Brevet FR2745386A1 — publié le 19970829

La présente invention concerne un dispositif de contrôle de débit de liquide. Elle s'applique en particulier au contrôle du débit d'huile de lubrification dans un circuit de lubrification d'un boîtier d'engrenages ou de roulements d'un ensemble de transmission pour machine-outil ou véhicule automobile. Un tel circuit de lubrification comprend généralement un dispositif de pompage d'huile raccordé, d'une part, à une partie basse du boîtier par un conduit amont d'aspiration, et d'autre part, à une partie haute du boîtier par un conduit aval de refoulement. L'huile refoulée est pulvérisée sur les organes contenus dans le boîtier au moyen d'air sous pression. Afin de s'assurer que la lubrification des organes du boîtier s'effectue correctement, un dispositif de contrôle de débit d'huile est raccordé au conduit d'aspiration entre la partie basse du boîtier et le dispositif de pompage. Le dispositif de contrôle doit pouvoir fonctionner dans des conditions évolutives et contraignantes résultant des variations importantes de température, de débit et de viscosité de l'huile, de la basse pression de l'huile traversant le dispositif de contrôle et du risque de substitution de l'huile par l'air en cas d'assèchement du boîtier. On connaît déjà dans l'état de la technique un dispositif de contrôle de débit d'huile de type électrique comprenant des moyens de mesure de la variation d'une grandeur électrique telle que la résistance d'un capteur disposé dans le flux d'huile, la tension aux bornes de ce capteur ou l'intensité traversant ce capteur. Ce type de dispositif électrique requiert le réglage délicat d'un seuil et s'avère mal adapté aux variations de température et à la basse pression de l'huile. On connaît également dans l'état de la technique un dispositif de contrôle de débit d'huile de type mécanique comprenant une bille déplaçable verticalement dans le flux d'huile, ce dernier s'opposant au poids de la bille. Ce type de dispositif mécanique a pour inconvénient des risques de coincement de la bille et des pertes de charge importantes. De plus, le déplacement de la bille est lié aux variations du débit d'huile. On notera par ailleurs que les dispositifs de contrôle de débit classiques, de type électrique ou mécanique, ne permettent pas de déceler la substitution de l'huile par l'air car cette substitution ne modifie pas suffisamment leur fonctionnement. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus et de proposer un dispositif de contrôle de débit de liquide très fiable et peu coûteux. A cet effet l'invention a pour objet un dispositif de contrôle de débit de liquide dans un conduit reliant un niveau bas amont à un niveau haut aval d'un circuit hydraulique, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de contrôle raccordée en dérivation au conduit du circuit hydraulique, dans laquelle est logé un flotteur susceptible de flotter sur le liquide et de se déplacer, sous l'effet de la poussée d'Archimède exercée par le liquide sur le flotteur, entre une position basse de débit nul, vers laquelle le flotteur est sollicité par gravité, et une position haute de débit normal, et en ce qu'il comprend des moyens de détection de la position haute du flotteur. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - les moyens de détection comprennent une cible portée par le flotteur et un détecteur, disposé à l'extérieur de la chambre de contrôle, destiné à détecter la cible lorsque le flotteur est en position haute - la cible est portée par une extrémité supérieure du flotteur, la position haute de ce flotteur étant définie par le contact de la cible avec une paroi supérieure de la chambre, séparant l'intérieur et l'extérieur de cette chambre, le détecteur étant disposé sur la paroi supérieure de la chambre - la cible est métallique, le détecteur étant du type à champ magnétique et la chambre de contrôle étant ménagée dans un corps en matériau amagnétique - le détecteur est relié à des moyens d'indication de l'état du débit - les moyens d'indication comprennent un voyant lumineux - le dispositif comporte des moyens d'accès visuel à l'intérieur de la chambre permettant de voir la position du flotteur - les moyens d'accès visuels comprennent une paroi transparente délimitant, au moins en partie, la chambre de contrôle ; - le conduit et la chambre de contrôle ont des formes générales cylindriques et des axes sensiblement parallèles, de préférence sensiblement verticaux - le circuit hydraulique est un circuit d'huile de lubrification d'un boîtier contenant des organes mécaniques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un circuit hydraulique comportant un dispositif de contrôle de débit de liquide selon l'invention ; - les figures 2 à 5 sont des vues schématiques en coupe axiale du dispositif de contrôle représenté à la figure 1 dans différentes configurations de fonctionnement. On