Brevet FR2757223A1 — publié le 19980619

"Installation hydraulique à au moins un circuit d'utilisation du type à centre fermé" L'invention se rapporte à une installation hydraulique comprenant au moins un circuit d'utilisation du type à centre fermé alimenté à partir d'une source de fluide hydraulique sous pression; elle concerne plus particulièrement des moyens de protection associés à ce circuit, permettant de l'isoler en cas d'avarie de fonctionnement, notamment lorsqu'une fuite ou une rupture se produit. L'invention s'applique aussi à une installation comprenant plusieurs circuits de ce type. Une telle installation équipe notamment des véhicules civils ou militaires ou des engins de travaux publics, par exemple pour le freinage ou la commande de divers mouvements. La source de fluide hydraulique sous pression comporte une pompe et un conjoncteur-disjoncteur et alimente un ou plusieurs circuits d'utilisation du type à centre fermé comportant chacun au moins un accumulateur de pression, un organe de commande et un organe de manoeuvre. Un tel circuit peut alimenter un frein ou un système de direction assistée. Par exemple, on peut prévoir pour un véhicule automobile équipé de plusieurs freins un nombre correspondant de tels circuits. Les accumulateurs des différents circuits sont tous maintenus sous pression par ladite source de fluide hydraulique. Les déplacements de fluide dans un tel circuit sont en principe très faibles s'agissant d'un circuit à centre fermé. Cependant, si une fuite ou une rupture intervient sur l'un des circuits d'utilisation, celui-ci devient évidemment inopérant mais, en outre, il reste alimenté par la source de fluide hydraulique sous pression qui se vide très rapidement par la fuite ou la rupture. Une telle avarie a des conséquences fâcheuses, voire dangereuses. En premier lieu, le fluide hydraulique, qui est de l'huile, peut présenter un danger lorsqu'il est répandu sur une voie de circulation. En outre, comme la pression dans le circuit défectueux chute très rapidement, les autres circuits d'utilisation deviennent inopérants, quasi instantanément s'ils ne comportent pas de valve antiretour et de toute façon à terme après épuisement de leurs accumulateurs de pression. L'invention permet de résoudre tous ces problèmes liés à la défaillance du ou de l'un des circuits. Elle permet aussi de maintenir en état de fonctionnement les circuits d'utilisation restés sains et de limiter la quantité de fluide hydraulique perdu et éventuellement répandu sur le sol, au contenu propre du seul circuit endommagé. Plus particulièrement, l'invention concerne donc une installation hydraulique comprenant au moins un circuit d'utilisation du type à centre fermé alimenté à partir d'une même source de fluide hydraulique sous pression, caractérisée en ce qu'un dispositif d'isolement est intercalé entre ladite source et le ou chaque circuit et en ce qu'il comprend un tiroir comportant un élément de conduit d'alimentation dudit circuit présentant un premier orifice obturable lors du déplacement dudit tiroir sous l'effet d'une différence de pression s'exerçant sur lui, représentative d'une fuite dans le circuit correspondant. Selon un aspect de l'invention, on détecte plus particulièrement l'écoulement anormal de fluide entre la source de fluide hydraulique sous pression et le circuit défectueux, en raison de la fuite ou de la rupture, pour provoquer l'actionnement du tiroir. Dans ce cas, ledit tiroir est monté coulissant dans un alésage défini entre une première chambre reliée à ladite source et une seconde chambre reliée audit circuit. Ledit premier orifice est normalement débouchant dans ladite première chambre mais, il est susceptible d'être obturé par ledit alésage lorsque le tiroir se déplace vers ladite seconde chambre. Le tiroir est sollicité en retour par un ressort en direction de ladite première chambre. Selon une autre variante, ledit premier orifice forme un siège mobile défini à une extrémité du tiroir, qui vient coiffer un obturateur situé dans ladite seconde chambre. Dans les deux cas, une défaillance dans un circuit hydraulique équipé d'un tel dispositif d'isolement interrompt la liaison entre le circuit et la source de fluide hydraulique sous pression. Si plusieurs circuits sont alimentés par la source, ceci permet de maintenir les autres circuits en état de fonctionnement. Chacun de ces dispositifs d'isolement peut facilement être adapté pour constituer en outre une valve antiretour permettant de préserver le circuit correspondant d'une chute de pression survenant au niveau de la source de fluide hydraulique sous pression. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'une partie d'une installation hydraulique équipée des moyens de l'invention, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe illustrant une partie d'un circuit hydraulique à centre fermé équipé d'un dispositif d'isolement conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une variante; - la figure 3 est une vue analogue aux précédentes illustrant une autre variante; - la figure 4 est un schéma de principe d'une partie d'une installation hydraulique comprenant au moins deux circuits à centre fermé équipés d'un dispositif d'isolement à tiroir commun; - la figure 5 est un schéma analogue à celui de la figure 4 illustrant une autre variante. Sur la figure 1, on a représenté une partie d'une installation hydraulique comprenant une source de fluide hydraulique sous pression 11 et une partie d'un circuit d'utilisation à centre fermé 12 alimenté à partir de cette source de fluide hydraulique sous pression. Cette dernière comprend une pompe et un conjoncteur-disjoncteur. Le circuit hydraulique étant du type à centre fermé, il comporte un accumulateur de pression 13. Le reste du circuit d'utilisation n'est pas représenté. Il peut comprendre, comme mentionné précédemment, un organe de commande et un organe de manoeuvre tel qu'un dispositif de freinage. Le perfectionnement de l'invention est intercalé entre la source de fluide hydraulique sous pression 11 et l'accumulateur de pression 13. En effet, un dispositif d'isolement 15 est intercalé entre ladite source de fluide hydraulique, éventuellement commune à plusieurs circuits et le ou chaque circuit 12. Ce dispositif d'isolement comprend un tiroir 16 comportant un élément de conduit d'alimentation 18 du circuit correspondant. Ce tiroir est ici constitué d'un élément globalement cylindrique assujetti à se déplacer en coulissement dans un alésage 19 défini entre une première chambre 20 reliée à la source de fluide hydraulique sous pression 11 et une seconde chambre 21 reliée au circuit 12 correspondant, plus particulièrement à l'accumulateur 13. Ladite seconde chambre est définie dans une cavité 24 voisine de l'alésage 19 (avec lequel elle communique) et fermée par un bouchon 26 muni d'un raccord fileté assurant la liaison avec le reste du circuit 12. L'élément de conduit d'alimentation 18 contenu dans le tiroir 16 comprend un premier orifice 29 obturable lors du déplacement du tiroir, sous l'effet d'une différence de pression s'exerçant sur ledit tiroir et représentative d'une fuite dans le circuit 12 correspondant. Dans l'exemple, ce premier orifice 29 est double et constitué par les extrémités d'un perçage transversal 30 normalement en communication avec ladite première chambre 20. Ce perçage transversal communique en son milieu avec un perçage axial 32 du tiroir rebouché à son extrémité par un insert 33. Un autre perçage transversal 35, normalement débouchant dans la seconde chambre 21 reliée au circuit 12 est en communication avec le perçage axial 32. Ainsi, en fonctionnement normal, du fluide sous pression peut être délivré par la source 11 pour maintenir l'accumulateur 13 chargé. Dans la seconde chambre 21, le tiroir présente un épaulement 38. Une rondelle de liaison 39 est montée sur le tiroir, coaxialement à celui-ci. Elle prend normalement appui sur l'épaulement. Le tiroir est sollicité par un ressort 40 en direction de la première chambre. Ce ressort est monté dans ladite seconde chambre 21 et prend appui sur ladite rondelle de liaison 39. On conçoit que ledit premier orifice 29, qui est normalement débouchant dans la première chambre, en fonctionnement normal, est susceptible d'être obturé par l'alésage 19 du tiroir lorsque ce dernier se déplace vers ladite seconde chambre 21. Le ressort 40 est taré à une valeur légèrement supérieure à la poussée qu'il reçoit du tiroir pendant l'alimentation dans le cas d'une consommation maximum prévue dans le circuit d'utilisation. La rondelle 39 prend normalement appui, sous l'effet du ressort, sur un épaulement périphérique 44 de ladite seconde chambre. Il ressort avec évidence de la description qui précède, que