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Title:
Hydraulic circuit for actuating multiple hydraulic users
Kind Code:
B1
Abstract:
Abstract of EP1138956
Pressure reducer (14) for the hydraulic control circuit (13) of a specific distributor (21) is adjustable, so that it is possible to pre-regulate the operating speed of the particular receiver. Hydraulic control circuit includes a pressure limiter (16) set to a predetermined value corresponding to maximum admissible pressure for control of specific distributor, two start/stop electro-valve (15a1,15a2) corresponding to two operating modes. The hydraulic circuit for actuating multiple hydraulic receivers includes: (a) a pressurized hydraulic fluid source (S); a multiple hydraulic distributor (1) having a number of distributors (22 - 24) affected by the action of respective receivers (102 - 104) and which posses a function for detection of the highest pressure load, an anti-saturation function and a flow division function independent of the load; at least a specific hydraulic distributor (21) affected by the action of a particular receiver (12), which during normal operation, can require at least the largest part of the maximum flow from the hydraulic source. The distributor (21) is also of the type having a highest pressure detection function, an anti-saturation function, and a flow division function independent of the load and is included in the multiple hydraulic distribution circuit (1) in series with the other distributors (22 - 24), and; between the source (S) and at least a control input (a1) of a specific distributor (21) actuating the receiver (12) is a hydraulic control circuit (13), This circuit includes a pressure reducer (14) for lowering the highest fluid output pressure from the source to a control value so that at least another distributor can be used to actuate another receiver so that the particular receiver is operating.


Inventors:
Fillon, Philippe (46, rue de Villeneuve, Ternay, 69360, FR)
Koetzel, Patrick (4, rue Joseph Bertrand, La Verpilliere, 38290, FR)
Application Number:
EP20010400708
Publication Date:
05/07/2003
Filing Date:
03/16/2001
Assignee:
Mannesmann Rexroth S.A. (91, boulevard Irène Joliot Curie, Vénissieux, 69631, FR)
International Classes:
E02F9/22; F15B11/16; (IPC1-7): F15B11/16
European Classes:
F15B11/16B2; F15B11/16B4; F15B11/16B8
View Patent Images:
Foreign References:
WO/1990/002882AHYDRAULIC DRIVING SYSTEM WITH A PRIORITY FUNCTION FOR HYDRAULIC MOTORS
DE3844399A
DE4036720A
FR2744497A
Attorney, Agent or Firm:
Gorrée, Jean-michel (Cabinet Plasseraud, 84, rue d'Amsterdam, Paris Cédex 09, 75440, FR)
Claims:
1. Hydraulic circuit for actuating multiple hydraulic receivers, comprising: a source (S) of hydraulic fluid under pressure, at least one multiple hydraulic distribution device (1) comprising a plurality of valves (22-24) which are assigned to activating respective receivers (102-104) and which have a function for detecting the highest load pressure (pressure LS), an anti-saturation function and a function for dividing the flow irrespective of the load, at least one specific hydraulic valve (21) assigned to activating a specific hydraulic receiver (12) which, during normal operation, may require at least the greater part of the maximum flow delivered by the hydraulic source, said specific distributor means (21) also being of the type having a function for detecting the highest pressure load, an anti-saturation function and a function for dividing the flow irrespective of the load and being incorporated in said multiple hydraulic distribution device (1) in series with the other valves (22-24), and between the hydraulic source (S) and at least one control inlet (a1) of the specific valve (21) actuating said specific receiver (12), a hydraulic control circuit (13) incorporating a pressure reducer (14) designed to lower the high pressure of the hydraulic fluid issuing from the source until a control value is reached so that at least one other valve can be operated in order to activate another receiver whilst said specific receiver continues to function, characterised in that the pressure reducer (14) of the hydraulic control circuit (13) of the specific valve (21) is adjustable,
whereby the operating speed of said specific receiver can be pre-set.

2. Hydraulic circuit according to claim 1, characterised in that the hydraulic control circuit (13) of the specific valve (21) further comprises a pressure limiter (16) calibrated for a predetermined value corresponding to the maximum permissible pressure for the control of said specific valve (21).

