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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510676A1
Family ID 2949963
Probable Assignee Linde Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME D'ENTRAINEMENT HYDRAULIQUE AVEC UN APPAREIL
UTILISATEUR D'ENERGIE HYDRAULIQUE RACCORDE A UNE CANALISATION D'UN
RESEAU SOUS PRESSION
EN Title SPEED CONTROLLED HYDROSTATIC TRANSMISSION SYSTEM - HAS
ADJUSTABLE DISPLACEMENT PUMP MACHINE COUPLED TO DRIVEN
Abstract
_________________________________________________________________
A.SYSTEME D'ENTRAINEMENT HYDRAULIQUE AVEC UNE CANALISATION D'UN RESEAU
SOUS PRESSION, DANS LAQUELLE UN FLUIDE EST AMENE SOUS UNE PRESSION
DETERMINEE, ET AVEC UN APPAREIL UTILISATEUR D'ENERGIE HYDRAULIQUE
RACCORDE A CETTE CANALISATION DU RESEAU SOUS PRESSION, AINSI QU'AVEC
UNE INSTALLATION DE COMMANDE POUR LA VITESSE DE FONCTIONNEMENT DE CET
APPAREIL UTILISATEUR.
B.SYSTEME CARACTERISE EN CE QUE L'APPAREIL UTILISATEUR 4 EST D'UN TYPE
TEL QUE LE RAPPORT ENTRE LA CHUTE DE PRESSION SUR CET APPAREIL
UTILISATEUR ET L'EFFORT TRANSMIS A SA SORTIE EST CONSTANT, TANDIS QUE
CET APPAREIL UTILISATION 4 EST COUPLE AVEC UNE MACHINE DE REFOULEMENT
61 PREVUE COMME CONVERTISSEUR D'ENERGIE, CETTE MACHINE ETANT REGLABLE
EN CE QUI CONCERNE LE VOLUME DE REFOULEMENT PAR TOUR DE REVOLUTION,
ETANT MUNIE D'UN DISPOSITIF DE REGULATION DE LA VITESSE DE ROTATION ET
COMPORTANT UN ARBRE ROTATIF.
C.L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA COMMANDE D'ENTRAINEMENTS DE
PROPULSION.
The hydrostatic transmission system incorporates a driven machine in
which the ratio of pressure to power is kept constant. The speed of
the machine is regulated by a rotary displacement machine, e.g. a
pump, to which a further one is coupled. One of the displacement
machines has a mechanism for altering the quantity displaced per
revoluiton. The adjustable machine (11) is coupled to the driven
machine, (3,4) and it can also be connected to the pipe (7) supplying
fluid under pressure to the driven machine. The latter can be a pump
with constant displacement per stroke volume.
Description
_________________________________________________________________
Systeme d'entrainement hydraulique avec un appareil utilisateur
d'energie hydraulique raccorde a une canalisation d'un reseau sous
pression.
L'invention est relative a un systeme d'entrai- nement hydraulique
avec une canalisation d'un reseau sous pression, dans laquelle un
fluide est amene sous une pression determinee, et avec un appareil
utilisateur d'energie hydraulique raccorde a cette canalisation du
reseau sous pression, ainsi qu'avec une installation de commande pour
la vitesse de fonctionnement de cet appareil utilisateur.
L'invention concerne donc egalement une installation de commande pour
commander la vitesse de fonctionnement d'un appareil utilisateur
d'energie hydraulique raccorde a une canalisation du reseau sous
pression, appareil utilisateur pour lequel le rapport entre la
pression d'alimentation et l'effort transmis a la sortie est constant,
cet appareil utilisateur etant notamment un systeme cylindre-piston
avec un piston susceptible de coulisser lineairement dans un cylindre
avec une surface de piston constante, ou bien un piston pivotant
susceptible de pivoter dans une chambre de pression correspondant en
forme de tranche de cylindre dont la paroi cylindrique est coaxiale a
l'axe de pivotement.
Dans le cas d'un systeme connu, pour la commande d'un appareil
utilisateur d'energie hydraulique raccorde a une canalisation d'un
reseau sous pression et reglable en ce qui concerne le volume de
refoulement par tour de revolution, un courant de commande
proportionnel a la vitesse de fonctionnement de cet appareil est
engendre, et un second courant de commande commande a volonte est
engendre, la valeur differentielle entre ces deux courants de commande
etant appliquee a l'organe de reglage de l'appareil utilisateur
reglable d'energie hydraulique.
Lorsque l'appareil utilisateur n'est pas reglable en ce qui concerne
le volume de refoulement par unite de course, un emplacement
d'etranglement reglable est actionne par le signal de commande dans
une installation de commande divisee de cet appareil utilisateur. Dans
ce cas, pour obtenir le premier courant de commande, un second
cylindre est dispose a cote du cylindre de l'appareil utilisateur,
second cylindre dans lequel un piston engendrant le courant de
commande et couple imperativement avec le cylindre de l'appareil
utilisateur d'energie hydraulique, est susceptible de se deplacer
(DE-OS 27 39 968).Si l'appareil utilisateur est un moteur hydraulique
susceptible d'etre regle en ce qui concerne la cylindree par
revolution, alors, par modification de cette cylindree par revolution,
le rapport entre la pression dans la canalisation d'alimentation et
l'effort sur la sortie mecanique, c'est-a-dire le couple sur l'arbre
de sortie, est modifie. Ainsi, par reglage de la cylindree par
revolution, le couple sur l'arbre de sortie peut etre regle sur le
couple absorbe par l'appareil utilisateur d'energie mecanique. Dans le
cas d'un piston susceptible de se deplacer dans un cylindre, le
rapport entre la pression et l'effort sur le piston ne peut etre
modifie.Pour commander la vitesse de deplace ment d'un piston
susceptible de se deplacer dans un cylindre, il etait seulement connu
jusqu'a maintenant d'influencer par des etranglements le courant du
fluide de fonctionnement arrivant dans le cylindre. Mais des
etranglements signifient une perte d'energie et en outreun
echauffement du fluide de fonctionnement, ce qui a pour consequence
que des dispositions couteuses doivent etre prises pour l'evacuation
de la chaleur.
L'invention a pour but de commander la vitesse de deplacement d'un
piston susceptible de se deplacer dans un cylindre, avec une perte
d'energie aussi reduite que possible et en evitant notamment la perte
d'energie survenant en un emplacement d'etranglement dispose dans le
courant de fluide principal.
Dans le cas d'un systeme d'entrainement du type initialement mentionne
ot l'appareil utilisateur est d'un type tel que le rapport entre la
chute de pression sur cet appareil utilisateur et l'effort transmis a
la sortie est constant, ce but est atteint en ce que cet appareil
utilisateur est couple avec une machine de refoulement servant a
convertir l'energie hydraulique en energie mecanique ou inversement
mais non seulement dans le but d'obtenir un courant de commande, cette
machine etant reglable en ce qui concerne le volume de refoulement par
tour de revolution, etant munie d'un dispositif de regulation de la
vitesse de rotation, et comportant un arbre rotatif.Par reglage de la
machine de refoulement munie d'un dispositif de regulation de la
vitesse de rotation sur une vitesse de rotation determinee, il est
ainsi possible, conformement a l'invention, de commander dans le
systeme d'entrainement le courant de fluide arrivant a l'appareil
utilisateur sans utiliser un emplacement d'etranglement dispose dans
le courant principal de fluide
L'appareil utilisateur peut egalement comporter un arbre rotatif, etre
par exemple un moteur hydraulique a vitesse constante, tel qu'un
moteur a roue dentee, et dans ce cas l'appareil utilisateur peut etre
couple mecaniquement cote arbre avec la machine de refoulement
reglable munie d'un dispositif de regulation de la vitesse de
rotation.L'appareil utilisateur, qu'il comporte un arbre rotatif ou
qu'il soit a piston susceptible de se deplacer dans un cylindre, peut
egalement etre couple hydrauliquement avec la machine de refoulement
reglable comportant un arbre rotatif, et enfin un accouplement double,
a savoir d'une part mecanique et d'autre part en outre hydraulique est
possible.
Selon une forme de realisation particulierement avantageuse, il est
prevu que deux machines de refoulement comportant chacune un arbre
rotatif, qui toutes deux sont prevues pour la conversion de l'energie
hydraulique en energie mecanique ou inversement, sont associees a
l'appareil utilisateur a commande et en ce qui concerne sa vitesse de
fonctionnement et sont couplees l'une a l'autre cote arbre, tandis que
l'une de ces deux machines de refoulement comportant un arbre rotatif
est susceptible d'etre regle en ce qui concerne son volume de
refoulement par tour de revolution, cependant que l'autre presente par
tour de revolution un volume de refoulement constant. Certes, deux
machines de refoulement a arbre rotatif occasionnent egalement des
pertes d'energie en fonctionnement par frottement et par les
resistances a l'ecoulement, toutefois, cette perte d'energie si on la
considere sur l'ensemble du domaine de fonctionnement est plus reduite
que celle se presentant dans un emplacement d'etranglement, dans
lequel eventuellement une chute de pression importante doit etre
obtenue pour regler l'appareil utilisateur sur une vitesse reduite.
