Brevet FR2027265A1 — publié le 19700925

La présente invention se rapporte à un dispositif régulateur à soupape destiné à la régulation du débit d'une pompe à fluide sous pression, notamment pour une direetion usistée, dans lequel dispositif un organe d'étranglement à section étranglée constante et un régulateur placé entre la pompe et ledit organe d'étranglement sont intercalée dans la conduite de refoulement de eette pompe et dans lequel le régulateur répond essentiellement à la porte de charge à travers l'organe d'étranglement et, lorsque le débit croit, oeuvre une communication prévue, en amont de l'organe d'étranglement, entre la conduite de refoulement et un volume à contre-pression nulle.Ces dispositifs de ce type ont pour fonction de maintenir le débit Le la palpe sensiblement constant lorsque la vitesse de rotation de la pompe varie ou croit. Cette caractéristique est indispensable, par exemple dans le cas des pompes pour fluide sous pression qui serrent de source de puissance pour les auxiliaires d'un véhicule automobile et qui sont entraînées directement par le moteur de l'automobile. Les auxiliaires, entre autres la direction assistée, exigent des débits et des pression élevées même lorsque le moteur tourne à faible vitesse; c'est le cas par exemple pour la direction assistée au moment des manoeuvres exécutées sur les parcs de stationnement.Lorsque le moteur tourne à grande vitesse, les pompes qui travaillent sur le principe de refoulement fournissent des débits trop importants, qui ne sont pas demandés, en particulier par la direction assistée. Le problème qui est à la base de l'invention oonsiste à réaliser un dispositif du gentre cité plus haut et au moyen daquel on obtient un abaissement de la caractéris- tique de refoulement lorsque la vitesse du moteur croit. Cet abaissement est avantageux en ce qu'il réduit la puissance absorbée par la pompe et abaisse la température du fluide sous pression grâce à la diminution de la résistance à l'écoulement. le problème posé est résolu, suivant l'invention, par l'utilisation d'au moins une conduite de pression en dérivation, connectée entre la pompe et le récepteur, qui contourne l'organe d'étranglement, et dans laquelle est agencée une soupape de fermeture. Lorsque le moteur tourne à basse vi tesse, la soupape de fermeture reste ouverte et, dans le dis- positif suivant l'invention, la section de organe d'étrangle ment est diminuée d'une valeur déterminée comparativement à eel- le de l'organe d'étranglement utilisé dans un dispositif qui ne comporte pas cette conduite de pression en dérivation ni cette soupape de fermeture.Lorsque, à partir d'une certaine vitesse de rotation, la soupape de fermeture est amenée à sa position de fermeture, le récepteur reçoit un débit qui est diminué dans la mesure qui correspond à la diminution de la section libre de l'organe d'étranglement. Pour assurer l'automaticité de la commande, le dispositif peut Outre agencé de telle façon que la soupape de fermeture réponde à la variation du débit, ou à une grandeur qui varie avec le débit, en fermant la conduite de pression en dérivation lorsque le débit croît. rinaieaent, le dispositif peut comprendre un organs d'étranglement supplémentaire, qui est fermé par la soupape de fermeture lorsque la vitesse de rotation atteint une valeur déterminée. Ceci réduit l'influence des variations de la viscosité sur l'allure de la caractéristique de débit de refoulement. La forme de construction et la commande de la soupape de fermeture peuvent être quelconques en soi. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, la soupape de fermeture comprend un piston de commande ou tiroir muni d'une portée. La chambre de la soupape située d'un côté de cette per- tée est intercalés dans la conduite de pression on dérivation, en aval de l'organe d'étranglement qu'elle contient; tandis que la chambre situés de 11 autre côté de la portée est reliée à un point de l'une des conduites de pression qui est situé entre la pompe et l'organe d'étrangleient correspondant.Le piston de commande peut présenter une deuxième portée qui isole la chambre intercalée dans la conduite de pression en dérivation d'une troisième chambre. Cette troisième chambre est raccordée au côté refoulement de la pompe en aval des organes d'étranglement. Cet agencement fait agir sur le piston de commande une impulsion de commande qui résulte de la différence entre les pressions qui règnent de part et d'autre des organes d'étrangle- ment prévus