Brevet FR2614943A1 — publié le 19881110

La présente invention concerne un disposi- tif d'entraînement de ventilateur pour une installation de refroidissement, notamment pour véhicules de chemin de fer, o une roue de ventilateur est entraînée par un moteur hydraulique, qui reçoit un courant de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un conduit d'admission duquel dérive un conduit de by-pass dans lequel est branchée une valve de commande qui comporte un élément commandant l'écoulement du fluide sous pression dans le conduit de by-pass et dont la position est déterminée par la pression régnant dans une chambre de commande qui est influencée par une valve de pré-commande sensible à la température. Un tel dispositif d'entraînement de ventila- teur est connu d'après DE 32 22 851 Ci. A cet égard, à l'ai- de d'un capteur de température, la température du fluide à refroidir est mesurée et une valve de pré-commande est ac- tionnée en correspondance au moyen d'un électro-aimant. Cette valve agit sur la position d'un piston de commande qui détermine le débit de fluide sous pression passant dans le by-Tpass.-Indépendamment de ce débit, le moteur hydraulique et par conséquent la roue de ventilateur sont entraînés à une vitesse de rotation plus ou moins grande. - Souvent, il est souhaitable que le groupe de refroidissement à l'aide duquel le fluide à refroidir est refroidi soit pourvu d'un volet de radiateur ou ana- logue. Celui-ci sert à faire en sorte que le fluide à refroidir soit chauffé, quand le volet est fermé et quand la roue de ventilateur est immobile, aussi rapidement que possible à sa température de service, pour faire en sorte qu'ensuite, quand le volet est ouvert et quand la roue de ventilateur est entraînée, cette température de service soit maintenue aussi constante que possible. Il existe également la possibilité d'incorporer dans le circuit du fluide à refroidir ce qu'on appe.lle une valve de court- circuit qui détourne le fluide à refroidir du groupe de refroidissement tant que ce fluide n'a pas encore atteint sa température de service. Pour l'actionnement du volet de radiateur, et également de la valve de courtcircuit, il est nécessaire de prévoir des dispositifs hydrauliques d'actionnement additionnels. On utilise des cylindres hy- drauliques qui sont actionnés à l'aide de dispositifs de commande spéciaux et de construction coûteuse, par exemple des distributeurs sensibles à la température. Un objet de l'invention est de réduire les frais de fabrication concernant la commande de dispositifs hydrauliques d'actionnement additionnels. Le problème est résolu par le fait que, dans le cas d'un dispositif d'entraînement de ventilateur du type défini ci-dessus, la pression régnant dans la chambre de commande est utilisée pour la sollicitation de disposi- tifs hydrauliques d'actionnement additionnels, notamment d'un cylindre hydraulique. L'invention est basée sur la connaissance que, pour la commande de dispositifs hydrauliques d'ac- tionnement additionnels, par exemple d'un cylindre hydrau- lique, il n'est plus nécessaire de prévoir des distribu- teurs spéciaux ou analogues, mais qu'il est également possible de commander le cylindre hydraulique directement par le dispositif d'entrainement de ventilateur. Confor- mément à l'invention, on utilise dans ce but la pression régnant dans la chambre de commande du dispositif d'en- trainement de ventilateur, qui constitue un paramètre de mesure de la température du fluide à refroidir et qui peut pour cette raison être exploité pour la sollicitation du cylindre hydraulique. Il est ainsi possible par exemple d'intégrer le cylindre hydraulique dans le dispositif d'entraînement du ventilateur et de le relier directement à la chambre de commande. Selon une particularité du dispositif d'entraînement de ventilateur conforme à l'invention, il est prévu un raccord relié par l'intermédiaire d'un canal avec la chambre de