Brevet FR3010325A1 — publié le 20150313

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des circuits hydrauliques, et plus précisément les éléments de filtration de circuits hydrauliques. ETAT DE L'ART Dans les circuits hydrauliques fermés, la filtration se fait conventionnellement : - soit par prélèvement de débit sur la branche basse pression du circuit, ce débit prélevé étant alors réinjecté par le circuit de gavage, - soit directement dans le circuit fermé avec un filtre haute pression dimensionné pour supporter des pressions allant jusqu'à 450 bars. Ces systèmes de filtration présentent toutefois des inconvénients. Dans le cas d'un prélèvement de débit sur la branche basse pression, cela nécessite de sur-dimensionner le circuit de gavage afin de compenser les pertes engendrées en pression et en débit. La suppression d'un tel prélèvement ne permet pas de conserver une filtration efficace de la pollution dans le circuit. Dans le cas d'un filtre disposé directement dans le circuit fermé, le filtre doit être dimensionné de manière à résister à la pression élevée au sein du circuit, et est donc lourd, coûteux et encombrant. La présente invention vise à proposer un système de filtration pour circuit hydraulique ne présentant pas de tels inconvénients. PRESENTATION DE L'INVENTION A cet effet, la présente invention propose un circuit hydraulique comprenant un premier ensemble d'appareils hydrauliques et un second ensemble d'appareils hydrauliques, lesdits premier et second ensembles étant reliés par - une ligne d'alimentation, - une ligne de retour, le circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de filtration monté en série sur la ligne retour et comprenant un orifice d'admission et un orifice de refoulement, ledit système de filtration comprenant en outre un élément de filtration et un distributeur, ledit distributeur présentant une configuration de filtration dans laquelle tout ou partie du débit de la ligne retour passe par l'élément de filtration, et une configuration de passage dans laquelle l'élément de filtration est isolé de la ligne retour, ledit distributeur comprenant en outre une commande adaptée pour piloter le passage du distributeur de la configuration de passage à la configuration de filtration lorsque la pression dans la ligne retour est supérieure à une valeur seuil de pression. L'orifice d'admission et l'orifice de refoulement sont typiquement reliés par un clapet anti-retour et le circuit comprend en outre un sélecteur relié à son orifice d'admission et à son orifice de refoulement de manière à prélever la pression la plus élevée, et le distributeur comprend une commande hydraulique s'opposant à un élément de rappel, ladite commande hydraulique étant pilotée par le sélecteur. Le système de filtration comprend alors typiquement en outre une 25 restriction reliée à son orifice d'admission et à son orifice de refoulement. Ledit distributeur comprend alors par exemple : - un premier orifice relié à l'orifice d'admission, - un deuxième orifice relié à l'orifice de refoulement, 30 - un troisième orifice et un quatrième orifice reliés à l'élément de filtration, ledit distributeur étant configuré comme suit : - en configuration de filtration, le premier et le second orifice du distributeur sont reliés respectivement au troisième et au quatrième orifice du distributeur, - en configuration de passage, le premier orifice est relié au second orifice, tandis que les troisième et quatrième orifices sont obturés. Selon une autre variante, le distributeur comprend - un premier orifice relié l'orifice d'admission du système de filtration, - un second orifice relié à l'élément de filtration, ledit distributeur étant configuré comme suit : - en configuration de filtration, son premier orifice et son second orifice sont reliés, - en configuration de passage, son premier orifice et son second orifice sont obturés, le système de filtration comprenant en outre une restriction reliée à son orifice d'admission et à son orifice de refoulement, la commande étant reliée à l'orifice d'admission du système de filtration. Selon un mode de réalisation particulier, ledit élément de filtration comprend un filtre et un refroidisseur montés en série. Selon un mode de réalisation particulier, ledit élément de filtration comprend en outre un limiteur de pression relié à un réservoir à pression ambiante, ledit limiteur de pression définissant une pression maximale appliquée audit élément de filtration, assurant une protection de l'élément de filtration contre les surpressions en cas de défaillance du distributeur. Selon un mode de réalisation particulier, le distributeur comprend - un premier orifice relié l'orifice d'admission du système de filtration, - un second orifice relié à l'élément de filtration, ledit distributeur étant configuré comme suit : - en configuration de filtration, son premier orifice et son second orifice sont reliés via un clapet anti-retour ne permettant le passage que du premier orifice vers le second orifice, - en configuration de passage, son premier orifice et son second orifice 5 sont obturés, le système de filtration comprenant en outre une restriction reliée à son orifice d'admission et à son orifice de refoulement, la commande étant reliée à l'orifice d'admission du système de filtration, le circuit comprenant en outre une pompe de gavage, reliée à la ligne 10 d'alimentation via un clapet anti retour, et à l'élément de filtration via un clapet anti retour, de sorte que le gavage de la ligne de retour passe au préalable par l'élément de filtration. PRESENTATION DES FIGURES 15 D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 présente un exemple de circuit selon un aspect de 20 l'invention, - La figure 2 présente une variante du circuit présenté sur la figure 1, - La figure 3 présente un autre exemple de circuit selon un aspect de l'invention ; 25 - La figure 4 présente une variante de l'exemple présenté sur la figure 3. Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques. 30 DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 présente un exemple de circuit selon un aspect de l'invention. Le circuit présenté comprend : - un premier ensemble d'appareils hydrauliques 1, - un second ensemble d'appareils hydrauliques 2, lesdits premier et second ensembles étant reliés par une ligne d'alimentation et une ligne de retour. Dans l'exemple illustré, le premier ensemble d'appareils hydrauliques 1 comprend une pompe hydraulique 11 et une pompe de gavage 12 alimentant un circuit de gavage 13. Le circuit de gavage 13 présente une structure bien connue de l'homme de l'art, et comprend un ensemble de clapet anti retour et de limiteurs de pression, permettant d'assurer une fonction de gavage du circuit hydraulique et de protection contre les surpressions. Le second ensemble d'appareils hydrauliques 2 comprend un moteur hydraulique 21. On représente arbitrairement un sens de circulation du fluide dans le circuit, représenté par des flèches. En considérant ce sens de circulation, on représente la ligne d'alimentation HP du circuit et la ligne de retour BP du circuit, la ligne d'alimentation HP étant reliée au refoulement de la pompe hydraulique 11 et alimentant le second ensemble d'appareils hydrauliques 2, tandis que la ligne de retour BP est reliée à l'admission de la pompe hydraulique 11 et est à une pression plus faible que la ligne d'alimentation HP. Le circuit présenté comprend un système de filtration 3. Ce système de 30 filtration 3 comprend un orifice d'admission 31 et un orifice de refoulement 32, et est monté en série sur la ligne retour BP. L'orifice d'admission 31 et l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3 sont reliés par un clapet anti-retour 33, configuré de manière à être passant dans le sens allant du premier ensemble d'appareils hydrauliques 1 vers le second ensemble d'appareils hydrauliques 2, et bloquant dans le sens allant du second ensemble d'appareils hydrauliques 2 vers le premier ensemble d'appareils hydrauliques 1. Ainsi, le clapet anti retour 33 est bloquant uniquement si le système de filtration 3 est sur la ligne de retour, c'est-à-dire la ligne basse pression du circuit. Dans le cas où le système de filtration 3 est sur la ligne d'alimentation, c'est-à-dire la ligne haute pression du circuit, le clapet anti-retour 33 est passant, ce qui réalise un court-circuit du système de filtration 3. Le système de filtration 3 comprend un distributeur 4 et un élément de filtration 5. Le distributeur 4 comprend : - un premier orifice 41 relié à l'orifice d'admission 31, - un deuxième orifice 42 relié à l'orifice de refoulement 32, - un troisième orifice 43 et un quatrième orifice 44 reliés à l'élément de filtration 5. Le distributeur 4 alterne entre deux configurations : - une configuration de filtration 4A, dans laquelle le premier 41 et le second 42 orifice du distributeur sont reliés respectivement au troisième 43 et au quatrième 44 orifice du distributeur 4, - une configuration de passage 4B, dans laquelle le premier orifice 41 est relié au second orifice 42, tandis que les troisième 43 et quatrième 44 orifices sont obturés. Le distributeur 4 est piloté par une commande hydraulique 45 à laquelle s'oppose un élément de rappel 46, ici un ressort. L'élément de rappel 46 maintient le distributeur 4 par défaut dans sa configuration de filtration 4A, et l'application d'une commande par la commande hydraulique 45 permet de basculer le distributeur 4 dans sa configuration de passage 4B. La commande hydraulique 45 est reliée à l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3. La commande appliquée au distributeur 4 par la commande