Brevet FR2686651A1 — publié le 19930730

La présente invention concerne un dispositif de détection et de signalisation automatique d'une baisse d'un niveau de liquide dans une cuve de distribution, du type de celles utilisées pour assurer l'alimentation en huile d'un carter d'automobile. Les dispositifs connus de ce type sont, la plupart du temps, constitués d'une cuve de régulation alimentée à sa partie supérieure par un orifice relié à une canalisation en relation avec un réservoir d'huile, à l'intérieur de laquelle est disposé un flotteur dont la partie supérieure est pourvue d'un pointeau, qui lui permet d'obturer ledit orifice lorsqu'un niveau donné de liquide est atteint dans la cuve, cette dernière étant d'autre part reliée au réservoir dans lequel on souhaite maintenir un niveau constant. On a proposé un certain nombre de dispositifs de ce type qui assurent une régulation automatique du niveau de liquide en sortie de la cuve, et notamment à l'intérieur d'un carter de moteur. La plupart du temps les dispositifs de ce type ne comportent pas de moyens permettant de détecter et de signaler à l'utilisateur un manque d'huile à l'intérieur de la cuve de régulation. D'autre part les cuves de régulation du type précité possèdent l'inconvénient, lorsqu'elles sont montées sur des véhicules qui sont soumis à des dénivellations, de voir leur flotteur incliné par rapport à la verticale, si bien que le pointeau perd son efficacité et le fluide peut dès lors s'écouler librement. La présente invention a ainsi pour but de proposer un dispositif de détection et de signalisation qui, lorsque le niveau du liquide dans la cuve de régulation descend audessous d'un niveau prédéterminé, réalise la fermeture d'un contact électrique, cette fermeture pouvant ensuite, au moyen de tout système électrique et/ou électronique approprié, être transformé en un signal destiné à l'utilisateur. La présente invention a également pour but de proposer des moyens permettant, lorsqu'ils sont notamment utilisés sur un véhicule, de stopper le débit de liquide alimentant, à l'arrêt, la cuve de régulation lorsque celle-ci est inclinée par rapport à la verticale. La présente invention a ainsi pour objet un dispositif de détection et de signalisation pour un régulateur du niveau d'un liquide d'un moteur, comprenant une cuve comportant un premier orifice, ou orifice d'alimentation supérieur, relié à une conduite d'arrivée de liquide et un second orifice, ou orifice de sortie de liquide, cuve à l'intérieur de laquelle est disposé un élément monté flottant sur ledit liquide, de façon à se déplacer verticalement vers le haut ou vers le bas en fonction du niveau du liquide à l'intérieur de la cuve, cet élément étant pourvu, à sa partie supérieure, de moyens d'obturation destinés, lorsque le niveau du liquide à l'intérieur de la cuve atteint un niveau donné prédéterminé, à obturer le susdit orifice d'alimentation, caractérisé en ce que le fond de la cuve comprend, sous ledit élément flotteur, un premier élément conducteur du courant électrique relié à des moyens de connexion extérieurs à ladite cuve, et un second élément conducteur du courant électrique, isolé dudit premier élément, et qui est relié à des moyens de connexion extérieurs à la cuve, le second élément conducteur du courant électrique étant susceptible d'être appliqué sur le premier élément conducteur du courant électrique par le poids de l'élément flotteur lorsque le niveau du liquide dans la cuve descend en deçà d'une valeur de seuil prédéterminée. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention le premier élément conducteur du courant électrique est réglable en hauteur à l'intérieur de la cuve, ce qui permet de régler le seuil de détection à partir duquel le contact électrique est établi, par exemple en fonction de la densité du liquide dont on souhaite assurer la régulation de niveau. Dans une variante de l'invention le second élément conducteur du courant électrique est constitué d'une lame métallique déformable, qui vient en appui sur le premier élément conducteur, sous l'action du flotteur, lorsque le niveau de liquide à l'intérieur de la cuve baisse en deça d'un seuil prédéterminé. Dans une variante particulièrement intéressante de l'invention