Brevet FR2565001A1 — publié le 19851129

4. 2565-001 DISPOSITIF DE REGULATION DE L'ALIMENTATION D'UN CIRCUIT HYDRAULIQUE EN FLUIDE SOUS PRESSION La présente invention concerne un dispositif de régulation.de l'a- limentation en fluide sous pression d'un circuit hydraulique, notamment un circuit hydraulique d'un système de servodirection à centre ouvert d'un véhicule automobile, et plus particulèrement un dispositif de régulation du type cemprenant un moyen de piston disposé à coulissement étanche dans un alésage d'un bottier et divisant celui-ci en une première chambre,reliée à la source de pression par un premier conduit,et une seconde chambre, re- liée à la source de pression par un deuxième conduit raccordé au premier conduit par une restriction et à un circuit hydraulique par une ligne d'a- limentation, un ressort, disposé dans la seconde chambre et sollicitant le moyen de piston dans la direction tendant à réduire le volume de la pre- mière chambre, et un moyen de clapet de décharge, couplé au moyen de pis- ton et actionnable, à l'encontre du ressort, pour sélectivement dériver une partie du fluide sous pression en provenance de la source de pression vers une bâche. Un dispositif de ce type est décrit dans le document US-A-2603065. Dans ce document, le dispositif de régulation en question est un régula- teur de débit permettant d'éviter les à-coups dans le circuit hydraulique aval dos aux variations de rotation du moteur thermique entraînant la pom- pe constituant la source de pression. Le moyen de clapet de décharge est actionné en fonction de la différentielle de pression statique entre la première et la seconde chambres qui est fonction du carré du débit du flui- de traversant la restriction, lequel débit est lui-même proportionnel à la vitesse du moteur d'entraînement de la pompe formant la source de pres- sion. Quoique un tel dispositif permette une régulation adéquate du dé- bit dans le circuit hydraulique d'utilisation, il demeure des cas de fi- gures o la pression délivrée au circuit hydraulique d'utilisation est élevée et o la vitesse de rotation de la pompe est également élevée, ce qui se traduit par une puissance consommée Pc importante (Pc étant le produit du débit par la pression), et le débit bi-passé par le disposi- tif de régulation de débit l'est en pure perte. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif de ré- gulation permettant de limiter à une valeur prédéterminée la puissance consommée et susceptible d'être adapté aisément sur la plupart des cir- cuits utilisateurs existants. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le moyen de clapet.de décharge.est disposé dans une troisième chambre du bottier, communiquant en.permanence avec la bêche et comportant-un siège.de clapet pour le moyen de clapet communiquant avec la ligne -dtalimentation.du cir- cuit hydraulique dtutilisation.- Avec un tel agencement, la puissance consommée maximale Pcmax.peut être déterminée en fonction uniquement du débit-de fluide délivré par la source.-de pression, indépendemment-de 'la pression' de ce dernier,:ce.qui permet d'adapter aisément le dispositif de régulation -aux différents cir- cuits hydrauliques utilisateurs. Selon un autre aspect de l'invention, le circuit hydraulique d'u- tilisation peut conserver un dispositif de régulation de débit et une cla- pet de décharge en surpression conventionnels. D'autres caractéristiques et.avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les;. - dessins annexés, sur lesquels: - La Figure 1 est une vue schématique d'un dispositifde limitation de puissance sur circuit hydraulique selon l'invention; et - La Figure 2 est un graphe Pression/Débit montrant le domaine d'utili- sation du circuit de la Figure 1 avec le dispositif de limitation de puissance selon l'invention. Comme représenté sur la Figure 1, le dispositif de limitation de puissance sur circuit hydraulique selon l'invention comprqnd un bottier, désigné généralement par la référence 1, comportant un conduit d'entrée 2 destiné à être relié à une