Brevet FR3035478A1 — publié le 20161028

DISPOSITIF DE PURGE AUTOMATIQUE D'UN CIRCUIT HYDRAULIQUE COMPORTANT UN CLAPET ANTI-RETOUR TARE La présente invention concerne un dispositif de purge automatique pour un circuit hydraulique sous pression, ainsi qu'un véhicule automobile utilisant une pression hydraulique comme énergie auxiliaire, équipé d'un circuit hydraulique comportant un tel dispositif de purge. Les véhicules hybrides utilisant une pression hydraulique comme énergie auxiliaire, comportent un moteur thermique alimenté par un carburant formant la motorisation principale, et une motorisation auxiliaire comprenant une ou plusieurs machines hydrauliques reliées à des accumulateurs de pression, qui peuvent fonctionner en moteur en consommant cette énergie, ou à l'inverse en génératrice en produisant une énergie rechargeant cette réserve lors des freinages du véhicule. Les machines hydrauliques comportent généralement des cylindrées variables afin d'obtenir les meilleurs rendements dans toutes les circonstances. Ces véhicules hybrides présentent plusieurs modes de fonctionnement, comprenant en particulier un mode comportant une traction par le moteur thermique, un mode zéro émission appelé « ZEV » comportant une traction uniquement avec la motorisation auxiliaire, un mode combiné appelé « Boost » comportant une traction avec les deux motorisations pour disposer d'une puissance maximale, et un mode freinage freinant le véhicule avec une récupération d'énergie rechargeant la réserve d'énergie auxiliaire. La partie basse pression du circuit hydraulique, reliée à l'aspiration des machines hydrauliques, est généralement maintenue à une pression minimum afin d'éviter les phénomènes de cavitation dans ces machines lorsqu'elles tournent à des vitesses élevées avec une cylindrée importante, qui génèrent des bruits et peuvent endommager ces machines. On place généralement dans cette partie basse pression un dispositif de purge, qui permet de retirer les gaz dégagés par le fluide. 3035478 2 Un type de purgeur automatique connu pour un circuit hydraulique d'assistance de direction de véhicule, présenté notamment par le document US-A1-2005/0161085, comporte une petite chambre reliée à un point élevé du circuit, contenant un flotteur équipé d'un pointeau supérieur venant en 5 appui dans un perçage d'un piston formant le couvercle de ce récipient. Le couvercle peut coulisser dans la chambre suivant une petite course verticale, sa face supérieure étant reliée à l'air libre. Quand le niveau du flotteur descend par la présence d'une quantité suffisante de gaz dans la chambre, le pointeau s'écarte du perçage du 10 couvercle, le gaz s'échappe par ce perçage. Par ailleurs si la pression dans le circuit devient importante, cette pression transmise au gaz pousse vers le haut le piston formé par le couvercle à l'encontre d'un ressort de rappel disposé au-dessus. A un certain niveau de pression de tarage qui a suffisamment comprimé le ressort de 15 rappel, le couvercle dégage un perçage latéral sur le bord de la chambre donnant vers l'extérieur, qui met cette chambre à la pression atmosphérique. Toutefois ce type de purgeur automatique s'ouvrant avec une quantité suffisante de gaz à purger, n'est pas adapté pour certains circuits de véhicules hybrides hydrauliques, travaillant toujours avec une pression 20 minimum. En effet on peut chercher pour ces circuits hydrauliques à maintenir le purgeur fermé tant que la pression du fluide est trop basse, inférieure à la pression minimum de fonctionnement. D'autres types de purgeur existent, utilisant en particulier la viscosité du 25 fluide pour laisser passer les gaz dans un petit jeu autour d'un piston tant qu'il y a du gaz, et pour faire l'étanchéité de ce jeu quand le fluide arrive. La pression du fluide poussant sur ce piston, confirme la fermeture du circuit. Toutefois on n'a pas non plus sur ce type de purgeur une fermeture automatique en dessous d'une pression minimum de fonctionnement. 