a représenté sur la figure 1 un boîtier 10, destiné par exemple à un ensemble de transmission pour machine-outil ou véhicule automobile, dans lequel sont logés des organes mécaniques 12 tels que des engrenages ou des roulements. On a également représenté sur la figure 1 un circuit hydraulique 14 de lubrification des organes 12 contenus dans le boîtier. Ce circuit 14 permet de faire circuler de l'huile de lubrification 16 entre les parties basse et haute du boîtier 10. De façon classique, le circuit de lubrification 14 comprend un dispositif 18 de pompage d'huile raccordé, d'une part, à la partie basse du boîtier 10 par un conduit amont 20 d'aspiration, et d'autre part, à la partie haute du boîtier 10 par un conduit aval 22 de refoulement. Un conduit 24 d'alimentation en air sous pression est également raccordé à la partie haute du boîtier 10 afin de pulvériser sur les organes 12 l'huile de lubrification refoulée par le conduit 22. L'intérieur du boîtier 12 communique avec l'extérieur au moyen d'une sortie d'air calibrée 25 agencée dans la partie supérieure de ce boîtier. Afin de s'assurer que la lubrification des organes 12 s'effectue correctement, un dispositif 26 de contrôle de débit d'huile est raccordé au conduit d'aspiration 20 entre deux tronçons amont 20A et aval 20B de ce conduit d'aspiration. En se référant aux figures 2 à 5, sur lesquelles le dispositif de contrôle 26 est montré plus en détail, on voit que ce dernier comprend un corps 28 fabriqué de préférence en matériau amagnétique, notamment en plastique transparent comme dans l'exemple illustré. Le corps 28 comporte un conduit de liaison 30 reliant entre eux les tronçons amont 20A et aval 20B du conduit d'aspiration 20. Le corps 28 comprend également une chambre de contrôle 32 raccordée en dérivation au conduit de liaison 30. On notera donc que le conduit de liaison 30 et la chambre de contrôle 32 relient un niveau bas amont à un niveau haut aval du circuit hydraulique 14. De préférence, le conduit de liaison 30 et la chambre de contrôle 32 ont des formes générales cylindriques et des axes sensiblement parallèles, de préférence sensiblement verticaux. Un flotteur 34 est logé dans la chambre de contrôle 32. Ce flotteur est susceptible de flotter sur l'huile de lubrification et de se déplacer, sous l'effet de la poussée d'Archimède exercée par l'huile sur ce flotteur, entre une position basse de débit nul, vers laquelle le flotteur 34 est sollicité par gravité (voir figure 2), et une position haute de débit normal (voir figure 4). Le dispositif de contrôle 26 comprend en outre des moyens 36 de détection de la position haute du flotteur 34. Ces moyens 36 comprennent une cible 38 portée par le flotteur 34 et un détecteur 40, disposé à l'extérieur de la chambre de contrôle 32, destiné à détecter la cible 38 lorsque le flotteur 34 est en position haute. Dans l'exemple illustré, la cible 38 est métalli que et le détecteur 40 est du type classique à champ magnétique. De préférence, la cible 38 est portée par une extrémité supérieure du flotteur 34, la position haute de ce flotteur étant définie par le contact de la cible 38 avec la paroi supérieure 42 de la chambre 32 séparant l'intérieur et l'extérieur de cette chambre. Le détecteur 40 est disposé sur la paroi supérieure 42 de la chambre 32. Ainsi, le détecteur 40 est plaqué contre la surface externe de la paroi 42 et, lorsque le flotteur est dans sa position haute représentée à la figure 4, la cible 38 est en contact avec la surface interne de la paroi 42. On a également représenté sur les figures 2 à 5 des moyens 44 d'indication de l'état du débit d'huile reliés de façon connue en soi au détecteur 40. Ces moyens d'indication 44 comprennent par exemple un voyant lumineux. L'état des moyens d'indication est modifié selon que le détecteur 40 est activé ou désactivé par la présence ou l'absence de la cible au contact de la paroi 42. Le corps 28 étant en plastique transparent, les parois délimitant la chambre 32 sont transparentes et permettent l'accès visuel à l'intérieur de cette chambre pour voir la position du flotteur. En variante, le corps 28 peut être fabriqué dans un matériau opaque et être muni de moyens d'accès visuel à l'intérieur de la chambre 32 constitués par une paroi transparente délimitant partiellement cette chambre. Le fonctionnement du dispositif de contrôle 26 selon l'invention apparaîtra clairement à la lecture de la description de la séquence suivante. Initialement, les moyens de pompage 18 sont arrêtés et le circuit hydraulique 14 est au repos. Le conduit de liaison 30 et la chambre de contrôle 32 sont vides d'huile, si bien que le flotteur est dans sa position basse de débit nul telle que représentée sur la figure 2. On notera que dans cette position, l'extrémité inférieure du flotteur 34 est en appui contre la paroi inférieure 46 de la chambre 32. La cible 38 étant éloignée du détecteur 