des moyens de sécurité sont disposés en amont du dispositif de détection, ces moyens comprenant un corps pourvu, à sa partie supérieure, d'un orifice d'arrivée de liquide relié à une conduite d'arrivée de liquide et, à sa partie inférieure, d'un orifice de sortie de liquide à l'intérieur duquel un clapet, symétrique par rapport à un plan vertical, est monté mobile.Le clapet est monté oscillant autour d'un axe horizontal, et est pourvu, à sa base, d'au oins deux logements disposés symétriquement par rapport audit plan de symétrie vertical et formant avec celui-ci un angle a, à l'intérieur desquels sont respectivement montés mobiles au moins deux éléments obturateurs, le poids et les dimensions de chaque élément obturateur et du clapet, le positionnement du centre de gravité de ce dernier, étant tels que, l'un des éléments obturateurs vient se loger dans le dit orifice de sortie lorsque ledit corps est incliné d'un angle au moins égal à l'angle a par rapport à la verticale, et que, l'élément obturateur étant logé dans ledit orifice de sortie, le clapet exerce sur l'élément obturateur une force de rappel telle qu'elle est suffisante pour extraire ledit élément obturateur de l'orifice de sortie lorsque ledit corps reprend une position sensiblement verticale. Dans un autre mode de mise en oeuvre particulièrement intéressant de la présente variante, les éléments obturateurs sont constitués de billes, préférablement des billes d'acier. Dans un autre mode de mise en oeuvre de la présente variante, le clapet est réalisé en une matière plastique résistant au liquide dont on veut contrôler le débit, et l'on règle l'importance du couple de rappel du clapet en jouant sur le positionnement du centre de gravité de celui-ci au moyen d'une masselotte métallique, notamment en plomb, sur laquelle le clapet est surmoulé, et dont on détermine le poids en fonction de l'importance du couple de rappel souhaité. Dans un autre mode de mise en oeuvre de l'invention des butées destinées à limiter angulairement l'amplitude susceptible d'être prise par le clapet sont prévues de part et d'autre du plan de symétrie dudit corps. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale et verticale d'un dispositif de régulation de niveau de liquide équipé du dispositif de détection et de signalisation suivant l'invention. La figure 2 est une vue partielle, en coupe longitudinale et verticale, du dispositif représenté sur la figure 1, suivant la ligne II-II de celle-ci. La figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de maintien de niveau d'huile d'un moteur, mettant en oeuvre le dispositif suivant la présente invention. Les figures 4 et 5 sont des vues partielles, en coupe longitudinale et verticale, du dispositif représenté sur les figures 1 et 2, pour deux positions différentes du flotteur. La figure 6 est un vue en coupe verticale d'une variante de mise en oeuvre de l'invention montrant des moyens de contrôle de l'alimentation en liquide de la cuve de régulation, ces moyens étant représentés en position d'ouverture. La figure 7 est une vue en coupe partielle des moyens de contrôle de la figure 6 représentés en position d'obturation. La figure 8 est une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un clapet conforme à l'invention. Sur les figures 1 à 5 on a représenté un appareil destiné à assurer le maintien, à une valeur donnée, d'un niveau d'huile dans un carter de moteur. Cet appareil est équipé d'un dispositif de détection et de signalisation de niveau suivant l'invention. L'appareil de maintien de niveau d'huile est essentiellement constitué d'une cuve cylindrique 1 d'axe longitudinal et vertical yy', pourvue, sur l'une de ses génératrices, d'un élément support 3, destiné à assurer son maintien. La cuve cylindrique 1 est fermée par un couvercle 5 qui est vissé à sa partie supérieure. Le couvercle 5 comporte un tube supérieur axial 7 sur lequel vient s'emmancher à force un tuyau d'alimentation en huile 9, et un tube event 10.La cuve 1 est pourvue, sensiblement à sa partie inférieure, d'un tube radial 11 sur lequel vient s'emmancher à force un tuyau 13, destiné à assurer la liaison de la cuve 1 avec un carter 15 d'un moteur dont on veut assurer la régulation du niveau d'huile. Le