Dans une forme de realisation avantageuse d'un systeme d'entrainement
conforme a l'invention, notamment d'un systeme d'entrainement dans
lequel un appareil utilisateur ou le rapport entre la pression et
l'effort est constant est un piston susceptible de coulisser ou de
pivoter dans un cylindre, il est prevu que l'une des machines de
refoulement avec un arbre rotatif est branchee sur la canalisation par
l'intermediaire de laquelle l'appareil utilisateur est relie a la
canalisation du reseau sous pression, si bien que le courant de fluide
traversant la machine de refoulement a arbre,rotatif commande la
vitesse de fonctionnement de l'appareil utilisateur.
Rapporte a une installation de commande du type initialement
mentionne, cela signifie qu'entre la canalisation du reseau sous
pression et l'appareil utilisateur une premiere machine de refoulement
hydraulique a arbre rotatif est branchee, cette machine etant couplee
cote arbre avec une seconde machine de refoulement hydraulique a arbre
rotatif, une des deux machines de refoulement etant alors reglable en
ce qui concerne son volume de refoulement par tour de revolution,
tandis que l'autre n'est pas reglable en ce qui concerne son volume de
refoulement par tour de revolution et celle des machines de
refoulement qui est reglable etant munie d'une installation de
regulation de la vitesse de xota- tion.
On a alors deux nouvelles formes de realisation.
Dans le cas de l'une de ces formes de realisation, la premiere machine
de refoulement branchee entre la canalisation du reseau sous pression
et l'appareil utilisateur est la machine de refoulement dont le volume
de refoulement par tour de revolution est constant, tandis que la
seconde machine de refoulement hydraulique couplee avec cette premiere
machine est celle dont le volume de refoulement par tour de revolution
est constant,
Dans le cas de la seconde forme de realisation, c'est par contre la
premiere machine hydraulique branchee entre la canalisation du reseau
sous pression et l'appareil utilisateur dont la cylindree par tour de
revolution est reglable et c'est la seconde machine de refoulement
hydraulique couplee avec la premiere machine de refoulement dont le
volume de refoulement par tour de revolution est constant.
Dans ce cas, il y a une possibilite de realisation dans laquelle la
seconde machine de refoulement est egalement couplee hydrauliquement
avec l'appareil utilisateur.
Si entre la canalisation du reseau sous pression et l'appareil
utilisateur a commander dans lequel le rapport entre la pression et
l'effort est constant, et qui est par exemple un ensemble
cylindre-piston, une machine de refoulement a arbre rotatif est
branchee, celle-ci peut alors aussi bien convertir l'energie
hydraulique en energie mecanique que l'energie mecanique en energie
hydraulique. I1 en va de meme pour la seconde machine de refoulement
couplee cote arbre avec la precedente. Le courant de fluide alimentant
l'appareil utilisateur, par exemple un-cylindre,-doit traverser la
premiere machine de refoulement, grace a quoi ce courant est regle
dans cette machine et tout comme dans un emplacement d'etranglement il
y a une chute de pression qui depend du couple sur l'arbre de cette
premiere machine de refoulement.Toutefois, tandis que l'energie
absorbee dans une chute de pression a un emplacement d'etranglement
est convertie en chaleur, qui n'est pas utilisable, mais qui par
contre entraine des depenses pour son evacuation, dans le cas de la
realisation conforme a l'invention, l'energie mecanique sur l'arbre
dans la seconde machine de refoulement est a nouveau convertie en
energie hydraulique et celle-ci est reemmagasinee dans la canalisation
du reseau sous pression.
Cette chute de pression se produisant dans la premiere machine de
refoulement comme celle se produisant en un emplacement d'etranglement
est dependante du couple sur l'arbre de cette premiere machine de
refoulement, qui peut etre reglee a volonte par la prise en charge du
couple sur la seconde machine de refoulement. L'energie correspondant
a la difference de pression sur l'arbre de la premiere machine de
refoulement est ainsi transmise a la seconde machine de refoulement ou
elle est a nouveau convertie en energie hydraulique qui elle
estutilisable.
Dans la premiere machine de refoulement, le courant d'energie est
ainsi divise en une premiere partie qui arrive a l'appareil
utilisateur, par exemple un cylindre, et en une seconde partie, qui,
par l'intermediaire de la seconde machine de refoulement, retourne a
la canalisation du reseau sous pression ou elle est disponible pour
etre utilisee.Ainsi, au courant de fluide sous pression qui alimente
l'appareil utilisateur, par exemple un cylindre, une partie de
l'energie est retiree dans la premiere unite de refoulement et ramenee
a la canalisation du reseau sous pression et ceci en passant par
l'intermediaire de la conversion en energie mecanique et de la
reconversion en energie hydraulique
Au contraire de ce qui se passe avec la commande comportant une
destruction d'energie dans un emplacement d'etranglement, dans le cas
de la presente disposition, en dehors des pertes intervenant
inevitablement du fait du rendement des machines de refoulement et des
resis- tances a l'ecoulement dans les canalisations, il n'y a aucune
perte d'energie.
Un autre avantage par rapport a une commande pure par etranglement
reside en ce que, avec le systeme d'entratnement conforme a
l'invention, un freinage utile est egalement possible et ceci meme
lorsque dans la canalisation, dans laquelle lors du freinage l'energie
hydraulique est emmagasinee, ne regne qu'une pression reduite. En
effet, grace a la conversion de l'energie de freinage dans la machine
de refoulement reglable, du fait de la possibilite de reglage de
celle-ci, le rapport entre le couple sur l'arbre de la machine et la
pression dans la canalisation dans laquelle elle refoule peut etre
regle a volonte si bien que meme pour une faible pression et avec un
courant de fluide d'une importance appropriee, un effet de freinage
peut etre.
obtenu. La pression reduite peut etre conditionnee par un
accumulateur. vide.
Ainsi, le systeme conforme a l'invention est egalement applicable pour
des systemes d'entrainement dans lesquels l'appareil utilisateur est
un piston susceptible de coulisser dans un cylindre et sur lequel,
independamment du sens de deplacement, un effort agit dans ce meme
sens, par exemple le piston d'une plateforme elevatrice ou lors du
soulevement et de l'abaissement, donc dans les deux sens de
deplacement, une charge s'applique respectivement dans le meme sens
sur le piston. Dans ce cas, lors de l'abaissement a vitesse commandee,
il y a lieu de freiner et il est necessaire dans ce but que la
premiere machine de refoulement dans cette phase tourne dans un autre
sens de rotation que lors du soulevement de la plate-forme. Cela rend
necessaire que la seconde machine de refoulement soit susceptible
de-basculer au-dela d'une position neutre dans le sens oppose si bien
que la premiere machine de refoulement tournant maintenant dans
l'autre sens de rotation entrain malgre tout la seconde machine de
refoulement de facon que celle-ci refoule dans la canalisation du
reseau sous pression a l'instar d'une pompe entrainee par la premiere
machine de refoulement.
S'il est possible que, sur la tige de piston du systeme
piston-cylindre branche comme utilisateur, pour un sens de deplacement
determine, un effort agisse dans chacun des deux sens possibles
d'intervention d'un effort et s'il peut etre possible de freiner cette
charge dans les deux sens, on doit obtenir dans la premiere machine de
refoulement une chute de pression superieure a la chute de pression
entre la canalisation du reseau sous pression et le reservoir dans
lequel aspire la seconde machine de refoulement.Dans chacun des cas ou
on freine par l'intermediaire de la premiere unite de refoulement, des
dispositions de branchement appropriees doivent etre prevues pour les
installations de commande et de regulation et la cylindree par
revolution de la seconde machine de refoulement doit etre superieure a
celle de la premiere, car les deux sont raccordees a la meme
canalisation du reseau sous pression et sont donc d'un cote
sollicitees par la meme pression, cependant que sur le second cote de
la premiere machine de refoulement est raccorde l'appareil utilisateur
avec la pression correspondante qui de son cote, lorsqu'il y a
freinage, emmagasine de l'energie dans la premiere machine de
refoulement.
