le corps de valve 58 présente ,également un passage de décharge 92 qui est relié au réservoir 18 par une valve de retenue 93 et un conduit à fluide 94. Le passage

  
de décharge 92 communique avec une gorge 96 distante de

  
la partie élargie 64. Comme on peut s'en rendre compte en comparant les figures 1 et 2, la gorge 96 occupe une position telle qu'elle communique avec le deuxième servomécanisme ; ou deuxième chambre de pression expansible chaque fois que  le piston-valve 68 occupe la position de fermeture totale,

  
et qu'à tout autre moment, il soit fermé par ce même piston.  Selon cet agencement, chaque fois que le piston-valve 68

  
est amené à la position de fermeture totale, l'entrée 48

  
de la pompe 14 est reliée au réservoir 18, de sorte qu'il

  
n'y règne aucune pression pouvant provoquer un mouvement intempestif de la pompe.

  
L'extrémité du passage 60 opposée à la partie élargie 62 est également élargie, comme il est indiqué en

  
98, et le pistonplongeur 70 fait corps avec un élément de piston 100 qui est en contact de glissement avec la paroi

  
de la partie élargie 98. Un élément de fermeture 102, 

  
destiné à obturer la partie élargie 98, est en contact 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
étanche avec la paroi de celle-ci et avec la tige de commande!

  
 <EMI ID=24.1> 

  
réagisse à la pression du fluide pour solliciter le piston

  
 <EMI ID=25.1> 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1>  

  
piston-valve 68. Sous ce rapport, il convient de noter que la surface effective de l'élément de piston 100 qui est exposée à la pression de fluide régnant dans le troisième servomécanisme peut être en substance égale à la surface effective de l'extrémité antérieure du piston-valve de façon que les efforts agissant sur les éléments de valves soient en substance compensés, mais que, de préférence, la surface effective de l'élément de piston 100 est légèrement supérieure à la surface effective de l'extrémité antérieure du piston-valve 68. L'extrémité interne de la partie élargie 98 est reliée au passage de décharge 92 par un passage 106. Le passage 106 permet la sortie de tout fluide pouvant avoir fui au plongeur, vers l'extrémité interne

  
de la partie élargie 98.

  
Le fonctionnement de la valve 10 est en principe le même que celui de la valve appartenant à la transmission décrite dans la spécification du brevet américain No 3.995.973 cité plus haut,c'est-à-dire que

  
le mouvement de la pompe principale 14 est entièrement commandé par la valve 10. Quand l'utilisateur déplace le piston plongeur 70 vers la droite, à partir de la position représentée sur la figure 2, en manipulant le levier 74, les lumières de dosage s'ouvrent et règlent la quantité

  
de fluide s'écoulant vers la pompe 14. La pression du fluide s'écoulant vers la pompe principale 14 est également appliquée au deuxième servomécanisme et agit sur le 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1> 

S

  
commande 70 se poursuit vers la droite, la valve continue à  s'ouvrir et règle la quantité de fluide s'écoulant vers la pompe principale 14. Toutefois, des que la chute de pression à la valve a diminué dans une mesure suffisante pour que

  
la somme de l'effort exercé sur le piston-valve 68 par la pression du fluide débité à la pompe 14 et de l'effort exercé sur ce même piston 68 par le ressort 82 soit égale

  
à l'effort exercé sur l'extrémité antérieure du piston 68 par la pression de fluide régnant à l'intérieur de la partie élargie 62, la valve 10 commence à régler la pression du fluide s'écoulant vers la pompe principale 14. Comme la Demanderesse l'a exposé de façon complète dans la spécification de son brevet américain cité plus haut, ceci assure une commande convenable du débit de la pompe au cours des périodes de fonctionnement aux faibles vitesses de la transmission et cependant, au cours des périodes de fonctionnement aux vitesses élevées de la transmission, la pompe 14 peut répondre à la vitesse du moteur.

