Brevet FR2822906A1 — publié le 20021004

Dispositif de conversion hydraulique et installation équipée d'un tel dispositif L'invention se rapporte aux installations hydrauliques, en particulier celles utilisant un vérin commandé par l'action d'un fluide. De telles installations hydrauliques trouvent en particulier une application dans le domaine des ascenseurs, monte-charge et analogues. Dans les installations d'ascenseurs et analogues, il est connu de faire appel à un vérin hydraulique pour commander le déplacement de la cabine ou d'un autre élément mobile. Il s'agit le plus souvent d'un vérin logé dans une fosse, dont la tige doit posséder une longueur adaptée à celle de la gaine dans laquelle se déplace la cabine. Il est connu aussi, comme enseigné notamment par les publications de brevets français 2 750 687 et 2 773 142, d'utiliser un vérin hydraulique embarqué qui agit sur un système de moufle, avec lequel coopère un câble, pour réaliser le déplacement de la cabine. Dans les installations hydrauliques classiques, les corps des vérins existants sont capables de supporter des pressions élevées, mais il subsiste un problème au niveau de la qualité des joints et surtout de la qualité de la tige, ce qui fait que, dans la pratique, il est souhaitable de pouvoir travailler avec des pressions relativement faibles du fluide. L'invention vient apporter une solution à ce problème. Elle propose, à cet effet, un dispositif de conversion hydraulique, lequel comprend un corps primaire dans lequel se déplace un piston primaire pour délimiter une chambre primaire de volume variable propre à accueillir un fluide primaire, un corps secondaire dans lequel se déplace un piston secondaire, couplé au piston primaire, pour délimiter une chambre secondaire de volume variable propre à accueillir un fluide secondaire, et dans lequel le corps secondaire a une section transversale interne supérieure à la section transversale interne du corps primaire, en sorte que le piston primaire et le piston secondaire admettent une même course de déplacement et que le volume du fluide secondaire déplacé est supérieur au volume du fluide primaire déplacé. On procure ainsi un dispositif, que l'on peut appeler convertisseur, dans lequel se déplacent, de manière antagoniste, d'un côté un fluide primaire, et d'un autre côté un fluide secondaire. Ainsi, lorsque le fluide primaire arrive dans la chambre primaire et pousse le piston primaire, une même course de déplacement est traduite dans la chambre secondaire, mais avec un déplacement du fluide secondaire, qui est plus important que celui du fluide primaire. Ce fluide secondaire peut ainsi travailler à une pression plus faible que celle du fluide primaire. Dans ces conditions, ce fluide secondaire peut servir à actionner directement un vérin hydraulique qui lui-même, en raison notamment de la qualité du joint ou de celle de la tige, n'est pas capable de résister à des pressions élevées. De plus, du fait que le déplacement du fluide secondaire est plus important que celui du fluide primaire, il en résulte un effet amplificateur qui se traduit par une multiplication de la vitesse du vérin hydraulique actionné par le fluide secondaire. Ainsi, ce dispositif de conversion hydraulique trouve un intérêt particulier pour la rénovation d'installations dans lesquelles le vérin existant ne peut être changé. Ceci est tout particulièrement le cas de certaines installations d'ascenseur. Sous un autre aspect, l'invention concerne une installation hydraulique, laquelle comprend un dispositif de conversion hydraulique, comme défini précédemment. La chambre primaire du dispositif est en communication avec une source de fluide primaire sous pression et sa chambre secondaire est en communication avec un vérin actionné par le fluide secondaire. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de conversion hydraulique selon l'invention ; et - la Figure 2 est un schéma simplifié d'une installation hydraulique, ici une installation d'ascenseur, équipée d'un dispositif de conversion selon l'invention. Le dispositif de conversion hydraulique, encore appelé "convertisseur", représenté à la Figure 1, comprend un corps primaire 10 et un corps secondaire 12 réalisés sous la forme de deux cylindres de même axe XX et disposés dans le prolongement l'un de l'autre. Les corps 10 et 12 sont délimités respectivement par une paroi cylindrique 14 et une paroi cylindrique 16 qui sont reliées entre elles par une paroi annulaire 18. Les corps 10 et 12 possèdent des diamètres respectifs internes Dl et D2 de valeur