Sur l'arbre de la premiere machine de refoulement ou bien sur l'arbre
commun des deux machines de refoulement, peut etre raccorde un
appareil utilisateur absorbant ou delivrant un couple, dont la vitesse
de rotation est proportionnelle a la vitesse de fonctionnement de cet
appareil utilisateur, dans la mesure ou il n'est pas prevu un couplage
hydraulique de la seconde unite de refoulement egalement.
Comme appareil utilisateur dans le sens de la presente invention, tout
convertisseur hydrauliquemecanique d'energie peut etre prevu, dans la
mesure ou dans le cas de ce convertisseur, le rapport de la pression
du liquide d'alimentation a l'effort ou bien au couple applique sur le
cote mecanique est constant.
D'autres formes de realisation de l'invention visent, dans un systeme
d'entrainement conforme a cette invention, a optimaliser le flux
d'energie et a maintenir la perte d'energie a un niveau aussi bien que
possible.
Lorsqu'on indique qu'il s'agit d'un volume de refoulement constant par
revolution, on se refere toujours au volume de refoulement prevu par
le constructeur et les pertes dues aux fuites sont negligees.
La mise en oeuvre d'une machine constante a arbre rotatif comme
appareil utilisateur dans un systeme d'entrainement conforme a
l'invention, alors que dans le but de commander la vitesse de
fonctionnement il doit etre associe a cet appareil utilisateur a arbre
rotatif une seconde machine de refoulement reglable en ce qui concerne
le volume de refoulement par revolution, peut etre judicieux si a une
installation de commande pourrait etre raccorde au choix un appareil
utilisateur faisant partie d'une pluralite d'appareils utilisateurs
d'energie hydraulique qui est respectivement couple avec un
utilisateur d'energie mecanique.
Dans ce cas, il peut etre plus economique de monter en supplement une
machine de refoulement reglable et pour la pluralite des utilisateurs
d'utiliser respectivement une machine constante bon marche.
Dans le cas d'un accouplement hydraulique, il est possible,
conformement a une autre forme de realisation avantageuse, dans le cas
d'un systeme d'entrainement dans lequel entre la canalisation du
reseau sous pression et l'appareil utilisateur, par exemple un
cylindre, est branchee une machine de refoulement avec une cylindree
par revolution constante, et dont l'arbre est couple avec la seconde
machine de refoulement reglable, il peut etre prevu que;le
raccordement d'aspiration de la seconde machine de refoulement soit
relie avec la canalisation de liaison entre la premiere machine de
refoulement et l'appareil utilisateur, par exemple un cylindre. On
obtient ainsi un double couplage du flux d'energie.Comme la seconde
machine de refoulement est entrainee par la premiere machine de
refoulement, on obtient dans la premiere machine de refoulement une
chute de pression qui correspond a la fraction d'energie retiree du
courant de fluide sous pression et a l'energie transmise sur l'arbre.
Mais par ailleurs, du fluide sous pression est egalement extrait par
la seconde machine de refoulement a partir du courant de fluide sous
pression entre la premiere machine de refoulement et l'utilisateur
d'energie, si bien qu's lUtilisateur parvient seulement un courant de
fluide plus reduit correspondant au courant extrait.Ceci a pour
consequence que, contrairement a un systeme d'entrainement conforme a
l'invention dans lequel la seconde machine de refoulement aspire dans
la canalisation basse pression, dans le cas d'un systeme
d'entrainement avec un couplage hydraulique de ce type, la seconde
machine de refoulement n'a besoin d'avoir qu'une cylindree plus
reduite. Comme les pertes d'energie dans une machine de refoulement
dependent des dimensions de celle-ci, les pertes d'energie a travers
les deux machines de refoulement sont dans l'ensemble pour cette autre
forme de l'invention plus reduites que dans le cas d'un systeme
d'entrainement avec deux machines de refoulement de memes
dimensions.En dehors de cette influence sur le flux d'energie, il
apparait, vis-a-vis de la solution dans laquelle la totalite du
courant de fluide de la premiere machine de refoulement est amenee a
l'appareil utilisateur, encore une seconde difference dans la mesure
ou dans le cas de la solution deja proposee la vitesse de l'appareil
utilisateur etait determinee par la vitesse de rotation de l'arbre
grace auquel les deux machines de refoulement sont couplees.
Contrairement a cela, dans le cas d'un systeme d'entrainement avec un
couplage hydraulique de ce type, la vitesse de fonctionnement de
l'appareil utilisateur d'energie hydraulique est en outre dependante
du reglage donne a la machine de refoulement reglable avec comme
consequence que ce reglage doit etre en outre pris en compte lors de
la regulation de la vitesse.
Dans le cas d'un systeme d'entrainement conforme a l'invention, dans
lequel la machine de refoulement branchee entre la canalisation du
reseau sou pression et l'appareil utilisateur est reglable, il y a une
autre forme de realisation possible, lorsque la charge definie de
l'arbre est apportee par une seconde machine de refoulement utilisee
pour obtenir un courant de fluide, cette seconde machine de
refoulement etant alors utilisee simultanement comme pompe auxiliaire
de commande, si bien que le courant de fluide refoule par cette
machine n'est pas utilise uniquement dans des buts de commande, mais
egalement pour le transport d'energie.
Ainsi se trouve economisee, pour deux machines de refoulement, encore
une pompe auxiliaire de commande supplementaire necessaire seulement
pour la regulation de la vitesse. A cet effet, il peut etre prevu que
la canalisation d'aspiration de la seconde machine de refoulement
utilisee comme pompe auxiliaire de commande soit raccordee a une
canalisation basse pression, tandis que la canalisation de refoulement
de cette machine est raccordee a la canalisation du reseau sous
pression, tandis que l'emplacement d'etranglement prevu pour obtenir
un signal dependant de la vitesse de rotation est branche sur la
canalisation de refoulement de la pression de commande entre la pompe
auxiliaire de commande et la canalisation du reseau sous pression,
tandis que la chute de pression sur cet etranglement agit sur une
installation de regulation pour la machine de refoulement reglable
Certes, cela rend a nouveau necessaire un etranglement sur un courant
de fluide relativement important. Mais comme ici l'etranglement n'est
necessaire que pour obtenir un signal de chute de pression, cette
chute de pression peut etre notablement plus reduite que celle servant
a detruire une partie de l'energie principale amenee a l'appareil
utilisateur, notamment lorsque l'emplacement d'etranglement est
constitue de facon telle qu'il n'engendre de facon constante pour tout
courant de fluide une faible chute de pression et que le signal
dependant du courant est en outre preleve. Cela est notamment valable
lorsqu'en outre il est mis en oeuvre un couplage hydraulique du type
deja mentionne, pour lequel la canalisation d'aspiration de la seconde
machine de refoulement est raccordee a la canalisation de liaison
entre la premiere machine de refoulement et l'appareil utilisateur.
Pour permettre de predeterminer la vitesse de consigne, l'emplacement
d'etranglement peut alors etre reglable.
Notamment dans le cas de systemes d'entrainement avec un couplage
hydraulique du type mentionne, dans lesquels la seconde machine de
refoulement aspire dans la canalisation entre la premiere machine de
refoulement et l'appareil utilisateur, et qu'ainsi la vitesse de
rotation de la machine de refoulement reliant les deux arbres n'est
plus proportionnelle a la vitesse de fonctionnement de l'appareil
utilisateur, mais aussi fondamentalement dans le cas d'une unite
d'entrainement conforme a l'invention, il peut etre prevu dans une
autre forme de realisation avantageuse que le signal dependant de la
vitesse de fonctionnement de l'appareil utilisateur, dans le cas ou
l'appareil utilisateur est un ensemble cylindre-piston, peut etre
obtenu en ce que un detecteur est dispose dans le cylindre, ce
detecteur delivrant a une installation de regulation un signal pour
les differentes positions du piston dans le cylindre.
Cette installation de regulation, a partir de la modification de la
position du piston dans le cylindre par unite de temps, c'est-a-dire a
partir de la vitesse de deplacement du piston (qui comprend du debit
de courant de fluide penetrant dans le cylindre) derive un signal de
regulation influencant la position de reglage de la machine de
refoulement reglable. Il peut notamment etre prevu qu'un signal de
valeur de consigne soit applique a l'installation de regulation et que
cette installation de regulation a partir du signal pour la valeur
reelle de la vitesse de deplacement et du signal de la valeur de
consigne de la vitesse derive un signal de comparaison qui, lorsqu'il
n'est pas nul, agit sur l'organe de reglage de la machine de
refoulement reglable.
Si cela est avantageux, il peut alors etre prevu que la position de
reglage consideree de la machine de refoulement reglable agisse
egalement sur I'installation de regulation.