30 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 3035478 3 Elle propose à cet effet un dispositif de purge automatique d'un circuit hydraulique fermé, prévu pour être monté sur un point élevé du circuit afin d'évacuer de manière automatique les gaz contenus dedans, remarquable en ce qu'il comporte un conduit débouchant dans le circuit, contenant 5 successivement en partant de ce circuit, une chambre de dégazage contenant un flotteur, recevant le fluide ou le gaz, puis au-dessus un clapet de dégazage présentant des formes qui se bouchent par la montée de ce flotteur quand la chambre de dégazage se remplit de fluide, et enfin un clapet anti-retour taré qui ouvre le passage vers l'extérieur au-dessus d'un seuil de 10 pression prédéfini dans le circuit. Un avantage de ce dispositif de purge est que dans un même ensemble compact et économique, on peut disposer d'une part en dessous le flotteur qui s'ouvre pour laisser passer les gaz quand ils remplissent suffisamment le volume de dégazage et laissent redescendre le flotteur, et d'autre part juste 15 au-dessus le clapet taré qui attend une certaine montée en pression dans le circuit afin de laisser sortir les gaz. On évite ainsi des passages de fluide vers l'extérieur par le purgeur quand la pression est trop faible dans le circuit. Le dispositif de purge automatique selon l'invention peut de plus 20 comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le conduit est disposé sensiblement verticalement. En particulier le clapet de dégazage peut comporter une forme conique se resserrant vers le haut, recevant un flotteur sphérique. 25 Avantageusement, le clapet anti-retour taré comporte une forme conique se resserrant vers le bas, recevant une bille. Dans ce cas, le dispositif de purge comporte avantageusement un ressort de tarage appliquant une force sur la bille. En particulier, le conduit peut comporter une bague fixée dans ce 30 conduit et présentant un perçage, maintenant le flotteur ou la bille dans sa forme conique. 3035478 4 Avantageusement, le dispositif de purge comporte une chambre intermédiaire entre le clapet de dégazage et le clapet anti-retour taré. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile hybride utilisant l'énergie hydraulique, équipé d'un circuit hydraulique alimentant des 5 machines hydrauliques réalisant une motorisation auxiliaire, ce circuit hydraulique comportant un dispositif de purge automatique présentant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, le dispositif de purge est installé sur un point d'alimentation basse pression d'une machine hydraulique. 10 Avantageusement, le seuil de pression prédéfini d'ouverture du clapet anti-retour taré, est inférieur à la pression basse de travail du circuit hydraulique à cet endroit. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après 15 donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif de purge selon l'invention ; et - les figures 2 à 6 sont des dessins d'un dispositif de purge suivant ce schéma, présenté successivement en présence de gaz avec une faible 20 pression, en présence de gaz avec une forte pression, en train de finir la purge de ce gaz, après la purge de ce gaz, et avec l'arrivée progressive de nouveaux gaz. La figure 1 présente un dispositif de purge automatique d'un circuit hydraulique fermé, comportant une canalisation d'entrée 2 alimentant en 25 fluide 6 une chambre de dégazage 4 qui se trouve à un point haut du circuit, et une canalisation de sortie 8. La chambre de dégazage 4 comporte en partie supérieure un passage vertical comprenant un clapet anti-retour de dégazage 10, comportant un flotteur de forme sphérique 14 plus léger que le fluide, qui se trouve dans 30 une forme conique basse 12 présentant un axe vertical et se resserrant vers le haut. 3035478 5 La partie supérieure de la forme conique 12 du clapet de dégazage 10 débouche dans une chambre intermédiaire 16 formant une réserve de fluide, qui débouche elle-même au-dessus dans une forme conique haute 22 présentant un axe vertical et se resserrant vers le bas, pour former un clapet 5 anti-retour de tarage 20. Le clapet de tarage 20 comporte une bille de tarage 24 insérée dans la forme conique 12, pressée au-dessus par un ressort hélicoïdal de tarage 26 qui prend appui sur une partie fixe pour exercer une pression constante sur cette bille. Le clapet de tarage 20 débouche au-dessus vers l'air extérieur. 