choisie, le diamètre D2 étant supérieur au diamètre Dl. Le corps primaire 10 est fermé par une paroi d'extrémité 20 munie d'une ouverture de passage 22, tandis que le corps secondaire 12 est fermé par une paroi d'extrémité 24 munie d'une ouverture de passage 26. Dans le corps primaire 10 se déplace un piston primaire 28, tandis que dans le corps secondaire 12 se déplace un piston secondaire 30. Ces deux pistons sont couplés entre eux par une tige 32 qui s'étend dans la direction de l'axe XX et qui passe au travers d'un passage central 34 défini par la paroi annulaire 18. Le piston primaire 28 est muni de deux joints périphériques 36 et 38 et, de même, le piston 30 est muni de deux joints périphériques 40 et 42. Le dispositif délimite ainsi deux chambres de volume variable : une chambre primaire Cl dans le corps primaire 10 et une chambre secondaire C2 dans le corps secondaire 12. Ces chambres Cl et C2 sont propres à contenir respectivement un fluide primaire FP et un fluide secondaire FS. Comme les pistons 28 et 30 sont liés, ils admettent une même course de déplacement et le volume V2 du fluide secondaire déplacé est supérieur au volume V1 du fluide primaire déplacé. En effet, compte tenu de la différence des diamètres Dl et D2, le corps secondaire 12 possède une section transversale interne S2 qui est supérieure à la section transversale interne SI du corps primaire 10. Comme on peut le voir sur la Figure 1, le dispositif comprend, en outre, un orifice d'aération 44 qui est prévu dans la paroi annulaire 18 pour faire communiquer le milieu extérieur avec un volume interne du corps primaire et du corps secondaire, qui est compris entre le piston primaire et le piston secondaire. Le rapport entre le volume du fluide secondaire déplacé et celui du fluide primaire déplacé correspond au rapport entre les sections transversales internes S2 et SI précitées. Dans un exemple de réalisation de l'invention, le diamètre interne Dl est égal à 125 mm et le diamètre interne D2 à 280 mm, si bien que le rapport S2/S1 est sensiblement égal à 5. Dans ces conditions, le volume du fluide secondaire déplacé est pratiquement égal à cinq fois le volume du fluide primaire déplacé. Le dispositif représenté à la Figure 1 comprend, en outre, deux équerres supports 46 et 48 fixées au corps 12 et destinées à fixer l'ensemble sur un socle (non représenté). La paroi d'extrémité 24 comprend, en outre, un orifice de purge 50. Dans l'exemple de réalisation précité, la course commune des deux pistons est égale à environ 250 mm. Il est possible de construire un dispositif convertisseur de ce type dans lequel la pression maximale du fluide primaire est de 160 bars et le débit maximal de 40 litres par minute, tandis que la pression maximale du fluide secondaire est de 32 bars et que son débit maximal est de 200 litres par minute. On décrira maintenant, en référence à la Figure 2, un exemple d'une installation hydraulique équipée d'un dispositif convertisseur selon l'invention. Le dispositif convertisseur est interposé entre une source de fluide primaire sous pression qui comprend ici un accumulateur 52 couplé à un circuit 54 qui contient une pompe 55 et qui est lui-même relié à l'ouverture de passage 22 du corps primaire 10. Par ailleurs, l'ouverture de passage 26 du corps secondaire 12 est reliée à un vérin 56 qui comporte un corps 58 alimenté en fluide secondaire FS et une tige mobile 60 reliée à un piston 62. Une installation de ce type peut être utilisée, par exemple, pour commander le déplacement d'un ascenseur ou analogue, comme décrit notamment dans la publication FR 2 773 142 déjà citée. Dans le dessin schématique de la Figure 2, la structure du circuit 54 a été simplifiée, de même que la liaison 64 entre le dispositif de conversion et le vérin 56. L'accumulateur de pression 52 comprend un volume 66 logeant un gaz sous pression et un volume 68 contenant le fluide primaire FP, ces deux volumes étant séparés par une paroi déformable 70. La chambre secondaire C2 possède un volume utile équivalent au volume du vérin 56 à actionner par le fluide secondaire FS. Lorsque l'accumulateur de pression est chargé, le volume de fluide primaire FP contenu dans la chambre Cl est minimal et, corrélativement, le volume V2 de fluide secondaire FS contenu dans la chambre secondaire C2 est maximal. Il en résulte que le volume du fluide secondaire FS contenu dans le corps du vérin est minimal, si bien que la tige 60 du vérin est rétractée. Le fluide primaire FP est introduit dans la chambre primaire Cl par l'effet de la pression de l'accumulateur 