Le probleme consistant a maintenir aussi reduites que possible les
pertes d'energie est en pratique correctement resolu par le couplage
mecanique des deux machines de refoulement. Si les machines de
refoulement sont en supplement couplees hydrauliquement ou bien Si
elles sont uniquement couplees hydrauliquement, il en resulte certes
des pertes d'energie mais par contre on a ces autres avantages.
D'autres caracteristiques de l'invention permettent d'envisager
d'autres formes avantageuses de celle-ci.
L'invention et differentes formes de realisation de celle-ci vont etre
exposees en se referant a des exemples de realisation representes sous
forme de schemas de branchement sur les dessins ci-joints, dans
lesquels
- la figure 1 montre un systeme d'entrainement avec un ensemble
cylindre-piston comme appareil utilisateur, deux machines de
refoulement couplees et une regulation hydraulique,
- la figure 2 montre un systeme d'entrainement avec un couplage
hydraulique et une regulation electronique,
- la figure 3 montre un systeme d'entrainement avec une autre
disposition de branchement,
- la figure 4 montre un systeme d'entrainement dans lequel la pompe
auxiliaire de commande est utilisee comme seconde machine de
refoulement,
- la figure 5 montre un systeme d'entrainement avec un appareil
utilisateur prevu sous la forme d'un moteur constant a arbre rotatif.
La canalisation 1 du reseau sous pression est raccordee a une pompe
non representee sur les dessins qui refoule dans la canalisation 1 du
reseau sous pression du fluide sous pression de facon qu'unie pression
autant que possible constante soit maintenue a une valeur elevee dans
la canalisation 1, La canalisation 2 aboutit a un reservoir sans
pression, Le piston 3 est susceptible de coulisser dans le cylindre 4.
L'ensemble cylindre-piston 3/4 est l'appareil utilisateur dont la
vitesse de deplacement doit etre commandee. LA tige du piston 5 reliee
au piston 3 sert a mouvoir un appareil utilisateur d'energie
mecanique. La vitesse de deplacement du piston 3 dans le cylindre 4
doit etre maintenue, independamment des efforts agissant sur la tige
du piston 5, a une valeur constante preselectionnee par un signal de
commande (signal de valeur de consigne).
A partir de la canalisation 1 du reseau sous pression, une
canalisation derivee 6 aboutit a un moteur hydraulique constant 7 mis
en oeuvre comme premiere machine de refoulement, et a la sortie duquel
est raccordee une canalisation 8 qui, par l'intermediaire d'une vanne
a trois positions et a quatre raccordements (vanne a 3/4 voies) 9,
susceptible d'etre actionnee a volonte, aboutit aux deux canalisations
10 et 11, la canalisation 10 etant raccordee a la chambre de pression
12 du cylindre 4 et la canalisation 11 a la chambre de pression 13 du
cylindre 4. Au quatrieme raccord de la vanne 9 est raccordee la
canalisation 14 reliee par ailleurs a la canalisation 2.
L'arbre 15 du moteur hydraulique 7 est relie a l'arbre 16 d'une pompe
17 mise en oeuvre comme seconde machine de refoulement reglable en ce
qui concerne sa cylindree par revolution, cette pompe etant raccordee
d'une part par l'intermediaire de la canalisation 18 a la canalisation
1 du reseau sous pression et d'autre part par l'intermediaire de la
canalisation 19 a la canalisation 2.
Le moteur hydraulique 7 est muni d'une extremite d'arbre libre 20 a
laquelle peut etre raccorde un appareil utilisateur 21 denergie.de
rotation mecanique.
A l'arbre 16 de la pompe 17 est en outre raccordee une pompe
auxiliaire de commande (pompe de mesure) 22, au raccord d'aspiration
de laquelle est raccordee une canalisation 23, reliee par ailleurs a
la canalisation 2. Sur la canalisation de refoulement 24 de la pompe
auxiliaire de commande 22 est branche un emplacement d'etranglement
("resistance de mesure") 25, reglable a volonte, ainsi qu'une vanne a
deux positions et a deux raccordements 26, susceptible d'etre
actionnee hydrauliquement, dont la chambre de pression de commande est
raccordee par l'intermediaire d'une canalisation de commande 27 a la
canalisation 1 du reseau sous pression, la canalisation de refoulement
24 est par ailleurs raccordee a nouveau a la canalisation 2, si bien
qu'un circuit ferme 2, 23, 22, 24, 2 est realise.
A la canalisation. de refoulement 24 de la pompe auxiliaire de
commande 22 est raccordee, entre cette pompe auxiliaire et
l'emplacement d'etranglement 25, une canalisation derivee 28
aboutissant a une chambre de pression 29 d'une vanne a trois positions
et a trois raccordements 30 commandee hydrauliquement, a partir de
laquelle est realise, par l'intermediaire des canalisations 31 et 32,
un raccordement a la canalisation 1 du reseau sous pression, ainsi
qu'un second raccordement par l'intermediaire de la canalisation 33 a
la canalisation 2, tandis que le troisieme raccorde ment s'effectue
par l'intermediaire de la canalisation 34 a la chambre de pression 35
d'un cylindre de reglage 36, dans lequel un piston de reglage 37 est
susceptible de coulisser contrel'action d'un ressort 38.La tige de
piston 39 du piston de reglage 37 est reliee a l'organe de reglage 40
de la pompe reglable 17.
Dans la vanne de regulation 30 est susceptible de se deplacer un
tiroir 41 dont une face frontale est sollicitee par la pression
regnant dans la chambre 29, tandis que l'autre face frontale prend
appui contre un ressort 42 dans une chambre de pression 43, ce ressort
42 prenant lui-meme appui contre une coupelle de ressort 44 qui au
moyen d'un axe filete 45 peut etre reglee a volonte pour ajuster la
precontrainte du ressort 42.
Dans la position representee sur le dessin, le tiroir 41 est dans sa
position neutre par laquelle sa partie mediane se situe avec un
recouvrement negatif devant la rainure 46 si bien que la canalisation
34 est fermee
Dans l'exemple de realisation represente sur les dessins, la chambre
de pression 44 est vidangee par la canalisation 47 qui est raccordee a
la canalisation 2.
Mais une autre forme de realisation est egalement possible dans
laquelle la canalisation 47 est raccordee a une autre canalisation et
grace a laquelle un signal de pression de commande peut etre a volonte
delivre a la chambre de pression 44. Une forme de realisation est par
exemple possible dans laquelle la canalisation 47 est raccordee a la
canalisation 48 entre l'emplacement d'etranglement 49 et une soupape
de regulation de pression 50 susceptible d'etre actionnee a volonte.
Le mode de fonctionnement est le suivant
La vitesse de deplacement du piston 3 dans le cylindre 4 est
determinee par le courant de fluide qui arrive au cylindre 4 par la
canalisation 8 Ce courant est determine par la vitesse de rotation du
moteur hydraulique 7. Comme l'arbre 15 de ce moteur est rigidement
couple avec l'arbre 16 de la pompe reglable 17, la vitesse de rotation
du moteur hydraulique 7 et donc le courant circulant dans la
canalisation 8 sont determines par la vitesse de rotation de la pompe
17, laquelle a son tour determine la vitesse de rotation de la pompe
auxiliaire de commande 22 dont le courant de refoulement est
proportionnel a la vitesse de la pompe reglable 17.Dans le courant de
refoulement de la pompe auxiliaire de commande 22 circulant dans la
canalisation 24, il s'accumule en amont de l'emplace ment
d'etranglement 25 une pression qui est ainsi proportionnelle a la
vitesse de rotation de la pompe auxiliaire 22 et donc egalement a la
vitesse de rotation de la pompe 17, ainsi qu'a celle du moteur
hydraulique 7. Cette pression d'accumulation est ainsi egalement
proportionnelle au courant de fluide qui arrive par la canalisation 8
au cylindre 4. Cette pression d'accumulation en amont de l'emplacement
d'etranglement 25 agit egalement par l'intermediaire de la
canalisation 28 dans la chambre de pression 29 et donc sur la face
frontale du tiroir 41 en deplacant celui-ci contre l'action du ressort
42 vers la droite du dessin.Du fait de ce deplacement, la liaison
entre la canalisation 34 et la canalisation 33 est realisee par la
partie mediane du tiroir 41 et ainsi la chambre de pression 35 est
vidangee avec cette consequence que sous l'action du ressort 38 et la
pression regnant dans la canalisation 1 du reseau sous pression,
pression transmise par les canalisations 32 et agissant sur la surface
de piston annulaire autour de la tige de piston, le piston de reglage
7 est deplace vers la droite du dessin et ainsi l'organe de reglage 40
de la pompe reglable 17 est positionne de facon correspondante.Si le
piston 3 se deplace a une vitesse plus grande que celle correspondant
au reglage donne a l'emplacement d'etranglement 25, alors, l'effort
produit sur la face frontale du tiroir 41 par la pression accumulee
dans la chambre de pression 29 surmonte l'action du ressort 42 et
libere ainsi la fonction precedemment decrite. De ce fait, l'organe de
reglage 40 de la pompe reglable 17 est deplace sur une plus grande
cylindree par revolution, si bien que la pompe 17 absorbe une
puissance plus importante et qu'ainsi le moteur hydraulique 7 freine
plus fortement ce qui entraine une diminution de sa vitesse de rota
tion et donc egalement du courant de fluide passant par la
canalisation 8 et en consequence une diminution de la vitesse de
deplacement du piston 3.
