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BREVET D'INVENTION " Perfectionnements aux dispositifs, sensibles à des varia- tions de visoosité d'un fluide, dans des systèmes à oirou- lation de fluide ".
La présente invention se rapporte à des dispositifs, sensibles à des variations de viscosité d'un fluide, dans des systèmes à circulation de fluide, et elle a pour but d'obtenir un dispositif simple et efficace sensible à des variations de viscosité du fluide passant à travers ce dispositif.
Le dispositif suivant l'invention est caractérisé par une chambre, à travers laquelle on produit l'écoulement du fluide de telle sorte que la pression dans oette chambre soit fonc- tion de la viscosité du fluide, cette chambre comportant une paroi mobile en relation avec un dispositif sensible à des va- riations de pression, ainsi qu'un dispositif destiné à s'oppo- ser à un déplaoement de oette paroi dans un sens.
Dans un dispositif suivant l'invention, on fait passer le fluide successivement à travers deux orifices, dont l'un est
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constitué par un tube de friction, dont la résistance à l' écou- lement du fluide varie avec des variations dans la viscosité du fluide, et dont l'autre est constitué par un ajutage,dont la résistance à l'écoulement du fluide est sensiblementindépen- dante de la viscosité du fluide, ces orifioes étant disposés dans l'un ou l'autre ordre de succession.
Ilst prévu des moyem pour maintenir une perte de charge constante à travers le pre- mier orifice, et la pression du fluide entre les deux orifices ou la pression du fluide fourni au premier orifice, est appli- quée à un dispositif sensible à l'aotion de la pression, qui peut être un organe de distribution (tiroir-piston, valve ou analogue) ou un dispositif indicateur. La pression du fluide entre les deux orifioes, et aussi la pression du fluide fourni au premier orifice, est fonction de la viscosité du fluide, et l'organe de distribution ou le dispositif indicateur est actionné par des variations dans la viscosité du fluide.
Un tel dispositif , sensible à des variations de viscosité d'un fluide, peut être utilisé dans un système quelconque à circulation de fluide, dans lequel la viscosité du fluide doit être réglée, mais est particulièrement utile dans son ap- plication au système de graissage d'un moteur à combustion interne pour régler la visoosité du lubrifiant, et est égale- ment utile pour mesurer et indiquer directement la viscosité du fluide s'éooulant à tbravers le dispositif.
L'invention est déorite di-après de façon détaillée, en référence aux dessins ci-joints, dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation de coté d'un moteur d'automobile comportant un système de graissage suivant l'in- vention,
La fig. 2 est une vue partielle à échelle agrandie en coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1;
Les figs. 3, 4, et 6 sont des vues correspondant à la fig.2 montrant des tonnes de réalisation modifiées de l'invention.
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Le moteur à combustion interne 10 comprend un bac oolleo- teur d'huile 11, dont la partie avant est d'une profondeur inférieure à celle de la partie arrière. Une cloison vertioa- le 12 forme une poche ou puits 12a avec le fond courbe de la partie avant du bac collecteur d'huile, cette cloison 12 se terminant par une tablette inclinée 13 qui s'étend à peu près jusqu'à la paroi arrière du bao 11. Le bord inférieur de la cloison 12 vient en contact avec le fond du bao collecteur d'huile, mais n'assure pas un joint étanche au fluide avec ce fbnd. Un radiateur ou dispositif d'échange de température 14 est suspendu au fond du bac collecteur d'huile, au voisinage de l'extrémité avant de celui-ci.
Une conduite 15 va de la chambre, formée par la cloison 12 et la tablette 13, au radia- teur 14, et une conduite 16 va du radiateur à une boite cylin- drique 17, disposée dans le puits 12a. De oette boite cylindri- que 17, une conduite 18 va au coté d'aspiration d'urne pompe à huile 19, et une conduite 20 distribue de l'huile à partir de la pompe aux paliers. La boite oylindrique 17 comporte un ori- fice d'admission 21, communiquant aveo le puits 12a; un ti- roir-piston ou piston-valve 22, oomportant des pistons 23 et 24, est monté de façon à pouvoir ooulisser dans la boîte oylin- drique 17, pour commander l'écoulement d'huile dans la boîte 17 en passant par la conduite 16 et l'orifice 21.