10 La pression appliquée par le ressort de tarage 26 est calculée pour permettre un soulèvement de la bille 24 à partir d'un seuil de pression du fluide 6 qui se trouve en dessous, appliquant une force sur cette bille vers le haut. La figure 2 présente un dispositif de purge automatique comportant la 15 chambre de dégazage 4 formant un volume fermé recevant à sa base les deux canalisations d'entrée 2 et de sortie 8 du fluide, et au sommet un perçage central recevant de manière étanche un conduit vertical 32, formant un cylindre qui descend en partie dans cette chambre. Le conduit vertical 32 comporte à sa base le clapet de dégazage 10 qui 20 se trouve sensiblement dans la chambre de dégazage 4. La forme conique basse 12 directement réalisée dans le perçage intérieur du conduit 32, est fermée vers le bas par une bague inférieure 34 maintenant le flotteur 14 à l'intérieur, qui comporte un perçage central permettant le passage du fluide de la chambre de dégazage 14 vers cette forme conique. 25 Le conduit vertical 32 comporte en partie supérieure le clapet de tarage 20, comprenant la forme conique haute 22 réalisée aussi directement dans le perçage intérieur du conduit 32, avec la chambre intermédiaire 16 formée par une partie cylindrique de ce conduit qui relie les deux formes coniques 12, 22. 30 La forme conique haute 22 est fermée vers le haut par une bague supérieure 36 maintenant la bille de tarage 24 à l'intérieur, présentant un perçage central 30 permettant le passage des gaz vers l'extérieur. 303 54 78 6 La bague supérieure 36 comporte sur sa face inférieure autour du perçage 30, un lamage recevant l'extrémité supérieure du ressort de tarage 26, formant un centrage et un appui de réaction permettant d'appliquer la pression sur la bille de tarage 24, qui l'applique à son tour sur la surface de 5 la forme conique haute 22. Le fonctionnement du dispositif de purge automatique est le suivant. La figure 2 présente la chambre de dégazage 4 contenant un volume important de gaz, le niveau du fluide 6 se trouvant nettement en dessous du clapet de dégazage 10, par exemple lors de l'assemblage et de la fermeture 10 du circuit hydraulique sur le véhicule, laissant une quantité importante de gaz à l'intérieur. Le flotteur 14 est descendu par son propre poids en libérant un passage autour, entre ce flotteur et la surface de la forme conique basse 12. Toutefois la pression P dans le fluide 6, communiquée à la chambre de 15 dégazage 4 et à la chambre intermédiaire 16, et appliquée sur la surface inférieure de la bille de tarage 24, n'est pas suffisante pour comprimer le ressort de tarage 26 en soulevant cette bille. On a alors le dispositif de purge qui reste fermé, avec un maintien du gaz dans la chambre de dégazage 4. Dans cette situation on ne peut pas perdre le fluide 6 par le dispositif de 20 purge automatique, même en cas de manipulation du circuit hydraulique. Par exemple pour faire des opérations de maintenance ou de réparations, avec le véhicule à l'arrêt et une pression nulle dans le circuit hydraulique, lors de manipulations sur le dispositif de purge automatique qui viendraient à le coucher, le fluide ne peut pas s'écouler vers l'extérieur. 25 La figure 3 présente la chambre de dégazage 4 contenant toujours un volume important de gaz, mais la pression dans le fluide P1 a augmenté, passant au-dessus d'un seuil de pression prédéfini présentant une valeur un peu inférieure à une pression basse de travail du circuit hydraulique à cet endroit. 