Brevet FR2633800A1 — publié le 19900112

SystAme hydraulique de scurité pour charrue La présente invention concerne les charrues du type dit "non-stop", c'est-à-dire munies d'un dispositif de sécurité qui permet & un soc heurtant un obstacle de pivoter vers le haut à l'encontre d'un système élastique qui le ramène en position de travail après le passage dudit obstacle. Plus précisément, l'invention concerne un perfectionnement à ce dispositif. De tels dispositifs sont décrits dans les brevets français 2.535.935 et 2.586.890. Selon le premier brevet cité, la sécurité hydraulique est constituée par un dispositif comprenant deux circuits en parallèle: un premier circuit d'ouverture muni d'une valve.& ouverture tarée qui après ouverture est maintenue ouverte par la seule pression en provenance de l'accumulateur oléopneumatique; un deuxième circuit de fermeture comportant un clapet anti-retour n'autorisant la circulation du fluide qu'en direction des vérins de sécurité montés sur chaque age. Pour obtenir ce résultat, on a mis au point une valve comportant un clapet à tarage réglable qui obture un orifice de faible section et qui est monté concentrique et coulissant dans un piston de plus grande section également à tarage réglable. La sécurité hydraulique selon le deuxième brevet cité est constituée par un dispositif comportant 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 tarage réglable & travers lequel s'écoule le liquide pendant le passage d'un obstacle, le premier clapet se' refermant immédiatement après avoir provoqué l'ouverture du second. Quelques difficultés sont apparues dans l'utilisation de ces valves, principalement lorsque l'on veut modifier le tarage du circuit en fonction de la résistance du terrain labouré. En effet, dans ces deux dispositifs brevetés, lorsque l'on modifie la pression de gonflage de l'accumulateur oléopneumatique, il faut modifier le réglage long et précis du tarage de l'un et de l'autre clapets. L'invention vise à palier cet inconvénient en réalisant un système hydraulique dans lequel le premier clapet à ouverture tarée réglable met en communication, après son ouverture, le vérin de l'age avec un second clapet à tarage fixe auto-équilibré quelle que soit la pression de gonflage de l'accumulateur. Ce but est atteint dans un système hydraulique du type précité en ce que le second clapet comporte un tiroir, soumis & la pression d'un ressort, et dont le tarage varie automatiquement avec la pression de gonflage de l'accumulateur à travers un robinet automatique piloté qui relie l'accumulateur à la chambre du clapet située derrière le tiroir, ledit robinet étant normalement ouvert, quand la pression dans le vérin est égale à la pression de gonflage de l'accumulateur, tandis que, lorsque la pression dans le vérin augmente par suite de la butée du soc sur un obstacle, il se ferme, maintenant ainsi la pression de gonflage derrière le tiroir, qui se déplace par suite de l'ouverture du premier clapet pour une pression donnée, et fait communiquer le vérin avec l'accumulateur. Selon l'invention l'ouverture et la fermeture du robinet piloté sont commandées par un piston de pilotage soumis d'un côté à la pression du vérin et de l'autre à celle de l'accumulateur. Selon une forme particuiière de réalisation de l'invention le tarage du clapet à tiroir se fait au moyen d'un second accumulateur oléopneumatique chargé à la pression de gonflage du premier accumulateur et d'un ressort. Selon une autre forme de réalisation de l'invention le second clapet est un clapet double dont le tarage du tiroir se fait au moyen de l'unique accumulateur oléopneumtique du système chargé & la pression de gonflage et d'un ressort, l'accumulateur étant relié & la chambre du clapet située derrière le tiroir tant que le clapet limiteur de pression est fermé, tandis que l'ouverture de ce dernier provoque le recul du tiroir avec la fermeture de la liaison entre la chambre arrière du clapet et l'accumulateur en même temps que l'ouverture de la liaison entre le vérin et l'accumulateur. L'invention sera mieux comprise au moyen d'exemples de réalisation décrits ci-après et représentés sur le dessin annexé sur lequel on voit: Figure 1': un schéma de représentation symbolique d'une première solution & second clapet simple; Figure 2: une réalisation en coupe de la valve correspondante; Figure 3: un schéma en représentation symbolique d'un perfectionnement de la première solution; Figure 4: un schéma en représentation symbolique d'une solution à second clapet double. Dans tous les cas de figure, on a représenté en 1 le coupleur hydraulique du tracteur, en 2 un robinet manuel, en 3 un