si l'écart de pression entre l'alimentation et l'utilisation devient supérieur à la valeur de tarage, (c'est-à-dire lorsque cet écart de pression devient représentatif d'une anomalie due à une fuite ou à une rupture de canalisation) le ressort se comprime davantage sous la poussée du tiroir, ce qui permet le déplacement de ce dernier, et provoque l'interruption. Cette interruption de l'alimentation est maintenue tant que la source de fluide hydraulique sous pression reste active. Dans l'exemple décrit, la rondelle de liaison 39 peut être fixée à l'extrémité du tiroir, c'est-à-dire en appui permanent contre l'épaulement de celui-ci. Cependant, il est avantageux que ladite rondelle 39 soit montée à coulissement sur la portion d'extrémité 46 de petit diamètre dudit tiroir. En effet, il est clair que le perçage transversal 35 situé du côté de la seconde chambre définit un second orifice 48 débouchant normalement dans cette seconde chambre, mais qui est aussi susceptible d'être obturé par l'alésage 19 si le tiroir se déplace vers ladite première chambre 20. Le fait de monter la rondelle à coulissement sur le tiroir, transforme celui-ci en valve antiretour. En effet, si une baisse de pression est enregistrée du côté de ladite première chambre 20, par exemple en raison d'une défaillance de la source de fluide hydraulique sous pression, il est avantageux de maintenir l'accumulateur 13 chargé pour que le circuit hydraulique puisse continuer à fonctionner. Dans ce cas, la différence de pression s'exerçant entre les deux extrémités du tiroir, a tendance à déplacer ce dernier en direction de la première chambre et par conséquent, à isoler momentanément le circuit 12 par obturation dudit second orifice 48. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les éléments de structure analogues à ceux décrits en référence à la figure 1 portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau en détail. On retrouve donc lesdites première et seconde chambres 20, 21 entre lesquelles le tiroir 16 se déplace à l'intérieur d'un alésage 19 pratiqué entre ces deux chambres. La seconde chambre 21 renferme une rondelle de liaison 39 et un ressort 40. Ce dernier sollicite ladite rondelle vers un épaulement périphérique 44 de la seconde chambre. En outre, l'élément de conduit 18 dudit tiroir comporte, du côté de la source de fluide hydraulique sous pression, deux perçages transversaux en parallèle 30, 45 susceptibles d'établir la communication entre ladite première chambre 20 et le perçage axial 32 du tiroir. Le perçage 30 définit ledit premier orifice 29 comme dans l'exemple précédent. En revanche, le perçage 45, de plus petit diamètre, débouche dans ladite première chambre 20 par un orifice auxiliaire 47 de plus faible section. L'orifice auxiliaire 46 est placé de façon à être obturé après ledit premier orifice 29, lorsque le tiroir 16 se déplace vers ladite seconde chambre 21. Dans cette dernière, le tiroir coopère avec la rondelle de liaison 39 par l'intermédiaire d'une rondelle auxiliaire 48 elle-même sollicitée par un ressort auxiliaire 49, de plus faible raideur que le ressort 40, tendant à repousser le tiroir en direction de ladite première chambre. Un jeu axial est défini entre les rondelles 39 et 47. Avec ce mode de réalisation, si on enregistre une consommation modérée et momentanée, le tiroir se déplace d'abord jusqu'à ce que la rondelle auxiliaire 47 entre en contact avec la rondelle de liaison 39 en comprimant le ressort de faible raideur 49. Pendant cette phase de fonctionnement, ledit premier orifice 29 est obturé et le fluide hydraulique sous pression ne peut circuler (entre la pompe et l'accumulateur) qu'à travers le second perçage transversal 45, de faible diamètre, du tiroir. Si le débit de fluide hydraulique disparaît à nouveau et que la pression dans le circuit d'utilisation remonte, le tiroir reprend sa position normale automatiquement. En revanche, si le déséquilibre de pression s'accentue, en raison d'une anomalie, le tiroir 16 se déplace en direction de la seconde chambre en comprimant le ressort 40 encore davantage et ledit orifice auxiliaire 46 finit par être obturé à son tour, provoquant l'isolement du circuit. La figure 3 représente une autre variante de la figure 1 avec les mêmes éléments de structure principaux. Cependant, on note que le tiroir 16 comprend principalement deux portions de