Brevet FR2626941A1 — publié le 19890811

PROCEDE DE VIDANGE D'UN ACCU@ULATEUR A MEMBRANE ET DISPOSITIF DE FUITE POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE Dans les systèmes hydrauliques sous pression, comme on en trouve de plus en plus fréquemment dans les véhicules automobiles en raison de la multiplication des dispositifs d'assistance de fonctions diverses et/ou de contrôle du freinage, on prévoit des accumulateurs de pression dont le Se est de stocker une certaine quantité de liquide sous pression entre les périodes de fonctionnement de la pompe. Ces accumulateurs sont réalisés couramment sous forme d'un boîtier divise en deux chambres par une membrane, l'une des chambres étant fermée et contenant un gaz sous pression, et l'autre chambre étant pourvue d'un orifice permettant son raccordement au circuit de fluide sous pression, au voisinage du refoulement de la pompe. On a constate que, malgré le soin et les perfectionne- ments apportés à la réalisation de la membrane, celle-ci contient inévitablement une certaine quantîte de gaz piégés dans les matériaux constitutifs. Ces gaz se dégagent petit à petit dans le liquide en risquant de provoquer des disfonctionnements des systèmes hydrauliques dont las conséquences peuvent être graves, On a constate qu'un tel dega-gement de gaz dans le liquide est ramené à une valeur négligeable chaque fois que la surface de membrane en contact avec le liquide est pratiquement nulle.Or. une telle situation se produit lorsque la pression du liquide est ramenée à une valeur pratiquement nulle, c'est-à-dire au voisinage de la pression atmosphérique, et que la membrane vient s'appliquer intimement contre les parois de l'accumulateur du côté de. la chambre réservée au liquide si bien que la seule zone de contact entra la membrane at le liquida est celle Qe l'orifice de raccordement vers le circuit hydraulique. Le but de le présente invention est donc d'assurer une telle deplêtion de l'accumulateur aussi fréquemment et aussi longtemps que possible, notamment lorsque la véhicule ntest pas en fonctionnement A cet effet, la presente invention propose un procédé de vidange d'un accumulateur à membrane dont la membrane est susceptible de s'appliquer contre au moins une partie de la paroi interne de l'accumulateur en l'absence de pression, ledit accumulateur étant dispose dans un circuit hydraulique comprenant un réservoir à basse pression, une pompe puisant le liquide dans le réservoir pour alimenter un circuit sous pression comprenant ledit accumulateur, procede caractérisé en ce que l'on maintient une fuite dudit liquide depuis ledit circuit vers ledit réservoir a basse pression, sous un débit prédétermine De le sorte, chaque fois que le véhicule sera hors fonctionnement, la fuite de liquide depuis le circuit hydraulique et l'accumulateur jusqu'au réservoir basse pression sura pour effet de ramener progressivement la pression dans la chambre å liquide de l'accumulateur à une valeur voisine de la pression atmosphérique et l'application de la membrane de l'accumulateur intimement contre les parois de 11 accumulateur, restreignant la zone de contact entre le liquide et la membrane à celle de l'orifice de raccordement vers le circuit Bien entendu, le débit prédéterminé de fuite du liquide, constant ou variable, sera choisi inférieur au débit de refoulement de la pompe de mise sous pression afin de ne pas empêcher la mise sous pression du liquide, et même nettement inférieur afin de ne pas provoquer une déplétion trop rapide de l'accumulateur en cours de fonctionnement et des remises en route trop fréquentes de la pompe qui se traduiraient par une augmentation de la consommation énergétique. L'invention propose également un dispositif de fuite destiné à la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend un corps pourvu d'une chambre, un orifice d'entrée destiné à être relié au circuit hydraulique, un orifice de sortie destiné à ere relié au réservoir à basse pression et un plongeur monte dans ladite chambre, le plongeur comprenant des moyens définissant un trajet de fuite entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit hydraulique sous pression conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un- dispositif de fuite incorporai au circuit de la figure 1 ; - les figures 3a ek 3b sont des vues en coupes de détail, prises suivant le ligne 3-3 de la figure 2 et illustrant deux variantes de réalisation ; et - la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 et illustrant un autre mode de réalisation du dispositif de fuite. Le circuit hydraulique représenté de manière schématique à la figure i comprend un réservoir 10 de liquide sous basse