40, ce dernier est désactivé et le voyant 44 indique un débit d'huile nul. Lorsque les moyens d'aspiration 18 sont actionnés, le niveau d'huile de lubrification monte dans le canal 30 et la chambre de contrôle 32, en soulevant le flotteur 34, comme cela est représenté sur la figure 3. Puis, lorsque le débit d'huile normal est établi, le flotteur 34 atteint sa position haute, telle que représentée sur la figure 4, dans laquelle la cible 38 est en contact avec la paroi supérieure 42 de la chambre. Cette cible active le détecteur 40 et le voyant 44 indique l'état normal du débit d'huile. Si pour des raisons diverses, le boîtier 10 s'assèche (déficit d'huile) alors que les moyens de pompage 18 sont activés, un flux d'air remplace le flux d'huile. Dans ce cas, le flux d'air circule dans le conduit de liaison 30 et la chambre de contrôle 32 mais ne permet pas le soulèvement du flotteur 34 qui reste dans sa position basse, en appui contre la paroi inférieure 46 de la chambre, comme cela est représenté sur la figure 5. Le détecteur 40 est alors désactivé et le voyant 44 indique un débit d'huile nul correspondant à un défaut de lubrification des organes contenus dans le boîtier. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit précédemment et illustré sur les figures. En particulier, le dispositif de contrôle selon l'invention peut s'appliquer au contrôle d'un liquide quelconque autre que de l'huile de lubrification. L'invention présente de nombreux avantages. En particulier, le dispositif de contrôle selon l'invention ne nécessite aucun réglage. Du fait que la chambre de contrôle soit reliée en dérivation au conduit dans lequel circule le liquide contrôlé, le flux de liquide n'est pas perturbé par des pertes de charge ou des problèmes de capillarité. Le fonctionnement du dispositif de contrôle selon l'invention n'est pas perturbé par des variations importantes de température de débit ou de viscosité du liquide à contrôler. Dans le cas d'un circuit de lubrification, le dispositif de contrôle de débit permet de déceler la substitution de l'huile par l'air. L'invention permet de contrôler le débit de liquide aussi bien avec des moyens électriques (voyant lumineux, etc...) qu'avec des moyens visuels. Enfin, le dispositif de contrôle selon l'invention est peu coûteux en comparaison notamment avec les dispositifs de contrôle de débit classiques de type électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de débit de liquide dans un conduit (30) reliant un niveau bas amont à un niveau haut aval d'un circuit hydraulique (14), caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de contrôle (32) raccordée en dérivation au conduit (30) du circuit hydraulique, dans laquelle est logé un flotteur (34) susceptible de flotter sur le liquide et de se déplacer, sous l'effet de la poussée d'Archimède exercée par le liquide sur le flotteur (34), entre une position basse de débit nul, vers laquelle le flotteur (34) est sollicité par gravité, et une position haute de débit normal, et en ce qu'il comprend des moyens (36) de détection de la position haute du flotteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection (36) comprennent une cible (38) portée par le flotteur (34) et un détecteur (40), disposé à l'extérieur de la chambre de contrôle (32), destiné à détecter la cible (38) lorsque le flotteur (34) est en position haute. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cible (38) est portée par une extrémité supérieure du flotteur (34), la position haute de ce flotteur (34) étant définie par le contact de la cible (38) avec une paroi supérieure (42) de la chambre (32), séparant l'intérieur et l'extérieur de cette chambre (32), le détecteur (40) étant disposé sur la paroi supérieure de la chambre. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la cible (38) est métallique, le détecteur (40) étant du type à champ magnétique et la chambre de contrôle (32) étant ménagée dans un corps (28) en matériau amagnétique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce que le détecteur (40) est relié à des moyens (44) d'indication de l'état du débit. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'indication (44) comprennent un voyant lumineux. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'accès visuel à l'intérieur de la chambre (32) permettant de voir la position du flotteur (34). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'accès visuels comprennent une paroi transparente (42,46) délimitant, au moins en partie, la chambre de contrôle (32). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (30) et la chambre de contrôle (32) ont des formes générales cylindriques et des axes sensiblement parallèles, de préférence sensiblement verticaux. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit hydraulique (14) est un circuit d'huile de lubrification d'un boîtier (10) contenant des organes mécaniques (12).