Brevet FR3048273A1 — publié le 20170901

Dispositif de contrôle de débit hydraulique pour système d'alimentation de charges hydrauliques et système hydraulique incorporant un tel dispositif La présente invention concerne les systèmes hydrauliques pour véhicule automobile et concernent en particulier les systèmes hydrauliques destinés à l'élévation de la caisse du véhicule par rapport au sol, par exemple selon le type de roulage, ou à contrôler le niveau d'élévation de la caisse, notamment pour diminuer la pollution. Mais elle concerne également, de manière générale, les systèmes hydrauliques pour l'alimentation de charges hydrauliques pour d'autres applications. Les systèmes hydrauliques comportent généralement une pompe hydraulique qui alimente un actionneur, tel qu'un vérin hydraulique, lequel agit sur une charge. Sur la figure 1, on a représenté un système hydraulique 1 conventionnel destiné à agir simultanément sur plusieurs charges, ici par exemple au nombre de quatre. Un tel système comporte une pompe hydraulique 2 qui est raccordée à un réservoir de fluide hydraulique (non représenté) et qui communique avec des actionneurs 3, 4, 5 et 6, en l'espèce des vérins hydrauliques. Avec ce type de système, l'effort exercé sur chaque charge peut être différent en fonction de la résistance qu'elle exerce sur l'actionneur. Lorsqu'il s'agit de commander l'élévation d'un véhicule automobile, la caisse peut avoir une élévation différente à chaque roue, en fonction du poids Pl, P2, P3 ou P4 qu'elle exerce sur 1' actionneur. Ainsi, par exemple, on constate que lors de l'élévation de la caisse, sans charge sur le pont arrière, celle-ci s'élève principalement à l'arrière puis à l'avant. Le but de l'invention est donc de pallier cet inconvénient. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un dispositif de contrôle de débit hydraulique pour système 3048273 2 d'alimentation de charges hydrauliques en fluide hydraulique, comprenant un organe de réglage de débit. L'organe de réglage comporte un corps principal dans lequel sont pratiquées une entrée de fluide et des sorties d'alimentation des 5 charges, au moins un stator fixe par rapport au corps principal et un ensemble de rotors, montés dans le stator et délimitant avec le stator au moins une chambre de réglage de débit, chaque chambre étant adaptée pour le réglage du débit pour l'une des charges hydrauliques, et comprenant deux compartiments séparés de manière étanche et en 10 communication avec l'entrée et avec une sortie d'alimentation, les rotors étant montés sur un axe de rotation commun. On contrôle ainsi le débit hydraulique pour chaque charge en contrôlant le volume hydraulique délivré par chaque chambre de réglage de débit, à chaque actionneur. 15 En effet, la pression différentielle régnant dans les compartiments de chaque chambre des rotors provoque une rotation des rotors et une modification consécutive du volume de chaque compartiment et du volume délivré à chaque actionneur. Dans un mode de réalisation, le dispositif de contrôle de débit 20 hydraulique comprend deux rotors disposés de part et d'autre du corps principal, chaque rotor comprenant deux chambres de réglage de débit assurant le réglage de débit pour l'une des charges. Ainsi, lorsqu'il s'agit de contrôler l'élévation de la caisse d'un véhicule, chaque rotor contrôle l'élévation de la caisse au niveau de 25 l'essieu avant ou arrière. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque rotor comporte un pion radial en saillie et en appui étanche contre le stator, ledit pion délimitant lesdits compartiments. Le corps principal peut comporter, pour chaque rotor, une 30 première voie de mise en communication d'un premier compartiment avec l'entrée et une deuxième voie de mise en communication d'une face radialement interne du pion avec l'entrée. 3048273 3 Par exemple, la deuxième voie débouche dans une rainure annulaire pratiquée sur une face du corps principal, en regard de ladite face radialement interne du pion. On peut prévoir que chaque pion est doté d'un ressort 5 sollicitant le pion en appui contre le stator. Avantageusement, le pion comporte une extrémité radialement externe biseautée. L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un système hydraulique pour l'élévation d'une caisse de véhicule 10 automobile qui comporte un dispositif de contrôle tel que défini ci- dessus. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins 15 annexés sur lesquels : - la figure 1, dont il a déjà été fait mention, illustre la structure générale d'un système hydraulique conventionnel ; - la figure 2 illustre l'architecture générale d'un système hydraulique conforme à l'invention ; 20 - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de contrôle de débit hydraulique conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue de profil du dispositif de la figure 3 ; - les figures 5, 6, 7, 8, 9, et 10 sont de vues en coupe selon les lignes A-A, B-B, C-C, D-D, E-E, F-F, G-G et H-H, respectivement de 25 la figure 4 ; et - les figures 11 et 12 sont de vues en coupe selon les lignes G-G et H-H, respectivement de la figure 6. On se référera tout d'abord à la figure 2 qui illustre le principe général d'un système hydraulique conforme à l'invention, désigné par 30 la référence numérique générale 10. Comme on le voit, ce système 10 comporte une pompe 11 de fluide hydraulique, en l'espèce de l'huile, alimentée à partir d'un réservoir (non représenté) et qui alimente en fluide hydraulique quatre 3048273 4 charges hydrauliques 12, 13, 14 et 15 par l'intermédiaire de conduites telles que C. Dans l'exemple de réalisation envisagé, il s'agit d'un système hydraulique destiné à provoquer l'élévation et l'abaissement de la 5 caisse d'un véhicule automobile et, de manière générale, à contrôler la hauteur de la caisse par rapport aux roues du véhicule. Ainsi, les charges 12, 13, 14 et 15 sont constituées par des vérins hydrauliques. Ces vérins sont alimentés à partir d'une unique pompe. 10 Pour contrôler le débit hydraulique délivré à chaque vérin et le volume de fluide hydraulique qui leur est fourni, le système 10 est doté d'un dispositif de contrôle de débit 16 qui règle le volume de fluide hydraulique délivré à chaque vérin de manière à s'assurer que les hauteurs de caisse au niveau de chaque roue sont identiques. 15 En se référant aux figures 3 à 5, le dispositif de contrôle de débit hydraulique 16 comporte un corps principal 17, un stator 18 en deux parties, un ensemble de rotors 19 montés dans le stator, un axe de rotation commun 20 pour les rotors et deux couvercles 21 et 22 d' extrémité. 20 Dans l'exemple de réalisation décrit, le dispositif 16 est destiné à contrôler le débit de fluide hydraulique délivré aux vérins des quatre roues du véhicule, chaque rotor assurant le contrôle de débit pour deux vérins avant ou arrière. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention lorsque 25 chaque rotor assure le contrôle de débit pour l'un des vérins hydrauliques. Dans ce cas, on utilise quatre rotors dédiés chacun à un vérin hydraulique. Comme on le voit sur la figure 6, le corps principal est doté d'une voie E d'entrée de fluide hydraulique et de quatre sorties Si, S2, 30 S3 et S4. Intérieurement, il comporte des canaux 23 de distribution de fluide hydraulique comprenant une première voie 24 munie de deux orifices 25 d'extrémité qui communiquent avec les deux rotors 19 (pour deux chambres réglage) et une deuxième voie 26 qui comporte 3048273 5 également deux orifices d'extrémité 27 qui communiquent avec les deux rotors 19. Comme on le voit notamment sur les figures 9 et 10, chaque rotor 19 a une section en coupe transversale circulaire. Le stator 5 comporte, quant à lui, un logement interne de forme globalement ovale de sorte qu'il délimite avec un rotor correspondant deux chambres de réglage de débit hydraulique 28 et 29, d'une part, et 30 et 31, d'autre part (figures 9 et 10). Comme on le voit, chaque chambre comporte deux 10 compartiments tels que 32 et 33. Le rotor comporte à cet égard un ensemble de pions radiaux tels que 34 en appui étanche contre la surface périphérique interne du stator 18 de manière à séparer les deux compartiments 32 et 33. Comme on le voit, les pions 34 sont placés dans des logements 15 radiaux 35 et sont déplaçables radialement dans ces derniers. Les orifices de sortie 25 de la première voie 24 débouchent dans l'un des compartiments de la chambre 29 et 31 de réglage de débit des rotors respectifs tandis que les orifices de sortie 27 de la deuxième voie 26 communiquent avec l'un des compartiments de 20 l'autre chambre 28 et 30 de réglage de débit. Par ailleurs, les sorties S 1, S2, S3 et S4 communiquent avec l'autre compartiment des chambres 28, 29, 30 et 31. Par ailleurs, la première voie 24 comporte, de chaque côté, un troisième orifice 37 médian de sortie de fluide qui débouche dans une 25 rainure annulaire 38 pratiquée sur les grandes faces mutuellement opposées du corps principal, à l'endroit du logement 35 de réception des pions 34, du côté de la face radialement interne des pions, de manière à appliquer sur cette face la pression d'entrée du fluide hydraulique qui pousse le pion, vers l'extérieur, pour équilibrer la 30 pression. Ces rainures annulaires sont destinées à équilibrer la pression sur les pions. En outre, un ressort R (figures 9 et 10) sollicite les pions en appui contre le stator 18. 