commande, débouchant à l'extérieur et avec lequel peuvent être reliés par l'intermédiaire de conduits d'admission des dispositifs hydrauliques d'ac- tionnement additionnels. Avec cette forme de réalisation de l'invention, le cylindre hydraulique n'est pas intégré dans le dispositif d'entraînement de ventilateur mais il est réalisé sous la forme d'un composant séparé. Le cy- lindre hydraulique peut ainsi être installé indépendamment du dispositif d'entraînement de ventilateur. Pour une sollicitation du cylindre hydraulique avec la pression régnant dans la chambre de commande, il-est prévu sur le dispositif d'entraînement de ventilateur ledit raccord débouchant à l'extérieur. Par l'intermédiaire de conduits d'admission et de ce raccord, il est ensuite possible de relier le cylindre hydraulique à la chambre de commande. Selon encore une autre particularité du dispositif d'entraînement de ventilateur conforme à l'in- vention, le canal relie ensemble la chambre de commande et la valve de pré-commande. Le canal sert ainsi, d'une part, à la liaison de dispositifs hydrauliques d'actionne- ment additionnels-et, d'autre part, la liaison de la valve de commande et de la valve de pré-commande. La fabrication du dispositif d'entraînement de ventilateur conforme à l'invention est ainsi simplifiée. Il est avantageux, pour éviter des vibrations à l'intérieur du dispositif d'en- trainement de ventilateur, de prévoir un étranglement dans ce canal de liaison. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente sous la forme d'un schéma synoptique une installation de refroidissement pour laquelle est utilisé un dispositif d'entraînement de ventilateur conforme à l'invention, la Figure 2 représente en vue en perspec- tive schématique et en partie arrachée le dispositif d'entraînement de ventilateur utilisé sur la Figure 1, la Figure 3 est une vue en coupe longitu- dinale du dispositif d'entraînement de ventilateur de la Figure 2, la coupe étant faite selon la ligne III-III. Dans l'installation de refroidissement de la Figure 1, il est prévu un radiateur eau/air 1 compor- tant un système tubulaire, non-représenté, des collecteurs d'eau 2, 3 associés à celui-ci. Le radiateur 1 est associé à une roue de ventilateur 4, qui est entraînée par un moteur hydraulique 6 par l'intermédiaire d'un arbre 5. Le moteur hydraulique 6 est alimenté, par l'in- termédiaire d'un conduit d'admission 7, en huile hydrau- lique qui se trouve à une pression élevée HD produite par une pompe, nonreprésentée. Par l'intermédiaire d'un conduit de retour 8, l'huile hydraulique est canalisée, le cas échéant avec interposition d'un réservoir de stockage, jusqu'à la pompe non-représentée. Dans le con- duit de retour 8 règne une pression RD, qui est plus pe- tite que la pression HD régnant dans le conduit d'admis- sion 7. Le moteur hydraulique 6 est en outre relié à un conduit d'huile de fuite 9, sensiblement sans pression (LO) et qui débouche dans un réservoir de stockage 10. Du conduit d'admission 7 part un conduit de by-pass 11, qui est relié par l'intermédiaire d'une valve de commande 13 et d'un autre conduit de bypass 12, au conduit de retour 8. La valve de commande 13 contient un élément sollicité par ressort, qui commande le débit d'huile hydraulique passant dans les conduits de by-pass 11, 12. Par l'intermédiaire d'étranglements 21, 22, la valve de commande 13 est reliée à une. valve de pré-commande 14, qui établit, en fonction de la température, la position de l'élément commandant l'écoulement dans les conduits de by- pass 11, 12. Dans ce but, la valve de pré-commande 14 contient un électro- aimant de régulation 15, sollicité par ressort et qui est commandé par l'intermédiaire d'un conduc- teur 16 par un régulateur 17. Le régulateur 17 est relié, par l'intermédiaire de conducteurs de connexion 18, avec un capteur de température 19, qui est disposé à l'inté- rieur du collecteur d'eau 3 et qui mesure la température