Brevet FR2472682A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne une commande hydraulique par priorité, notamment pour installations hydrauliques de véhicules, pour l'alimentation par priorité d'un premier circuit primaire communiquant notamment avec un accumulateur hydraulique chargé par une source de fluide au travers d'une soupape de retenue, le circuit primaire étant d'utilisation faible par rapport à un circuit secondaire non priviliégié et pouvant être branché à l'aide d'une soupape de priorité en cas d'alimentation en pression suffisante du circuit primaire, la commande comportant en outre une assurance des deux circuits contre un dépassement de pression par une soupape de limitation de pression qui libère un trajet d'écoulement vers l'évacuation en cas de dépassement de pression. On sait que les commandes par priorité sont mises en oeuvre quand, pour des raisons de sécurité de fonctionnement ou de déroulement déterminé d'une fonction, un consommateur parmi deux ou plusieurs doit être alimenté en fluide, avant qu'un autre consommateur soit relié à la source de fluide. Comme exemple pour le point de vue "sécurité de fonctionnement", on suppose un véhicule dans lequel un frein à force auxiliaire et une régulation de niveau doivent être alimentés par une pompe unique. Bien entendu, l'installation de frein doit être alimentée par priorité à cause de son importance vitale. Du point de vue "déroulement d'une fonction", l'ordre destravaux doit être "mise sous pression hydraulique" et "déplacement d'un outil". Naturellement, l'avance ne peut se produire que si la mise sous pression a été effectuée. Une commande connue par priorité (demande de brevet à la disposition du public 2.35-6.235 de la République Fédérale d'Allemagne) utilise une soupape de coupure qui est pilotée hydrauliquement. Le fluide s'écoule de la source par une soupape de retenue vers un accumulateur hydraulique et vers le consomma- teur privilégié. La pression dans l'accumulateur sert de pression de commande pour un piston pilote et pour une surface active d'un piston de commande principal dont la deuxième surface active est soumise ou non à la pression de commande au travers de la soupape pilote suivant l'état de charge de l'accumulateur. Le piston principal dirige l'écoulement de fluide, en cas de charge suffi- sante de l'accumulateur, vers le consommateur non priviligié. La soupape de limitation de pression est soumise à tout moment à la pression de l'accumulateur. Une telle disposition est effectivement très sûre en fonctionnement et largement suffi- sante pour de nombreux cas d'utilisation. Toutefois, si le consom- mateur privilégié doit fonctionner aussi souvent que possible avec la même pression, comme il est souhaitable par exemple dans le cas d'un frein à force auxiliaire avec accumulateur, cela ne peut s'effectuer avec une soupape de coupure. Cela tient au fait que les soupapes de coupure présentent couramment une différence de pression de coupure. Le but de l'invention est donc de donner à une commande hydraulique par priorité du type indiqué au début une forme telle que le consommateur alimenté par priorité, fonctionnant notamment de façon discontinue, dispose toujours du même niveau de pression, et cela indépendamment de l'utilisation possible d'autres consommateurs. La disposition doit être simple et peu coûteuse, présenter un minimum de pièces détachées et convenir notamment pour une fabrication en série. L'espace nécessaire pour le montage doit être suffisamment petit pour que l'ensemble constitue une pièce de raccordement d'un accumulateur hydraulique. Le moyen d'atteindre ce but selon l'invention consiste en ce que la soupape de priorité, sous la forme d'une soupape de raccordement, constitue une unité de montage avec la soupape de limitation de pression, et en ce que cette soupape de priorité possède un élément de fermeture (piston de distribution) avec une surface hydraulique active agissant contre la force d'un ressort de rappel, laquelle surface est soumise en permanence à la pression de la source de fluide et, quand une première pression limite est atteinte, établit, par déplacement de l'élément de fermeture (piston), un chemin d'écoulement entre un raccord de pression se trouvant en aval de La soupape de retenue et un raccord de consommateur relié au circuit secondaire, alors que, quand on atteint une deuxième pression limite plus élevée, la surface, après nouveau déplacement de l'élément de fermeture 3. (piston), libère un deuxième chemin d'écoulement entre la source de fluide et un raccordement d'évacuation. Avec cette solution, il ne se produit plus de charge ou de décharge de l'accumulateur hydraulique dans le sens connu en cas d'utilisation de soupape de coupure. L'accumulateur prend ainsi davantage la fonction d'une réserve de sécurité. Comme la source de fluide, dans la mesure o il ne se produit aucune utilisation dans le circuit primaire, doit produire au moins une pression au niveau de la première pression limite, une circulation sans pression du fluide n'est pas possible, mais cette circonstance n'est pas importante quand le débit est faible. Ainsi, il est tout à fait courant dans les installations hydrauliques de véhicules automobiles d'utiliser des pompes avec un débit de 1 dm 3/min ou moins. Les avantages obtenus concernent la faible augmentation d'énergie utilisée. Les circuits hydrauliques à séquences avec soupape de raccordement et soupape à séquences sont connus en soi, mais il faut prévoir dans ces circuits une soupape de limitation de pression séparée, ce qui double pratiquement le nombre des composants nécessaires. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant au dessin unique annexé qui représente un exemple de réalisation comportant des symboles hydrauliques. Dans une pièce de raccordement 2 reliée à un accumu- lateur hydraulique 1, on a disposé coaxialement des alésages 3, 4, 5, 6, 7 se raccordant l'un à l'autre et de différents diamètres. Le diamètre de l'alésage 3 est plus grand que celui de l'alésage 4 et celui-ci est à son tour plus grand que celui de l'alésage 5 auquel se raccordent les alésages 6 et 7 avec des diamètres croissants. Dans l'alésage 4 glisse un piston de distri- bution 8 qui est poussé par un ressort de rappel 9 guidé dans l'alésage 3. Le ressort 9 est en butée contre un capuchon de fermeture vissé 10 qui est muni d'un raccord central d'écoulement T sous la forme d'une douille de tuyau ou analogue. Le piston 8 possède un alésage central borgne 12 partant de sa face 11 opposée au ressort 9, l'alésage 12 étant relié à son extrémité, par des perçages transversaux 13, à la surface périphérique extérieure du piston 8. A distance de l'alésage 5 se trouve, dans l'alésage 4, une rainure annulaire 14 dont l'arête, côté alésage 5. est appelée arête de commande 15. Un raccord de consommateur R est en liaison avec la rainure 14. L'arête déterminée sur l'alésage 4 par le décrochement entre les alésages 3 et 4 est désignée sous le terme d'arête de commande 16. L'alésage 5 est reliée à un raccordement de pression P alimenté par une source de fluide 17. le passage entre les alésages 5 et 6 sert de siège 18 pour une soupape de retenue 19 qui est poussée par un ressort 20, guidé dans une cage 21 réalisée en t8le emboutie. L'alésage 7 a la forme d'un évidement plat et possède, par une ouverture de raccordement 22, une liaison avec la chambre à liquide 23 de l'accumulateur 1, lequel possède une membrane 25 munie d'un élément de fermeture 24 et séparant de façon étanche au gaz la chambre à liquide 23 de la chambre à gaz 26. De l'alésage 7, un canal 27 mène à un raccordement de consommateur A auquel est relié le circuit primaire qui contient un appareil de freinage à force auxiliaire 28. L'appareil 28 possède un milieu fermé et, par suite, il n'a besoin de fluide qu'au moment des manoeuvres et seulement en faible quantité. Au raccordement de consommateur R, est relié un circuit secondaire qui possède une soupape de régulation de niveau 29 pour la régulation de niveau d'un essieu 32 suspendu à l'aide d'un vérin 30 et d'un accumulateur hydraulique 31. La soupape 29 possède une position de commutation moyenne pour une circulation sans pression, en correspondance avec le niveau désiré. Four expliquer le fonctionnement, on suppose que la source 17 débite et que l'accumulateur 1 n'est pas encore suf- fisamment plein. Le fluide parvient donc par le raccordement P, l'alésage 5, la soupape 19, l'alésage 6, l'alésage 7 et l'ouver- ture 22 dans la chambre à fluide 23 qui augmente continuellement au fur et à mesure du remplissage. Dans la mesure o aucune utilisation ne se produit à l'appareil de freinage à force auxiliaire, la pression atteint aussitôt une valeur qui correspond à la précontrainte du ressort 9. Si la pression continue à monter, la force exercée sur la surface 11 surpasse la tension du ressort 9 et le piston 8 se met en mouvement. Quand une première pression limite est atteinte, après le recouvrement de l'arête 15, une liaison s'ouvre entre la partie de l'alésage 4 soumise à la pression et la rainure 14 et, par conséquent, vers le circuit secondaire au travers du raccordement R. La pression devant l'arête 15 n'augmente pas tant que, dans le circuit secondaire, un niveau de pression plus élevé n'est pas nécessaire. Si par surcharge ou fermeture de tubulures d'écoulement ou analogues, il se produit une pression plus élevée, la montée de pression se propage jusqu'à la surface 11 et provoque une nouvelle course du piston 8 jusqu'à ce que, pour une deuxième pression limite, les perçages transversaux 13 passent au-dessus de l'arête 16. A partir de là, il se produit une liaison entre l'alésage 4 par l'alésage 12, les perçages 13 et l'alésage 3 vers le raccordement T, de sorte que la source 17 est reliée à l'évacuation. Il appartient au constructeur de choisir la différence de pression suffisamment petite entre la première et la seconde limite. A partir du fait que chaque montée de pression se répercute aussi dans le circuit primaire sous forme de montée de pression, le maintien d'une pression uniforme est d'autant meilleure que la différence de pression est choisie plus petite. Comme la première pression limite suffit déjà pour l'alimentation du circuit primaire, une utilisation à cet endroit ne mène pas