3048273 6 On notera que l'étanchéité entre les compartiments 32 et 33 est assurée dans les deux sens d'écoulement du fluide, c'est-à-dire lors de l'élévation des charges et lors de l'abaissement des charges. On voit par ailleurs sur les figures 9 et 10 que l'extrémité libre 5 des pions 34 est biseautée de sorte qu'environ 96% de la section active des pions est orientée vers l'entrée de fluide hydraulique. Par conséquent, la pression qui s'exerce sur l'extrémité biseautée est compensée par la pression du fluide présent dans le logement 35. C'est le ressort R qui assure alors l'étanchéité du pion contre la surface 10 intérieure du stator. Il a été constaté, pour cette application spécifique, que la force fournie par le ressort doit être d'environ 0,03 N pendant l'élévation. Par ailleurs, lorsque l'on abaisse la voiture, c'est la pression présente dans le deuxième compartiment 32 qui est supérieure à la pression présente dans le compartiment 33 en communication avec 15 l'entrée. Il a été constaté que le ressort doit dans ce cas, assurer une force de 0,4 N pour assurer l'étanchéité (pendant l'abaissement). Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Lorsqu'il s'agit d'élever la caisse du véhicule, la haute 20 pression disponible à l'entrée E est fournie dans les compartiments 33. La pression dans les compartiments 32 correspond à celle qui s'exerce sur chaque vérin par le châssis. Lorsque l'on souhaite soulever le châssis, la pression d'entrée est supérieure à la pression des vérins de sorte que la pression 25 différentielle régnant dans les compartiments 32 et 33 provoque un déplacement (une rotation) des rotors. Comme on le conçoit, les rotors étant solidaires de l'axe commun 20, la rotation de l'un des rotors provoque une rotation consécutive de l'autre rotor. On obtient, de la sorte, un volume identique de chaque compartiment, même si les 30 pressions des vérins sont différentes. On notera qu'il est possible de positionner sur l'axe des rotors un capteur de rotation afin de mesurer le volume de fluide hydraulique déplacé vers les vérins et contrôler de la sorte le niveau d'élévation du châssis. On notera par ailleurs que, dans l'exemple représenté, le 3048273 7 système comporte une unique pompe hydraulique. On ne sort pas du cadre de l'invention lorsque le système comporte plusieurs pompes, une pour chaque vérin. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle de débit hydraulique pour système d'alimentation de charges hydrauliques en fluide hydraulique, comprenant un organe (16) de réglage de débit, caractérisé en ce que l'organe de réglage (16) comporte un corps principal (17) dans lequel sont pratiquées une entrée (E) de fluide et des sorties (Si, S2, S3, S4) d'alimentation des charges, au moins un stator (18) fixe par rapport au corps principal (17) et un ensemble de rotors (19) montés dans le stator et délimitant avec le stator au moins une chambre (28, 29, 30, 31) de réglage de débit, chaque chambre étant adaptée pour le réglage du débit pour l'une des charges hydrauliques et comprenant deux compartiments (32, 33), séparés de manière étanche en communication avec l'entrée et avec une sortie, les rotors (19) étant montés sur un axe de rotation (20) commun. 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant deux rotors (19) disposés de part et d'autre du corps principal (17), chaque rotor comprenant deux chambres (28, 29, 30, 31) de réglage de débit assurant le réglage de débit pour l'une des charges. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, chaque rotor comprenant un pion (34) radial en saillie et en appui étanche contre le stator (18), ledit pion délimitant lesdits compartiments. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le corps comporte, pour chaque rotor, une voie (23) de mise en communication de l'un des compartiments avec l'entrée et une deuxième voie (26) de mise en communication d'une face radialement interne du pion de chaque avec l'entrée. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la deuxième voie débouche dans une rainure annulaire pratiquée sur une face du corps principal, en regard de ladite face radialement interne du pion, pour égaliser la pression. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel chaque pion (34) est doté d'un ressort sollicitant le pion en appui contre le stator. 3048273 9 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le pion comporte une extrémité radialement externe biseautée. 8. Système hydraulique pour l'élévation d'une caisse de 5 véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.