pression, par exemple la pression atmosphérique, une pompe 12 qui aspire le liquide dans le réservoir 10 via une conduite 14 et le refoule sous haute pression an direction de dispositifs utilisateurs, symbolises globalement sous 18 référence 16, via une conduite 18. Les dispositifs utilisateurs 16 sont reliés au réservoir basse pression au moyen d'une conduite de retour 20 afin de renvoyer vers ce réservoir le liquide lors du fonctionnement des dispositifs utilisateurs Comme bien connu, le pompe est mise en route chaque fois que la pression dans le circuit chute au-dessous d'un seuil minimum et arrêtée lorsque le pression dépasse un seuil maximum. De plus, le circuit comprend un accumulateur 22, branchu en dérivation sur la conduite de refoulement 18, afin de stocker une certaine quantité de liquide sous pression et permettra une certaine autonomie d'alimentation des dispositifs d'utilisation 16 an dehors des périodes de fonctionnement de la la pompe 12. L'accumulateur 22 est du type à membranes Sa description détaillés n'est pas nécessaire et il sera simplement dit dans la présente description que l'accumulateur comprend un bottier 24 de finissant intérieurement une cavité 26 subdivisée en deux chambres 269, 261 par une membrane 28. La cavité 269 est remplie d'un gaz sous pression, de préférence un gaz neutre comme par exemple l'azote, et la chambre 261 communique avec la conduite 18 via un orifice 30 Selon la pression du liquide dans la conduite 18, une certaine quantité de liquide pénètre dans la chambre 261 en repoussant la membrane 28 jusque dans une position dans laquelle les pressions du gaz et du liquide sont pratiquement égales En l'absence de pression dans la conduite 18, la membrane est complètement repoussée vers la chambre a liquide 261 et s'applique intimement contre les parois du boîtier de sorte que le contact entre la membrane et le liquide est réduit å une zone d'aire négligeable face à l'orifice 30.Ainsi, les gaz contenus dans les matériaux constitutifs de la membrane et susceptibles de se dégager en direction du liquide seront pratiquement totalement empêchés de le faire, chaque fois que la membrane occupera une telle position. A cette fin, l'invention prévoit de maintenir une fuite constante de liquide depuis la conduite 18 et donc depuis l'accumulateur 22, en direction du réservoir basse pression 10, au moyen d'un dispositif de fuite 32-, lequel est interpose entre la conduite 18 et le réservoir 10. Selon le premier mode de réalisation illustré en coupe à la figure 2, le dispositif de fuite comprend un corps 100, percé dtun alésage borgne 102 formant une chambre et pourvu d'un orifice d'entrée 104 débouchant en fond d'alésage et d'un orifice de sortie 106 débouchant latéralement dans 11 alésage. Au débouché de l'orifice d'entrée 104 est ménagé Un siège cynique 108. Dans l'alésage 102 est monté un plongeur 110 ayant un fût cylindrique 112 terminé par une tête 114 et munie d'un filetage 116 au voisinage de la téta, permettant son vissage dans une partie taraudée 118 de l'alésage L'extrémité du plongeur 110 a un profil c8nique 120 qui rient porter de façon étanche contre le siège cônique 106 Entre la partie cylindrique du fflt et son filetage est prévue une- gorge périphérique 122 recevant un joint torique 124 qui assure l'étanchéité entre le plongeur et l'alésage au-delà de l'orifice de sortie 106. Lorsque le plongeur est dévissé, son extrémité cônique 120 est dégagée du siège 108, mettant ainsi en libre communication l'orifice d'entrée 104 avec l'orifice de sortie 106, via l'espace 113 séparant le fût 112 de l'alésage 102. Ceci permet de décharger rapidement la pression du circuit de refoulement de la pompe et de l'accumulateur, par exemple en cas de réparation.En général, le dispositif sera placé au point le plus haut du circuit et remplira alors également le rôle d'un dispositif de purge classique, et on notera la similitude de structure par rapport d un tel dispositif Conformément a la présente invention, le plongeur 110 comprend des moyens visant å maintenir une fuite permanente de liquide entre l'orifice d'entrée 104 et l'orifice de sortie 106. Comme on le remarque a la figure 2, le plongeur comprend un alésage étagé 126 formé d'une première partie large 12a et d'une seconde partie étroite 126b qui débouche par un passage 127 vers l'orifice d'entrée 104 La partie large d'alésage 126a est fermée de manière étanche à son extrémité, côté tête du plongeur, par un bouchon 128. Un noyau cylindrique 130 étagé, formé de deux sections 130A, 130b séparées par un rétrécissement 130c, est monté dans l'alésage étagé et traversé par un passage axial 132.La section inférieure 130b du noyau