Le tiroir- piston 22 est disposé de telle manière que, dans une position de celui-ci, le piston 24 ferme l'orifioe 25, par lequel la conduite 18 débouche dans la boite 17, aveo le piston 3 hors de ooinoidenoe avec l'orifice 21, tandis que pour une autre position du tiroir-piston le piston 23 ferme l'orifioe 21,avec le piston 24 hors de coïncidence avec l'orifice 25. Un ressort 26, disposé entre le piston 24 et le tampon creux 27 monté à l'extrémité de droite de la boite 17, tend à maintenir le ti- roir piston 22 dans la position représentée sur la fig. 2,avec le piston 23 prenant appui oontre les extrémités intérieures
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saillantes de vis 28, qui constituent des butées.
Une conduite de branchement 29 va de la conduite 20 à l'extrànité de gauche de la boîte cylindrique 17. Un pistm creux 30 est monté de façon à pouvoir coulisser dans la boite cylindrique 17, et la paroi latérale du piston comporte des orifices radiaux 31, qui communiquent avec une gorge ou rainu- re périphérique 32, ménagée dans la face extérieure de la pa- roi latérale du piston 30. La. position de ce piston 30 par rapport à la conduite 29 oonmande l'écoulement d'huile par cette conduite dans l'intérieur du piston. Le piston 30 com- porte un tube de friction 35, qui s'étend à travers le fond du piston et qui laisse passer de l'huile d'un cité du piston à l'autre.
Un ressort 36 est disposé entre le piston 30 et les vis de butée 28, ce ressort tendant à maintenir le pistai dans la position représentée sur la fig. 2 ,avec la rainure péri- phérique 32 complètement en coïncidence avec la conduite 29.
Un ajutage 37, ménagé dans la paroi de la boite cylindrique 17, constitue un orifice pour l'échappement d'huile à partir de l'espace, compris entre le piston 30 et le pistai 23 du tiroir-piston, dans le puits 12a; la vitesse d'écoulement à travers l'ajutage 37 est la même qu'à travers le tube de frio- tion 35.
Le tube de friction 35 est de dimensions telles que sa résistance à l'écoulement du fluide varie avec la viscosité du fluide, tandis que l'ajutage 37 est de dimensions telles que sa résistance à l'écoulement du fluide est sensiblement indépen- dante de la viscosité du fluide et,oomne il sera décrit oi- après, la perte de charge à travers le tube de friction 35 est maintenue sensiblement constante.
Comme- la perte de charge à travers le tube de friotion est maintenue constante,la vitesse d'écoulement à travers le tube de friction varie de facon inverse à la visoosité, et, comme la résistance de ldajutage 37 à l'écoulement du fluide dépend de la vitesse d'éooulement
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et est indépendante de la viscosité et, oomne la vitesse d'é- ooulement à travers l'ajutage 37 est la même qu'à travers le tube de friotion 35, la pression de l'huile, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est une mesure de la vi- tesse d'écoulement à travers le tube de friction 35 et est fonotion de la viscosité de l'huile.
Lorsque le moteur est au repos,les divers éléments se trouvent dans la'position représentée sur la fige 2. La rainu- re périphérique 32 est complètement en coïncidence avec la con- duite 29, et l'orifioe 21 est ouvert, tandis que l'orifice 25 est fermé, et toutes les chaires et espaces à l'intérieur de la boite cylindrique 17 sont remplis d'huile, Lors de la mise en marche du moteur, de l'huile est aspirée à l'intérieur par l'orifice 21 et est distribuée aux paliers. De l'huile est également refoulée par la.pompe, en passant par la conduite 29, dans le piston 30, et de oelui-oi, en passant par le tube de friotion 35 et l'ajutage 37, dans le puits 12a.
La pression accrue, annsi produite à la gauche du piston 30, tend à dépla- cer celui-ci vers la droite en surmontant la contre-pression, résultant de la résistance de l'ajutage 37 à l'éoouiement du fluide et de la pression du ressort 36. Ce déplacement du piston 30 vers la droite arrête l'épaulement d'huile à travers les orifices 31 et continue jusqu'à, ee que la différence en- tre les pressions sur les cotés opposés du piston, et par con- séquent la perte de charge à travers le tube de friction 35, est également à la résistance du ressort 36, et cette relation est maintenue pendant tout le fonotionnement par un mouvement régulateur du piston. 30 en avant et en arrière dans son cylin- dre. La perte de charge à travers le tube de friction 35 est ainsi maintenue sensiblement constante.
