Brevet FR2586890A1 — publié le 19870313

Systèmes hydrauliaues de sécurité à clapet double Dour charrue à déclenchement et réenclenchement automatiaues. La présente invention concerne les charrues du type dit "non stop", c'est-à-dire munies d'un dispositif de sécurité qui permet à un soc heurtant un obstacle de pivoter vers le haut à l'encontre d'un système élastique qui le ramène en position après le passage dudit obstacle. Il est connu, en particulier par le brevet français PUECH nw 505.420 du 29 septembre 1919 de réaliser le châssis de la charrue en deux parties, une première partie horizontale solidaire de l'avant-train tracteur et une deuxième partie en forme de T,portant les deux socs à versoirs gauche et droite, les deux parties étant munies chacune d'un plateau et ces deux plateaux étant pressés l'un contre l'autre par un moyen élastique; de sorte que, lorsque le soc qui est en position de travail, dans la terre, heurte un obstacle, la deuxième partie, en T, bascule vers le haut, le plateau porté par l'extrémité de cette partie en T pivotant en prenant appui par sa partie haute contre le plateau porté par la première partie. Dans le brevet 2.310.690 du 14 mai 1975, au nom du demandeur, on a décrit un perfectionnement à ce type de dispositif de sécurité pour charrues selon lequel les deux plateaux sont maintenus accolés l'un contre l'autre par l'intermédiaire d'une bielle de traction articulée au centre du premier plateau, située à l'intérieur de la barre verticale du T et agissant par traction sur un ressort prenant appui contre la barre horizontale du T au point de jonction des deux barres du T ; ce ressort étant constitué par un cylindre attelé à la bielle de traction, le piston etant solidaire du bâti de la charrue. Selon ledit brevet 2.310.690 le mouvement relatif du piston par rapport au cylindre refoule un liquide hydraulique vers un accumulateur hydraulique, ce qui permet d'employer un seul accumulateur hydraulique pour plusieurs couples de socs, dans le cas d'une charrue réversible multi-socs. Tous ces dispositifs présentent l'inconvénient que la force de rappel tendant à ramener la partie mobile de la charrue à sa position d'origine augmente au fur et à mesure que l'angle de basculement grandit. En cas d'obstacle important provoquant un grand basculement du timon en T portant le couple de socs, cela peut entraîner une rupture des pièces ou un arrachement d'une pierre ainsi malencontreusement amenée en surface. Pour éviter cela, il faudrait tarer le système élastique de façon qu'il ait une résistance assez faible au début du mouvement, mais alors la force maintenant les deux plateaux accolés l'un contre l'autre est insuffisante en cas de labour en terrain dur et sec et il se produit un effet de piochage indésirable. Pour pallier cet inconvénient, on a disposé des systèmes à ressorts mécaniques actionnés par des jeux de leviers agencés de façon que la compression du ressort diminue au fur et à mesure que l'angle de déviation du timon en T augmente. Ces systèmes sont théoriquement parfaitement satisfaisants, mais sont dans la pratique fragiles parce que leur fonctionnement peut être déréglé par la présence de terre ou de rouille, ce qui arrive souvent avec une charrue. De plus, le nombre d'articulations nécessaires affecte rapidement les performances dès qu'un début d'usure intervient. On a déjà proposé de disposer sur la canalisation reliant le cylindre, porté par le timon en T de la charrue, à l'accumulateur oléo-pneumatique, > un simple clapet de surpression à tarage réglable. On obtient ainsi un effet de seuil : selon le tarage du clapet de surpression, il faut une pression ayant une valeur prédéterminée pour que le clapet s'ouvre et, dès que cette pression est atteinte, la pression dans le circuit est celle fournie par l'accumulateur. Cependant, il s'avère que dès que le clapet de surpression s'ouvre la pression tombe et le clapet se referme bloquant ainsi le corps dans une position intermédiaire. Pour pallier cet inconvénient, on a proposé dans le brevet français 2.535.935 de disposer deux circuits en parallèle: un premier circuit ou circuit d'ouverture muni d'une valve à ouverture tarée, qui, après ouverture, est maintenue ouverte, soit par la seule pression en provenance de l'accumulateur, soit par un moyen mécanique, soit encore par un moyen électrique; un deuxième circuit, ou circuit de fermeture comportant un clapet anti-retour n'autorisant la circulation du liquide qu'en direction du cylindre. Cette disposition fonctionne de façon satisfaisante. Cependant, lorsque le dispositif est entièrement hydraulique, c'est-à-dire lorsque la valve à ouverture tarée est maintenue ouverte par une deuxième valve hyudraulique, il faut un temps relativement long pour que cette deuxième valve agisse, temps qui correspond à un recul de l'ordre de 15 cm à 25 cm de la pointe du soc et pendant ce laps de temps, les pièces sont sollicitées sous un effort maximum. La présente invention concerne donc un autre système hydraulique permettant de supprimer cet inconvénient. Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il comporte deux clapets associés l'un à l'autre; le premier clapet étant un clapet à ouverture tarée réglable qui, lorsqu'il s'ouvre, provoque l'ouverture d'un deuxième clapet à travers lequel s'écoule le liquide pendant le passage de l'obstacle, le premier clapet se refermant immediatement après avoir provoqué l'ouverture du second; le retour des pièces après passage de l'obstacle se produisant à travers un troisième clapet constitué par un simple clapet anti -retour. A titre d'exemples non limitatifs et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a represente aux dessins annexés: Figure 1, une vue schématique, en élévation latérale d'une charrue munie d'un dispositif de sécurité selon l'invention; Figure 2, une vue schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention; Figure 3, une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation. En se reportant à la figure 1, on voit que la charrue comporte comme cela est connu un avant-train 1 attelé à un tracteur par deux bielles inférieures 2 et une bielle supérieure 3 ; cet avant-train comporte une écamoussure 4 dans laquelle pivote un axe 5 solidaire d'une poutre 6 qui porte une pluralité de timons en T, dont la branche principale 7 est horizontale et porte une deuxième branche 8 dont chaque bras porte à son extrémité un corps de labour 9 et 10 symétrique, le corps 9 ayant un versoir versant à droite et le corps 10 un verssir versant à gauche. La branche principale 7 de chaque timon en T comporte un plateau 11 qui est, en position normale, maintenu pressé contre un plateau 12 solidaire de la poutre 6 par un moyen élastique. Ce moyen élastique est constitué par une bielle de traction 13 articulée en 14 au plateau 12 et reliée à son autre extrémité au piston 15 d'un vérin 16 lui-même relié à la branche 8 du timon en T par un axe 17. La chambre intérieure du vérin 16 est reliée par une canalisation 18 à un accumulateur 19 à travers un boîtier 20. Ce boîtier 20 contient le système à double clapet selon la figure 2 ou selon la figure 3. Le vérin 16, ou les vérins 16, lorsque la charrue est une multi-socs sont tous reliés à la canalisation 18 qui débouche dans l'orifice 21 du boîtier 20. L'accumulateur 19 est relié à l'orifice 22 dudit boîtier 20 par une canalisation 23 comportant en outre un manomètre 24 et un robinet 25. Les orifices 21 et 22 débouchent l'un et l'autre dans deux perçages A et 8, comportant chacun un clapet. Dans le perçage A est disposé un clapet de surpression 26 et dans le perçage B est disposé un clapet de décharge 27. Ainsi, les orifices 21 et 22 peuvent communiquer l'un avec l'autre soit à travers le clapet de surpression 26, soit à travers le clapet de décharge 27. Le clapet de surpression 26 est constitué par un tiroir 28 comportant une partie conique 29 qui est maintenue en appui par un ressort réglable 39 sur une portée circulaire 30 ménagée dans le perçage A. La surface de cette portée circulaire est S1. Les parties basse et haute (sur la figure 2) du tiroir 28 coulissent dans des alésages 32 et 33 dont la section a une surface S2 légèrement inférieure à Le tiroir 28 est traversé par une canalisation 34 qui met en communication l'un avec l'autre les orifices 22 et 21, ladite canalisation 34 étant munie d'un clapet anti-retour, constitué par une bille 35 et un ressort 36 de façon à ne laisser le fluide s'écouler que de l'orifice 22 vers l'orifice 21. Le clapet de décharge 27, qui est placé dans le perçage B, estconstitué d'une soupape dont la partie conique 37 est maintenue par un ressort réglable 38, sur une portée circulaire 40, ménagée dans ledit perçage B. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant. Hors de la mise en route, c'est-à-dire lorsque la charrue est attelée au tracteur, la conduite 23 est raccordée au circuit hydraulique du tracteur. Le robinet 25 est alors ouvert, la pompe du tracteur étant en marche, et le débit d'huile provenant de ladite pompe pénètre dans la canalisation 23 puits remplit l'accumulateur 19, pénètre dans le bottier M par l'orifice 22, soulève la bille 35, et sort du boîtier 20 par l'orifice 21, puis par la canalisation 18 se dirige vers le ou les vérins 16. Lorsque la pression de tarage de l'accumulateur 19 est atteinte (environ 100 bars, lue sur le manomètre 24), on ferme le robinet 25.La bille 35 est repoussée sur son siège par le ressort 39 et le dispositif est pret à fonctionner. Lorsqu'un des socs, 9 par exemple, rencontre un obstacle, la branche 7 du timon en T a tendance à basculer vers le haut selon la flèche f",ll en résulte que la pression monte dans le vérin 16 correspondant. Cette pression agit à la fois sur les surfaces S1 1 et 52 du tiroir 28 et donc sur la surface différentielle S1-S2, jusqu'à ce qu'elle atteigne la pression de tarage du clapet 26, déterminée par le réglage du ressort 39. Lorsque cette pression de tarage est atteinte, le clapet 26 s'ouvre (vers le bas sur la figure 2), laissant donc passer l'huile de l'orifice 21 à l'orifice 22. La pression monte dans la conduite 23 qui relie l'orifice 22 à l'accumulateur 19, ainsi que dans la partie basse B1 de l'alésage B, de sorte que la pression agit sur le clapet 27 dans le sens de l'ouverture de ce dernier. Lorsque cette pression a atteint une valeur déterminée par la surface de l'ouverture circulaire 40 et du ressort 38, le clapet 27 s'ouvre à son tour. L'ouverture de ce clapet 27 met les orifices 21 et 22 à la même pression, ce qui signifie que la pression est la même en amont et en aval du clapet 26 qui est alors refermé par le ressort 39. La communication entre les orifices 21 et 22 n'est alors plus assurée par le premier clapet ou clapet de surpression 2Q, mais par le deuxième clapet ou clapet de décharge 27. La charrue continuant à pivoter, l'huile refluée par le piston 15 traverse le boîtier 20 à travers le clapet de décharge 27 vers l'accumulateur 19. Lorsque l'obstacle est passé, la pression dans la canalisation 18 baisse et le clapet 27 se referme. Le retour de l'huile depuis l'accumulateur 19 jusqu'au vérin 16 se fait à travers le tiroir 28 par le clapet anti-retour 2 6. La figure 3 représente une variante de réalisation dans laquelle les mêmes éléments portent les mêmes références. Le boîtier 20 comporte également un clapet de surprssion, un clapet de décharge qui court-circuite le clapet de surpression une fois qu'il est ouvert et un clapet anti-retour pour le retour des pièces en position normale. Le clapet de surpression 41 est placé dans un perçage A > le clapet de décharge 42 est placé dans un perçage B et le clapet anti-retour 43 dans un perçage C. Le clapet de surpression 41 est constitué par une soupape 44 contretenue par un ressort réglable 45. Il est relié hydouliquement par une canalisation 46 à un deuxième perçage B (fermé par un bouchon 47) dans lequel est disposé un piston de grand diamètre 48 lui-même contretenu par un ressort 49. A son extrémité inférieure ledit piston 48 comporte une tige-poussoir 50. Cette tige-poussoir 50 est destinée à vernir ouvrir un clapet de décharge. Ce clapet est constitué par une bille 51 prenant appui sur un siège. 52, ménagé dans le perçage B ; cette bille 51 étant placsdans un logement 53 porté par une tige 54 contretenue par un ressort réglable 55.Le logement 53 portant la bille 51 est placé dans un alésage 56 de plus grand diamètre, ménagé dans le perçage B > cet alésage 56 et donc le perçage .B communiquant avec le perçage A par une canalisation 57. Le perçage B communique avec la canalisation 23 comportant l'accumulateur 19, le manomètre 24 et le robinet 25 par un orifice 22, situé entre le piston 48 et la bille 51 ou encore en amont du clapet de décharge. La canalisation 46, qui va du perçage A en aval du clapet de surpression 44 au perçage B est reliée par un troisième perçage C à la canalisation 57. Ce perçage C comporte un clapet anti-retour de type usuel constitué par une bille 58, contretenue par un ressort 59. De préférence, comme cela est représente, la bille 51 du clapet de décharge est disposée à jeu dans son logement 53 et est contretenue par un ressort 53a de faible tarage. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant Lors de la mise en route, c'est-à-dire lorsque la charrue est attelée au tracteur, la conduite 23 est raccordée au circuit hydraulique dudit tracteur. Le robinet 25 est alors ouvert, la pompe du tracteur étant en marche, et le débit d'huile, fourni par ladite pompe, pénètre dans la canalisation 23, puis remplit l'accumulateur 19, pénètre dans le boîtier 20 par l'orifice 22, repousse la bille 51 de son siège 52, emprunte la canalisation 57, traverse le perçage A et ressort par l'orifice 21 vers la canalisation 18 et les vérins 16. Lorsque la pression de tarage de l'accumulateur 19 est atteinte (environ 100 bars, lue sur le manomètre 24), on ferme le robinet 25. La bille 51 est repoussée contre son siège 52 par le ressort 