du fluide à refroidir par le radiateur 1. Un cylindre hydraulique 23 est relié par l'intermédiaire d'un conduit d'admission 20 avec le dispo- sitif d'entralnement de ventilateur décrit. Le conduit d'admission 20 est relié au conduit de liaison de la valve de pré-commande 13 avec la valve de pré-commande 14. Le cylindre hydraulique 23 contient un piston 24 sur le- quel est montée une tige 25 et qui est déplaçable par translation. Par le piston 24 sont crééecs dans le cylindre hydraulique 23 deux chambres de pression dont l'une est reliée au conduit d'admission 20 tandis que l'autre est reliée au conduit de retour 8 par l'intermédiaire d'un conduit 26. Le cylindre hydraulique 23 sert à l'actionne- ment par exemple d'un volet de radiateur, non-représenté, qui est disposé sur le côté du radiateur 1 qui est opposé à la roue de ventilateur 4 et qui peut être déplacé entre une position d'ouverture et une position de fermeture par le cylindre hydraulique 23. Sur la Figure 1, le dispositif d'entraine- ment de ventilateur est représenté sous la forme d'un composant séparé 29, qui est relié par l'intermédiaire du conduit d'admission 20 avec le cylindre hydraulique 23. Il est évident qu'également le cylindre hydraulique 23 peut être incorporé au dispositif d'entraînement de ventilateur. Lorsque la température du fluide à refroidir dans le radiateur 1 est encore relativement faible, la valve de commande 13 est alors amenée par la valve de pré- commande 14, à l'aide de l'électro-aimant de régulation , dans une position ouverte dans laquelle tout le cou- rant de fluide sous pression passe dans les conduits de by- pass 11, 12 de sorte que le moteur hydraulique 6 est im- mobile. Simultanément, le piston 24 du cylindre hydrau- lique 23 passe dans une position dans laquelle le volet de radiateur, non-représenté et disposé devant le radia- teur 1, est fermé, Dans cette condition de marche, la température du fluide à refroidir dans le radiateur 1 est très rapidement augmentée jusqu'à la température de service. Sous l'effet de l'augmentation de la tem- pérature du fluide à refroidir, l'écoulement passant dans les conduits de by-pass 11, 12 est réduit lentement par l'intermédiaire de la valve de pré-commande 14 et de la valve de commande 13. Il se produit ainsi une augmenta- tion de l'écoulement passant dans le moteur hydraulique 6, dont la vitesse de rotation croit jusqu'à une vitesse de service, pour laquelle la température de service du fluide à refroidir est atteinte et maintenue. Simultané- ment, le piston 24 du cylindre hydraulique 23 est trans- féré dans une position de sortie dans laquelle le volet associé au radiateur 1 est ouvert. Le radiateur 1 est traversé par l'air et le fluide à refroidir est refroidi en correspondance. Lorsque la température du fluide à refroi- dir dépasse la température de service, la valve de com- mande 13 est alors complètement fermée et le moteur hydrau- lique tourne à sa vitesse maximale. Alors la quantité d'air maximal possible est propulséepar la roue de venti- lateur 4 au travers du radiateur 1. Le dispositif d'entrainement de ventilateur des Figures 2 et 3 est constitué d'un carter 30 pourvu d'une bride, d'une partie de commande 31 et d'un électro- aimant 32. Les composants précités sont reliés entre eux, avec interposition de joints d'étanchéité 33, 34, 35, à l'aide de vis 36, 37. Le moteur de ventilateur 6 n'est pas représenté mais il peut cependant être fixé par l'in- termédiaire de trous 38 prévus dans la bride 30. Dans le carter 30 relié au moyen de la bride, il est prévu un trou 40 qui est relié par l'inter- médiaire d'une ouverture 41 avec le moteur hydraulique 6 d'une manière non-représentée. Le trou 40 est relié, d'une manière également nonreprésentée, avec le conduit d'admission 7. Une ouverture 42, dirigée vers le moteur hydraulique 6, est reliée par l'intermédiaire d'un canal annulaire 43 avec une ouverture 44 débouchant à