Lorsque l'huile est d'une viscosité élevée,comme oéest le cas lors de la mise en marche du moteur, la vitesse d'écoule- ment à travers le tube de friotion 35 est faible'en raison de la résistance élevée du tube de friction à l'écoulement d'hui-
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le de viscosité élevée, et par conséquent la centre-pression dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est efaible et est insuffisante pour surmonter la résistance exeroée par le ressort 26. Le piston 22 reste par conséquent dans la po- sition représentée sur la fig. 2, position pourlaquelle l'ori- fice 25 est fenné et l'orifice 21 est ouvert.
Pour oette posi- tion du piston, la dérivation passant par le radiateur 14 est fermée et l'huile est aspirée par la pompe uniquement à partir du puits 12a. Après une certaine période de fono- tionnement, l'huile est portée à une température plus élevée et devient par conséquent d'une viscosité plus faible. Par conséquent, par suite de la perte de charge constante à tra- vers le tube de friotion 35, la vitesse d'écoulement à travers ce tube augmente à mesure que la viscosité diminue.
Cet aoorois- sement dans la vitesse d'écoulement a pour résultat une con- tre-pression accrue dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, et le tiroir-piston 22 est repoussé vers la droite en surmontant l'action du ressort 26, en fermant ainsi par- tiellement l'orifice 21 et ouvrant partiellement l'orifice 25. Pour cette position du tiroir-piston, de l'huile est aspi- rée à travers le radiateur 14ainsi que directementà partir du puits 12a, et le mélange ainsi formé est envoyé par la pom- pe aux paliers. L'addition d'huile froide tend à empêcher une diminution ultérieure de viscosité.
Le déplacement du ti- roir-piston 22 vers la droite continue jusqu'à ce que l'huile, envoyée aux paliers, possède la visoosité déterminée d'avanoe, ou jusqu'à ce que le piston 23 vient rencontrer l'extrémité intérieure saillante de la conduite 18, de façon que son dé- placement ultérieur est arrêté.
Aussitôt que l'huile atteint la viscosité déterminée d'avance, un déplacement ultérieur du tiroir-piston vers la droite cesse, et la proportion d'hui- le, aspirée par la pompe directement à partir du puits 12a, à l'huile, aspirée par la pompe en passant partie radiateur 14, reste constante
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Toute diminution dans la viscosité du lubrifiant,due à un changement de vitesse du moteur ou à une autre oause,est immédiatement oompensée par le déplacement du tiroir-piston
22 vers la droite, de façon à accroître l'écoulement d'huile par la dérivation passant par le radiateur 14, en tendant ainsi à augmenter la proportion d'huile refroidie dans le mé- lange.
Tout accroissement dans la viscosité de l'huile est compensé par un déplacement du tiroir-piston vers la gauche, de façon à diminuer l'écoulement d'huilepassant par le radiateur, en tendant ainsi à diminuer la proportion d'huile refroidie dans le mélange. Ce mouvement régulateur du ti- roir-piston 22 maintient l'huile à une viscosité déterminée d'avanoe.
La viscosité, à laquelle l'huile est maintenue,dépend du ressort 26. Ce ressort empêche tout mouvement du tiroir-pistcn 22 jusqu'au moment où la pression, exercée par l'huile contre le piston 23, dépasse la résistance du ressort, et déplace le tiroir-piston 22 vers la gauche dès que cette pression di- minue en dessous de la force du ressort 26 et, comme la pres- sion exercée sur le piston 23 est fonction de la viscosité de l'huile, le ressort 26 est calculé de façon à posséder la for- ce oonvenable pour assurer le maintien de l'huile à la visoo- sité désirée.
Si on le désire, il peut être prévu une conduite 38 allant de l'espace, compris entre les pistons 30 et 23, à un dispositif indicateur 39, sensible à des variations de pression, convena- blement gradué pour donner des lectures directes de la visoosi- té.