est appliquée conte un joint d'étanchéité 129 en fond de la section inférieure 126b de l'alésage. Enfin, le noyau comprend un passage radial 134 face au rétrécissement 130c du noyau et débouchant dans la chambre 113 Salon un premier mode de réalisation, la partis d'alésage 126a du plongeur et le section 130a du noyau cyLindrique na sont usinées avec précision afin de définir entre eux un jeu annulaire calibré 131 (fig. 3a) par lequel s'établit un débit de fuite permanent et prédéterminé, ce débit empruntant successivement l'orifice d'entrée 104, le passage 127 du plongeur, le passage axial 132 du noyau, le jeu annulaire calibré 131 entre le noyau et l'alésage 126a, le passage radial 134 du plongeur, la chambre 113 puis l'orifice de sortie 106. Grâce à un choix approprié des diamètres de l'alésage 126a et du noyau 130a, donc du jeu calibré 131, le débit de fuite sera maintenu a une valeur nettement inférieure au débit de refoulement de la pompe afin de ne pas augmenter exagérément la fréquence de remise en route de la pompe, tout en permettant une vidange du circuit sous pression et de l'accumulateur en un temps raisonnable, c'est-à-dire compris entre quelques dizaines de minutes et quelques heures, lorsque le véhicule n'est pas en fonctionnement. Le jeu calibré entre le noyau 130a et l'alésage 126e peut erre ménagé de différentes manières. Comme illustré en coupe à la figure 3h, le noyau et l'alésage sont usinés et assemblés sans jeu, la fuite de liquide étant assurée grâce à une ou plusieurs rainures 133 usinées avec précision autour du noyau, soit longitudinalement, soit en hélice En effet, dans le cas d'un jeu annulaire 131 tfig. 3a), la vitesse d'écoulement du liquide est faible et risque de conduire a des -colmatages en raison des impuretées habituellement contenues dans les liquides utilisés dans les circuits hydrauliques. Dans le cas de rainures 133 tfig. 3b), la section des rainures est supérieure, ce qui évite des colmatages intempestifs Le second mode de réalisation illustré à le figure 4 est essentiellement semblable au premier et les mêmes chiffres de référence seront utilisés pour y désigner les mêmes éléments. Dans ce oas, le noyau 130 est monté mobile dans l'alésage 126 au lieu d'être monté fixa comme dans le cas précédent. La section inférieure 130b du noyau est pourvue d'un joint d'étanchéité 129' vis-a-vis de la section inférieure 126b de l'alésage Un ressort de rappel 138 est interposé entre le fond de l'alésage 126 et le noyau 130 afin de repousser ce dernier en butée contre le bouchon 128. La première section 130a du noyau comporte deux portées successives, une première portée 130d usinée avec précision afin de ménager par rapport à l'alésage 126a un jeu annulaire calibre 131 de fuite, puis une seconde portée 130e reçue dans l'alésage avec un eu négligeable simpLement nécessaire au guidage et au coulissement dans l'alésage, et pourvue de rainures longitudinales 133 permettant sensiblement un libre écoulement de liquide en direction de la zone d'alésage comprise entre les deux sections 126b et 126a et dans laquelle débouche le passage radial 134 du plongeur. Ainsi, en l'absence de pression à l'orifice d'entrée, le noyau est repoussé en direction du bouchon 128 > comme illustré sur la moitié gauche de la figura. Lorsque la pression du liquide a l'orifice d'entrée augmente, on observe qu'elle engendre une force dirigée vers le haut sur la section inférieure 130b du noyau et une force supérieure s le précédente, dirigée vers le bas sur la section supérieure 130a du noyau. A un certain seuil de pression, la force résultante dépasse la force du ressort 138 et le noyau 130 se déplace vers le bas, comme illustré sur la moitié de droite de la figure. Grâce à cet arrangement, la portée 130d du noyau est périodiquement déplacée par rapport à l'alésage 126a, ce qui assure un nettoyage mécanique de l'intervalle qui les sépare et évite son encrassement. Selon une dernière particularité de ce ce mode de réalisation, l'alésage 126a comporte un évasement 126c, au voisinage du bouchon, tel que la portée t30d du noyau vient au moins partiellement déboucher dans cet évasement lorsque le noyau est repoussé par la ressort contre le bouchon 128.Ainsi, lorsque le véhicule est à l'arrêt, la fuite initiale de liquide entre la portée 130d du noyau et l'alésage 126a déterminera une chute de pression relativement lente, puis lorsque cette pression aura diminué au-dessous du seuil fi partit duquel le ressort repousse le noyau contre le bouchon, la fuite s'accélèrera du fait que la portée 130d vient dépasser dans l'évasement de l'alésage 126c et la chute de pression s'accêl@rera. Outre l'intérêt de ramener