30 Dans ce cas la pression transmise sur la bille de tarage 24 est suffisante pour comprimer le ressort de tarage 26 en soulevant cette bille, qui 3035478 7 se décolle de la forme conique haute 22, en permettant au gaz de s'échapper vers l'extérieur par le perçage central 30. La figure 4 présente la chambre de dégazage 4 à la fin de la sortie quasiment complète du gaz, le niveau du fluide 6 ayant atteint le flotteur 14 5 pour le soulever. Le flotteur 14 commence à appliquer alors une pression sur la forme conique basse 12, qui ferme le passage du fluide vers le haut. La figure 5 présente l'étape suivante, le clapet de dégazage 10 étant refermé. La pression dans la chambre intermédiaire 16 retombe alors, ce qui permet au ressort de tarage 26 de se détendre en plaquant la bille de tarage 10 24 sur la forme conique haute 22. On a alors fermé le conduit 32 du dispositif de purge, indépendamment de la pression P1 du fluide qui peut rester élevée, au-dessus du seuil de pression prédéfini. La figure 6 présente la formation d'une petite quantité de gaz dans le 15 circuit hydraulique, qui se concentre dans la chambre de dégazage 4 se trouvant dans une partie élevée de ce circuit. Le niveau du fluide 6 a suffisamment descendu pour permettre un décollage du flotteur 14 qui se décolle de la forme conique basse 12, tout en restant maintenu dans cette forme par la bague inférieure 34. 20 Dans ce cas si le véhicule est en fonctionnement avec une pression minimum dans le circuit hydraulique, le gaz passant au-dessus du flotteur 14 peut tout de suite soulever la bille de tarage 24, en laissant passer une quantité de gaz jusqu'à ce que ce flotteur remonte. On réalise ainsi de manière simple et économique, avec un seul support 25 formé par le conduit 32, un dispositif de purge automatique compacte et léger, constitué par un sous-ensemble contenant les éléments intérieurs formant les clapets, qui sont avantageusement assemblés et testés dans l'usine de montage. Ce dispositif peut être facilement et rapidement assemblé sur le circuit 30 hydraulique, au moyen d'un unique perçage sur une chambre de dégazage 4 de ce circuit. REVENDICATIONS1 - Dispositif de purge automatique d'un circuit hydraulique fermé, prévu pour être monté sur un point élevé du circuit afin d'évacuer de manière automatique les gaz contenus dedans, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit (32) débouchant dans le circuit, contenant successivement en partant de ce circuit, une chambre de dégazage (4) contenant un flotteur (14), recevant le fluide ou le gaz, puis au-dessus un clapet de dégazage (10) présentant des formes (12) qui se bouchent par la montée de ce flotteur quand la chambre de dégazage se remplit de fluide, et enfin un clapet anti- retour taré (20) qui ouvre le passage vers l'extérieur au-dessus d'un seuil de pression prédéfini dans le circuit. 2 - Dispositif de purge automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (32) est disposé sensiblement verticalement. 3 - Dispositif de purge automatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet de dégazage (10) comporte une forme conique (12) se resserrant vers le haut, recevant un flotteur sphérique (14). 4 - Dispositif de purge automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet anti-retour taré (20) comporte une forme conique (22) se resserrant vers le bas, recevant une bille de tarage (24). 5 - Dispositif de purge automatique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de tarage (26) appliquant une force sur la bille (24). 6 - Dispositif de purge automatique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le conduit (32) comporte une bague (34, 36) fixée dans ce conduit et présentant un perçage, maintenant le flotteur (14) ou la bille (24) dans sa forme conique (12, 22). 7 - Dispositif de purge automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre intermédiaire (16) entre le clapet de dégazage (10) et le clapet anti-retour taré (20). 3035478 9 8 - Véhicule automobile hybride utilisant l'énergie hydraulique, équipé d'un circuit hydraulique alimentant des machines hydrauliques réalisant une motorisation auxiliaire, caractérisé en ce que ce circuit hydraulique comporte un dispositif de purge automatique réalisé selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes. 9 - Véhicule automobile hybride selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de purge est installé sur un point d'alimentation basse pression d'une machine hydraulique. 10 - Véhicule automobile hybride selon la revendication 9, caractérisé 10 en ce que le seuil de pression prédéfini d'ouverture du clapet anti-retour taré (20), est inférieur à la pression basse de travail du circuit hydraulique à cet endroit.