La pression de l'huile, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est directement appliquée sur l'indicateur 39 et comme la pression dans cet espace est fonotion de la vis- oosité de l'huile, on peut lire directement sur l'indicateur la viscosité de l'huile à un moment donné quelconque. En ou- tre, si on le désire, on peut utiliser l'indicateur 39 comme viscosimètre en supprimant complètement le piston 30 et
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en utilisant au lieu de oelui-oi une paroi d'extrémité feimée contre laquelle agit le ressort 36.
Dans la tonne de réalisation représentée sur la fig. 2, on peut, si on le désire, ne pas faire agir directement la pres- sion exercée par l'huile sur le piston 23. A ce piston 23 peut être relié un piston additionnel , qui le prolonge et sur le- quel agit la pression de l'huile. Dans oette variante,l'ajutage 37 est situé dans ce piston additionnel,de sorte que l'huile passe dans l'espace compris entre ce piston additionnel et le piston 23, oet espaoe comportant des orifices par lesquels l'huile peut s'écouler dans le puits 12a.
La variante représentée sur la fig. 3 comporte un tel piston additionnel 71 relié au piston 23 du tiroir-piston 22.
Toutefois, le piston 30 oomporte un ajutage 37, tandis que le piston additionnel 71 comporte un tube de friotion 35.Dans oette variante, une perte de charge constante est maintenue à travers l'ajutage 37. La vitesse d'écoulement du fluide à travers l'ajutage 37 est maintenue sensiblement oonstante, étant donné que la résistance de cet orifice à l'écoulement est sensiblement indépendante de la viscosité.
Comme la vites- se d'écoulement de l'huile à travers l'orifice 37 et le tube de friction 35 est la même, et comme la résistance du tube 35 à l'écoulement varie avec la viscosité , il s'ensuit que la pression, nécessaire pour l'éooulement d'huile à travers le tube 35, varie aveo la viscosité de l'huile. par conséquent,la contre-pression, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 71, est une mesure de la vitesse d'écoulement et est fonotim de la visoosité.
Le piston 71, aveo le piston 22, doit se dé- placer vers la droite, en surmontant l'action du ressort 26, lorsque la viscosité de l'huile augmente, et vers la gauche,sous l'action du ressort 26, lorsque la viscosité diminue,en ten- dant ainsi à maintenir constante la viscosité de l'huile four- nie aux paliers.
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Lorsque le moteur est au repos, les parties se trouvent dans la position représentée sur la fig. 3. Lorsque le moteur est mis en marohe, la viscosité de l'huile est élevée et par conséquent la contre-pressions résultant de la résistanoe du tube de friction 35,est élevée et le piston 71 est immé- diatement déplacé vers la droite defacon à ouvrir l'orifioe 21 et à fermer l'orifioe 25, de telle sorte que l'huile est aspirée par la pompe uniquement à partir du pusts 12a.
Lors- que la température de l'huile augmente et qui sa viscosité diminue, la pression sur le piston 71 diminue de façon oor- respondante et permet au ressort 26 de déplacer le tiroir piston 22 vers la gauche, en fermant ainsi partiellement l'orifice 21 et en ouvrant partiellement l'orifice 25 ; ce mou- vement oontinue jusqu'à ce que la visoosité désirée de l'huile soit obtenue, après quoi des changements dans la viscosité de l'huile sont compensés par un déplacement du tiroir-piston 22 vers la droite ou vers la gauche, de façon à modifier le rapport entre les quantités d'huile chaude et d'huile froide fournies à la pompe.
Dans la variante représentée sur la fig. 4, la conduite de branchement 29 communique avec l'extrémité de gauche de la boîte cylindrique 17, dans laquelle est monté de facon à pou- voir coulisser un piston creux 30, présentant une disposition opposée à celle de la forme de réalisation de la fig. 2. Des vis 28 et 28a servent de butées pour le pistai 30 et le ti- roir-piston 22. Le piston 30 comporte un tube de friotion 35, qui s'6tend à travers le fond du piston et qui laisse passer de l'huile d'un côté du piston. à l'autre ; un ressort 36 est disposé entre le piston 30 et la paroi d'extrémité de gauche 34 de la boite cylindrique 17.
