Brevet FR2156184A1 — publié le 19730525

L'invention concerne un régulateur de débit à trois voies, désigné ci-après par régulateur de débit, pour installations hydrauliques, en particulier pour aispositifs de direction assistée des véhicules automobiles, destiné à être vissé ou enfiché et divisant le débit arrivant d'une source de fluide de pression en un débit constant et un débit résiduel. Ces vannes régulatrices de débit possèdent un tiroir régulateur que le débit alimenté déplace contre la force d'un ressort Le tiroir régulateur renferme un diaphragme d'étranglement, à travers lequel passe une partie de la quantité de liquide, de sorte que la différence de pression qui nait ainsi et qui dépend de la quantité de liquide qui le traverse a pour effet de déplacer plus ou moins fortement le tiroir régulateur contre le ressort.Sur les régulateurs de débit connus, le fluide entre aussi bien par le côté ouvert, tourné vers l'arrivée, du tiroir régulateur que par son côté fermé, conformé en godet Si le fluide entre par le côté fermé aans le tiroir régulateur, cela présente l'inconvénient que l'influence de la pression utilisée dans la chambre àite à ressort et les forces de jet dues à l'impact du fluide arrivant exercent une action négative sur le régime de réglage de la vanne. Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé que le côté ouvert du tiroir régulateur soit tcurné vers l'arrivée Des orifices radiaux associés au premier utilisateur se trouvent alors près du fond Le fond du tiroir régulateur limite à l'arrière une chambre de pression dont la pression est indépendante de la pression agissant sur le côté arrivée du fond. Cette chambre de pression communique avec la chambre d'arrivée ouverte du tiroir régulateur à l'aide de la dispo- sition ccmpliouée de perçages d'étranglement et de communi- cation.Cette solution améliore sans doute en partie le régime de réglage de la vanne regulat.ice du débit3 mais sa fabrication est extrêmement ccl:.pliqlée et3 de ce fait, relativement coûteuse. L'invention a pour objet de développer une vanne régulatrice de débit possédant un régime de réglage encore meilleur, facile à fabriquer et ainsi bon marché. L'invention prévoit d'exercer une influence sur les forces de jet agissant sur le tiroir régulateur de manière à éliminer dans la plus large mesure les forces dynamiques et d'assurer un régime de réglage uniforme, la construction devant être conformée de manière que le coût de la fabrication soit aussi minime que possible. A cet effet, l'invention concerne une vanne régulatrice de débit pour installations hydrauliques, destinée à être vissée ou enfichée et divisant le débit arrivant d'une source de fluide sous pression en un débit constant et en un débit résiduel, le débit constant étant amené à un premier utilisateur, tandis que le débit résiduel alimente un deuxième utilisateur ou est conduit dans le reflux, la vanne régulatrice du débit étant constituée essentiellement d'un corps, dans lequel est disposé un tiroir régulateur se déplaçant contre la force d'un ressort, et caractérisée en ce que le tiroir régulateur possède du côté arrivée une surface d'attaque fermée obtenue par un cône d'étranglement fixé dans le tiroir régulateur, que le cône d'étranglement est muni de perçages d'étranglement pour doser le fluide sous pression, que le fluide sous pression parvient à travers les perçages d'étranglement dans la chambre d'arrivée du tiroir régulateur, qu'à l'extrémité de la chambre d'arrivée sont ménagés sur le tiroir régulateur des perçages radiaux débouchant dans un canal annulaire communiquant par des perçages avec le raccordement de l'utilisateur, que la chambre d'arrivée est séparée par une paroi de séparation de la chambre à ressort, dans laquelle est disposé le ressort régulateur, que la chambre à ressort communique toutefois avec la chambre d'arrivée par l'intermédiaire d'une buse compensatrice, tandis que l'excé- dent de fluide de pression s'écoule à travers le raccordement du débit résiduel. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - La figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'une vanne régulatrice de débit conforme à l'invention comportant une soupape limiteuse de pression non représentée en.détail; - La figure 2 représente une forme de réalisation conforme à l'invention du cône d'étranglement; - La figure 3 représente une autre forme de réalisation conforme à l'invention du cône d'étranglement;; - La figure 4 est une coupe partielle d'une vanne régulatrice de débit avec utilisation du débit d'huile résiduel pour un deuxième utilisateur indépendamment ae la pression du premier utilisateur La vanne régulatrice de débit conforme à l'invention et représentée à la figure 1 est constituée d'un corps 1, dans lequel se déplace un tiroir régulateur 2. Dans le tiroir régulateur 2 est disposé du côté arrivée un cône d'étranglement 3 fabriqué de préférence séparément et vissé ou collé dans le tiroir régulateur 2 Le déplacement du tiroir régulateur 2 vers le côté arrivée est limité par une bague d'arrêt 40 Sur le pourtour de l'enve- loppe du cône d'étranglement 3 sont ménagés des perçages d'étranglement 5 conduisant dans une chambre d'arrivée 6 du tiroir régulateur 2.A la figure 2, par contre, ces perçages d'étranglement sont ménagés sur le pourtour de la partie cylindrique terminant le cône d'étranglement 3 9 les dits perçages conduisant également dans la chambre d'arrivée 6 du tiroir régulateur 2. A l'extrémité de la chambre d'arrivée 6 sont ménagés des perçages 7 traversant radialement le tiroir régulateur 2 et débouchant dans un canal annulaire 80 Le canal annulaire 8 est disposé de préférence sur le pourtour extérieur du tiroir régulateur 2 et il conduit de là vers lwut 1ieateur par l'intermédiaire d'autres perçages radIaux 9 ménagés dans le corps 1 de la vanne régulatrice de débit. A la chambre d'arrivée 6 fait suite une chambre à ressort Il qui comnunique par l'intermédiaire d'une buse compensatrice 12 avec la chambre d'arrivée 6 et dans laquelle est disposé en mër.ae temps un ressort régulateur 13 prenant appui sur une paroi de séparation 14 du tiroir régulateur 2 La chambre d'arrivée 6 est séparée de la chambre à ressort li par la paroi de séparation 14 du tiroir régulateur 2, de sorte que, contrairement aux vannes régulatrices de débit connues, -le fluide est admis sur l'un des côtés fermés du tiroir régulateur et s'écoule de l'autre côté fermé.Sur le premier exemple de réalisation, une soupape limiteuse de pression non représentée fait suite, de manière connue, à la chambre à ressort ll Dans le corps 1 du tiroir régulateur 2 sont ménagés d'autres perçages lv, à travers lesquels l'excédent de fluide débité est dirigé dans le reflux. Le deuxième exemple de réalisation représenté à la figure 4 se distingue du premier exemple de réalisation en ce qu'il est rendu possible, grâce à une autre disposition des perçages 9 et 15 du tiroir régulateur 2 vers le canal annulaire 8, que le débit d'huile résiduel évacué à travers le perçage 15 devant le cône d'étranglement 3 puisse actionner un deuxième utilisateur indépendamment de la pression du premier utili sauteur. A cet effets le canal annulaire 8 de préférence rectangulaire, qui fait suite au perçage 7 du tiroir régulateur 2, est disposé de manière que le tiroir régulateur 2, en se déplaçant contre la force du ressort régulateur 13, ferme partiellement le perçage 9 pour le premier utilisateur. Il est ainsi assuré qu'unie pression supérieure puisse se former dans l'écoulement vers l'utilisateur du débit résiduel (perçage 15), laquelle n'exerce aucune influence sur le débit constant pour le premier utili sauteur. Sur cette disposition, une adaptation précise des écartements des perçages 9 et 15 par rapport au tiroir régulateur 2 et au canal annulaire 8 disposé dans ce dernier est nécessaire, ladite adaptation devant assurer que le perçage 9 pour l'utilisateur du débit constant ne soit que partiellement fermé Sur le premier exemple de réalisation, l'utilisation du débit d'huile résiduel n'est possible, du fait de la combInaison de la vanne régulatrice de débit avec une soupape limiteuse de pression, que jusqu'au niveau de la pression du premier utilisateur, étant donné quten cas d'alimentation en pression de l'utilisateur du débit résiduel au-dessus de la pression de l'utilisateur du débit constant, la pression est augmentée par le cone doétranglement, ce qui fait augmenter simultanément la différence de pression sur le cône d'étranglement, d'où s'ensuit une augmentation du débit constanto La vanne régulatrice du débit conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante l'huile de pression débitée par une pompe parvient dans une entrée H 1 de la vanne régulatrice de débit courant