sections différentes 50A, 50B admettant un axe commun. La portion de plus grande section 50A se trouve du côté de la source de fluide hydraulique sous pression 11 et débouche dans ladite première chambre 20. La portion de plus petite section 50B se trouve du côté du circuit d'utilisation 12 et débouche dans la seconde chambre 21. Le raccordement de ces deux portions définit un épaulement annulaire 52. Ce dernier se situe dans une cavité 53 reliée à une bâche hydraulique 54. La sensibilité du tiroir se trouve augmentée, toutes choses égales par ailleurs. Dans les modes de réalisation suivants, l'installation comporte au moins deux circuits d'utilisation précités dont les dispositifs d'isolement sont alignés et antagonistes avec un double tiroir commun 116. En conséquence, l'isolement de l'un des deux circuits, défectueux, entraine le tiroir commun dans une position telle que l'autre circuit reste nécessairement en communication avec la source de fluide sous pression. Dans ces modes de réalisation, les éléments de structure analogues à ceux qui ont été décrits précédemment, portent les mêmes références numériques complétées par les indices a et d selon qu'ils appartiennent aux circuits 12a, 12b respectivement. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le premier orifice précité 29a, 29b de chaque partie du tiroir double 116 débouche dans ladite seconde chambre 21a, 21b correspondante. Il est formé à l'extrémité d'un perçage longitudinal 132 du tiroir et il définit un siège coopérant avec un obturateur 60a, 602b agencé en regard dans ladite seconde chambre 21a, 21b, respectivement. La source 11 communique avec ladite première chambre 20 dans laquelle débouche un perçage transversal 133 communiquant avec le perçage 132. Le tiroir qui porte le siège se déplace vers l'obturateur au moment de l'isolation du circuit 12a, 12b correspondant. L'obturateur 60a, 60b comporte une tête hémisphérique susceptible d'obturer l'orifice correspondant 29a, 29b formant siège. Dans cet exemple, ledit obturateur 60a, 60b est, d'une part, sollicité par un ressort 62a, 62t en direction du siège et, d'autre part, solidaire d'un piston mobile dans un alésage 65a, 65b communiquant d'un côté avec ladite seconde chambre 21a, 21b et de l'autre côté avec la bâche hydraulique 54. L'agencement est donc tel que la pression de la seconde chambre 21a, 21b s'exerce sur le piston et agit en sens inverse du ressort. L'obturateur 60a, 60k et le siège ou premier orifice 29a, 29b définissent ainsi, de surcroît, une valve antiretour. En effet, si la pression en amont du tiroir diminue en deçà d'une certaine valeur, le ressort 62a, 62b provoque le déplacement de l'obturateur 60a, 60b en direction du siège et, par conséquent, l'isolement du circuit 12a, 12b correspondant. Bien entendu, le même agencement est possible avec un tiroir simple n'alimentant qu'un seul circuit. Dans le mode de réalisation de la figure 5, on retrouve les mêmes éléments de structure que dans le mode de réalisation de la figure 4; ils portent les mêmes références numériques. La principale différence réside dans le fait que chaque obturateur est constitué par une bille 70a, 70b qui est maintenue prisonnière avec jeu en regard du premier orifice 29a, 29b formant siège, débouchant dans ladite seconde chambre. Plus précisément, la bille 70a, 70b est maintenue prisonnière dans un espace défini entre ledit premier orifice formant siège, la rondelle de liaison 39a, 39b et une butée axiale opposée audit second orifice et définie à l'extrémité d'un bouchon 26a, 26b fermant ladite seconde chambre. L'agencement de la bille 70 et du siège défini à l'extrémité correspondante du tiroir double 116 constitue aussi une valve antiretour. Cependant, une tige 74 est insérée dans le perçage axial 132 du tiroir entre les deux billes. Cette tige est d'une longueur telle que la première valve antiretour qui se ferme en raison d'une baisse de pression de la source de fluide hydraulique 11, empêche la fermeture de l'autre valve antiretour de sorte qu'au moins un circuit reste en communication avec la source de fluide hydraulique sous pression 11 et empêche un fonctionnement intempestif du conjoncteur-disjoncteur associé à cette source. REVENDICATIONS 1- Installation hydraulique comprenant au moins un circuit d'utilisation du type à centre fermé alimenté à partir d'une même source de fluide hydraulique sous pression (11), caractérisée en ce qu'un dispositif d'isolement est intercalé entre ladite source et chaque circuit et en ce qu'il comprend un tiroir (16, 116) comportant un élément de conduit d'alimentation dudit circuit présentant un premier orifice (29, 29a, 29b) obturable lors du déplacement dudit tiroir sous l'effet d'une différence de pression s'exerçant sur lui, représentative d'une fuite dans le circuit correspondant. 2- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tiroir (29) est monté coulissant dans un alésage (19) défini entre une première chambre (20) reliée à ladite source et une seconde chambre (21) reliée audit circuit et en ce que ledit premier orifice est normalement débouchant dans ladite première chambre mais est susceptible d'être obturé par ledit alésage (19) lorsque ledit tiroir se déplace vers ladite seconde chambre et en ce que ledit tiroir est sollicité par un ressort (40) en direction de ladite première chambre. 3- Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit ressort (40) est monté dans ladite seconde chambre (21) et prend appui sur une rondelle de liaison (39) montée sur ledit tiroir (16) coaxialement à celui-ci. 4- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit élément de conduit comporte un second orifice (35) normalement débouchant dans ladite seconde chambre (21), mais est susceptible d'être obturé par ledit alésage (19) lorsque ledit tiroir se déplace vers ladite première chambre et en ce que ladite rondelle de liaison (39) est montée coulissante sur une extrémité correspondante dudit tiroir, munie d'un épaulement de butée, l'agencement formant ainsi valve antiretour. 5- Installation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que ledit élément de conduit dudit tiroir (16) comporte, du côté de ladite source de fluide hydraulique sous pression, deux perçages transversaux (30, 45) en parallèle, l'un définissant ledit premier orifice (29) et l'autre, de plus petite section, définissant un orifice auxiliaire (46) placé pour être obturé après ledit premier orifice lorsque ledit tiroir (16) se déplace vers ladite seconde chambre (21). 6- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit tiroir coopère avec ladite rondelle de liaison par l'intermédiaire d'une rondelle auxiliaire (47) elle-même sollicitée par un ressort auxiliaire (49), pour repousser le tiroir en direction de ladite première chambre. 7- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit tiroir (16) comprend deux portions (50A, 50B) de sections différentes admettant un axe commun, la portion de plus grande section se trouvant du côté de ladite source de fluide hydraulique sous pression (11). 8- Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'épaulement (52) de raccordement entre les deux portions se situe dans une cavité (53) reliée à une bâche hydraulique (54). 9- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier orifice (29a, 29b) dudit tiroir (116) débouche dans ladite seconde chambre (21a, 2lb) et en ce qu'il forme un siège coopérant avec un obturateur (60a, 60b) agencé en regard dans ladite seconde chambre, ledit tiroir portant ledit siège se déplaçant vers ledit obturateur au moment de l'isolement du circuit correspondant. 10- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit obturateur (60a, 60t) est, d'une part, sollicité par un ressort (62a, 62b) en direction dudit siège et, d'autre part, solidaire d'un piston (64a, 64b) mobile dans un alésage communiquant d'un côté avec ladite seconde chambre et de l'autre côté avec une bâche hydraulique (54), l'agencement étant tel que la pression de ladite seconde chambre s'exerçant sur ledit piston agisse en sens contraire dudit ressort, ledit obturateur et ledit siège définissant ainsi une valve antiretour. 11- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit obturateur est constitué par une bille (70a, 70b) maintenue prisonnière avec jeu en regard dudit premier orifice, dans ladite seconde chambre. 12- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux circuits (12a, 12b) précités dont les dispositifs d'isolement sont alignés et antagonistes, avec un double tiroir commun (116), en sorte que l'isolement de l'un des deux circuits, défectueux, entraîne le tiroir commun dans une position telle que l'autre circuit reste en communication avec ladite source de fluide sous pression (11)