Si par ailleurs la vitesse de deplacement du piston 3, pour un reglage
de l'emplacement d'etranglement 25 maintenu constant, devient plus
petite par suite d'une modification de la charge, alors la pression
accumulee en amont de l'emplacement d'etranglement 25 s'abaisse, ainsi
que la pression dans la chambre de pression 29 avec comme consequence
que le tiroir 41 sous l'action du ressort 42 est deplace vers la
gauche du dessin et relie ensemble les canalisations 21 avec comme
autre consequence que la pression regnant dans la canalisation 1 du
reseau sous pression agit sur la grande surface frontale du piston de
reglage 37, ce qui se traduit par le deplacement vers la gauche du
dessin du piston de reglage 37 et qui regle l'organe de reglage 40 de
la pompe reglable 17 sur une plus petite cylindree par revolution avec
pour consequence l'absorption de puissance de cette pompe et donc son
action de freinage sur -le moteur hydraulique 7 sont diminuees.
La quantite partielle d'energie prelevee sur le courant de fluide
circulant dans la canalisation 6 en vue de reduire le courant de
fluide circulant dans la canalisation 8 est ainsi ramenee dans la
canalisation 1 du reseau sous pression par l'intermediaire du moteur
hydraulique 7, des arbres 15, 16, de la pompe reglable 17 et de la
canalisation 18.
Si, au raccordement d'arbre 20, est raccorde un appareil 21
utilisateur d'energie mecanique, sa vitesse de deplacement est
proportionnelle a la vitesse de deplacement du piston 3 et l'energie
partielle absorbee par cet appareil utilisateur 21 agit egalement
comme charge de l'arbre du moteur hydraulique 7 comme le couple
preleve par l'arbre 16 a partir de la pompe 17 mais sans influencer le
dispositif de regulation de vitesse de rotation de celle-ci.
La position donnee a la vanne 9 determine le sens de deplacement ou
bien l'arret du piston 3.
Comme dans l'exemple de realisation represente, pour la position de la
vanne 9 representee sur le dessin, le moteur hydraulique 7 se situe a
la chute totale de pression entre les canalisations 1 et 2, il est
prevu dans une autre forme avantageuse de l'invention qu'au lieu de la
vanne 9, il soit prevu une autre vanne a trois positions et a quatre
raccordements, pour la position neutre de laquelle les canalisations 8
et 14 sont fermees.Selon encore une autre forme de realisation, il est
mis en oeuvre au lieu de la vanne 9 une vanne grace a laquelle, dans
l'une des positions de commutation, la canalisation 8 est reliee a la
canalisation 10 et la canalisation 11 a la canalisation 14, tandis que
dans la seconde position de commutation, les canalisations 8 et 14,
tout comme les canalisations 10 et 11, sont fermees, cependant que
dans la troisieme position de commutation, les canalisations 8 et 14
sont fermees et les canalisations 10 et 11 reliees entre elles, si
bien que le piston 3 peut etre deplace librement, alors que dans la
quatrieme position de commutation, la canalisation 8 est reliee avec
la canalisation 11, tandis que la canalisation 10 est reliee avec la
canalisation 14.
Si pour une raison quelconque la canalisation 1 du reseau sous
pression est sans pression, alors la vanne 26 se ferme et permet ainsi
un retablissement rapide de la pression dans la canalisation 24 et
donc dans la canalisation 28 lors de la remise en route. En outre,
cette vanne 26 doit intervenir de facon telle que lorsque dans la
canalisation 1 du reseau sous pression, par exemple par prelevement
d'un debit trop eleve, la pression decroit, il y ait intervention sur
le systeme de regulation de facon que la valeur de consigne de la
vitesse de rotation soit modifiee et que la machine de refoulement 17
soit reglee sur une cylindree plus petite par revolution et ceci
egalement lorsque la vitesse de rotation decroit ("chute de la vitesse
de rotation").
Grace a une soupape de precontrainte (soupape de limitation de la
pression) non representee sur le dessin, ou bien grace a un reservoir
sans pression qui est dispose de facon telle que le niveau de liquide
dans ce reservoir se situe toujours au-dessus de la canalisation 2, il
est garanti que la canalisation 2 est toujours remplie de liquide si
bien que par exemple la pompe auxiliaire de commande 22 peut toujours
aspiree dans la canalisation 2.
Dans la forme de realisation selon la figure 2, un moteur hydraulique
56 constant est raccorde en tant que premiere machine de refoulement,
par 1 'in- termediaire d'une canalisation 55 a la canalisation 1 du
reseau sous pression. A ce moteur hydraulique 56 est raccordee la
canalisation de liaison 57 qui aboutit a une vanne a trois positions
et a quatre raccordements (vanne a 3/4 voies) 58, a partir de laquelle
les deux canalisations 59 aboutissent aux deux chambres de pression du
cylindre 4. La vanne 58 sert ainsi a determiner le sens de deplacement
du piston 3.
Par l'intermediaire de l'arbre 60, le moteur hydraulique 56 est relie
a la pompe reglable 61 branchee en tant que seconde machine de
refoulement, la canalisation de refoulement 62 de cette pompe etant
egalement raccordee a la canalisation 1 du reseau sous pression et sa
canalisation d'aspiration 63 etant raccordee a la canalisation de
liaison 57.L'organe de reglage 64 de la pompe hydraulique reglable 61
est relie a la tige de piston 65 d'un piston de reglage 66 susceptible
de coulisser dans un cylindre de reglage 67 dans lequel sont menagees
par le piston de reglage 66 deux chambres de pression 68 et 69, avec
un ressort 70 dispose dans la chambre de pression 69, La chambre de
pression 69 est raccordee par une canalisation 71 a la canalisation 1
du reseau sous pression, grace a quoi le fluide sous pression en
provenance de la canalisation 1 du reseau sous pression arrive par
l'intermediaire de la canalisation 71 et de la chambre de pression 69
dans la canalisation 72 qui aboutit a une vanne de regulation 73 dans
laquelle un tiroir de regulation 74 est susceptible de coulisser.A la
vanne de regulation 73 est raccordee d'autre part une canalisation de
liaison 75 aboutissant a la chambre de pression 68 du cylindre de
reglage 67, ainsi qu'une canalisation d'evacuation 76 aboutissant a la
canalisation a basse pression 2.
Dans la vanne de regulation 73, une chambre de pression 77 est menagee
devant l'une des surfaces frontales du tiroir de regulation 74, Le
tiroir de regu lation 74 prend appui par sa face frontale opposee a la
chambre de pression 77 sur un ressort 78 dispose dans une chambre sans
pression.
A une extremite du cylindre 4 est dispose un detecteur 79 qui par
l'intermediaire d'un conducteur de signaux 80 delivre en permanence un
signal a l'installation de regulation 81, la grandeur de ce signal
etant proportionnelle a la distance entre le piston 3 et le detecteur
79.
Grace a l'organe de manoeuvre 82, un signal de valeur de consigne
susceptible d'etre choisi a volonte peut etre delivre en permanence,
ce signal par l'intermediaire d'un conducteur de signaux 83 etant
egalement applique a l'installation de regulation 81 qui par
l'intermediaire d'un conducteur de signaux 84 agit sur une soupape 85
de commande de la pression qui est raccordee a une canalisation 86,
elle-meme raccordee a la canalisation 1 du reseau sous pression. La
soupape 85 de commande de la pression determine la pression dans la
canalisation 87 et donc dans la chambre de pression 77. Une telle
commande electronique peut etre concue de facon telle qu'elle reagisse
plus rapidement qu'une commande hydraulique. A partir de l'organe de
manoeuvre 82, un autre conducteur de signaux 88 aboutit a la bobine
magnetique de la vanne 58.
Dans la position representee sur le dessin de la vanne 58, le systeme
se trouve a l'etat de repos.