dans les conduites de pression. Dans une construction simplifiée, le dis- positif suivant l'invention peut comprendre une soupape double combinée formant régulateur et soupape de fermeture, munie d'un piston de commande ou tiroir, dont une portée est délimitée par deux faces de commande dont la plus extérieure dans le sens axial commande l'orifice de la partie régulateur de la soupape double, qui établit la communication avec le volume à contre-pression nulle, tandis que la face de commande opposée commande l'orifice de la partie soupape de fermeture' qui fait partie de la conduite de pression en dérivation. La description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés surtout à titre d'exemples, fera sieur comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins s - la figure I représente une pompe hydraulique munie d'un dispositif régulateur et destinée à alimenter une direction assistée; - la figure 2 est un graphique qui reprd- sente la caractéristique de débit de refoulement de l'installatien suivant la figure I. On a représenté en 10 une pompe de refou layent rotative qui oomporte deux chambres d'aspiration et de refoulement. Les deux conduites d'aspiration jumelées IIa et IIb de la pompe sont raccordées à une conduite de retour II et les deux conduites de refoulement jumelées 12a et I2b sont raccordées à une conduite de pression 12. Les conduites II et I2 sont connectées, d'une façon non représentée et par l'intermédiaire d'un distributeur à tiroir, intercalé dans le mécanisme de direction, au servo-moteur de la direction assistée. Dans la conduite de pression I2 est prévu un étranglement 13 dont la perte de charge ou différence de pression, qui varie en fonction de la deuxième puissance dudébit, est transmise à la partie de régulation I4 d'une soupape double I5. Cette soupape double 15 comprend un piston de commande ou tiroir I6 qui présente deux têtes de piston ou portées I8 et 23, et qui est monté pour coulisser dans l'alésage 17 de la soupape. La tête 18 présente une face de commande I9, extérieure dans le sens axial, qui commande un orifice 20 qui communique avec la conduite de retour II à contre-pression nulle.La chambre 21 de l'alésage I7 qui est adjacente à la face de commande I9 est raccordée par une conduite de liaison 22 à la conduite de pression I2, en amont de l'étranglement I3. La chambre 37 qui est- adjacente à la face de la portée 23 qui est la plus éloignée de la chambre 21 est en communication par une conduite de liaison 24 avec un point de la conduite de pression I2 situé en aval de l'étranglement I3. Le piston I6 s'appuie sur le corps 26 de la soupape, à l'intérieur de la chambre 37, par l'intermédiaire d'un ressort de compression 25. le mode d'action du dispositif décrit ci-dessus et qui forure le point de départ de la présente invention est le suivant. Si le débit passe dans la conduite de pression I2 devient supérieur à la valeur de débit nécessaire pour l'alimentation de la direction assistée, l'action de la pression correspondante sur le piston I6 est supérieure à la force antagoniste du ressort de pression 25, qui est réglée sur cette pression, de sorte que la face de commande I9 démasque l'orifice 20 et que la fraction excédentaire du débit est déviée vers la conduite de retour II; la caractéristique de refoulement qu'on peut obtenir au moyen de ce dispositif, est représentée sur le graphique de la figure 2 par la courbe 27 tracée en traits interrompus. Sur ce graphique, on a représenté les variations du débit en fonction de la vitesse de rotation de la pompe.La courbe 27 indique un débit sensible- ment constant sur tout l'intervalle des vitesses de rotation0 Suivant l'invention, il est prévu, entre la pompe 10 et le distributeur à tiroir non représenté qui commande le servomoteur, une conduite de pression en dérivation 28a, 28b, qui contourne l'étranglement I3 et qui peut être fermée par la soupape double I5.Si le dispositif est calculé de telle façon que la somme des sections étranglées des conduites de pression I2 et 28e soit égale à la section d'étranglement de la conduite de pression fictive du dispositif correspondant à la courbe 27, on obtient, par fermeture de la conduite 28a, une caractéristique de refoulement qui correspond à lacourbe 29 de la figure 2. I1 est visible quel'in- vention permet d'obtenir une diminution du débit, Pour fermer la conduite de pression en dérivation 28a, 28b, la soupape double I5 comprend une partie 30 de fermeture, laquelle comprend essentiellement