source de pression 3 classiquement constituée par une pompe entraînée mécaniquement, par exemple par un système à pou- lieset à courroie, par le moteur thermique 4 d'un véhicule automobile. Dans le bottier 1, le conduit d'entrée 2 se subdivise en un premier con- duit intérieur 5 et en un second conduit intérieur 6 communiquant avec un conduit de sortie 7 destiné à être raccordé à une ligne d'alimentation 8 i d'un ircuit hydraulique d'utilisation, comme on le verra plus avant. Une res - triction calibrée (est ménagée dans la partie amont du second conduit 6, au voisinage du conduit d'entrée 2. Dans le bottier 1' est formé un alésage 10 -dans lequel est monté à coulissement étanche un piston ll qui divise ainsi l'alésage 10 en une première chambre 12 et une seconde chambre 13 séparées l'une de l'autre par le piston 11. Dans le boîtier 1 est, également formée, dans le prolon- gement de l'alésage 10, une troisième chambre 14 séparée de la première chambre 12 par une cloison 15 formée avec un alésage de diamètre réduit 16, _.3 _ coaxial à l'alésage 10. Coaxialement à l'alésage 16, la paroi de la troi- sième chambre 14 opposée à la cloison 15 est formée avec un siège de cla- pet 17 communiquant, par une branche de conduit 18,avec le conduit de sor- tie 7. Comme on le voit sur la Figure 1, la troisième chambre 14 communique en permanence avec un bache 19 tandis que la première chambre 12 communi- que en permanence avec le premier conduit intérieur 5, la seconde chambre 13 communiquant en permanence,via une branche de dérivation 6', avec le second conduit intérieur 6, en aval de la restriction 6. Dans la chambre 13 est disposé un ressort 20 sollicitant le piston 11 dans la direction vers la cloison 15. Une tige cylindrique 19, est montée à coulissement étanche dans l'alésage 16 de la cloison 15 et fait saillie d'une part dans la troisième chambre 14, et, d'autre part, dans la première chambre 12. La tige 16 coopère normalement en appui par ses extrémités respectives contre la face du piston 11 délimitant la première chambre 12 et, à l'opposé, contre une bille de clapet 21 guidée dans la troisième chambre 14 et sus- ceptible de coopérer avec le siège 17. De préférence, pour assurer une meilleure stabilité en fonctionnement du dispositif, les conduits 5 et 6 communiquent avec les chambres respectives 12 et 13 par des restrictions fixes 22 et 22'. Le piston 11 a une section efficace, la tige 19 a une section ef- ficace s et le siège de clapet 17 a une section efficace S. Selon un as- pect de l'invention, on a s En fonctionnement normal du circuit hydraulique d'utilisation, la source de pression 3 débite, au travers du bottier 1, un fluide sous pres- sion avec un débit Q. La pression régnant dans la première chambre 12 est 1]A (correspondant sensiblement à la pression nominale fournie par la source de pression 3) tandis que, dans la seconde chambre 13 règne, du fait de la restriction G, une pressionTIZ, sensiblement identique b la pres- sion régnant dans le conduit de sortie 7. Entre les pressionsTrA et jZ on a la relation: = ô t E 2 n? I)2 En régime normal, du fait du choix des surfaces effectives des diffé- rents éléments de l'équipage mobile du dispositif et de la raideur F du res- sort 20, la bille 21 est maintenue plaquée contre son siège 17 par la tige 3519 et le piston. 19 et le piston 1]. 6500 1 -4 - Le seuil d'ouverture de la bille 21 est défini par la relation: il2 s - ri Àf-2. E _)U? Zr = 11 (II) c'est à dire pour une pressionlTl telle que: ___ =,,,,, - De-cette façon, comme la puissance consomrée maximale.est Ocnou= 72x _ó(IV) on a doncm ÉC_& 92 - gÉ_ V (5s -4V Dans le diagramme 72- Q /de la Figure 2, cette puissance consom- - mée Pcmax est figurée par la courbe W. Si le circuit utilisateur est équi- pé classiquement d'un clapet de décharge de-surpression 30 fixant la va- leur IF 2max d'utilisation, la zone hadhurée au-dessous de la courbe W cor- respond au domaine d'utilisation avec le dispositif de limitation de puis- sance selon l'invention, alors que, sans ce dispositif de limitation de puissance, le domaine d'utilisation inclueraitégalement la portion de quadrilatère ANM au-dessus de la courbe W (le débit Qmax étant déterminé par la vitesse maximale du moteur 4 d'entralnement de la pompe 3). Sur le graphe de la Figure 2, le point A est défini pour chaque ty- pe de ciicuit d'utilisation. Par exemple, pour des systèmes de servodirec- tion de véhicules-automobiles, on peut adopter les valeurs suivantes: l. 12max = 80 bars, pour un débit Qmini de 5 litres/minute 2. 