hydraulique 45 est donc égale à la pression à l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3. L'élément de rappel 46 exerce un effort de poussée sur le distributeur 4. L'élément de rappel 46 définit donc une valeur seuil de pression, telle que : - Lorsque la pression à l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3 est inférieure ou égale à la valeur seuil de pression, le distributeur 4 est en configuration de filtration 4A. - Lorsque la pression à l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3 est supérieure à la valeur seuil de pression, le distributeur 4 est en configuration de passage 4B. La valeur seuil de pression définie par l'élément de rappel 46 est avantageusement configurée pour être supérieure à la pression de gavage du circuit légèrement majorée de manière à tolérer une variation de pression. La valeur seuil de pression définie par l'élément de rappel 46 est ainsi par exemple égale à 4 bar. Ainsi, le système de filtration 3 réalise un montage en série de l'élément de filtration 5 dans la ligne de retour BP uniquement lorsque la pression à l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3 est inférieure ou égale à une valeur seuil, c'est-à-dire lorsque la pression dans la ligne de retour BP est inférieure ou égale à la valeur seuil. L'élément de filtration 5 est ainsi protégé contre les pressions trop élevées. L'élément de filtration 5 comprend un filtre 51, typiquement monté en série avec un refroidisseur 52. L'élément de filtration 5 comprend avantageusement un limiteur de pression 53 relié à un réservoir à pression ambiante R, de manière à réaliser une protection additionnelle contre les surpressions en définissant une pression maximale dans l'élément de filtration 5, par exemple égale à 8 bar. Ce limiteur de pression 53 réalise une protection de l'élément de filtration 3 contre les surpressions en cas de défaillance du distributeur 4. L'élément de filtration 5 comprend en outre typiquement un clapet anti retour taré 54 monté en parallèle du filtre 51, de manière à réaliser une fonction de court-circuit du filtre 51 si la pression au sein de l'élément de filtration 5 dépasse la valeur de tarage du clapet anti retour taré 54. Un clapet anti retour 55 est également avantageusement disposé en amont du filtre 51 par rapport au troisième orifice 43 du distributeur 4. Le circuit proposé permet ainsi de réaliser une filtration du fluide du circuit hydraulique, sans nécessiter un surdimensionnement de la pompe de gavage 12 ou du filtre 51. La figure 2 présente une variante du mode de réalisation de la figure 1. Dans cette variante, la commande hydraulique 45 du distributeur 4 est alimentée au moyen d'un sélecteur 34 relié à l'orifice d'admission 31 et à l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3, le sélecteur 34 étant configuré de manière à prélever la pression la plus élevée entre la pression à l'orifice d'admission 31 et à l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3. Cette variant permet donc de piloter le distributeur 4 au moyen de la pression la plus élevée parmi la pression à l'orifice d'admission 31 et la pression à l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3, ce qui en améliore la stabilité. Une restriction 35 est avantageusement également reliée à l'orifice d'admission 31 et à l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3, de manière à être montée en parallèle du sélecteur 34. Une telle restriction permet d'éviter les à-coups en cas d'inversion du rapport de pression entre l'orifice d'admission 31 et l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3. La restriction 35 est avantageusement calibrée de manière à ce que le débit de fuite qu'elle laisse passer soit faible par rapport au débit passant par le système de filtration 3. Selon une autre variante non représentée, la commande hydraulique 45 du distributeur 4 est reliée à l'orifice d'admission 31 et à l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3 par deux restrictions montées en parallèle. Le système de filtration 3 est avantageusement disposé sur la ligne du circuit hydraulique qui, pour l'utilisation estimée du circuit, sera majoritairement la ligne de retour ou ligne basse pression du circuit, c'est-à-dire la ligne reliée à l'admission des éléments délivrant un débit ou une pression dans le circuit. A titre d'exemple, en considérant le circuit présenté sur la figure 2, la filtration est réalisée lorsque le fluide circule dans le circuit dans le sens indiqué par les flèches, correspondant par exemple à un fonctionnement en marche avant. En cas d'inversion de sens, correspondant par exemple à un fonctionnement en marche arrière, le clapet anti retour 33 est passant et court-circuite ainsi le distributeur 4 et l'élément de filtration 5. La filtration du circuit est donc réalisée lors