l'extérieur et qui est reliée, d'une manière non-repré- sentée, avec le conduit de retour 8. La valve de commande 13 est constituée par un tiroir de distribution 51, qui est disposé de façon à coulisser dans l'alésage 40. Un ressort 54 s'appuyant contre la partie de commande 31, pousse le tiroir 51 jusque contre un anneau d'appui 50, disposé entre les ouvertures 41 et 42, par exemple un anneau de retenue du type Seeger. Le tiroir de distribution 51 est pourvu d'un trou de traversée dans lequel est vissée une vis 52 qui comporte un trou d'étranglement 53. La zone de l'alésage se trouvant sur la Figure 3 à droite du tiroir 51 a été désignée par la référence numérique 47 et elle repré- sente, comme cela sera précisé dans la suite, une chambre de commande. Dans la partie de commande 31, il est prévu un canal 60 qui est ouvert en direction de la chambre de commande 47. Dans le canal 60 est vissée une vis 61 pour- vue d'un trou d'étranglement 62. En outre, il est prévu dans la partie de commande 31 un trou dans lequel est vissé un insert en forme de douille 73. L'insert 73 forme un canal annulaire 66 dans lequel débouche le canal 60. En outre, le canal annulaire 66 est relié à un raccord 64 pourvu d'un trou fileté, débouchant à l'extérieur et qui est relié d'une manière non-représentée avec le con- duit d'admission 20. La valve de pré-commande 13 est dans.l'es- sentiel constituée par une aiguille de valve 70. Celle-ci est associée à un siège de valve 74 constitué par un in- sert 73. Par l'intermédiaire d'un trou transversal 63, l'aiguille de valve 70 est reliée au canal annulaire 66. Avec interposition d'une bille 71, il est prévu une tige 72 disposée coaxialement par rapport à l'aiguille de valve 70 et sert à actionner cette aiguille 70. La tige 72 est reliée, d'une manière non-représentée, avec l'ar- mature de l'électro-aimant 32 et elle fait ainsi partie de l'électro-aimant de régulation 15. Du côté de l'aiguille de valve 70,qui est opposé au canal annulaire 66, il est prévu dans la partie de commande 31 un trou dans lequel est vissée une vis 76 ou analogue. Contre la vis 76 s'appuie un ressort 75 qui pousse l'aiguille de valve 70 contre le siège 74. Le trou cité en dernier est relié par l'intermédiaire de canaux 65, 46 avec un trou 45, dans lequel est relié le conduit d'huile de fuite 9. Par l'intermédiaire d'un canal 80, le canal annulaire 66 est relié à une chambre annulaire 81 qui entoure la tige 72. Pour assurer l'étanchéité, l'insert 73 et la vis 76 sont pourvus de bagues d'étanchéité 82, 83. La force élastique avec laquelle l'aiguille de valve 70 est appliquée contre son siège 74 est réglable à l'aide de la vis 76. Cette vis 76 est recouverte de façon étanche à la poussière par un chapeau 84. Sur les Figures 2 et 3 est représenté le tiroir de distribution 51 de la valve de commande 13 dans une position d'application contre l'anneau d'appui 50, qui est établie à des températures élevées du fluide à refroidir. Le canal de by-pass reliant l'alésage 40 à l'ouverture 44, est fermé par le tiroir de'distribution 51. La pression de l'huile hydraulique dans l'alésage 40 et dans la chambre de commande 47 est la même. Dans la valve de pré-commande 14, l'aiguille 70 s'applique contre le siège 74 de sorte qu'il ne peut se produire aucune décharge d'huile hydraulique vers le conduit d'huile de fuite 9 par l'intermédiaire des canaux 65 et 46. Le cy- lindre hydraulique 23 est relié à la chambre de commande 47 par l'intermédiaire du canal 60, du trou transversal 63, du raccord 64 et du conduit d'admission 20. Sous l'ef- fet de la haute pression HD régnant dans la chambre de commande 47, et par conséquent dans la chambre de pres- sion de gauche, sur la Figure 1, du cylindre hydraulique 23, le piston 24 est poussé vers la droite, en opposition à la pression RD plus faible régnant dans le conduit de retour 8, jusque dans sa position de sortie. Le moteur hydraulique 6 tourne à la vitesse