55 et le dispositif est prêt à fonctionner. Lorsqu'un des socs, 9 par exemple, rencontre un obstacle, la branche 7 du timon en T a tendance à basculer vers le haut selon la flèche "f". Il en résulte que la pression monte dans le vérin 16 correspondant dans la canalisation 18, dans la partie inférieure 60 du perçage A, dans la canalisation 57 et bute contre le clapet de décharge, la pression appliquant Wde plus en plus énergiquement la bille 51 sur son siège 52, de sorte que la pression ne monte pas dans l'accumulateur 19, qui est isolé. Lorsque la pression dans la partie inférieure 60 du perçage A atteint la pression de réglage du clapet de surpression 44 (par exemple 250 bars, ce qui correspond à un effort de 3.000 daN environ à la pointe du soc), ce clapet 44 s'ouvre. La pression arrive par la conduite 46 au piston 48 qui du fait de sa grande surface s'enfonce à l'encontre de son ressort 49. Cela a pour effet de pousser sur la bille 51, ce qui établit la communication entre la canalisation 57 et l'orifice 22 et donc entre l'orifice 21 (canalisation 18) et l'orifice 22 (canalisation 23). La pression dans la chambre 60 est alors la même que celle régnant dans la conduite 46, c'est-à-dire de part et d'autre du clapet 44 qui se referme sous l'action de son ressort 45, et, pour la même raison, le piston 48 revient à sa position d'origine sous l'effet de son ressort 49. L'huile en provenance de la canalisation 18 et traversant le boîtier 20 pénètre dans l'accumulateur 19. Pendant tout ce temps, le clapet 51 est maintenu ouvert par la pression. Lorsque l'obstacle est passé, l'accumulateur 19 refoule l'huile emmaganisé vers le vérin 16 par la conduite 23, l'orifice 22, le clapet 51 qui est maintenu ouvert, la conduite 57, l'orifice 21 et la conduite 18. Lorsque le soc 9 a repris sa position d'orìgine, les pressions en amont et aval de la bille 51 s'équilibrent et le clapet se referme sous l'action du ressort 55. Revendications 1. Système hydraulique de sécurité pour charrue du type comportant un timon (7) en T (8) portant au moins un soc (9 > 10) ledit timon (7) pouvant basculer vers le haut au passage d'un obstacle, à l'encontre d'un système élastique constitué par un vérin (16) relié à un accumulateur (19), caractérisé par le fait qu'il comporte deux clapets associés l'un à l'autre; le premier clapet étant un clapet de surpression (26, 44) à tarage réglable qui, lorsqu'il s'ouvre, provoque l'ouverture du deuxième clapet qui est un clapet de décharge (27, 51) à travers lequel le liquide s'écoule vers l'accumulateur (19) pendant le passage de l'obstacle ; le premier clapet ) (26, 44) se refermant immédiatement après avoir provoqué l'ouverture du second. 2. Système hydraulique de sécurité selon la revendication 1, dans lequel les deux clapets, leurs ressorts et les canalisations qui les font communiquer sont disposés dans un boîtier (20). 3. Système hydraulique de sécurité selon la revendication 2 > dans lequel le clapet de surpression (26, 44) et le clapet de décharge (27, 51) sont placés dans deux perçages (A, B) qui communiquent l'un avec l'autre à la fois en amont et en aval desdits clapets, ces deux clapets (de surpression et de décharge) étant disposés en positions inverses de sorte que la pression qui agit sur le clapet de surpression (26, 44) pour l'ouvrir atfteiìm i;rfRaiP nllr fermé le clapet de décharge (27, 51). 4 Système hydraulique de sécurité selon la revendication 3, dans lequel la surface d'appui (S1) sur son siège du clapet de surpression (26) est légèrement plus grande que la surface d'appui (six) du clapet de décharge (27) de telle sorte que l'ouverture du clapet de surpression (26) provoque celle du clapet de décharge (27). 5. Système hydraulique de sécurité selon la revendication 3, dans lequel l'ouverture du clapet de décharge (51) est commandée par le poussolr (50) d'un piston (48) qui est mis en pression par l'ouverture du clapet de surpression (44). 6. Système hydraulique selon la revendication 4 ou 5, dans lequel l'ouverture du clapet de décharge (27, 51) met en équl-pression les côtés amont et aval du clapet de surpression (26, 44) qui se referme sous l'effet de son ressort (39, 45). 7. Système hydraulique selon la revendication 6, dans lequel le clapet de surpression (26) est lui-même traversé par un clapet anti-retour (35) monté en sens Inverse pour retour des pièces en position d'origine par refoulement du liquide en provenance de l'accumulateur (19). 8. Système hydraulique selon la revendication 6, dans lequel le clapet de décharge (51) est maintenu ouvert par la pression de refoulement de l'accumulateur, ce qui permet le retour en position d'origine des pièces.