un orifice de connexion AI et un orifice de connexion 32 qui correspondent respectivement aux parties 28a et 28b de la conduite de pression en dérivation qui sont respectivement en amont et en aval de l'étranglement I3, ainsi qu'une face de commande 33 destinée à commander l'orifice 31. Cette face 33 délimite la portée I8 à son extrémité intérieuré dans le sens axial, les portées I8 et 23 tant reliées entre elles par une tige de piston 34.La chambre centrale 35 de la soupape, qui se trouve entre les portés I8 et 23, et qui est percée des orifices 31 et 32, est intercalée dans la conduite de pression en dérivation 28a, 28b. Pour-réduire l'influence des variations de la viscosité sur le fonctionnement de la-soupape 15, il est prévu un organe d'étran ment 36 intercalé dans la Conduite de pression en dérivation 28a, 28b. Il est possible de prévoir en parallèle avec l'étranglement 13, d'autres conduites de dérivation en supplément de la conduite 28a, 28b. Les conduites de pression en dérivation peuvent présenter des étranglements supplémentaires, et être toutes fermée par une même soupape ou par des soupapes séparées. les points de fermeture des conduites de dérivation peuvent être calculés pour la même vitesse de rotation ou pour plusieurs vitesses différentes. I1 est possible de donner par ce moyen, toute allure voulue à la caractéristique de débit de refoulement. On peut déterminer la valeur de la réduction du débit de refoulement en agissant sur la section de l'étrangle- ment principal ou sur la section étranglée de la conduite de pression en dérivation. Le dispositif suivant l'invention, qui comporte les conduites de pression en dérivation qu'il est possible de fermer peut également être avantageusement appliqué à des installations déjà réalistes. V E N D I C A T I O N S I') - Dispositif régulateur à soupape destiné à la régulation du débit d'une pompe t fluide sous pression, notamment pour' une direction assistée, dans lequel un organe d'étranglement à section étranglée constante et un régula- tour placé entre la pompe et ledit organe d'étranglement, sont intercalés dans la conduite de refoulement-de cette pompe et dans lequel le régulateur répond essentiellement b la perte de charge à travers l'organe d'étranglement et, lorsque le débit croit, ouvre une communication prévue en amont de l'organe d'étranglement entre la conduite de refoulement et un volume à contrapression nulle, ce dispositif régulateur étant carac- térisé par au moins une conduite de pression en dérivation con nectée entre la pompe et le récepteur, qui contourne l'organe d'étranglement, et dans laquelle est intercalée une soupape de fermeture. 2 ) - Dispositif régulateur suivant la revendication I, caractérisé en ce que la soupape de fermeture répond à la variation du débit, ou à une grandeur qui varie avec le débit, et ferme la conduite de pression en dérivation, lorsque le débit croît. 3 ) - Dispositif régulateur suivant l'une des revendications I et'2, caractérisé par un organe d'étrangle- ment intercalé dans la conduite de pression en dérivation0 4 ) - Dispositif régulateur suivant l'une des revendications I à 3 caractérisé en oe que la soupape de fermeture comprend un piston de commande muni d'une portée et en ce que la chambre de la soupape qui est située sur un côté de cette portée est intercalée dans la conduite de pression en dérivation tandis que la chambre de la soupape qui est située de l'autre cSté de cette portée est raccordée au côté refoulement de la pompe en amont de l'organe d'étranglement0 50) - Dispositif régulateur suivant l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que le piston de commande comporte une deuxième portée qui isole la chambre de la soupape intercale dans la conduite de pression en dérivation d'une troisième chambre et on oe que cette troisième chambre est raccordée à un point de la conduite de pression situé en aval des organes d'étranglement. 60) - Dispositif régulateur suivant l'une des revendications I à 5, caractérisé par une soupape double combinée, formant régulateur et soupape de fermeture, munie d'un piston de commande dont une portée est délimitée par deux faces de commande dont la plus extérieure dans le sens axial commande l'orifice de la partie régulateur de la soupape double, qui établit la communication avec le volume à contre-pression nulle, tandis que la face de commande opposée commande l'orifice de la partie soupape de fermeture qui fait partie de la conduite de pression en dérivation0