Brevet FR2225747A1 — publié le 19741108

La présente invention se rapporte à un dispositif qui a pour r81e de con trôner la présence d'un liquide dans un milieu déterminé, pour constituer en pratique et en particulier, un indicateur de niveau. On peut utiliser le dispositif dans tous les cas où le niveau d'un liquide peut varier et où il faut contrôleur le niveau instantané, et où en particulier il faut signaler la diminution ou l'augmentation du niveau par rapport à une position déterminée, même si celle-ci n?est pas parfaitement exacte. En particulier, on peut utiliser ce dispositif dans des machines où l'on doit contrôler la présence d'un liquide lubrifiant ou bien où l'on doit signaler l'abaissement éventuel du niveau du lubrifiant au-dessous d'une certaine limite. L'invention a pour but la réalisation d'un dispositif conçu pour avoir une grande simplicité structurale, pour qu'on puisse contrler facilement sont fonctionnement, pour fonctionner dans des conditions de sécurité grâce au fait qu'un défaut du dispositif signalé pour pouvoir fonctionner même en l'absence de pompe de circulation et donc même en l'absence de pression dans le liquide à contrôler. Le dispositif a également pour r81e de signaler une augmentation de température du liquide sous contrôle, indépendamment du niveau qu'il peut atteindre. Essentiellement, le dispositif comprend un élément indicateur d'un seuil de température et, en son voisinage, une résistance électrique ou d'autres moyens de dégager de la chaleur. Dans des conditions de présence du liquide à débit plus ou moins grand dans l'espace ou volumedans lequel se trouvent les deux éléments composants ou, en tout cas, dans un espace ou dans le liquide est capable de dissiper la chaleur engendrée, on obtient une dispersion de chaleur suffisante pour empêcher l'élément indicateur de fonctionner ; en l'absence de liquide dans ledit espace, il y a une dissipation de chaleur moins forte et donc une augmentation de température dans l'organe dégageant de la chaleur, ce qui entrain une signalisation par l'élément indicateur. En pratique, on peut prévoir, comme organe dégageant de la chaleur, une résistance électrique, tandis que, comme indicateur d'un seuil de température, on peut utiliser une thermistance (c'est-à-dire un semi-conducteur dont les conductions de conductibilité dépendent du dépassement d'une température déterminée) ou bien un élément à déformations brusques, tel qu'un disque bombé, déjà utilisé comme dispositif de protection des moteurs dont la courbure se modifie presque instantanément lorsqu'il passe par une valeur déterminée de la température. Selon une autre variante de réalisation, l'élément indicateur et l'organe dégageant de la chaleur peuvent être constitués par un même mécanisme, tel qu'un élément bimétallique ou un organe analogue qui se déforme au chauffage et provoque la signalisation par ouverture d'un circuit ou par une modification quelconque d'un circuit, si la température propre dudit mécanisme augmente (au delà d'une limite prédéterminée) en raison de l'absence de liquide dans le milieu dans lequel se trouve ce mécanisme et donc d'une réduction des possibilités dudit: mécanisme de dissiper la chaleur vers le milieu qui l'entoure. On peut utiliser un dispositif de ce genre pour contrôler la présence ou le niveau atteint par un lubrifiant dans une machine, par exemple pour contrôler le niveau dans le carter ou bien dans une chambre communiquant avec le puisard dans lequel s'accumule le lubrifiant par projection centrifuge à l'extrémité d'un vilbrequin ou d'une autre pièce. La présence d'un liquide, tel que le lubrifiant, surchauffé par rapport aux conditions de régime peut être signalée par le meme dispositif qui aura alors également pour rôle de contrôler la température du lubrifiant ou autre liquide. La présence de saletés éventuelles ou d'autres dépôts pouvant gêner la dissipation de chaleur par l'intermédiaire du liquide provoque une signalisation dans des conditions de sécurité pour la machine ou pour un autre mécanisme maintenu sous la protection du dispositif en question. L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée de certains de ses modes de mise en oeuvre pris à titre illustratif et sans caract & re limitatif qui va en etre faite à l'aide des dessins annexés sur lesquels les figures 1 et 2 représentent deux modes de mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention, suivant une coupe axiale d'un vilbrequin la figure 3 représente en coupe transversale un autre mode de mise en oeuvre du dispositif les figures 4, 5A-5B, 6A-6B et 7 représentent quatre modes de réalisation de la partie du dispositif délimitant le volume destiné au liquide, avec un élément thermosensible et une résistance indépendants la figure 8 représente un mode de réalisation avec un élément thermosensible déformable la figure 9 représente une variante de réalisation dans laquelle l'élément thermosensible déformable est également parcouru par le courant et est par suite le siège du chauffage. Sur les figures annexées, en se référant d'abord à la figure 1, la référence 1 désigne un carter d'une machine comprenant au moins un cylindre et le piston correspondant, le cylindre étant désigné par la référence 1A et le piston par la référence 3 ; la référence 5 désigne la bielle commandée par l'intermédiaire