3. Hydraulic circuit according to any one of the preceding claims, characterised in that the hydraulic control circuit (13) of the specific valve (21) further comprises at least one Go/Stop control solenoid (15).

4. Hydraulic circuit according to any one of the preceding claims, the specific receiver (12) having two possible operating directions, characterised in that the hydraulic control circuit (13) of the specific valve has two Go/Stop control solenoids (15a1, 15b1) corresponding respectively to the two possible operating directions.

5. Hydraulic circuit according to any one of the preceding claims, characterised in that the specific receiver (12) is a hydraulic hammer/hammer drill (121, 122).

6. Hydraulic circuit according to claim 4, characterised in that the specific receiver is a double-acting actuator (123) or a hydraulic motor with two directions of rotation (124).

Description:

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux circuits hydrauliques propres à l'actionnement de récepteurs hydrauliques multiples, ces circuits comprenant :

  • une source de fluide hydraulique sous pression,
  • au moins un dispositif de distribution hydraulique multiple comportant une pluralité de moyens distributeurs qui sont affectés à l'actionnement de récepteurs hydrauliques respectifs et qui possèdent une fonction de détection de la pression de charge la plus élevée (pression LS), une fonction antisaturation et une fonction de division de débit indépendante de la charge,
  • au moins un moyen distributeur hydraulique spécifique affecté à l'actionnement d'un récepteur hydraulique particulier qui, en fonctionnement normal, peut requérir au moins la plus grande partie du débit maximum fourni par la susdite source hydraulique,
  • ledit moyen distributeur spécifique étant, lui aussi, du type possédant une fonction de détection de la pression de charge la plus élevée, une fonction antisaturation et une fonction de division de débit indépendante de la charge et étant inclus dans le susdit dispositif de distribution hydraulique multiple en série avec les autres moyens distributeurs, et
  • entre la source hydraulique et au moins une entrée de commande du moyen distributeur spécifique actionnant ledit récepteur particulier, un circuit de commande hydraulique incluant un réducteur de pression propre à abaisser la pression élevée du fluide hydraulique de sortie de la source jusqu'à une valeur de commande, de sorte qu'au moins un autre moyen distributeur peut être sollicité pour actionner un autre récepteur alors que ledit récepteur particulier est en fonctionnement. Le document DE-A-3 844 399 sert à refléter l'état de la technique antérieure.

Par moyen distributeur hydraulique "spécifique", on entend désigner non pas un moyen distributeur possédant une structure et/ou une fonction spéciale (bien qu'il puisse effectivement en être ainsi), mais seulement désigner celui des moyens distributeurs inclus dans le circuit hydraulique qui est affecté en propre à l'actionnement dudit récepteur hydraulique particulier à forte consommation de débit.

Dans la description qui suit, le dispositif de distribution hydraulique multiple comportant une multiplicité de moyens distributeurs ayant une fonction de détection de la pression de charge la plus élevée, une fonction antisaturation et une fonction de division de débit indépendante de la charge sera dénommé, pour simplifier, "dispositif distributeur DDIC".

Un exemple courant d'un récepteur hydraulique nécessitant un gros débit hydraulique est constitué par un gros marteau hydraulique supporté à l'extrémité d'un système de flèche et de bras articulés mus par des vérins hydrauliques respectifs commandés par le susdit dispositif de distribution DDIC. Mais un tel récepteur peut également être par exemple un petit marteau hydraulique à main, un moteur hydraulique réversible entraînant une tondeuse portée à l'extrémité d'un système de bras articulés (traitement des talus en bordure de route),....