et de là sur le cône d'étranglement 3, ce qui a pour effet de dévier dans la plus large mesure les forces dynamiques produites. L'huile sous pression parvient à travers les perçages d'étranglement 5 ménagés sur le cône d'étranglement 3 dans la chambre d'arrivée 6 du tiroir régulateur 2 et de là à travers les perçages 7 dans le canal annulaire 8 communiquant à son tour avec les perçages 9 conduisant au raccordement H 2 de l'uti- lisateur. Le débit d'huile de la pompe ntest pas constant par suite ae la vitesse de commande variable du moteur On obtient par les perçages d'étranglement 5 ménagés sur le cône d'étranglement 3 qu'un débit d'huile approximativement constant coule vers l'utIlIsateur H 2. Si la vitesse de commande du moteur augmente, le débit de la pompe augmente et il se produit une pression accrue devant le cône d'étranglement 3.Cette augmentation de la pression a pour effet ae déplacer le tiroir régulateur 2 contre la force du ressort régulateur 13, les perçages 15 étant ainsi dégagés du côté arrivée, de sorte que l'excédent d'huile reflue par une sortie H 3 dans le réservolr de fluide de pression ou vers un deuxième utilisateur (deuxième exemple de réalisation). Si la pression dans la chambre à ressort Il (premier exemple de réalisation) dépasse une valeur admissible, une soupape limiteuse de pression non représentée ouvre, d'ou résulte une aé;harge ue pression, l'huile qui s'écoule refluant dans le reservoir Les avantages de la solution conforme à l'Invention consistent en ce que le cone d'étranglement conçu avantageusement permet un bon dosage du débit d'huile, l'influence des forces dynaniques étant en même temps éliminée dans la plus large mesure Le régime de réglage est stabilisé par la conformaticn hydrodynaminuement favorable du cône d'étranglement qui, en outre, est facile à fabriquer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation2 sans pour cela sortir du cadre de l'invention R E V E r; D I C A T I O N S 1") Vanne régulatrice de débit pour installations hydrauliques, destinée à etre vissée ou enfichée et divisant le débit arrivant d'une source de fluide sous pression en un débit constant et en un débit résiduel, le débit constant étant amené à un premier utilsateur, tandis que le débit résiduel alimente un deuxième utilisateur ou est conduit dans le reflux, la vanne régulatrice du débit étant constituée essentiellement dun corps, dans lequel est disposé un tiroir régulateur se déplaçant contre la force d'un ressort, et caractérisée en ce que le tiroir régulateur (2) possède du côté arrivée (H 1) une surface d'attaque fermée obtenue par un cône d'étranglement (3) fixé dans le tiroir régulateur (2), que le cône d'étranglement (3ì est muni de perçages d'étranglement (5) pour doser le fluide sous pression, que le fluide sous pression parvient à travers les perçages d'étranglement (5) dans la chambre d'arrivée (6) du tiroir régulateur (2), qu'à l'extrémité de la chambre d'arrivée (6) sont ménagés sur le tiroir régulateur (2) des perçages radiaux (7) débouchant dans un canal annulaire (M) communiquant par des perçages (9) avec le raccordement de l'utilisateur (H 2), que la chambre d'arrivée (6) est séparée par une paroi de séparation (14) de la chambre à ressort (Il), dans laquelle est disposé le ressort régulateur (13), que la chambre à ressort (11) communique toutefois avec la chambre à'arrivée (6), par l'intermédiaire d'une buse compensatrice (12), tandis que l'excédent de fluide de pression s'écoule à travers le raccordement du débit résiduel (H 3) 20) Vanne régulatrice de débit suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le cône d'étranglement (3) est collé ou vissé amans le tiroir régulateur (2). 3 ) Vanne régulatrice de débit suivant les revendications l et 2, caractérisée en ce que les perçages d'étranglement (5) sont disposés radialement à l'en- veloppe du cône d'étranglement (3) sjr son pourtour 40) Vanne régulatrice de débit suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les perçages d'étranglement (5) sont disposés radialement sur le pourtour de la partie cylindrique terminant le cône d'étran glement (3)0 50) Vanne régulatrice de débit suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le diamètre de la base du cône d'étranglement (3) est inférieur au diamètre extérieur du tiroir régulateur (25 afin d'obtenir une allure hydrodynamique favorable