de son utilisation majoritaire. La figure 3 présente un autre mode de réalisation de circuit selon un aspect de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le système de filtration 3 est configuré de manière à sélectivement capter une partie du débit de la ligne de retour BP pour le filtrer. L'élément de filtration 5 est relié à l'orifice de refoulement 32 du système de filtration 3 par un clapet anti retour 37, configuré pour empêcher le passage de fluide de la ligne de retour BP vers l'élément de filtration 5. L'orifice de refoulement 32 et l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3 sont reliés par une restriction 36 Le système de filtration 3 présenté comprend un distributeur 6 à deux orifices 61, 62 et deux configurations 6A et 6B. Le premier orifice 61 est relié l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3. Le second orifice 62 est relié à l'élément de filtration 5. Le distributeur 6 présente : - Une configuration de filtration 6A dans laquelle son premier orifice 61 et son second orifice 62 sont reliés, - Une configuration de passage 6B dans laquelle son premier orifice 61 et son second orifice 62 sont obturés. Une commande 65 à laquelle s'oppose un ressort de rappel 66 pilote le passage du distributeur 6 de sa configuration de filtration 6A à sa configuration de passage 6B lorsque la pression entre la restriction 36 et l'orifice d'admission 31 du système de filtration 3 dépasse une valeur seuil. Le ressort de rappel 66 maintient le distributeur 6 par défaut dans sa configuration de filtration 6A, et définit la valeur seuil de pression à partir de laquelle la commande 65 bascule le distributeur 6 de sa configuration de filtration 6A à sa configuration de passage 6B. Comme indiqué précédemment, la valeur seuil de pression définie par l'élément de rappel 66 est avantageusement configurée pour être 5 supérieure à la pression de gavage du circuit légèrement majorée de manière à tolérer une variation de pression. La valeur seuil de pression définie par l'élément de rappel 66 est ainsi par exemple égale à 5 bar. 10 En fonctionnement, la restriction 36 limite le débit passant par la ligne de retour BP, et est calibrée de manière à ce qu'une partie du débit de la ligne de retour BP passe par le système de filtration 3 si la pression ne dépasse pas la valeur seuil fixée. En cas de surpression, l'élément de filtration 5 est protégé par le 15 basculement du distributeur 6 qui l'isole de la ligne de retour BP. Ce mode de réalisation est ainsi simplifié par rapport aux modes de réalisation présentés sur les figures précédentes, et permet d'obtenir un pilotage très stable du distributeur 6. 20 La figure 4 présente une variante du circuit présenté précédemment sur la figure 3. Dans cette variante, la pompe de gavage 12 est reliée d'une part à la ligne d'alimentation HP du circuit hydraulique, et d'autre part au filtre 51 25 de l'élément de filtration 5. La liaison de la pompe de gavage 12 à la ligne d'alimentation HP du circuit hydraulique est réalisée au moyen d'un clapet anti-retour, assurant ainsi que la pompe de gavage 12 ne soit pas exposée à la pression d'huile de la ligne d'alimentation HP. 30 La pompe de gavage 12 est également reliée à un réservoir R à pression ambiante par l'intermédiaire d'un limiteur de pression de gavage 71 assurant ainsi une protection de la pompe de gavage 12 contre les surpressions. La pompe de gavage 12 est en outre reliée au filtre 51 de l'élément de filtration 5, par l'intermédiaire d'un clapet anti retour 72 assurant ainsi 5 que le débit va uniquement de la pompe de gavage 12 vers l'élément de filtration 5, et non pas en sens inverse. Le distributeur 6 comprend également un clapet anti retour 67 ne permettant le passage que dans un sens en configuration 6A, c'est-à-dire de la ligne de retour BP vers l'élément de filtration 5, assurant ainsi 10 que le débit de la pompe de gavage 12 passe par l'élément de filtration avant d'être injecté dans la ligne de retour BP. Cette variante assure ainsi une filtration du débit de gavage injecté dans la ligne de retour BP du circuit hydraulique, en plus d'une filtration 15 calibrée du débit de la ligne de retour BP comme décrit précédemment en référence à la figure 3. Le circuit proposé permet ainsi de filtrer à l'intérieur de la boucle du circuit fermé sans utiliser de fonction d'échange et donc sans nécessiter 20 un surdimensionnement de la pompe de gavage 12, tout en utilisant un filtre basse pression qui est plus économique en prix, masse et encombrement qu'un filtre dimensionné pour être utilisé à haute pression. Une grande proportion du débit est filtrée en interne au circuit, ce qui 25 offre une qualité de filtration supérieure et la durée de vie du système est ainsi améliorée. REVENDICATIONS1. Circuit hydraulique comprenant un premier ensemble