Un ajutage 37, dans oette paroi d'extrémité 34, constitue un orifice pour l'échap- pement d'huile à partir de l'espace, oompris entre le piston 30 et la paroi d'extrémité 34, dans le puits 12a.
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Comne expliqué précédemment, la perte de charge à travers le tube de friction est maintenue constante par le mouvement régulateur du piston 30, et la pression de l'huile dans l'es- pace compris entre le tube de friction 35 et l'ajutage 37, est une mesure de la vitesse d'écoulement du fluide à travers le tube de friction 35 et est fonction de la viscosité de l'huile. Comme la perte de charge à travers le tube de fric- tion 35 est maintenue oonstante, la pression dans l'huile, dans l'espace compris entre les pistons 30 et 23, est de même fonotion de la viscosité de l'huile.
Dans oette variante ,la. viscosité de l'huile fournie aux paliers est maintenue uni- forme par un mouvement régulateur du tiroir-piston 22 sous l'action de variations de la pression dans l'espace compris entre le piston 30 et le piston 23 du tiroir-piston 22.
Le dispositif indicateur 39 , sensible à des variations de pression, peut être raccordé à cet espaoe par une conduite 38, de façon à être soumis à l'action de la pression dans l'huile entre le tube de friction 35 et l'ajutage 37, ou peut être raccordé par une conduite 33 à l'espace compris entre le piston 30 et la paroi d'extrémité 34 de la boite,pour être soumis à l'action de l'huile dans cet espaoe. L'indicateur de pression sera gradué de façon différente suivant celuide ces raccords qu'on emploie, étant donné que la pression de l'hui- le d'un oôté du piston 30 diffère de la pression de l'huile, sur l'autre coté du piston, d'une quantité égale à la perte de charge à travers le tube de friction 35.
Dans la variante représentée sur la figé 5, les oondui- tes 16 et 18 sont raccordées à une boîte 40, comportant une chemise oylindrique de revêtement 41, munie d'orifïoes 42 et 43 ooinoidant aveo les conduites 16 et 18, et d'un orifice 42a communiquant avec l'intérieur du puits 12a. Un tiroir-piston 44, avec des pistons 45 et 46, est monté de façon à pouvoir coulisser dans la chemise de revêtement 41 et sert à commander
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l' éooulement à l'intérieur et à partir de la chemise par les orifices 42 et 42a. Une enveloppe'47 s'étend à partir de l'ex- trémité de gauche de la boite 40 , et son extrémité de gauche est fermée par un tampon 48.
Un soufflet 59 est fixé à une extrémité à la face intérieure du tampon 48, et son autre ex- trémité est fermée par un fond 50. Le tampon 48 oomporte un orifice d'admission, commandé par une soupape 51, dont la ti- ge est portée par le fond 50. Un tube de friction 52 est sup- porté par le fond 50 et s'étend à travers celui-ci. Un corps cylindrique 53 entoure le soufflet 49 et supporte un ressort 54, qui porte contre le fend 50. Un second soufflet 55 est fixé à une extrémité au tampon 48 et est fermé à son autre ex- trémité par une plaque 56. Cette plaque est reliée par une ti- ge 57 au tiroir-piston 44 et oomporte un ajutage 58. L'envelop- pe 47 oomporte un orifice 59, et un ressort 60 est interposé entre l'extrémité de gauche de la boite cylindrique 40 et la plaque 56.
En foncitonnement, de l'huile est aspirée par la pompe en passant par les orifices 42 et 42a, suivant la position du ti- roir-piston 44, et une partie de l'huile refoulée par la pompe est envoyée par la conduite 29 à l'intérieur du soufflet 49 ; l'huile s'éteule ensuite à travers le tube de friction 52 et par un orifice du corps cylindrique 53 dans le soufflet 55, il. partir duquel il s'échappe par l'ajutage 58 et l'orifioe 59 dans le puits 12a. Une perte de charge constante est mainte- nue dans le tube de friction 52 par le fonctionnement de la soupape 51, oontre et sous l'action du ressort 54.