Dans les circuits antérieurement réalisés, le moyen distributeur spécifique, propre à la commande du récepteur particulier, était connecté directement sur la source hydraulique, en parallèle sur le dispositif distributeur DDIC. Dans ces conditions, lorsque le récepteur particulier était en fonctionnement et qu'il absorbait alors la totalité ou au moins la plus grande partie du débit fourni par la source hydraulique, l'actionnement d'un autre récepteur hydraulique commandé par le dispositif distributeur DDIC se révélait impossible. Par exemple, pour fixer les idées, tandis que le marteau hydraulique était en fonctionnement, il était impossible de commander un ou plusieurs des bras/flèche de son système de support pour faire progresser axialement ce marteau au fur et à mesure que le trou était creusé.

Dans l'agencement exposé plus haut, on remédie au problème exposé en intégrant le moyen distributeur spécifique de commande du récepteur particulier dans le dispositif distributeur DDIC, de sorte que c'est l'ensemble des moyens distributeurs, y compris le moyen distributeur spécifique, qui fonctionnent selon le mode de la division du débit indépendante de la charge. Il en résulte la possibilité de commander, conjointement avec le récepteur particulier qui peut rester en fonctionnement, au moins un autre récepteur - par exemple déplacement axial d'un marteau hydraulique en fonctionnement

Toutefois, malgré les avantages obtenus, le circuit précédent ne se révèle pas encore entièrement satisfaisant dans la mesure où l'utilisateur doit contrôler simultanément un trop grand nombre de paramètres hydrauliques et que, par ailleurs, il est important que le susdit récepteur particulier reste en fonctionnement avec toute son efficacité (les autres récepteurs commandés simultanément conformément aux dispositions indiquées pouvant, quant à eux, fonctionner à vitesse réduite).

L'invention a donc pour but de remédier, dans toute la mesure du possible, aux inconvénients précités de la pratique actuelle et de proposer un agencement perfectionné de circuit hydraulique qui permette de commander de façon approprié le susdit récepteur particulier maintenu en fonctionnement.

A ces fins, un circuit hydraulique pour l'actionnement de charges hydrauliques multiples tel que mentionné au préambule se caractérise, étant agencé conformément à l'invention, en ce que le réducteur de pression du circuit hydraulique de commande du moyen distributeur spécifique est réglable, ce grâce à quoi il est possible de prérégler la vitesse de fonctionnement dudit récepteur particulier et donc de le maintenir en fonctionnement dans des conditions prédéterminées.

Pour assurer la sécurité de fonctionnement du circuit, il est souhaitable que le circuit hydraulique de commande du moyen distributeur spécifique comprenne en outre un limiteur de pression taré pour une valeur prédéterminée correspondant à la pression maximale admissible pour la commande dudit moyen distributeur spécifique.

De préférence, afin que le récepteur particulier puisse être mis en fonctionnement indépendamment des autres récepteurs, on peut prévoir que le circuit hydraulique de commande du moyen distributeur spécifique comprenne en outre au moins une électrovanne de commande Marche/Arrêt.

Dans le cas où le récepteur particulier peut fonctionner dans deux sens possible (par exemple moteur hydraulique réversible, vérin à double effet), le circuit hydraulique de commande du moyen distributeur spécifique comprend deux électrovannes de commande Marche/Arrêt correspondant respectivement aux deux sens possible de fonctionnement.

Au total, les dispositions mises en oeuvre conformément à l'invention constituent une solution technique très intéressante aux problèmes qui se présentaient dans les agencements antérieurs.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels :

  • la figure 1 illustre un schéma de circuit hydraulique conforme à l'invention adapté pour un récepteur particulier à un seul sens de fonctionnement ; et
  • la figure 2 illustre un schéma de circuit hydraulique conforme à l'invention adapté pour un récepteur particulier à deux sens possible de fonctionnement.

En se reportant tout d'abord à la figure 1, il y est représenté un circuit hydraulique qui comporte un dispositif de distribution hydraulique 1 qui comprend une pluralité de moyens distributeurs 2 qui sont affectés à la commande de récepteurs hydrauliques respectifs et qui possèdent une fonction de détection de la pression de charge la plus élevée (pression LS) de tous les récepteurs, une fonction antisaturation et une fonction de division de débit indépendante de la charge (moyens distributeurs DDIC).