manomètre de contr8le de la pression de gonflage du circuit de la sécurité hydraulique de la charrue, en 4 l'accumulateur oléopneumatiuqe principal permettant le fonctionnement en "non-stop" de la charrue ayant au moins un timon en T portant au moins un soc (non représentée). En 5 le vérin hydraulique de la sécurité monté sur chaque timon ou age non-stop. Une première réalisation est représentée sur les figures 1 et 2. La communication entre le vérin 5 et l'accumulateur 4 se fait par deux circuits parallèles. D'une part, de l'accumulateur 4 vers le vérin 5 par les conduits 6, 6a, le clapet anti-retour 7 et le tuyau 9. Dans le sens vérin 5 - accumulateur 4 on trouve le tuyau 9, le conduit 8 pour piloter un premier clapet limiteur de pression 10 par une conduite 10c qui lorsqu'il s'ouvre met en communication les conduites 8 et 11. Parallèlement au clapet 10 est monté un second clapet 12 pourvu d'un tiroir 13 ayant sur une face deux surfaces actives sl et s2. Selon l'exemple de réalisation montré sur la figure 2, la surface sl est constituée par la surface d'une bille appliquée contre l'ouverture de la conduite 14 reliant le clapet 12 & la conduite 8. La surface s2 est constituée par la section du tiroir moins la surface sl. Le rapport s2/sl est choisi entre 50 et 100 de préférence. La surface s2 est en liaison avec l'accumulateur 4 tandis que la surface sl est en liaison avec le vérin 5. La face arrière du piston 13 de section s=s2+sl sert d'appui à un ressort 19 qui repousse le tiroir 13 de façon que la bille 15 obture le passage 14. Elle est en communication permanente avec un accumulateur oléopneumatique auxiliaire 16 quelle que soit la pression dans le vérin 5 et est en communication avec l'accumulateur principal 4 à travers un robinet piloté 1? normalement ouvert par la poussée d'un ressort 18 lorsque la pression dans le conduit 8 est égale à la pression dans le conduit 6. Le remplissage de l'accumulateur 16 étant possible par le Jeu laissé entre le piston 17a du robinet 17 et son alésage ou par des rainures longitudinales. Le robinet 17 est piloté par un piston 20 soumis d'un côté à la pression du vérin 5 et l'autre à celle de l'accumulateur 4. Le réglage de tarage du limiteur de pression 10 peut être effectué soit par la tension d'un ressort 10a comme sur la figure 1, soit comme sur la figure 2 par la variation de pression dans un second accumulateur oléopneumatique auxiliaire 10b. Le fonctionnement est le suivant: Gonflage du circuit. Le limiteur de pression 10 est détaré. On ouvre le robinet 2 pour remplir le circuit Jusqu'à obtenir la pression de gonflage désirée (entre 8Xpa et l6Xpa (80 et 160 bars) dans les conditions moyennes). On a donc la même pression dans tout le circuit. Le ressort 19 du clapet 12 applique la bille 15 du tiroir 13 contre l'ouverture du conduit 14. Le robinet 17 est ouvert puisqu'il y a la mme pression des deux côtés du piston 20. Le limiteur de pression 10 est ensuite réglé pour ne s'ouvrir qu'à la pression de travail désirée correspondant à un certain effort sur chaque corps de labour. On admet généralement que pour travailler dans des terres encombrées de cailloux ou A fond rocheux, l'effort sur chaque corps variera entre 600 et 1.200 kg ce qui, compte tenu de la section du clapet 10e obturant le conduit 8, correspond à une pression dans les vérins 5 de l'ordre de 8Xpa à 16Xpa (80 et 160 bars). Lorsqu'on laboure dans des terrains lourds, l'effort sur chaque corps peut atteindre 3.000 kg. Il faudra donc régler le limiteur de pression 10 pour que le clapet 10 ne se soulève que pour une pression importante dans le vérin 5 (proportionnellement de l'ordre de 3OXpa (300 bars)). La puissance du ressort 19 est telle que, à ce réglage maximum du limiteur de pression 10, la bille 15 continue à obturer le conduit 14 de section sl. Ainsi lorsque dans un terrain lourd le limiteur de pression 10 est réglé pour ne s'ouvrir qu'à 30Mpa, tant que cette pression n'est pas atteinte dans le vérin 5, les conduits 14 et 11 sont obturés. Lorsque dans ces conditions de travail le corps de labour rencontre un obstacle, la pression va monter instantanément dans le vérin 5, ce qui dans un premier temps va agir sur le piston 20, qui va fermer le clapet 17 et empêcher la circulation de l'huile entre le conduit 6 et 21 dans un deuxième temps ouvrir le passage par le clapet 10. Par le clapet 10 cette haute pression va donc s'établir sur la surface s2 du tiroir 13 et donc sur l'ensemble s1+s2 et provoquer et maintenir l'ouverture du conduit 14 par lequel l'huile contenue dans le vérin 5 s'écoulera vers l'accumulateur 4 pendant toute la durée du passage de l'obstacle, le