plus rapidement la pression à une valeur faible pour laquelle la membrane de l'accumulateur du circuit hydraulique n'est plus en contact avec le liquide, cette disposition permet, dans le dispositif de fuite, de compléter le nettoyage mécanique de la zone active de fuite, c'est-à-dire le jeu calibré entre la portée 130d du noyau et la section d'alésage 126a, par un nettoyage hydraulique, grâce è l'effet de "chasse" résultant de l'augmentation du débit de fuite Bien qu'il ait été fait référence dans l'introduction de la présente description è un circuit hydraulique destiné è un véhicule automobile, on comprendra que la présente invention s'applique à tout circuit hydraulique sous pression comprenant un accumulateur à membrane On comprendra également que dans les modes de réalisation ou le Jeu calibré est obtenu par des rainures, celles-ci pourront être ménagées dans l'alésage et non autour du noyau. REVENDICATIONS 1. Procédé de vidange d'un accumulateur (22) à membrane (28) dont la membrane est susceptible de s'appliquer contre au moins une partie de la paroi interne de l'accumulateur en l'absence de pression, ledit accumulateur étant disposé dans un circuit hydraulique (10, 18, 16, 20) comprenant un réservoir a basse pression (10), une pompe (12) puisant le liquida dans le réservoir pour alimenter un circuit sous pression comprenant ledit accumuLateur, procédé caractérisé an en ce que l'on maintient une fuite (32) dudit liquide depuis ledit circuit vers ledit réservoir à basse pression (10), sous un débit prédéterminé. 2. Procédé selon le revendication 1, caractérisé en ce que l'on maintient ladite fuite en permanence. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on maintient une fuite constante. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on maintient une fuite variable en fonction de la pression. 5. Dispositif de fuite destiné à la mise en oeuvra de ce procédé, caractérisé an ce qu'il comprend un corps (100) pourvu d'une chambre (113), un orifice d'entrée (104) destiné à être relié au circuit hydraulique, un orifice de sortie (106) destiné a être relié au réservoir à basse pression et un plongeur (110) monté dans ladite chambre, le plongeur comprenant des moyens (131 ; 133) définiesant un trajet de fuite entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit plongeur (110) comprend ùn alésage (126) et des passages (127, 134), en communication avec ledit orifice d'entrée et ledit orifice de sortie, et un noyau (130) reçu dans ledit alésage, ledit passage de fuite (131 ; 133) étant ménagé entre une section (126a) dudit alésage et une section (130a) dudit noyau. 7. Dispositif selon la revendication B, caractérisé en ce que ladite section d'alésage et ladite section de noyau présentent des diametres précis afin de maintenir entre elles un jeu calibré (131) de fuite. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérise en ce que ladite section (130a) de noyau est reçue sans jeu dans ledit alésage (128a) et que le noyau comporte au moins -une rainure (133) de fuite calibrée. 9. Dispositif salon la revendication 8, caractêrisé an ce que ladite rainure (133) s'étend longitudinalement le long du noyau (130). 10 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé an. ce que ladite rainure (133) s'étend en hélice autour du noyau (130). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que ledit noyau comporte deux sections (130a, 130b) séparées par une partie rétrécie (130c) et reçues dans deux sections étagées dudit alésage (126a, 126b), l'une des sections de noyau étant reçue joint étanche (129 ; 129') dans la section correspondante de l'alésage, et l'autre section de noyau formant avec la section correspondante de l'alésage ledit passage de fuite (131 ; 133). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit noyau est monté fixa dans l'alésage. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit noyau est percé axialement d'un passage (132) en communication avec l'orifice d'entrée (127, 104). 14. Dispositif selon la revendication 13 > caractérisé an ce que le noyau (13Q) est monté coulissent dans l'alésage entre deux positions et rappelé par un ressort (138) vers l'une desdites positions, dite position de repos. 15. Dispositif salon la revendication 14, caractérisé an ce que ledit alésage comporte un évasement (126c) et que ledit noyau dépasse au moins partiellement dans ledit évasement lorsqu'il occupa sa position de repos. 18. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit noyau comporte deux portées contigues, l'une (130e) coulissant sans jeu dans l'alésage et pourvue de rainures d'écoulement et l'autre (130d) séparée de l'alésage par un jeu calibré de fuite.