Si alors un signal est delivre par l'intermediaire de l'installation
82 d'actionnement de l'emetteur de valeur de consigne, d'une part la
vanne 58 est ouverte et d'autre part une valeur de consigne est
delivree a l'installation de regulation 81 pour la vitesse de
deplacement du piston 3. Par la canalisation 55, le moteur hydraulique
56, la canalisation de liaison 57, la vanne 58 et l'une des
canalisations 59, un courant de fluide arrive dans le cylindre 4. De
ce fait, le moteur hydraulique 56 est mis en rotation et entraine, par
l'intermediaire de l'arbre 60, la pompe hydraulique 61 qui, par
l'intermediaire de la canalisation d'aspiration 53, aspire du fluide
sous pression a partir de la canalisation de liaison 57 et le
reemmagasine par l'intermediaire de la canalisation 62 dans la
canalisation 1 du reseau-sous pression.
Les deux unites de refoulement 56 et 61 se situent ainsi a la meme
chute de pression mais comme elles presentent toutefois des volumes de
refoulement differents par revolution, l'une d'elles parvient
toutefois a entrainer l'autre jusqu' ce qu'un etat d'equilibre soit
obtenu. La vitesse de deplacement du piston 3 est ainsi determinee par
la vitesse de rotation de l'arbre 60 et par le reglage donne a la
pompe hydraulique 61. Mais ce reglage est a nouveau determine par la
pression dans la canalisation 87, elle-meme determinee par la soupape
85 de commande de la pression qui de son cote est influencee par
l'installation de regulation 81.
Si l'effort exerce sur la face frontale du tiroir de regulation 74 par
la pression regnant dans la chambre de pression 77 est juste egal a
l'effort qu'exerce alors le ressort 78 sur l'autre face du tiroir de
regulation 74, lorsque celui-ci se trouve dans sa position neutre,
alors ce tiroir 74 est maintenu par cet equilibre des efforts dans
cette position neutre ou sa partie mediane ferme la rainure annulaire
dans laquelle debouche la canalisation 75. De ce fait, la chambre de
pression 68 du cylindre de reglage 67 est fermee.
L'installation de reglage ne continue pas a se deplacer.
Si, par l'intermediaire de la soupape 85 de commande de la pression,
du fait d'un signal dans l'installation de regulation 81, la pression
est abaissee dans la chambre de pression 77, l'action du ressort 78
deplace le tiroir de regulation 24 vers la gauche du dessin, si bien
que par l'evidement prevu sur la droite du dessin du tiroir de
regulation 74, les canalisations 72 et 75 sont reliees entre elles et
ainsi la pression de la canalisation 1 du reseau sous pression
s'etablit dans la chambre de pression 68 devant la grande surface du
piston de reglage 66 de sorte que le piston de reglage 66 se deplace
vers la gauche du dessin.Si inversement, par l'intermediaire de la
soupape 85 de commande de la pression, la pression est augmentee dans
la canalisation 87, le piston de regulation 74 est deplace vers la
droite du dessin et la canalisation 75 est reliee a la canalisation 76
et ainsi le fluide sous pression est evacue de la chambre de pression
68 du cylindre de reglage 67. Les deux machines de refoulement 56 et
61 peuvent etre de plus petites dimensions que dans le cas de
l'installation selon la figure 1, car la pompe o1, si elle est
susceptible d'etre reglee au-dela de la position neutre, peut
refouler, par l'intermediaire de la canalisation 63, dans la
canalisation 67, et le courant maximal de fluide arrivant au cylindre
4 n'a pas besoin de passer par le moteur hydraulique 56.Comme l'arret
du piston 3 peut etre commande par l'arret de l'arbre 60, la pompe 61
n'a besoin de prendre en charge qu'une partie du courant du moteur
hydraulique 56.
Dans la position de commutation representee sur le dessin de la vanne
de commutation 53 deux positions et a quatre raccordements, on obtient
la commutation decrite, pour laquelle un raccordement de la machine
reglable 61 est assure par l'intermediaire de la canalisation 63 sur
la canalisation 67, tandis que la canalisation 89 raccordee a la
canalisation 2 est reliee a un raccordement de la vanne 58. Dans
l'autre position de commutation de la vanne de commutation 53, un
raccordement de la machine de refoulement 61 a la canalisation 2 est
realise par l'intermediaire de la canalisation 89, et la canalisation
63 raccordee a la canalisation 57 fermee. Dans cet etat de
commutation, le systeme d'entrainement selon la figure 2 se
differencie du systeme d'entrainement selon la figure 1 uniquement par
l'installation electronique de commande 81, 82, 79, 84, 85.Grace a la
vanne de commutation 53, on peut ainsi realiser avec un systeme
d'entrainement unique deux etats de commutation, selon que l'un ou
l'autre de ces etats de commutation est plus favorable pour la
situation de fonctionnement consideree.
La forme de realisation selon la figure 4 se differencie de la forme
de realisation selon la figure 2 en ce que, dans ce cas, la premiere
machine de refoulement 96 branchee entre la canalisation 1 du reseau
sous pression et l'appareil utilisateur (cylindre 4) est la machine de
refoulement reglable. Ainsi est raccordee a la canalisation 55,
raccordee de son cote a la canalisation 1 du reseau sous pression, la
machine de refoulement reglable 96 a partir de laquelle la
canalisation de liaison 97 aboutit a la vanne 58 reliee par
l'intermediaire de la canalisation 59 avec le cylindre 4. L'organe de
reglage 94 de la machine de refoulement reglable 96 est relie a la
tige 65 du piston de reglage 66.L'arbre 91 relie la machine de
refoulement reglable 96 avec la seconde machine de refoulement 82
revetant la forme d'une pompe constante, qui est raccordee a la
canalisation 62 et qui aspire dans la canalisation 99 a partir de
laquelle une canalisation de liaison 98 aboutit a la vanne 58. Par le
reglage donne a la machine de refoulement reglable 96, pour une chute
de pression determinee entre les canalisations 55 et 97, le couple sur
l'arbre 91 est determine, couple grace auquel la pompe constante 92
est entrainee. Le courant de fluide arrivant au cylindre 4 par la
canalisation de liaison 97 est determine par la vitesse de rotation de
l'arbre 91 et par la position de reglage donnee a la machine de
refoulement reglable 96, cette position de reglage etant a son tour
determinee par l'installation 65 et 78.Dans ce cas, la pression dans
la chambre de pression 77 est determinee en fonction de la vitesse de
rotation de l'arbre 91, tandis que sur cet arbre 91 est raccordee une
pompe auxiliaire de commande 100 qui par l'intermediaire d'une
canalisation 101 aspire dans la canalisation 2 et refoule dans une
canalisation 103 de refoulement de la pression de commande, sur
laquelle est dispose un emplacement d'etranglement reglable 104.
Pour une vitesse de rotation determinee de l'arbre 91 la pompe
auxiliaire de commande 100 revetant la forme d'une pompe constante
refoule dans la canalisation 103 et donc vers l'emplacement
d'etranglement 104 un courant de fluide determine. Pour un reglage
determine donne a l'emplacement d'etranglement 104 et pour un courant
de fluide determine refoule a partir de la pompe auxiliaire de
commande 100 dans la canalisation 103, une pression determinee
s'etablit en amont de l'emplacement d'etranglement 104, cette pression
agissant egalement par l'intermediaire de la canalisation 105 dans la
chambre de pression 77.A la vanne de regulation 73 et au cylindre de
reglage 67 interviennent en fonction de la pression dans la chambre de
pression 37 les fonctions de regulation deja decrites en relation avec
la figure 2, avec cette consequence que pour un reglage determine de
l'emplacement d'etranglement 104, il y a regulation sur une vitesse de
rotation constante de l'arbre 91 associee a ce reglage de
l'emplacement d'etranglement 104,
Notamment, lorsque dans de tels cas, une information en retour est
donnee a la vanne de regulation 73 sur la position de l'organe de
reglage 94 ou bien de la tige 65 du piston de reglage, la vitesse de
deplace ment du piston 54 peut etre alors commandee par 1
'installation,
Une telle installation d'information en retour sur la position est
representee. sur la figure 4 avec les parties 106 a 109.