d'un escentrique 7A collé sur l'arbre 7 ; on peut prévoir sur l'arbre 7 un plus grand nombre d'ensembles cylindre-piston et d'excentriques plus complexes. pour supporter l'arbre à l'une de ses extrémités, il est prévu un organe 9 rapporté sur le bati 1, ledit organe formant de façon classique, un support 9 A pour le-coussinet 11 de l'arbre 7 ; le support 9A a la forme d'une console profilée pour constituer au niveau de l'extrémité de l'arbre un puisard 13 entre l'organe 9 et le support 9A lui-meme.Sur l'arbre 7 est monté un disque profilé 15 dont la périphérie 15A vient se placer au niveau de ltem- bouchure du puisard 13 et projette le lubrifiant le long de la paroi intérieure 9B de l'organe 9, en le faisant se rassembler dans le puisard 13 ; le lubrifiant est prélever du fond du carter 1 où il se rassemble. De façon classique, l'huile passe, par l'intermédiaire d'une conduite axiale 17 de l'arbre 7 et de raccords radiaux 19, 19A, du puisard 13 aux surfaces des supports de l'arbre et des excentriques à lubrifier. L'organe 9 forme au moyen d'une saillie 9C un volume 21 qui comme on le voit sur le dessin est mis en communication avec le puisard 13, par deux alésages 23. Le volume 21 est isolé de l'extérieur par un élément rapporté 25 appliqué à l'aide d'un collier 27 et protégé par un coffret 29 pour constituer un systeme de support pour élément indicateur d'un seuil de température-(qui sera décrit ultérieurement et peut être réalisé de façon appropriée) et pour un organe dégageant de la chaleur. I1 est clair que le volume 21 est occupé par l'huile lubrifiante en permanence, tant que celle-ci est présente dans le puisard 13, tandis que le volume 21 se vide, lorsqu'il n'y a pas dans le puisard 13 suffisamment de lubrifiant pour alimenter la conduite axiale 17. Dans la variante de réalisation de la figure 2, un organe 109 rapporté sur le carter 101 de la machine constitue le support 109A du coussinet 111 de l'arbre coudé 107 ; un élément profilé 115 plongeant dans le fond du carter 101 projette le lubrifiant dans un puisard 113 formé par le support 109A et ce lubrifiant parvient, par un passage 131, dans une chambre 133 au niveau de l'extrémité de l'arbre 107, pour alimenter en lubrifiant la conduite axiale 117 de l'arbre 107. La chambre 133 communique, par des trous 123, avec un volume 121 formé dans un élément 121A rapporté sur l'organe 109 ; le volume 121 est fermé par un élément isolant 125 qui porte les connecteurs électriques destinés à l'élément indicateur et à l'organe dégageant la chaleur. Dans la variante de la figure 3, le carter 201 constitue par sa partie inférieure le réservoir ou cuve 201B recueillant l'huile lubrifiante ; cette cuve communique directement par des alésage 223 avec unvolume 221 formé par une saillie 201A du carter 201 ; le volume 221 est également fermé par un élément 225 qui porte l'élément indicateur et l'organe dégageant la chaleur ou en tout cas les installatipns indicatrices. Dans ce cas également, l'absence de lubrifiant dans la cuve 201A, ou l'abaissement du niveau de lubrifiant audessous d'une certaine limite, provoque le vidage de volume 221. Dans chacun des agencements précédents, on prévoit une installation de con trolle choisie parmi les types représentés sur les figures 4 à 9. On a représenté, sur les figures 4 à 7, des agencements fonctionnellement semblables entre eux et contenus dans un volume fonctionnellement équivalent aux volume 21, 121 ou 221, ce volume étant désigné par la référence 321, là où il est représenté. Sur les figures 6A, 6B, on a représenté également ltélé- ment 25 qui supporte des conducteurs isolés ; des conducteurs analogues, au nombre de trois, sont également représentés sur les figures 4 à 7. D'un conducteur commun partent une résistance 351 et un pOle d'une thermistance 353 contenue à l'intérieur de la spirale hélicoidale de la résistance 351 ; les extémités opposées des composants 351 et 353 sortent par des bornes indépendantes. Tant que le volume 321 (qui peut correspondre au volume 21, ou 121, ou 221) est rempli de liquide, la dissipation de chaleur dégagée par la résistance 351 maintient une température limitée telle que la température de la thermistance 353 ne dépasse pas un certain seuil. Lorsque, dans le volume 321 ou équivalent, il n'y a plus de liquide, la dissipation de chaleur seréduit à cause de la plus grande difficulté d'échange thermique dans l'air ; par suite la température de la résistance 351 augmente et par conséquent aussi la température de la ther mis tanche 353 ; cette dernière peut ainsi indiquer la situation anormale représentée par le vidage du volume 321. Alors que, sur les figures 4 à 6, la disposition du volume libre 321 correspond à celle des figures 1 à 3, selon la figure 7, le volume 321 est supposé inséré dans une conduite de circulation du liquide à contrôler, désignée par la référence 357, ou bien combiné à un réservoir d'air à volume variable qui est comprimé ou dilaté jusqu'au dit volume en fonction de la pression du fluide. Sur la figure 8, le volume 421 qui y est représenté contient la résistance 453 et un élément en forme de disque bombé 455, susceptible de se déformer brusquement lorsqu'une température déterminée pour laquelle il est étalonné est dépassée. Le disque 455 dépasse cette température lorsque le volume 421, qui n'est plus envahi par