clapet 10 pouvant ou non revenir obturer le conduit 8. Lorsque l'obstacle sera passé, l'huile s'écoulera 4e l'accumulateur 4 vers le vérin 5 en soulevant le clapet anti-retour 7 Jusqu'à ce que le corps de labour soit revenu à sa position initiale. La pression sera donc la même dans le conduit 5, 6 et 8 donc le piston 20 étant équilibré, le ressort 18 agira sur le robinet 17 pour rétablir la communication entre les conduits 6 et 21. Sur la figure 3, on a supprimx l'accumulateur b servant au réglage du limiteur de pression 10 et on fait communiquer par un conduit de pilotage la chambre arrière du clapet à cartouche 12 et la chambre 10c du limiteur de pression 10. Ainsi le réglage de l'ensemble sera plus facile car il suffira de calculer les surfaces actives des différents composants pour faire fonctionner la sécurité non-stop dans la plage de pression disponible sur le tracteur et compatible avec la variation de volume acceptable dans l'accumulateur 4. Avec cette solution, l'effort de réenclenchement sera proportionnel à l'effort de déclenchement: si le terrain nécessite un tarage élevé du limiteur de pression 10, cela signifie qu'il faut également que la pression nécessaire au retour du corps en position de travail soit importante. Sur la figure 4, le schéma symbolisé représente un perfectionnement des systèmes précédents. Il n'y a plus qu'un seul accumulateur 4 pour remplir toutes les fonctions, le clapet simple est remplacé par un clapet double 22 et il est ajouté un clapet anti-retour taré 23 entre la Jonction des conduits 6 et 6a d'une part et la Jonction des conduits 11 et lia d'autre part. Ce clapet anti-retour tare 23 n'autorise la circulation de l'huile que vers l'accumulateur 4. Le tarage du ressort du clapet 23 est tel que la pression nécessaire au soulèvement de la bille est supérieure de quelques bars à la pression donnée par le ressort 19 pour la fermeture de la surface sl du clapet 22. Par eXemple, si le ressort 19 fournit un équivalent de pression de 0,5Xpa (5 bars), le ressort du clapet anti-retour 23 fournira un équivalent de pression de MlXpa (10 bars). Le fonctionnement est le suivant: Lorsque l'un gonfle le système à la pression de travail désirée (par exemple 10Xpa (100 bars)), cette pression de 10pa s'établit dans tout le circuit (sauf dans les conduits Il et lia). Le limiteur de pression est équilibré à la fermeture, le clapet piloté 17 est équilibré à l'ouverture, le ressort 19 ferme la surface si. Il faut donc, dans cet exemple 10Xpa + E pour ouvrir le limiteur de pression 10, mais il faut ,5 Xpa (105 bars) pour ouvrir la surface sl, fermer simultanément la surface s'l' et 1IXpa (110 bars) pour ouvrir le clapet anti-retour 23 pour que l'huile contenue dans le vérin 5 puisse s'écouler vers l'accumulateur 4. Revendications 1. Système hydraulique de sécurité pour charrue du type comportant un timon en T portant au moins un soc, ledit timon pouvant basculer vers le haut au passage d'un obstacle, à l'encontre d'un système élastique constitué par un vérin (5) relié à un accumulateur oléopneumatique (4) et comportant deux clapets (10, 12), le premier clapet (10) étant un clapet limiteur de pression & tarage réglable qui s'ouvre en provoquant l'ouverture du second clapet, caractérisé par le fait que le second clapet (12) comporte un tiroir (13), soumis à la pression d'un ressort, et dont le tarage varie automatiquement avec la pression de gonflage de l'accumulateur & travers un robinet automatique piloté (17) qui relie l'accumulateur (4) à la chambre du clapet (12) située derrière le tiroir (13), ledit robinet étant normalement ouvert quand la pression dans le vérin (5) est égale à la pression de gonflage de l'accumulateur, tandis que, lorsque la pression dans le vérin (5) augmente par suite de la butée du soc sur un obstacle, il se ferme, maintenant ainsi la pression de gonflage derrière le tiroir (13) qui se déplace par suite de l'ouverture du premier clapet (10) pour une pression donnée, et fait communiquer le vérin (5) avec l'accumulateur (4). 2. Système hydraulique melon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture et la fermeture du robinet piloté (17) sont commandées par un piston de pilotage (20) soumis d'un côté à la pression du vérin (5) et de l'autre à celle de l'accumulateur (4). 3. Système hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le tarage du clapet à tiroir (13) du clapet (12) se fait au moyen d'un second accumulateur oléopneumatique (16) chargé à la pression de gonflage du premier accumulateur (4) et d'un ressort. 4. Système hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le second clapet l'accumulateur (4).