Dans le cas de la forme de realisation selon la figure 4, une machine
de refoulement reglable 96 est a nouveau raccordee a la canalisation 1
du reseau souspression par l'intermediaire de la canalisation 55,
l'organe de reglage 94 de cette machine etant relie avec la tige 65 du
piston de reglage 66 qui est susceptible de coulisser dans le cylindre
de reglage 67. A partir de la machine de refoulement reglable 96, une
canalisation de liaison 60 aboutit a la vanne 58 et a partir de
celle-ci et par l'intermediaire respectivement de l'une des
canalisations 59 au cylindre 4, auquel cas l'autre des deux
canalisations 59 constitue une canalisation de retour qui est reliee
par l'intermediaire de la vanne 58 avec la canalisation d'evacuation
89, laquelle de son c8te est reliee a la canalisation 2.A son tour, la
pompe auxiliaire de commande 100 est raccordee a l'arbre 91 de la
machine de refoulement reglable 96, cette pompe aspirant par la
canalisation 101. Dans cette forme de realisation, aucune autre
machine de refoulement n'est toutefois raccordee a la canalisation 91,
mais la pompe auxiliaire de commande 100 est prevue conformement a
l'invention comme seconde machine de refoulement et refoule dans la
canalisation 113 de refoulement de la pression de commande qui est
reliee en aval de l'emplacement 104 a la canalisation 112, laquelle
est raccordee a la canalisation 1 du reseau sous pression, si bien que
la pompe auxiliaire de commande 100 refoule contre la pression regnant
dans la canalisation 1 du reseau sous pression.
La position de reglage consideree de l'organe de reglage 94 de la
machine de refoulement reglable 96 est transmise, par l'intermediaire
de la tige de piston 65 du levier a deux bras 106 articule a poste
fixe dans le boitier, de la tige de poussee 107 et du second levier
108 egalement articule a poste fixe sur le boitier, a la coupelle de
ressort 109 contre laquelle prend appui le ressort 78.
La vanne de regulation 123 se differencie de la vanne de regulation 73
uniquement en ce que la position du tiroir de regulation 74 est
determinee non seulement par la pression dans la chambre de pression
77 mais egalement par la position de la coupelle de ressort 109 et
donc par la precontrainte du ressort 78.
En outre, dans le cas de la vanne de regulation 123, la chaMbre de
pression situee a droite sur le dessin est egalement sollicitee par la
pression et ceci par l'intermediaire de la canalisation lui5, si bien
que les forces de pression agissant sur les deux faces frontales du
tiroir de regulation 74 sont determinees par la chute de pression a
l'emplacement d'etranglement reglable 104. Le courant de fluide
arrivant par la canalisation 110 au cylindre 4 est ainsi determine par
la vitesse de rotation de la machine de refoulement 96 et par la
position de reglage donnee a cette machine.La vitesse de rotation
agit, par l'intermediaire de la pression accumulee en amont de
l'emplacement d'etranglement 104, dans le courant de fluide refoule
par la pompe auxiliaire de commande 100, dans la chambre de pression
77 sur l'installation de regulation,
Mais la position de reglage agit egalement de la maniere decrite par
l'intermediaire de la precontrainte du ressort 78. Par un choix
delibere du reglage donne a l'emplacement d'etranglement 104,
c'est-a-dire de la section libre de passage du courant, le courant de
fluide arrivant au cylindre 4 par la canalisation 110 peut etre ainsi
determine.
Dans le cas de la forme de realisation selon la figure 5, l'appareil
utilisateur d'energie hydraulique dont la vitesse de fonctionnement
doit etre commandee et reglee sur une constante, est le moteur
hydraulique constant 126, qui par l'intermediaire de son arbre 121
entraine une appareil utilisateur d'energie mecanique ("charge") 122,
tel que l'entrai- nement d'une soufflerie ou un entrainement de
propulsion.
Grace a un accouplement 124 susceptible d'etre desaccouple, l'arbre
121 du moteur constant 126 est relie a l'arbre 125 de la seconde
machine de refoulement, a savoir la pompe hydraulique reglable 61, la
pompe auxiliaire de commande 1QU etant egalement reliee a l'arbre 125.
La canalisation d'evacuation 127 du moteur constant 126 est reliee a
une canalisation de retour 128 a laquelle se raccorde egalement la
canalisation d'aspiration 129 de la pompe hydraulique reglable 61, et
a laquelle en outre est raccordee une canalisation 80 sur laquelle est
disposee une vanne a deux positions et a deux raccordements ("vanne
2/2 voies") 131, susceptible d'etre commandee a volonte, tandis que la
canalisation 80 en aval de cette vanne 131 est raccordee a la
canalisation basse pression 2.En fonctionnement, la canalisation 130
est parcourue par le courant de fluide differentiel qui depend de la
position de reglage de la pompe hydraulique 61 relativement au volume
de refoulement du moteur hydraulique 126 et de la vitesse de rotation
des arbres 121 et 125 couples ensemble.
Dans une forme de realisation non representee sur les dessins1 il est
prevu une possibilite de mesurer l'importance du courant de fluide
parcourant la canalisation 130 et d'utiliser le signal de mesure ainsi
obtenu comme signal de commande supplementaire.
Il est en outre prevu sur la canalisation 62 une vanne a deux
positions et deux raccordements (vanne a 2/3 voies) 132, laquelle dans
l'une de ses positions de commutation relie la canalisation 62 avec le
raccordement de la pompe hydraulique 61 et ferme la canalisation 133
raccordee a la canalisation basse pression 2, ou bien qui, dans
l'autre position de commutation, ferme la canalisation 62 et relie le
raccordement de la pompe hydraulique 61 a la canalisation 133. Selon
une forme de realisation avantageuse, il est prevu que les
installations de manoeuvre des vannes 131 et 132 sont reliees entre
elles de sorte que les deux vannes soient commutees simultanement.
Si l'accouplement 124 assure la liaison, si la vanne 131 est dans la
position ouverte representee sur le dessin, tandis que la vanne 132
est dans la position representee sur le dessin ou elle relie la
canalisation 62 avec le raccordement de la pompe hydraulique 61, alors
par l'intermediaire de l'installation de commande et de regulation 73
a 78 et 100 a 105, la vitesse de rotation des arbres 121 et 125
couples ensemble par l'accouplement 124 est determinee et donc la
vitesse de rotation, avec laquelle l'appareil utilisateur d'energie
mecanique 122 est entraine par l'arbre 121.La fonction de regulation
correspond alors au montage represente sur la figure 3 avec cette
difference que la premiere machine de refoulement 96 ne sert pas a
commander la vitesse de fonctionnement d'un autre utilisateur
d'energie hydraulique mais que le moteur hydraulique constant 126
constitue lui-meme directement l'appareil utilisateur commande.
Dans un autre etat de commutation, l'accouplement 124 est desaccouple,
tandis que la vanne 131 est amenee dans la position fermee et la vanne
132 dans la seconde position de commutation, ou elle relie le
raccordement de la pompe hydraulique 61 a la canalisation 133. En ce
qui concerne le fonctionnement, le meme effet est alors obtenu que
dans l'exemple de realisation selon la figure 4, simplement au lieu de
la pompe reglable 96, la pompe reglable 61 est mise en oeuvre et au
lieu du cylindre 4 avec le piston 3, le moteur hydraulique constant
126 avec la charge 122 est mis en oeuvre.
I1 est represente sur le dessin que la canalisation 128 peut se
poursuivre en parallele a la canalisation 1 du reseau sous pression.
I1 est ainsi possible entre la canalisation du reseau sous pression 1
et la canalisation de retour 128 de brancher plusieurs moteurs
hydrauliques correspondant au moteur hydraulique 126 par
l'intermediaire chaque fois d'une canalisation correspondant a la
canalisation 55 et d'une canalisation correspondant a la canalisation
127.Si alors sur la canalisation 55 et chacune des canalisations
paralleles analogues a celle-ci etou sur la canalisation 127 et sur
chacune des canalisations paralleles analogues a celle-ci, une vanne
susceptible d'etre fermee a volonte est disposee et Si tous ces
moteurs hydrauliques constants sont susceptibles d'etre raccordes a
l'accouplement 124, il est alors possible de commander et de regler au
moyen d'une unique machine reglable de refoulement 61 la vitesse de
l'un quelconque de ces multiples moteurs hydrauliques simples et donc
bon marche.Selon une autre forme de realisation, il n'est egalement
pas necessaire que la canalisation 128 se continue mais il est
possible que selon le type de la charge 122 entrainee, l'un quelconque
de plusieurs moteurs constants, correspondant au moteur constant 126,
et relies respectivement a un appareil utilisateur determine d'energie
mecanique, soit raccorde a volonte entre les canalisations 55 et 127
et simultanement a l'accouplement 124. Grace a cela1 on obtient
egalement que chaque appareil utilisateur d'energie mecanique, qui
doit etre relie de facon durable avec un moteur hydraulique, ne soit
relie qu'a un moteur hydraulique constant et que malgre cela le moteur
hydraulique constant considere associe avec son appareil utilisateur
d'energie mecanique puisse etre regle en vitesse de rotation.
Egalement, on peut raccorder a l'accouplement 124 un arbre d'un moteur
hydraulique constant a la suite duquel est branche un dispositif
cylindre-piston 3, 4 selon la figure 2.