le liquide, s'échauffe davantage à cause de la moins grande dissipation de la chaleur dégagée par la résistance 453 ; la déformation brusque du disque peut provoquer d'une façon analogue à la thermistance, la fermeture ou l'ouverture d'un circuit ou, en tout cas, l'émission d'un signal. Selon la figure 9, le volume 521 contient un élément bimétallique 557 qui est soumis aux variations de température avec les critères indiqués ci-dessus, en fonction de la présence ou de l'absence de liquide dans le volume 521 ; la déformation de l'élément bimétallique, ou d'un autre composant de forme variable, en fonction de la température peut provoquer la modification d'un circuit ou, en tout cas l'émission d'un signal. Dans chacun des exemples des figures 4, 5B, 8, 9, le volume peut communiquer avec l'extérieur, ou bien encore etre fermé et contenir une substance de conductibilité thermique élevée ; dans ce cas, la dissipation de chaleur à lieu à travers la paroi de la capsule qui contient ladite substance et les organes décrits, et l'importance de la dissipation de chaleur est, ici aussi, diffé rente, selon que la capsule est ou non immergée dans un liquide. Dans le cas des figures 8 et 9, ladite substance doit être fluide (liquide), mais dans les autres cas elle peut être dans un état pâteux, pulvérulent ou autre. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ces modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. Un dispositif du type représenté permet un contrôle meme sans pression du liquide à contrôler, et donc sans pressostat. I1 est facile de contrôler de l'extérieur le bon état de la résistance éleb trique au moyen d'un témoin quelconque ou d'un autre système de contrôle du circuit. Un dispositif du type indiqué peut également permettre le contrôle de la température ; il peut par exemple produire un signal lorsqu'une températurelimite de sécurité de l'huile lubrifiante est dépassée. Ce signal, comme celui d'absence de lubrifiant dans le volume de contr8le, peut être utilisé pour interrompre le fonctionnement de la machine dans laquelle le dispositif est appliqué. Le dispositif fonctionne dans le sens de la sécurité, du fait qu'il engendre un signal d'alarme ou d'arrêt, meme dans le cas où la chambre est remplie de façon anormale de substances étrangères, comme de la saleté, des dép8ts accumulés déposés par le liquide,etc... On peut facilement contrler le bon état de la résistance au moyen d'un témoin ou d'un circuit agissant en interrompant éventuellement le fonctionnement, en cas de rupture de la résistance. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la présence de liquide, jouant en particulier le rôle d'indicateur de niveau, et d'indication de la surchauffe du liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un élément indicateur, indiquant qu'un seuil de température est atteint par un organe dégageant de la chaleur et capable d'être immergé dans le liquide ou de disperser de la chaleur lorsque le liquide est présent dans un volume déterminé de façon à empêcher l'augmentation de température de l'organe dégageant la chaleur et donc à empêcher la signalisation par l'élément indicateur, tandis qu'en l'absence de liquide dans ledit volume, il y a une dissipation de chaleur moins forte et donc une augmentation de température dans l'organe dégageant la chaleur, avec une signalisation corrélative par l'élément indicateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe dégageant la chaleur est une résistance électrique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément indicateur du dépassement d'un seuil de température est une thermistance ou un organe analogue, dont l'état de conductibilité et de blocage dépendent de la température atteinte. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément indicateur de dépassement de suil est un élément déformable sous l'effet de la température atteinte, tel qu'un disque bombé (du type déjà utilisé comme protecteur de moteur) dont la courbure se modifie presque instantanément au passage par une valeur de température déterminée. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément indicateur et l'organe dégageant la chaleur sont constitués par un m8me dispositif, tel qu'un élément bimétallique ou analogue qui se déforme sous l'effet de l'échauffement provoqué par la réductionde la capacité de dissipation de la chaleur et provoque la signalisation par ouverture d'un circuit ou en tout cas par modification d'un circuit. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que le volume contenant l'élément indicateur et l'organe dégageant la chaleur est envahi directement par le liquide à contrôler, 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que le volume contenant l'élément indicateur et l'organe dégageant la chaleur contient une matière thermiquement conductrice, par laquelle la chaleur est dissipée dans une mesure plus ou moins importante, selon la présence ou l'absence de liquide dans le volume qui l'entoure. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est appliqué au contrtle de'la présence ou du niveau atteint par un lubrifiant dans une machine. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est conçu pour indiquer une température supérieure à une certaine limite dans le liquide, tel qu'un lubrifiant, dans lequel l'élément thermosensible est immergé.