112max = 150 bars, pour un débit Q = 2,2 litres/minute, ou 3. ti2max = 60 bars, pour un.débit Q = 7 litres/minute En se référant de nouveau à la Figure l, le circuit d'utilisation C, par exemple un système de servodirection de véhicule automobile, com- prend une portion de circuit amont B raccordée au circuit 7 du dispositif de limitation de puissance selon l'invention, cette portion de circuit amont 8 incorporant un clapet de décharge de surpression 30 constitué classi- quement d'un clapet à bille 31 normalement maintenu fermé par un ressort taré 32 et susceptible de s'ouvrir, pour une valeur de pression dans le circuit 8 excédent un seuil déterminé i 2max, pour dériver le fluide sous pression vers la bâche 19. La portion de circuit amont 8 du circuit d'uti- lisation comprend en outre classiquement un dispositif régulateur de débit du type comprenant un piston étagé 41 formant tiroir de dérivation vers la bêche 19, pourvu d'un alésage central 42 muni d'une restriction d'entrée 43 et sollicité, dans la direction vers la fermeture du bi-pases par vers la bêche l9,/un ressort 44. De cette façon, le débit du fluide hy- draulique sous pression parvenant au système de servodirection C est un débit régulier q. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, elle ne s'en trouve pas limitée, mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparai- tront à l'homme de l'art. -6 REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation de l'alimentation d'un circuit hydrau- lique (C) en fluide sous pression -fourni par une source de pression (ó), comprehant: - un moyen de piston (11) disposé à coulissement étanche dans un alésage (10) d'un boltier (1)'.et divisant celui-ci en une première chambre (12) reliée à la source-de pression par un premier conduit (5) et une-secon- de chambre (13) reliée à la source de pression par un second conduit 6) raccordé au premier conduit par une restriction (6)-et au circuit hydrau- lique d'utilisation par une ligne d'alimentation 8), - un ressort (20), disposé dans la seconde ehambre (13) et sollicitant le moyen de piston (11) dans la direction tendant à réduire le volume de la première chambre (12); et - un moyen de clapet de décharge (21) couplé au moyen de piston (11) et actionnable, à l'encontre du ressort (20) pour dériver sélectivement une partie du fluide sous pression en provenance de la source de pression vers une bache (19), caractérisé en ce que le moyen de clapet de décharge (21) est disposé dans une troisième chambre (14) du bottier (1),communiquant en permanence avec-.la bache (19) et comportant un siège de clapet (17) pour le moyen de clapet (21) communiquant avec la ligne d'alimentation (.8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de clapet (21) est couplé au moyen de piston (11) par une tige (19), co- axiale à l'alésage (10), traversant à coulissement étanche une cloison (15) du bottier (1) séparant la première chambre (12) de la troisième chambre (14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le siè- ge de clapet (17) a une section (S) inférieure à la section () du moyen de piston (11). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, carac- térisé en ce que la tige (19) a une section (s) inférieure à celle (S) du siège de clapet (17). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que la ligne d'alimentation (8) comporte un clapet de décharge en surpression (30). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que la ligne d'alimentation (8) comporte une valve de régula- tion de débit (40).