Pour commander la vitesse de deplacement de l'utilisateur d'energie
hydraulique, il suffit dans la forme de realisation la plus simple des
differents exemples de realisation de commander deliberement le
reglage de la machine reglable de refoulement consideree et d'observer
la vitesse de deplacement qui en resulte pour eventuellement faire
varier ce reglage delibere de la vitesse observee.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
10) Systeme d'entrainement hydraulique avec une canalisation d'un
reseau sous pression, dans laquelle un fluide est amene sous une
pression determinee, et avec un appareil utilisateur d'energie
hydraulique raccorde a cette canalisation du reseau sous pression,
ainsi qu'avec une installation de commande pour la vitesse de
fonctionnement de cet appareil utilisateur, systeme d'entrainement
hydraulique caracterise en ce que l'appareil utilisateur (4, 126) est
d'un type tel que le rapport entre la chute de pression sur cet
appareil utilisateur et l'effort transmis a sa sortie est constant,
tandis que cet appareil utilisateur (4, 126) est couple avec une
machine de refoulement (61, 92, 100) prevue comme convertisseur
d'energie, cette machine etant reglable en ce qui concerne le
volume,de refoulement par tour de revolution, etant munie d'un
dispositif de regulation de la vitesse de rotation, et comportant un
arbre rotatif.
20) Systeme d'entrainement selon la revendication 1, caracterise en ce
que l'appareil utilisateur (126) comporte egalement un arbre rotatif
(121) lequel est couple mecaniquement avec l'arbre (125) de la machine
de refoulement reglable (61).
30) Systeme d'entrainement selon la revendication 1, caracterise en ce
que l'appareil utilisateur (4) est couple hydrauliquement avec la
machine de refoulement (96) comportant un arbre rotatif.
40) Systeme d'entrainement selon la revendication 1, caracterise en ce
que l'appareil utilisateur (126) est couple aussi bien mecaniquement
qu'hydrauliquement avec la machine de refoulement reglable (61).
50) Systeme d'entrainement selon la revendication 1, caracterise en ce
que deux machines de refoulement (7, 17, 56, 61, 96, 92) prevues pour
la conversion d'energie hydraulique en energie mecanique ou bien
inversement, et comportant chacune un arbre rotatif, sont couplees
ensemble cote arbre, l'une (17, 61, 96) de ces machines etant reglable
en ce qui concerne le volume refoule par tour de revolution, tandis
que l'autre (7, 56, 92) presente un volume de refoulement constant par
tour de revolution
60) Systeme d'entrainement selon la revendication 5, notamment systeme
d'entrainement pour lequel l'appareil utilisateur est un cylindre (4)
avec un piston coulissant (3), systeme caracterise en ce que l'une des
machines de refoulement (7, 17, 56, 61, 96, 92) comportant un arbre
rotatif est branchee entre la canalisation du reseau sous pression et
l'appareil utilisateur (4).
70) Systeme d'entrainement selon les revendications 5 et 6,
caracterise en ce qu'une premiere machine de refoulement (7, 56)
branchee entre la canalisation du reseau sous pression (1) et
l'appareil utilisateur (4) a un volume de refoulement constant par
tour de revolution, tandis que la seconde machine de refoulement
hydraulique (17 ou 61) couplee avec cette premiere machine de
refoulement a un volume de refoulement par tour de revolution
reglable.
80) Systeme d'entrainement selon les revendications 5 et 6,
caracterise en ce que la machine de refoulement hydraulique (96)
branchee entre la canalisation (1) du reseau sous pression et
l'appareil utilisateur (4) a un volume de refoulement par tour de
revolution reglable.
90) Systeme d'entrainement selon la revendication 7, caracterise en ce
que la seconde machine de refoulement (61) est egalement couplee
hydrauliquement avec l'appareil utilisateur (4).
100) Systeme d'entrainement selon la revendication 9 caraerise en ce
que la machine de refoulement reglable (61) est reliee avec la
canalisation (57) amenant le fluide sous pression de la machine de
refoulement (56) branchee entre l'appareil utilisateur (4) et la
canalisation (1) du reseau sous pression a l'appareil utilisateur (4).
110) Systeme d'entrainement selon la revendication 1, caracterise en
ce que la machine de refoulement (126), dont le volume de refoulement
est constant par tour de revolution, constitue l'appareil utilisateur
hydraulique.
120) Systeme d'entrainement selon la revendication 5, caracterise en
ce que la seconde machine de refoulement est une pompe auxiliaire -de
commande (100), dont la canalisation d'aspiration (101) est raccordee
a une canalisation basse pression (2), et dont la canalisation de
refoulement (113) du fluide de commande sous pression est raccordee a
la canalisation (1) du reseau sous pression, un emplacement
d'etranglement (104) etant dispose sur la canalisation de refoulement
(112, 113) du fluide de commande sous pression entre la pompe
auxiliaire de commande (100) et la canalisation (1) du reseau sous
pression, tandis que la chute de pression a cet emplacement
d'etranglement (104) agit sur une installation de regulation (123)
pour la machine de refoulement reglable (96).
13) Systeme d'entrainement selon la revendication 1, dans lequel
l'appareil utilisateur d'energie hydraulique est un moteur a vitesse
constante avec un arbre rotatif, systeme caracterise en ce que l'arbre
(121) du moteur (126) a vitesse constante est couple avec l'arbre
(125) de la machine de refoulement reglable (61), tandis que
l'appareil utilisateur (126) et la seconde machine de refoulement (61)
sont branches hydrauliquement l'un derriere l'autre,
140) Systeme d'entrainement selon la revendication 13, caracterise en
ce que sur l'arbre (121, 125) entre l'appareil utilisateur (moteur a
vitesse constante (126) et la seconde machine de refoulement (61) est
dispose un accouplement (124) susceptible d'etre desaccouple, tandis
que la canalisation d'evacuation (127) de l'appareil utilisateur (126)
est susceptible d'etre raccordee en un systeme ferme a la canalisation
d'aspiration (129, 130) de la seconde machine de refoulement (61) et
que le second raccordement de la seconde machine de refoulement (61)
est susceptible d'etre separe de la canalisation (1) du reseau sous
pression et d'etre relie avec la canalisation basse pression (2),
150) Systeme d'entrainement selon la revendication 14, caracterise en
ce qu'au choix un ou plusieurs de plusieurs appareils utilisateurs
d'energie hydraulique est ou sont susceptibles d'etre branches dans un
ensemble ferme en serie ou en parallele avec la seconde machine de
refoulement (61).
160) Systeme d'entrainement selon l'une quelconque des revendications
1 a 15, caracterise en ce que, sur l'appareil utilisateur (4, 126)
d'energie hydraulique, est dispose un emetteur pour un
signal-electrique dependant de la vitesse de fonctionnement, le signal
delivre par cet emetteur agissant sur une installation de regulation
(81) a partir de laquelle un signal de commande est dirige sur
l'installation de reglage de la machine de refoulement reglable (61).
170) Systeme d'entrainement selon la revendication 16, dans lequel
l'utilisateur (4) d'energie hydraulique est un piston (3) susceptible
de coulisser dans un cylindre (4), systeme caracterise en ce que dans
ou sur le cylindre (4) est dispose un detecteur (79) de la position du
piston (3), le signal emis par ce detecteur pour la position du piston
(3) dans le cylindre (4), etant, dans une installation de misa en
forme, mis sous la forme d'un signal de vitesse dependant de la
modification dans le temps du signal pour la position du piston (3)
dans le cylindre (4).
180) Systeme d'entrainement selon la revendication 16, caracterise en
ce que le signal dependant de la vitesse, ainsi qu'un signal en
provenance d'un emetteur de valeur de consigne de la vitesse, sont
appliques a une installation de regulation (81) dans laquelle ces deux
signaux sont traites pour fournir un signal de commande agissant sur
l'installation de reglage de la machine de refoulement reglable (81).
190) Systeme d'entrainement selon la revendication 18, caracterise en
ce que le signal en provenance de l'installation de regulation (81)
agit sur une soupape electromagnetique commandant une pression qui
depend de la grandeur du signal electrique.
200) Systeme d'entrainement selon la revendication 19, caracterise en
ce que la pression commandee par la soupape electromagnetique (85)
agit sur un piston-pilote (74), susceptible d'etre deplace contre
l'action d'un ressort, d'une installation d'amplification (73, 66, 69,
65) d'un effort d'asservissement.
210) Systeme d'entrainement selon l'une quelconque des revendications
1 a 20, caracterise en ce que, sur l'installation de regulation pour
la position de l'organe de reglage de la machine de refoulement
reglable, agit, en dehors d'un signal dependant de la vitesse, un
signal dependant de la position de reglage de l'organe de reglage (94)
de la machine de refoulement reglable (96).
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