d'appareils hydrauliques (1) et un second ensemble d'appareils hydrauliques (2), lesdits premier (1) et second (2) ensembles étant reliés par - une ligne d'alimentation (HP), - une ligne de retour (BP), le circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système de filtration (3) monté en série sur la ligne retour (BP) et comprenant un orifice d'admission (31) et un orifice de refoulement (32), ledit système de filtration (3) comprenant en outre un élément de filtration (5) et un distributeur (4, 6), ledit distributeur présentant une configuration de filtration (4A, 6A) dans laquelle tout ou partie du débit de la ligne retour (BP) passe par l'élément de filtration (5), et une configuration de passage (4B, 6B) dans laquelle l'élément de filtration (5) est isolé de la ligne retour (BP), ledit distributeur (4, 6) comprenant en outre une commande (45, 65) adaptée pour piloter le passage du distributeur (4, 6) de la configuration de passage (4B, 6B) à la configuration de filtration (4A, 6A) lorsque la pression dans la ligne retour (BP) est supérieure à une valeur seuil de pression. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ledit élément de filtration (5) comprend un filtre (51) et un refroidisseur (52) montés en série. 3. Circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit élément de filtration (5) comprend en outre un limiteur de pression (53) relié à un réservoir à pression ambiante (R), ledit limiteur de pression (53) définissant une pression maximale appliquée audit élément de filtration (5). 4. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'orifice d'admission (31) et l'orifice de refoulement (32) sont reliés par un clapet anti-retour (33) et le circuit comprend en outre un sélecteur (34) relié àson orifice d'admission (31) et à son orifice de refoulement (32) de manière à prélever la pression la plus élevée, et le distributeur (4) comprend une commande hydraulique (45) s'opposant à un élément de rappel (46), ladite commande hydraulique étant pilotée par le sélecteur (34). 5. Circuit selon la revendication 4, dans lequel le système de filtration (3) comprend en outre une restriction (35) reliée à son orifice d'admission (31) et à son orifice de refoulement (32). 6. Circuit selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel ledit distributeur (4) comprend : - un premier orifice (41) relié à l'orifice d'admission (31), - un deuxième orifice (42) relié à l'orifice de refoulement (32), - un troisième orifice (43) et un quatrième orifice (44) reliés à l'élément de filtration (5), ledit distributeur (4) étant configuré comme suit : - en configuration de filtration (4A), le premier (41) et le second (42) orifice du distributeur (4) sont reliés respectivement au troisième (43) et au quatrième (44) orifice du distributeur (4), - en configuration de passage (4B), le premier orifice (41) est relié au second orifice (42), tandis que les troisième (43) et quatrième (44) orifices sont obturés. 7. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le distributeur (6) comprend - un premier orifice (61) relié l'orifice d'admission (31) du système de filtration (3), - un second orifice (62) relié à l'élément de filtration (5), ledit distributeur (6) étant configuré comme suit : - en configuration de filtration (6A), son premier orifice (61) et son second orifice (62) sont reliés,- en configuration de passage (6B), son premier orifice (61) et son second orifice (62) sont obturés, le système de filtration (3) comprenant en outre une restriction (36) reliée à son orifice d'admission (31) et à son orifice de refoulement (32), la commande (65) étant reliée à l'orifice d'admission (31) du système de filtration (3). 8. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le distributeur (6) comprend - un premier orifice (61) relié l'orifice d'admission (31) du système de filtration (3), - un second orifice (62) relié à l'élément de filtration (5), ledit distributeur (6) étant configuré comme suit : - en configuration de filtration (6A), son premier orifice (61) et son 15 second orifice (62) sont reliés via un clapet anti-retour (67) ne permettant le passage que du premier orifice (61) vers le second orifice (62), - en configuration de passage (6B), son premier orifice (61) et son second orifice (62) sont obturés, 20 le système de filtration (3) comprenant en outre une restriction (36) reliée à son orifice d'admission (31) et à son orifice de refoulement (32), la commande (65) étant reliée à l'orifice d'admission (31) du système de filtration (3), le circuit comprenant en outre une pompe de gavage (12), reliée à la 25 ligne d'alimentation (HP) via un clapet anti retour, et à l'élément de filtration (5) via un clapet anti retour (72), de sorte que le gavage de la ligne de retour (BP) passe au préalable par l'élément de filtration (5).