D'une façon classique, le dispositif de distribution 1 comprend un bloc d'entrée 3, plusieurs blocs de distribution 2 (ici quatre blocs 21 à 24 sont représentés à titre d'exemple), et enfin un bloc final 4. D'une façon connue, le dispositif de distribution 1 peut être constitué sous forme d'un empilement étanche, face contre face, des blocs énoncés ci-dessus. Chaque bloc d'entrée et de distribution est traversé de face à face par trois conduits, à savoir un conduit d'alimentation en fluide sous pression P, un conduit de retour du fluide de travail T vers un réservoir et un conduit de fluide de commande sous la pression de charge la plus élevée (pression LS). Du fait que les blocs sont empilés les uns contre les autres, les divers conduits se succèdent les uns aux autres et constituent trois lignes continues de circulation de fluide traversant de part en part le dispositif de distribution 1 (ligne P, ligne T et ligne LS, respectivement).

Le bloc final 4 obture de façon étanche les extrémités terminales des trois lignes précitées.

Le bloc d'entrée 3 comporte un orifice d'entrée autorisant le raccordement de la ligne P à une source S de fluide sous pression. Dans l'exemple illustré, la source S est constituée par une pompe à débit variable 6 équipée d'un régulateur de puissance 7 piloté par la pression LS délivrée par la ligne LS du dispositif de distribution 1 ; mais d'autres types de source hydraulique peuvent être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. Enfin, le bloc d'entrée 3 comporte un orifice de sortie autorisant le raccordement de la ligne T à un réservoir R.

Le bloc d'entrée 3 peut être équipé de tous les organes (non représentés) traditionnellement disposés en cet emplacement pour un fonctionnement effectif et efficace du dispositif de distribution 1 et qui sont bien connus de l'homme du métier.

Chaque bloc de distribution 22 à 24 peut être constitué de façon sensiblement identique. En prenant comme exemple le bloc 22 dont la structure a été détaillée (les autres blocs 23 et 24 sont schématisés sous forme de rectangles vides pour ne pas alourdir la figure), il est prévu un distributeur de type DDIC 82 à trois voies et trois positions (montré en position neutre) qui est raccordé, d'une part, aux lignes P, T et LS précitées et, d'autre part, à deux orifices de travail A2, B2 auxquels est connecté un récepteur hydraulique 102 devant être commandé par ledit distributeur 82. Le déplacement du tiroir du distributeur 82 peut par exemple être commandé hydrauliquement et dans ce cas, comme représenté à la figure 1, les deux commandes hydrauliques associées aux extrémités opposées du tiroir sont respectivement raccordées à deux orifices de commande respectifs a2, b2 auxquels est connecté un organe de commande approprié tel que par exemple un manipulateur ou analogue (non montré).

Une balance 92 à deux voies et trois positions reçoit la pression de fluide de travail (via la troisième voie du distributeur 82) et la pression LS, de manière que cette balance soit soumise à la différence entre la pression LS, d'un côté, et la pression de travail du récepteur 102, de l'autre côté, et qu'elle établisse une liaison avec la ligne LS dans le cas où la pression de travail du récepteur 102 devient supérieure à la pression LS.

Deux limiteurs de pression 112 sont disposés respectivement dans les lignes de départ A2, B2.

Les récepteurs hydrauliques 102, 103 et 104 peuvent, par exemple, être des vérins hydrauliques animant des bras et flèche d'un engin de travaux et être en nombre quelconque.

Le bloc distributeur spécifique 21 est, lui, destiné à la commande d'un récepteur hydraulique particulier 12. Ce récepteur 12 est supposé, dans le cadre de l'invention, absorber à lui seul la totalité ou au moins la plus grande partie du débit fourni par la source hydraulique S. Un tel récepteur peut par exemple être un marteau hydraulique 121 porté à l'extrémité du système bras/flèche de l'engin, voire être un marteau hydraulique à main 122. Un tel récepteur 12 fonctionne sur le mode à simple effet (rappel par ressort) et il est donc connecté entre un seul des orifices de travail (B1 par exemple) du bloc 21 et le réservoir. De ce fait l'autre orifice de travail A1 est annihilé. Le bloc distributeur 21 peut être identique au bloc 22 décrit plus haut, ou bien (comme illustré) être adapté à sa fonction de commande particulière en ne possédant qu'un seul limiteur de pression 111 associé à l'orifice de travail B1 et une seule commande du tiroir du distributeur 81 raccordé à l'orifice de commande a1.