La pression dans le soufflet 55 agit de façon à ouvrir oelui-oi et à dé- placer la plaque 56 en surmontant l'action du ressort 60, en commandant ainsi la position du tiroir-piston 44 et on réglant l'écoulement d'huile vers la pompe directement à partir du puits 12a et en passant par) le radiateur 14. Gomme expliqué plus haut, la pression de l'huile entre le tube de friction 52
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et l'ajutage 58 est fonction de la viscosité de 1 huile. La. viscosité de l'huile fournie aux paliers est maintenue uniforme par le mouvement régulateur du tiroir-piston 44 sous l'action de variations dans la pression agissant sur la plaque 56.
Si on le désire, l'intérieur du soufflet 55 peut être raccordé par la conduite 38 à un dispositif indicateur, sensible à des va- riations de pre ssion, convenablement gradué pour donner des lectures directes de la viscosité de l'huile.
Dans la variante représentée sur la fig. 6, l'huile est aspirée par la pompe à partir du puits 12a, soit en passant par l'orifice 42a, soit en passant par le radiateur 14, par la conduite 16 et l'orifice 42, suivant la position du tiroir piston 44. L'enveloppe 47 est fermée par un fond 48, comprenant une partie ou corps tubulaire 62. Un piston creux 63 est monté de façon à pouvoir ooulisser dans ce corps ttbulaire 62 et comporte des orifices radiaux 64, communiquant avec la rainure périphérique 65, qui à son tour communique avec un orifice 66, ménagé dans le corps tubulaire 62 et partant d'un canal 67, dans lequel débouche la conduite 29.
Le piston 63 comporte un tube de friction 68, s'étendant à travers le fond du piston,et un ressort 69 est disposé entre le piston 63 et un tampon 79, fermant l'extrémité du corps tubulaire 62. Un soufflet 55 est fixé à une extrémité au tampon 48 et est fermé à son autre ex- trémité par un fond 56. Ce fond 56 est relié par une tige 57 au tiroir-piston 44 et comporte un ajutage 58. Un ressort 60 est disposé entre ce fond 56 et la boite cylindrique 40, et un orifice 59 est ménagé dans l'enveloppe 47 pour l'échappement d'huile à partir de celle-ci. Des orifices 59a sont également ménagés dans le corps tubulaire 62, pour permettre le passage d'huile dans le soufflet 56.
En fonotionnement, une perte de charge constante est maintenue à travers le tube de friction 68 par le mouvement du piston 63 contre et sous l'action du ressort 69, et l'huile, s'échappant du tube de friction 68, s'écoule
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par les orifices 59a dans le soufflet 55 et de oelui-oi par l'ajutage 58 et l'orifice 59 dans le puits 12a. La pression 3,¯l'intérieur du soufflet 55 est fonctionde la viscosité de l'huiler, comme précédemment décrit, et oette pression pro- duit un mouvement régulateur du tiroir-piston 44, en oombi- naison avec le ressort 60, comme précédemment décrit.
Si on le désire, l'indicateur de viscosité peut être raccordé par la conduite 38 au soufflet 55, pour fburnir des lectures de la viscosité de l'huile.
Dans chacun des'dispositifs décrits ci-dessus, l'espace compris entre le tube de friction et l'ajutage constitue une chambre, comprenant un orifice d'entrée, qui est constitué par le tube de friction ou l'ajutage, et un orifice de sortie, oonstitué par l'ajutage ou le tube de friction. La pression de l'huile dans oette chambre est fonction de la viscosité de l'huile et est utilisée, soit pour aotionner un organe de distribution (tel qu'un tiroir-piston ou analogue) pour com- mander l'écoulement d'huile froide et d'huile chaude à la pompe pour constituer le mélange à fournir aux paliers,soit pour actionner un dispositif indicateur qui indique la visoo- sité de l'huile, soit pour aotionner à la fois l'organe de distribution et le dispositif indicateur.
REVENDICATIONS.
1 - Un dispositif , sensible à des variations de viscosité d'un fluide, dans un système à circulation de fluide,oaraoté- risé par une chambre, à travers laquelle on produit l'éooule- ment du fluide de telle sorte que la pression dans oette oham- bre soit fonction de la viscosité du fluide,cette chambre oom- portant une paroi mobile en relation aveo un dispositif sensi- ble à des variations de pression, ainsi qu'un dispositif pour s'opposer à un déplaoement de oette paroi dans un sens.