  
La pression de fluide régnant à l'intérieur du troisième servomécanisme représente un effort agissant sur le piston-valve 68 qui compense en substance l'effort exercé sur ce piston par la pression de fluide régnant

  
dans le premier servomécanisme, de sorte qu'un faible effort est nécessaire pour déplacer le levier de commande

  
74. De même, étant donné que la surface effective du troisième servomécanisme est légèrement supérieure à la surface effective du premier servomécanisme, une défaillance de la liaison mécanique de la tige de commande 72, par exemple par rupture de l'axe d'articulation du levier de commande 74 actionné par l'utilisateur à la bielle 76 ou de l'axe d'articulation de la bielle 76 à la tige de commande
72, aura pour effet que la pression de fluide régnant à

Claims (1)

1. l'intérieur du troisième servomécanisme déplacera immédiatement le piston-valve 68 vers la position de fermeture et le maintiendra dans cette position de fermeture de sorte que

   la transmission sera en fait à l'état neutre. Par conséquent,

   t

   la valve de commande faisant l'objet de la présente invention! représente un perfectionnement par rapport à la valve de

   commande décrite dans la spécification du brevet américain

   No 3.995.973, en ce sens qu'elle n'exige qu'un faible effort

   pour la commande manuelle et qu'elle se ferme automatique-

   ment en réponse à une défaillance de la liaison mécanique,

   alors que la valve de commande faisant l'objet de ce brevet

   antérieur prend automatiquement une position de pleine

   ouverture en réponse à une défaillance mécanique.

   REVENDICATIONS <EMI ID=30.1>

   1. Valve de commande de système hydraulique caractérisée en ce qu'elle comporte une entrée, une sortie

   et un piston jouant le rôle de valve ou piston-valve qui

   est prévu de façon que, d'un côté, il puisse être soumis

   à la pression d'entrée et que, de l'autre côté, il puisse

   être soumis à la pression de sortie, et qui peut se déplacer

   entre une position de fermeture, pour bloquer l'écoulement

   entre l'entrée et la sortie, une première gamme de positions,

   dans laquelle il se trouvera pour provoquer une chute de

   pression au-dessus d'une valeur préalablement déterminée

   de l'écoulement de fluide entre l'entrée et la sortie, indépendamment de la chuté de pression pour régler la quantité

   de fluide s'écoulant par la sortie, et une deuxième gamme

   de positions, dans laquelle il sera flottant, mais sera solli <EMI ID=31.1>

   tions dans laquelle il se trouvera pour provoquer une chute de pression en dessous de la valeur préalablement déterminée et dans laquelle il répondra à la chute de pression en prenant une position de plus grande ouverture lorsque la

   chute de pression augmentera et une position de plus forte

   ,m fermeture lorsque la chute de pression diminuera, pour maintenir une chute de pression en substance constante, la valve

   <EMI ID=32.1>

   lisateur et disposé au second côté cité plus haut du piston-valve ainsi qu'un ressort prévu entre le piston plongeur et le piston-valve, le piston plongeur étant disposé de façon à se trouver en contact avec le piston-valve quand celui-ci se trouvera dans la première gamme de posi- tions pour empêcher ce dernier de prendre une position de plus grande ouverture, et de façon à ne pas être en contact avec le piston-valve quand celui-ci se trouvera dans la

   <EMI ID=33.1>

   de se déplacer à l'encontre de l'action du ressort, le piston plongeur étant disposé de façon à être soumis à la pression d'entrée, qui le sollicitera en direction du piston-valve.

   2. Valve de commande suivant la revendication

   1, caractérisée en ce que la surface effective du piston plongeur soumise à la pression d'entrée est supérieure à la surface effective du piston-valve soumise à la pression d'entrée, de façon que la sollicitation soit suffisante pour renvoyer et/ou maintenir le piston-valve dans la position de fermeture quand un effort externe n'agit pas sur le piston plongeur. 3. Valve de commande suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le ressort précité

   est contenu, à l'une des extrémités', dans un passage borgne

   du piston-valve et, à l'autre extrémité, dans un passage borgne du piston plongeur.

   4. Valve de commande de système hydraulique,

   en substance comme décrite ci-dessus avec référence aux dessins schématiques annexés et représentée dans ces dessins.

   5. Système hydraulique caractérisé en ce

   qu'il se compose d'un circuit d'alimentation prévu pour fournir une pression d'alimentation en substance constante, d'une pompe du type à pistons à déplacement variable comportant des cylindres, des pistons pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient dans ces cylindres, et une chambre

   de commande, à l'une des extrémités des cylindres, reliée

   au circuit d'alimentation, les pistons étant sollicités en direction de la chambre de commande et d'une valve de commande, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, valve dont l'entrée est reliée au circuit d'alimentation

   et la sortie, à l'autre côté des cylindres.

   6. Système hydraulique en substance comme décrit ci-dessus avec référence aux dessins schématiques annexés et représenté dans ces dessins.

   7. Transmission hydrostatique de véhicule à moteur caractérisée en ce qu'elle comporte un système hydraulique suivant l'une ou l'autre des revendications

   5 et 6. .,.

   &#65533;'