maximale et le volet associé au radiateur 1 est ouvert. Lorsque la température du fluide à refroi- dir diminue, cela est capté par le capteur de température 19. En fonction de la température mesurée, l'aiguille de valve 70 est ouverte par l'intermédiaire du régulateur 17 au moyen de la tige 72 de l'électroaimant 32. Maintenant de l'huile hydraulique peut se décharger en direction du conduit d'huile de fuite 9. La pression dans la chambre de commande 47 est ainsi diminuée. Le tiroir de distribu- tion 51 est déplacé vers la droite, en opposition à la force du ressort 54, dg telle sorte que de l'huile hydrau- lique provenant de l'alésage 40 puisse parvenir directe- ment à l'ouverture 44, c'est-à-dire en contournant le moteur hydraulique 6. Simultanément, par l'intermédiaire du raccord 64, la pression dans la chambre de gauche du cylindre hydraulique 23 est réduite de sorte que le piston 24 6 14943 sous l'effet de la pression RD régnant dans la chambre de droite du cylindre hydraulique 23, est transférée vers la gauche jusque dans une position de rentrée. La vitesse de rotation du moteur hydraulique 6 est réduite et le volet associé au radiateur 1 est fermé. En cas de panne du capteur de température 19, du régulateur 17 ou de l'électro-aimant de régulation , les ressorts 54 et 75 font passer le dispositif d'en- trainement de ventilateur dans une condition dans laquelle il se produit un refroidissement maximal du radiateur 1. On évite ainsi en toute sécurité une surchauffe du fluide à refroidir. Il est également possible de relier le con- duit 26 non avec le conduit de retour 8 mais avec le conduit d'huile de fuite 9. La position de retrait du piston 24 du cylindre hydraulique 23 peut alors être prise so.us la charge d'un ressort. Il est également possible, au lieu de commander le volet de radiateur précité avec le cylindre hydraulique 23, d'assurer par exemple sa commande à l'aide de ce qu'on appelle une valve de court- circuit, qui commande un by-pass de passage du fluide à refroidir pour contourner le radiateur 1. Le dispositif d'entraînement de ventilateur décrit, associé au volet de radiateur, peut être utilisé d'une manière particu- lièrement avantageuse pour le refroidissement de gros groupes diesel, par exemple dans des véhicules de chemin de fer. iI REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînement de ventilateur pour une installation de refroidissement, notamment pour véhicules de chemin de fer, o une roue de ventilateur est entraînée par un moteur hydraulique, qui reçoit un courant de fluide sous pression par l'intermédiaire d'un conduit d'admission duquel dérive un conduit de by-pass dans lequel est branchée une valve de commande qui comporte un élément commandant l'écoulement du fluide sous pression dans le conduit de by-pass etdont la position est détermi- née par la pression régnant dans une chambre de commande qui est influencée par une valve de pré-commande sensible à la température, caractérisé en ce que la pression régnant dans la chambre de commande (47) sert à la sollicitation de dispositifs hydrauliques d'actionnement additionnels, notamment d'un cylindre hydraulique (23). 2. Dispositif d'entraînement de ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un raccord (64) relié par l'intermédiaire d'un canal (60) avec la chambre de commande (47) et auquel peuvent être reliés les dispositifs hydrauliques d'actionnement additionnels. 3. Dispositif d'entraînement de ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le raccord (64) débouche à l'extérieur et est pourvu d'un trou fileté. 4. Dispositif d'entraînement de ventilateur selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est prévu un étranglement dans le canal (60). 5. Dispositif d'entraînement de ventilateur selon une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le-canal (60) relie l'une avec l'autre la cham- bre de commande (47) et la valve de pré-commande (14).