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VERIN HYDRAULIQUE DE LEVAGE.
L'invention se rapporte à un vérin hydraulique, destiné en particulier à soulever et abaisser les instruments aratoires attachés à un traducteur agricole ou faisant partie intégrante de celui-ci. Le vérin selon l'invention peut aussi être utilisé pour d'autres buts semblables d'une ,façon appropriée,
L'invention se rapporte en particulier au type de vérin dans lequel le soulèvement est obtenu en admettant un agent comprimé dans un cylindre et l'abaissement en laissant échapper cet agent comprimé.
Les puissances nécessaires au soulèvement sont si élevées qu'il n'est pas admissible de maintenir constamment sous pression la pompe de compression qui est en général entraînée par le moteur du véhicule. La perte de puissance et en particulier l'échauffement seraient alors trop importants. Par conséquent, dans de tels vérins, il est bien connu de court-circuiter la pompe à la fin de la course de soulèvement, de façon à faire retourner l'agent sous pression dans son réservoir.
Même dans de tels vérins, l'agent sous pression circulant à vide en circuit fermé échauffe l'installation d'une manière encore inadmissible et cause une usure inutile de la pompe.
L'invention procède d'une disposition dans laquelle une pompe à débit réglable est associée au cylindre de travail. De telles pompes connues en soi, par exemple des pompes à pistons radiaux ou axiaux, comme on le sait absorbent une très faible puissance à vide,le débit de l'agent comprimé étant alors pratiquement nul. Il ne re-ste plus alors qu'à commander une telle pompe par des moyens simples de telle manière qu'un débit d'agent sous pression correspondant à la force nécessaire ne soit refoulé que pendant la course de soulèvement, et qu'à la fin de cette course la pompe soit remise en fonctionnement à vide.
Ceci est obtenu selon l'invention en plaçant un levier
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à main de commande du débit sous l'action d'un moyen de rappel,de préférence une force de rappel engendrée par la pression de la pompe et en intercalant dans la conduite de raccordement du cylindre de travail une soupape de fermeture qui maintient la pression de travail dans le cylindre même lorsque la pompe fonctionne à vide. Par le rappel du levier à main on évite que des pressions de travail excessives puissent être engendrées, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des soupapes de sûreté.
La soupape de fermeture, qui dans le cas le plus simple peut être sous la forme d'un clapet de retenue, permet de mettre la pompe en fonctionnement à vide à la fin de la course de soulèvement, sans que l'instrument soulevé puisse retomber, puisque la pression de travail reste maintenue dans le cylindre bien que la pompe fonctionne à vide.
Avantageusement, la soupaped'arret est accouplée de façon positive avec le levier de commande du débit de telle sorte qu'au moment de la mise en fonctionnement à vide de la pompe elle ferme la communication avec le cylindre de travail.
11 est particulièrement avantageux d'associer aux éléments essentiels de l'invention une commande indirecte du débit de la pompe. On a déjà utilisé des pompes à débit réglable dans des installations hydrauliques de telle manière que le débit soit réglé automatiquement pour maintenir une pression de travail constante prédéterminée. Dans ce but, on applique à l'organe de réglage de la pompe qui détermine le débit une force de ressort tendant à établir le débit maximum. Contre cette force de ressort est appliqué un organe de réglage hydraulique actionné par la pression de la pompe. 11 est facile de voir qu'un tel dispositif de réglage maintient une pression de travail constante de la pompe déterminée par la force du ressort.
Contrairement à ce réglage connu de la pompe, selon une particularité supplémentaire de l'invention, la conduite de commande reliée à l'organe de réglage hydraulique n'est pas raccordée à la conduite de refoulement de la pompe directement, mais par l'intermédiaire d'une soupape d'étranglement actionnée par le levier à main.