52, avec l'aide éventuellement de la pompe 55, comme montré par les flèches FI. Le fluide primaire pousse le piston 28 et donc le piston 30, ce dernier refoulant le fluide secondaire, ce qui provoque le déplacement de la tige 60 du vérin, dans le sens du déploiement. Comme le déplacement du fluide secondaire est plus important que celui du fluide primaire, la vitesse de déplacement de la tige est plus importante. Inversement, lorsque l'on désire rétracter la tige 60 du vérin, le fluide primaire FP est retourné dans l'accumulateur 52 comme indiqué par les flèches F2, le cas échéant avec l'aide de la pompe 55. On comprendra que, dans l'invention, la longueur de la tige 32 interposée entre les deux pistons, ainsi que les diamètres respectifs Dl et D2 des deux chambres, sont calculés afin de permettre un déploiement complet de la tige 60 du vérin. Lorsque cette tige provoque le déplacement d'une cabine d'ascenseur ou analogue, la longueur de la tige doit être telle qu'elle permet à l'ascenseur d'atteindre le point supérieur de la gaine d'ascenseur. Ainsi, l'invention trouve un intérêt dans le cadre d'une rénovation d'une installation hydraulique, en particulier, mais non limitativement, celle d'un ascenseur. Bien entendu, les dimensions des corps primaire et secondaire sont susceptibles de nombreuses variations, et dépendent notamment du volume du fluide secondaire nécessaire à l'actionnement du vérin. Les natures respectives du fluide primaire et du fluide secondaire sont susceptibles de nombreuses variantes. On utilisera le plus souvent des huiles minérales peu ou pas compressibles. Revendications 1. Dispositif de conversion hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend un corps primaire (10) dans lequel se déplace un piston primaire (28) pour délimiter une chambre primaire (Cl) de volume variable propre à accueillir un fluide primaire (FP), un corps secondaire (12) dans lequel se déplace un piston secondaire (30), couplé au piston primaire, pour délimiter une chambre secondaire (C2) de volume variable propre à accueillir un fluide secondaire (FS), et en ce que le corps secondaire (12) a une section transversale interne (S2) supérieure à la section transversale interne (SI) du corps primaire (10), en sorte que le piston primaire (28) et le piston secondaire (30) admettent une même course de déplacement et que le volume (V2) du fluide secondaire déplacé est supérieur au volume (vol) du fluide primaire déplacé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps primaire (10) et le corps secondaire (12) sont deux cylindres de même axe (XX) disposés dans le prolongement l'un de l'autre et communiquant entre eux, et en ce que le piston primaire (28) et le piston secondaire (30) sont montés aux deux extrémités d'une tige (32) se déplaçant en translation suivant l'axe (XX) desdits corps primaire et secondaire. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps primaire (10) est fermé par une paroi d'extrémité (20) munie d'une ouverture de passage (22) pour le fluide primaire (FP), tandis que le corps secondaire (FS) est fermé par une paroi d'extrémité (24) munie d'une ouverture de passage (26) pour le fluide secondaire. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un orifice d'aération (44) faisant communiquer le milieu extérieur avec un volume interne du corps primaire (10) et du corps secondaire (12), qui est compris entre le piston primaire (28) et le piston secondaire (30). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le piston primaire (28) et le piston secondaire (30) sont munis chacun d'un double joint d'étanchéité (36,38 ; 40, 42). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide primaire (FP) et le fluide secondaire (FS) sont chacun une huile minérale. 7. Installation hydraulique caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dont la chambre primaire (Cl) est en communication avec une source (52) de fluide primaire (FP) sous pression et dont la chambre secondaire (C2) est en communication avec un vérin (56) actionné par le fluide secondaire (FS). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la chambre secondaire (C2) possède un volume utile équivalent au volume du vérin (56) à actionner par le fluide secondaire (FS). 9. Installation selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que la source de fluide primaire (FP) comprend un accumulateur de pression (52). 10. Installation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le vérin (56) est propre à commander le déplacement d'un ascenseur, monte-charge ou analogue.