tube 7 est creusé de deux alésages concentriques successifs, à savoir un premier alésage de sortie 17 et un deuxième alésage d'entrée 19 de plus grand diamètre qui s'ouvre sur l'intérieur de la cuve 1, ces deux alésages étant réunis par une partie tronconique qui forme un siège de clapet 20. A l'intérieur de la cuve est disposé un flotteur 21 qui est pourvu, à sa partie supérieure, d'une tige de section hexagonale 23 terminée par un pointeau conique 25.Les dimensions de la section de la tige 23 sont telles qu'elles permettent un coulissement de celle-ci à l'intérieur de l'alésage 19, de façon à assurer un guidage longitudinal du flotteur 21. De façon connue (comme représenté sur la figure 3) l'huile en provenance d'un réservoir d'alimentation 26 arrive par le tuyau 9, puis par l'alésage 17 à l'intérieur de la cuve 1, en s'écoulant entre les parois internes de l'alésage 19 et la surface externe hexagonale de la tige 23, pour pénétrer dans la cuve 1. Au fur et à mesure de l'entrée de l'huile à l'intérieur de celle-ci, le flotteur 21 s'élève jusqu'à ce que, le niveau souhaité étant atteint, le pointeau 25 se trouve appliqué sur le siège de clapet 20, et obture l'alésage d'arrivée d'huile 19. Le fond 31 de la cuve 1 est percé d'un trou axial qui est traversé par un manchon isolant 33, à l'intérieur duquel est introduite une vis 35, en un matériau conducteur du courant électrique, dont la tête 37 est disposée en partie supérieure. La vis 35 est maintenue en position par un ensemble d'écrou et contre-écrou respectivement 38,38' disposés à l'intérieur et à l'extérieur de la cuve 1. Une barrette de connexion électrique 40 est fixée entre le manchon isolant 33 et le contre-écrou extérieur 38', et se trouve ainsi en liaison électrique avec la tête 37 de la vis 35. La paroi latérale de la cuve 1 est percée, sensiblement à sa base, d'un trou radial traversé par un second manchon isolant 42, lui-même traversé par une vis 44, en un matériau conducteur du courant électrique, cet ensemble étant maintenu par un écrou de fixation externe 46. Entre la paroi interne de la cuve 1 et la tête 45 de la vis 44 est interposée une lame métallique souple 48, qui est pliée de façon à s'étendre audessus de la vis 35. Une barrette de connexion électrique 49 est appliquée contre l'écrou 46 de fixation de la vis 44 par un autre écrou 47. Ainsi la lame métallique souple 48 est reliée électriquement à la barrette de connexion électrique 49. Dans ces conditions, comme représenté sur la figure 4, lorsque le niveau d'huile dans la cuve 1 est suffisant pour que le flotteur 21 ne soit pas en contact avec la lame souple 48, la résistance électrique existant entre les deux barrettes de connexion 40 et 49 est importante, puisque dépendant de la résistivité du liquide contenu dans la cuve, de l'huile dans le cas présent. Lorsque le niveau d'huile baisse dans la cuve, comme représenté sur la figure 5, le flotteur 21 descend et vient en appui contre la lame souple 48 qui, sous l'action du poids de celui-ci se déforme.Les caractéristiques mécaniques de la lame souple 48, ainsi que son angle de pliage a par rapport à la paroi latérale de la cuve 1, sont telles que la force de rappel susceptible d'être produite par la lame souple 48, au cours de sa déformation, est inférieure au poids du flotteur 21, si bien que, si le niveau de l'huile dans la cuve 1 continue à diminuer, le flotteur 21 applique, sous l'action de son propre poids, la lame métallique souple 48 en contact avec la tête 37 de la vis 35. Du même coup (figures 1 et 2) la résistance électrique existant entre les barrettes de connexion 40 et 49 devient quasiment nulle. Cette variation importante de résistance est ensuite mise à profit par des systèmes électriques et/ou électroniques de tout type connu pour la transformer en un signal d'alarme approprié. De façon à pouvoir régler le seuil de déclenchement du dispositif suivant l'invention, c'est-à-dire le niveau du liquide à partir duquel le contact électrique est établi entre les deux connecteurs 40 et 49, on peut régler en hauteur la vis 35 en la vissant ou en la dévissant plus ou moins. Bien entendu on pourrait utiliser, comme élément de contact inférieur, en remplacement de la vis 35, tout autre