Dans une telle disposition de la commande de la pompe, on peut faire agir sur l'organe de réglage de la pompe une force de ressort relativement faible, de sorte que lorsque la soupape d'étranglement est ouverte la pompe ne maintienne constante qu'une pression faible correspondante$ que l'on peut appeler pression de commande. On est alors en mesure, par une fermeture de la soupape d' étranglement, de réduire ou d'annuler complètement la pression de commande dynamique agissant à l'encontre de la force du ressort et d'obtenir ainsi une pression de travail élevée quelconque. Après ouverture de la soupape d'étranglement, la pompe se règle à nouveau de la façon décrite à la pression de commande,pour laquelle le débit et la puissance absorbée sont pratiquement nuls.
Au moyen de la commande indirecte du débit de la pompe ainsi décrite, on peut combiner la soupape de fermeture mentionnée plus haut et la soupape d'étranglement servant au réglage du débit en un simple tiroir de commande, sur lequel on peut faire agir le rappel.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La fig. 1 est un schéma général de l'installation.
La fig. 2 représente schématiquement la pompe et son dispositif de réglagee
La fig. 3 est une coupe longitudinale du dispositif de commande partiellement en élévationo
La figo 4 est une coupe de profil du dispositif de commande.
Comme on le voit à la fig. 1, la pomp 1, reliée à un réservoir de fluide, est en communication par une conduite de refoulement 3 avec un dispositif de commande 4 et de là par une conduite de raccordement 5 avec un cylindre de travail 6. Entre le dispositif de commande 4 et la pompe 1 est disposée une conduite de commande 7.
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La pompe 1 représentée à la fig. 2 est une pompe # pistons axiaux de type connu qui n'a pas besoin d'être décrite plus en détail. Les pistons de pompe 1b n'effectuent leur course lorsque le bloc de cylindre tourne que si le plateau incliné 1cse trouve dans la position oblique représentée par rapport à l'axe de rotation. Si le levier de réglage 1d du plateau incliné le est ho- rizontale la pompe ne débite pas, puisque la course des pistons 1b est nulle.
Si l'on incline le levier de réglage ld vers le haut, la distribution de la pompe est inversée, de sorte qu'elle fonctionne comme moteur en recevant le fluide sous pression de la conduite 3. Sur le levier de réglage 1d agit un res- sort de tension 8 qui tend à lui donner la position correspondant au débit ma- ximun. Un cylindre de réglage hydraulique 9, dont le piston 9a agit également sur le levier de réglage 1d, est raccordé à la conduite de commande 7 et com- porte une sortie étranglée de fluide 9b. Le piston 9a du cylindre de réglage 9 place la pompe dans les conditions de course nulle,dès que la pression dans la conduite de commande 7 équilibre le ressort 8.
La pression de commande est donc déterminée par le ressort 8 et on lui donne une valeur relativement faible, par exemple 5 atmosphères.
Le dispositif de commande 4 se compose (voir fig. 3 et 4) d'un boi- tier 4a et d'un bloc à tiroirs 4b, dans lequel sont guidés trois tiroirs de commande à pistons 10, 10a et 10b semblables. Sur le bottier 4a sont articulés trois leviers de commande 11, 11a, llb qui agissent chacun sur un des tiroirs de commande 10, 10a, 10b, A chacun des tiroirs de commande 10, 10a, 10b est associé un cylindre de travail 6 et une conduite de raccordement 5 particuliers.
Les cylindres de travail qui correspondent aux tiroirs de commande 10a et 10b et qui ne sont pas représentés sur la fig, 1 sont destinés au soulèvement et à l'abaissement d'autres instruments. Il s'agit donc d'une installation dans laquelle trois cylindres de travail peuvent fonctionner indépendamment l'un de l'autre.
Les leviers de commande 11, 11a, llb, ont la forme de leviers coudés dont un des bras a la forme d'un goujon 12. Chaque tiroir de commande 10 est relié à une cage de guidage 13 qui coulisse dans le boitier 4a. Le goujon 12 est appliqué contre une surface intérieure 13a du guide 13 lui servant de siège par un ressort de surcharge 14 qui prend appui dans le guide 13. Le levier de commande 11 est représenté à la figo 4 dans la position moyenne ou position de repos. Pour soulever l'instrument, on incline ce levier vers la gauche dans la position de soulèvement, dans laquelle le guide 13 et avec lui le tiroir de commande 10 sont déplacés vers le bas, et le bord de droite du siège 13a reste en contact avec le goujon 12.