A l'orifice de commande a1 est raccordé un circuit de commande 13 qui incorpore un réducteur de pression 14, qui est de type réglable comme montré à la figure 1 pour permettre un préréglage de la vitesse de fonctionnement du récepteur 12. L'entrée de ce réducteur de pression 14 reçoit la pression de pompe P et en sortie est restituée une pression réduite (par exemple entre 0 et 50 bars, contre 150 à 250 bars pour la pression P) qui est appliquée à l'entrée de commande a1 du bloc distributeur 21.

Pour que le récepteur hydraulique 12 puisse être mis en fonctionnement ou arrêté indépendamment des autres récepteurs 102 à 104, on insère, en aval du réducteur de pression 14, une électrovanne 15 à une voie et deux positions respectivement MARCHE et ARRET. Cette électrovanne peut être commandée par un commutateur électrique (non montré) à disposition de l'utilisateur.

Pour assurer la sécurité vis-à-vis d'une surcharge hydraulique, on peut prévoir, à la sortie du réducteur de pression 13, un limiteur de pression 16 taré pour la valeur maximale de la pression admissible pour la commande du distributeur 81.

Ainsi, le bloc distributeur spécifique 21 approprié pour la commande du récepteur particulier 12 est inclus en série dans le dispositif distributeur multiple DDIC 1 et il est soumis à la division du débit indépendant de la charge qui autorise le maintien de ce récepteur particulier 12 en fonctionnement lorsqu'un autre des récepteurs 102 à 104 est mis en fonctionnement simultanément. De plus, ledit récepteur particulier 12 conserve, grâce au circuit de commande propre 13, un mode de commande approprié.

En particulier, s'agissant d'un gros marteau hydraulique 121, il est possible, grâce à la mise en oeuvre des moyens précédemment exposés, de provoquer, sans arrêt du fonctionnement du marteau 121, son déplacement axial séquentiel en agissant sur un ou plusieurs des vérins 102 à 104 d'actionnement des bras/flèche de support ; le marteau peut alors être maintenu en permanence en appui convenable contre l'obstacle et la qualité de son travail s'en trouve améliorée.

Le ralentissement qui peut intervenir dans le fonctionnement simultané du récepteur particulier et de l'autre récepteur en raison de l'insuffisance du débit fourni par la source S n'est pas une gêne rédhibitoire du fait que l'autre récepteur n'est mis en fonctionnement que séquentiellement et pendant de brefs laps de temps.

La figure 2 montre un schéma hydraulique analogue à celui de la figure 1, mais adapté pour commander un récepteur hydraulique particulier à double sens de fonctionnement. De ce fait, un tel circuit conserve la possibilité d'une commande d'un outil à fonctionnement à simple effet (gros marteau hydraulique 121 ou petit marteau hydraulique à main 122), mais aussi un vérin à double effet 123 ou un moteur hydraulique réversible 124.

A cet effet le bloc distributeur spécifique 21 est ici agencé de la même manière que le bloc distributeur 22 décrit plus haut. Ses deux orifices de sortie A1 et B1 sont fonctionnels et deux limiteurs de pression 111 respectifs sont mis en oeuvre. Le distributeur 81 est pourvu de deux commandes hydrauliques respectivement pour chaque sens de déplacement du tiroir, qui sont raccordées respectivement aux orifices de commande a1 et b1.

Le circuit de commande 13 est agencé de la même manière qu'à la figure 1, à ceci près que l'électrovanne unique est remplacée par deux électrovannes 15a1 et 15b1 montées de manière à être activables en opposition afin d'assurer la commande a1 ou b1, sélectivement.