dispositif, éventuellement réglable en hauteur, de même que la lame métallique déformable 44 pourrait être remplacée par un élément conducteur rigide pourvu de moyens de rappel élastiques appropriés, constitués par exemple par un ressort de torsion. On pourrait également améliorer le guidage longitudinal du flotteur en prévoyant, à l'intérieur de la cuve 1, des nervures longitudinales. Sur les figures 6 à 8 on a représenté un mode de mise en oeuvre de l'invention permettant d'empêcher l'écoulement du liquide contrôlé par la cuve de régulation 1 lorsque celle-ci subit une inclinaison par rapport à la verticale. Le dispositif est constitué d'un corps 60, de forme cylindrique, d'axe diamétral uu' vertical. Le corps 60 comporte deux tubes diamétraux, à savoir un tube supérieur d'arrivée de liquide 62 et un tube inférieur de sortie de liquide 64, qui débouchent respectivement dans le corps 60 par des orifices 63 et 65.Ces tubes sont pourvus de moyens de fixation qui autorisent le raccordement du corps 60 dans le circuit d'alimentation en liquide de la cuve de régulation 1 c'est à dire entre la conduite d'arrivée de liquide 9 et l'orifice 19 de la cuve 1, et qui lui permettent de contrôler l'alimentation en liquide de celle-ci. Le centre O de la cuve 60 comporte un axe horizontal 66 qui supporte un clapet oscillant 68. Ce dernier, dans le présent mode de mise en oeuvre de l'invention, est en forme de secteur et se termine à sa base par un fond circulaire parallèle à celui du corps 60. Sa forme et son poids sont tels que son centre de gravité G est suffisamment bas pour lui permettre de conserver une position verticale, dans le plan du corps 60, quelle que soit l'inclinaison de ce dernier par rapport à la verticale. Le clapet 68 est creusé, à sa base de deux logements 70, de forme sensiblement semi-sphérique, dont les centres respectifs sont décalés de part et d'autre de l'axe uu' du corps 60 d'un angle a. Des billes, préférablement des billes d'acier 72 d'un diamètre légèrement inférieur à celui des logements 70 sont logées dans ces derniers. Lorsque, comme représenté sur la figure 7, l'inclinaison du corps 60 par rapport à la verticale atteint une valeur égale à 1' angle a, l'une des billes 72 vient se positionner sur l'orifice de sortie du liquide 65 et obture ce dernier, ce qui du même coup empêche le liquide de parvenir à la cuve 1. Dans cette position la bille 72 se trouve maintenue avec une force dépendant, notamment, de son propre diamètre et de celui de l'orifice 65, si bien que si l'inclinaison du corps 60, par rapport à la verticale, continue à augmenter l'obturation dudit orifice 65 se trouve néanmoins maintenue. La distance b séparant la partie inférieure circulaire du clapet 68 du fond circulaire du corps 60 est telle qu'elle permette aux billes 72, de rester prisonnières de leurs logements respectifs 70, même lorsqu'elles sont engagées sur l'orifice 65, tout en permettant au clapet 68 de se déplacer quasiment sans frottement sur le fond du corps 60. Lorsque le corps 60 reprend sa position verticale, le clapet 68, sous l'action de son propre poids, exerce sur la bille 72 encastrée dans l'orifice de sortie 65, une force de rappel tendant à l'extraire de celui-ci. Cette force de rappel sera déterminée en jouant notamment sur le poids du clapet 68, les diamètres des billes 72 et de l'orifice 65. Comme représenté sur la figure 8 on pourra facilement régler le poids du clapet 68, et donc la force de rappel exercée par celui-ci sur les billes 72, en le réalisant en un matériau plastique que l'on vient surmouler autour d'une masselotte métallique 80. Des nervures 82 prévues symétriquement sur le fond du corps 60 permettent de limiter angulairement l'amplitude prise par le clapet 68. REVEND ICAT IONS 1.