Pour abaisser l'instrument, on incline le levier de commande 11 vers la droite de façon à déplacer le guide 13 et avec lui les tiroirs de commande 10 vers le haut, le bord gauche du siège 13a s'appliquant alors sur le goujon 12. Le ressort de surcharge 14 agit donc aussi comme ressort de repos, car le goujon 12 dans la position moyenne vient s'appuyer sur toute la surface du siège 13a
Dans le bloc à tiroirs 4d est disposé en face du'tiroir de commande 10 un raccord 15 dans lequel débouche la conduite de raccordement 5. Du raccord 15 partent deux canaux 15a, 15b aboutissant à l'ouverture du tiroir de commande. Dans le canal 15b est aménagé le siège d'un clapet de retenue à bille 16.
Le bloc à tiroirs 4b est en outre traversé par un canal 17, qui croise les trois ouvertures des tiroirs de commande et qui relie entre eux deux raccords 18 et 19. Dans le raccord 19 débouche la conduite de refoulement 3, tandis que le raccord 18 est destiné à la conduite de commande 7.
Dans la position de repos représentée du tiroir de commande 10, le canal 15b est fermé par un piston 20 et le canal 15a par un piston 21 du tiroir de commande 10. Entre le piston 20 et le piston 21, le tiroir de commande 10 est rétréci de fagon à former un espace annulaire 22. L'espace annulaire 22 est en communication avec le canal 17. Du coté faisant face au raccord 19 de la conduite de refoulement, le piston 21 est pourvu d'un évidement 23 qui prolonge vers le haut l'espace annulaire 22.
Ainsi, dans la position moyenne du tiroir de commande 10, la conduite de refoulement 3 (raccord 19) est reliée directement avec la conduite de
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commande 7 (raccord 18) par le canal 17 et les espaces annulaires 22 des trois tiroirs de commande 10, 10a et 10b. En conséquence, (voir fig. 2) le levier de réglage ld est placé dans la position de fonctionnement à vide par l'organe hydraulique de réglage 9, position dans laquelle la pompe 1 ne refoule qu'un faible débit de fluide par la sortie étranglée 9b et maintient une pression de commande constante (5 atmosphères) déterminée par le ressort 8.
Si l'on amène le tiroir de commande 10 dans la position de soulèvement au moyen du levier de commande 11, c'est-à-dire si on le déplace vers le bas, le canal 17 est d'abord étranglé par le piston 21 puis complètement fermé, de sorte que la pression décroît puis s'annule dans la conduite de commande 7 (raccord 18). Le ressort 8'prend alors le dessus à mesure que la pression décroît et place le levier de réglage ld dans une position correspondant à un débit plus grand. La pression de travail, par exemple 100 atmosphères, se développe alors dans la conduite de refoulement 3: Dans la position inférieure du tiroir de commande 10, cette pression de travail, grâce à l'évidement 23, règne aussi dans l'espace annulaire 22, qui se trouve alors en communication avec le canal 15b.
La pression de travail parvient donc au cylindre de travail 6 en passant par le clapet de reténue 16 et le raccord 5. En même temps la haute pression de travail parvient aussi sous 'le piston 20 par une gorge 24 et tend à pousser le tiroir de commande 10 vers le haut, c'est-à-dire à le ramener à la position moyenne. Cete force de rappel se fait sentir sur le levier de commande 11. Si la pression de travail dans le cylindre de travail 6 et par suite la force de rappel atteignent sous le piston 20 une valeur élevée inadmissible, sans que l'opérateur ramène le levier de commande 11 en arrière, le titoir de commande 10 est ramené par la force de rappel à sa position moyenne en comprimant le ressort de surcharge 14, le siège 13a se séparant du goujon 12.