à un vidage de l'accumulateur, elle est au contraire compensée immédiatement par la source 17. On notera que le piston 8 n'est pas soumis à la pression du côté de son ressort. Cela signifie qu'à l'arête 15, la chute de pression est d'autant plus grande que la pression utilisée dans le circuit secondaire est plus petite. Mais, si une pression y est transmise au niveau de la première limite de pression, il ne se produit pratiquement aucune chute de pression à l'arête 15 et le bilan d'énergie est très favorable. D'autre part, la perte en énergie pour les petites pompes est négligeable dans tous les cas. Il est évident que la forme du piston de commande peut varier dans de larges limites, notamment aussi en ce qui concerne 6- les rainures et alésages dans le carter. Les rainures peuvent être remplacées par des perçages et les perçages par des rainures. La position et l'orientation des raccordements sont également facultatives. Enfin, l'ensemble de la commande par priorité peut être placé dans un carter constituant une pièce détachée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'gtre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 7- R E V E N D I C A T I O N S 1. Commande hydraulique par priorité, notamment pour installations hydrauliques de véhicules, pour l'alimentation par priorité d'un premier circuit primaire communiquant notamment avec un accumulateur hydraulique chargé par une source de fluide au travers d'une soupape de retenue, le circuit primaire étant d'utilisation faible par rapport à un circuit secondaire non privilégié et pouvant etre branché à l'aide d'une soupape de priorité en cas d'alimentation en pression suffisante du circuit primaire, la commande comportant en outre-une assurance des deux circuits contre un dépassement de pression par une soupape de limitation de pression qui libère un trajet d'écoulement vers l'évacuation en cas de dépassement de pression, caractérisée en ce que la soupape de priorité, sous la forme d'une soupape de raccordement, constitue une unité de montage avec la soupape de limitation de pression, et en ce que cette soupape de priorité possède un élément de fermeture (piston de distribution 8) avec une surface hydraulique active (11) agissant contre la force d'un ressort de.rappel (9), laquelle surface est soumise en permanence à la pression de la source de fluide (17) et, quand une première pression limite est atteinte, établit, par déplacement de l'élément de fermeture (piston 8), un chemin d'écoulement (5, 4, 15) entre un raccord de pression (P) se trouvant en aval de la soupape de retenue (19) et un raccord de consommateur (R) relié au circuit secondaire (R, 29, 30, 31), alors que, quand on atteint une deuxième pression limite plus élevée, la surface (11), après nouveau déplacement de l'élément de fermeture (piston 8), libère un deuxième chemin d'écoulement (P, 5, 4, 12, 13, 3) entre la source de fluide (17) et un raccordement d'évacuation (T). 2. Commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que, après obtention de la première pression limite et pour chaque pression plus élevée, il existe une liaison permanente (P, 5, 4, 15) entre la source de fluide (17) et le raccordement (P) de consommateur, de sorte que, au moment o l'on atteint la 8 - seconde pression limite, le circuit secondaire est également relié avec le raccordement d'évacuation (T). 3. Commande sel-on l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de soupape est un piston de distribution (8), avec une face (11) opposée au ressort de rappel (9) et servant de surface active, dont le bord passe au- dessus d'une arête de commande (15) qui, au moment o l'on obtient la première pression limite, libère un chemin d'écoulement entre l'alésage (4, 5) contenant le piston (8) et relié à la source de fluide, et une rainure annulaire (14) reliée au raccordement (R) de consommateur et entourant l'alésage (4), alors qu'un alésage intérieur borgne (12), qui part de la face (11) du piston (8), est relié à la surface extérieure du piston (8) par des perçages transversaux (13) qui viennent en liaison avec un espace (alésage 3) relié au raccordement (T) quand est atteinte la deuxième limite de pression. 4. Commande selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'alésage (4) contenant le piston (8) se raccorde à un alésage coaxial (5) qui peut être fermé par la soupape de retenue (19), le raccordement de pression (P) ou une liaison associée débouchantentre le piston (8) et la soupape (19). 5. Commande selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que l'espace (alésage 3) relié au rac- cordement (T) se raccorde coaxialement à l'alésage (4) qui mène au piston (8), contient le ressort de rappel (9) et comporte une fermeture par un capuchon (10) vissé, servant de contre-butée au ressort (9). 6. Commande selon la revendication 5, caractérisée en ce que le capuchon (10) est muni d'un raccordement de tuyau servant de raccordement d'évacuation (T). 7. Conmande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le piston (8) est disposé d'une façon connue dans une pièce de raccordement (2) reliée de façon fixe à l'accumulateur de pression (1).