- Dispositif de détection et de signalisation pour régulateur du niveau d'un liquide d'un moteur, comprenant une cuve (1) comportant un premier orifice (19), ou orifice d'alimentation supérieur, relié à une conduite d'arrivée de liquide (9), et un second orifice (12), ou orifice de sortie de liquide, cuve à l'intérieur de laquelle est disposé un élément (21) monté flottant sur ledit liquide, de façon à se déplacer verticalement vers le haut ou vers le bas en fonction du niveau du liquide à l'intérieur de la cuve (1), cet élément (21) étant pourvu, à sa partie supérieure, de moyens d'obturation (25) destinés, lorsque le niveau du liquide à l'intérieur de la cuve (1) atteint un niveau donné prédéterminé, à obturer le susdit orifice d'alimentation (19), caractérisé en ce que le fond (31) de la cuve (1) comprend, sous ledit élément flotteur (21), un premier élément conducteur du courant électrique (35) relié à des moyens de connexion (40) extérieurs à ladite cuve (1), et un second élément conducteur du courant électrique (48), isolé dudit premier élément (35), et qui est relié à des moyens de connexion (49) extérieurs à ladite cuve (1), le second élément conducteur du courant électrique (48) étant susceptible d'être appliqué sur le premier élément conducteur du courant électrique (35) par le poids de l'élément flotteur (21) lorsque le niveau du liquide dans la cuve (1) descend en deçà d'une valeur de seuil prédéterminée. 2.- Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le premier élément conducteur du courant électrique (35) est réglable suivant l'axe longitudinal (yy') de la cuve (1). 3.- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que ledit premier élément conducteur du courant électrique est constitué d'une vis (35) disposée suivant l'axe longitudinal (yy') de la cuve (1), qui est vissée sur le fond (31) de ladite cuve (1). 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le second élément conducteur électrique (48) est constitué d'une lame métallique déformable, disposée entre ledit premier élément conducteur (35) et ledit élément flotteur (21). 5.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins un des susdits éléments conducteurs (35,44) est fixé sur la cuve (1) par l'intermédiaire d'un élément isolant (33,42). 6.- Dispositif suivant la revendication 5 caractérisé en ce que l'élément isolant est constitué d'un manchon (33,42). 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la cuve (1) comporte, sur sa face interne, des nervures longitudinales entre lesquelles l'élément flotteur (21) est monté coulissant. 8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un corps (60), pourvu à sa partie supérieure d'un orifice d'arrivée de liquide (63) relié à la conduite d'arrivée de liquide (9) et, à sa partie inférieure, d'un orifice de sortie de liquide (65) relié audit premier orifice (19), à l'intérieur duquel un clapet (68), symétrique par rapport à un plan vertical, est monté mobile, caractérisé en ce que le clapet (68) est monté oscillant autour d'un axe horizontal (66), et est pourvu, à sa base, d'au moins deux logements (70), disposés symétriquement par rapport audit plan de symétrie vertical et formant avec celuici un angle (a), à l'intérieur desquels sont respectivements montés mobiles au moins deux éléments obturateurs (72), le poids et les dimensions de chaque élément obturateur (72) et du clapet (68), le positionnement du centre de gravité (G) de ce dernier, étant tels que, l'un des éléments obturateurs (72) vient se loger dans le dit orifice de sortie (65) lorsque ledit corps (60) est incliné d'un angle au moins égal à l'angle (a) par rapport à la verticale, et que, l'élément obturateur (72) étant logé dans ledit orifice de sortie (65), le clapet (68) exerce sur ledit élément obturateur (72) une force de rappel telle qu'elle est suffisante pour extraire celui-ci de l'orifice de sortie (65) lorsque ledit corps (60) reprend une position sensiblement verticale. 9.- Dispositif suivant la revendication 8 caractérisé en ce que les éléments obturateurs sont constitués de billes (72), notamment des billes d'acier. 10.- Dispositif suivant l'une des revendications 8 et 9 caractérisé en ce que le clapet (68) est réalisé en une matière plastique résistant au liquide dont on veut contrôler le débit, ledit clapet (68) comportant une masselotte métallique (80), notamment en plomb, sur laquelle le clapet (68) est surmoulé, le poids de ladite masselotte (80) étant fonction de l'importance du couple de rappel souhaité. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que des butées (82) de limitation angulaire de l'amplitude susceptible d'être prise par le clapet (68) sont disposées de part et d'autre du plan de symétrie du corps (60).