Normalement, cependant, l'opérateur ramène en arrière le levier de commande 11 si la course de soulèvement est terminée et que le piston du cylindre de travail 6 a atteint sa position extrême. Le tiroir de commande 10 reprenant sa position moyenne, le canal 17 se rouvre et la pompe 1 se règle à nouveau à la pression de commande, pour laquelle la puissance absorbée est pratiquement nulle. La pression de tnavail se maintient cependant dans le cylindre de travail 6, puisque la pape de retenue 16 ainsi que le piston 20 empêchent la sortie du fluide sous pression se trouvant dans le cylindre de travail 6.
La fermeture supplémentaire du canal 15b par le piston 20 est nécessaire, sinon la pression de travail engendrée par la pompe par suite de l'étranglement du canal 17 viendrait agir simultanément dans les trois- cylindres de travail en passant par les clapets 16. Mais,dans le dispositif représenté, le piston 20 ne donne accès qu'au cylindre de travail 6 dont'le tiroir de commande correspondant (10, 10a ou 10b) a été amené à la position de'\soulèvement. D'autre part on ne peut pas se dispenser du clapet de retenue 16 et le remplacer par le piston de fermeture 20, car le piston 20 doit déjà ouvrit* le canal 15b avant que la pleine pression de travail soit atteinte.
Par suite, faute du clapet de retenue 16 le fluide sous pression pourrait sortir du cylindre de travail 6 dans une position intermédiaire du tiroir de commande 10, ce qui est à éviter.
Lors de l'abaissement de l'instrument, c'est-à-dire lorsque le tiroir de commande est déplacé vers le haut, le piston 21 ouvre le canal 15a, tandis que la liaison entre la conduite de refoulement 3 et la conduite de commande 7 par le canal 17 est maintenue par l'-espace annulaire 22. La pression de travail existant dans le cylindre de travail 6 se transmet alors à la conduite de refoulement 3 et à lai conduite de commande 7 en passant par le canal 15a, l'espace annulaire 22 et le canal 17. Dans l'organe hydraulique de réglage 9 se'développe donc une pression plus forte, qui surmonte la force du ressort 8 et amène le levier de réglage ld dans la zone de distribution inversée en passant par la position horizontale.
Le fluide sous pression qui se trouve dans le cylindre de travail 6 s'écoule par suite en faible partie par la conduite de commande 7 et la sortie étranglée 9b. En majeure partie cependant, le fluide sous pression est conduit par la conduite sous pression 3 à la pompe 1 qui fonctionne alors en moteur en recevant le fluide
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sous pression. L'avantage de ce dispositif est que l'abaissement ne peut se produire que si la pompe 1 tourne. Si au contraire le moteur d'entraîne- ment est immobile, il ne peut se produire qu'un abaissement très lent de l'instrument.
Dans la position moyenne du tiroir de commande 10 il existe sous le piston 20 un coussin d'huile qui s'opposerait à un abaissement du tiroir-' de commande 10. On pourvoit par conséquent le tiroir de commande 10 d'un canal 25 qui débouche d'une part sur la face frontale du piston 20 et d'autre part latéralement dans un canal de fuite 26 qui est relié à la sortie 18 et par suite à la conduite de commande 7. Ainsi le coussin d'huile peut s'écou- ler librement dansla conduite de commande 7 par les canaux 25 et 26. Donc dans la position de repos il règne sous le piston 20 la pression de commande, qui est équilibrée par un ressort antagoniste 27 agissant sur le guide 13.
La liaison entre le canal 25 et le canal de fuite 26 est interrompue avant que le tiroir de commande 10 ait atteint sa position de soulèvement. Pour empêcher que, dans la position d'abaissement d'un des tiroirs de commande
10, 10a, 10b, la haute pression de travail qui règne dans la conduite de com- mande 7 ne vienne agir en passant par les canaux 25 et 26 sousle piston 20, le canal de fuite 26 est relié au raccord 18 par l'intermédiaire d'un clapet ,de retenue 28. Ce clapet de retenue est constitué par une aiguille à tête renforcée 28a introduite dans le débouché du canal de fuite.
Il va de soi, que, sans sortir du cadre de la présente invention, on peut apporter des modifications au mode de réalisation qui vient d'être décrit.