FR3119656A1

FR3119656A1 - Distributeur hydraulique rotatif a fabrication simplifiée

Info

Publication number: FR3119656A1
Application number: FR2101137A
Authority: FR
Inventors: Anthony Taupeau; Stéphane Callamand; Nicolas VIROT
Original assignee: Bontaz Centre R&D SAS
Current assignee: Bontaz Centre Fr
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2041-02-05
Also published as: FR3119656B1

Abstract

Distributeur rotatif comportant un boîtier (2) logeant un noyau, ledit boîtier (2) comportant une paroi comprenant un orifice d’alimentation (18) et deux orifices de sortie (12, 20). Le noyau comporte une surface latérale en regard de la paroi du boîtier (2), et un évidement orienté de sorte qu’il soit toujours en regard d’au moins un orifice d’alimentation et au moins en partie en regard d’un des orifices de sortie (12, 20). Un jeu radial est ménagé entre la surface latérale du noyau et la paroi latérale du boîtier (2). Le distributeur comporte deux joints (44, 46) portés par le noyau (4), chacun associé à un orifice de sortie. Un jeu est ménagé entre une partie de chaque joint (44, 46) et la surface latérale du noyau (4), le liquide appliquant un effort sur les joint (44, 46) en direction de la paroi du boîtier (2). Figure pour l’abrégé : 8A

Description

DISTRIBUTEUR HYDRAULIQUE ROTATIF A FABRICATION SIMPLIFIÉE

DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

La présente invention se rapporte à un distributeur hydraulique, par exemple utilisé pour le refroidissement dans le domaine de l’industrie automobile, le distributeur étant de préférence actionné électriquement.

Dans le domaine automobile, l’utilisation de distributeurs hydrauliques est courante pour refroidir certaines parties du moteur, par exemple il s’agit de vannes motorisées à 1 ou 2 entrée(s) et 2 sorties et d’électrovanne à 1 entrée et 2 sorties. Ces distributeurs sont contrôlés généralement au moyen d’un moteur électrique.

Il existe plusieurs types de distributeurs hydrauliques, notamment les distributeurs à tiroir et les distributeurs rotatifs.

Les distributeurs rotatifs, également désignés distributeurs à boisseau, comportent un boîtier délimitant une chambre cylindrique de révolution munie d’au moins une entrée de fluide destinée à être connecté à une source de liquide, et au moins une sortie de fluide destinée à être connectée à un tuyau pour mener le liquide vers la zone à refroidir. L’entrée et la sortie débouchent dans la paroi cylindrique de la chambre. Le distributeur comporte également une partie centrale tournante ou noyau monté dans la chambre. Le noyau comporte une surface extérieure de révolution en regard de la paroi cylindrique de la chambre. Le noyau comporte au moins deux orifices dans sa surface extérieure reliés par un canal. Les deux orifices sont orientés l’un par rapport à l’autre de sorte que, lorsque l’un des orifices est en regard de l’entrée, l’autre est en regard de la sortie. Ainsi en tournant le noyau dans la chambre, on peut permettre ou interrompre la circulation entre l’entrée et la sortie et donc la circulation entre la source de liquide et la zone à refroidir.

Une étanchéité entre le noyau et le boîtier est obtenu en réalisant des parois avec un très bon état de surface par rectification de surfaces de pièces métalliques. La qualité de l’étanchéité dépend du jeu entre le noyau et le boîtier.

Or la réalisation de tels états de surface est délicate. La fabrication de tels distributeurs est donc complexe. Il en résulte un coût de revient élevé.

La réalisation de distributeurs en pièces en matériau plastique moulé requiert également une étape de rectification, qui allonge le temps de fabrication.

On cherche à réaliser des distributeurs de conception simple, fiable et comportant un nombre réduit de composants.

C’est par conséquent un but de la présente invention d’offrir un distributeur hydraulique rotatif faible et de fabrication simplifiée par rapport aux distributeurs hydrauliques de l’état de la technique.

Le but énoncé ci-dessus est atteint par un distributeur hydraulique rotatif comportant un boîtier et une partie centrale tournante, le boîtier comportant une chambre cylindrique de révolution recevant le noyau, un jeu étant prévu entre la paroi de la chambre et la face extérieure du noyau. La paroi de la chambre comportant au moins un orifice d’alimentation et au moins un orifice de sortie. Au moins un joint est prévu sur le noyau de sorte à assurer l’étanchéité entre le boîtier et le noyau au niveau du au moins un orifice de sortie suivant la position angulaire du noyau. Le montage du joint sur le noyau est tel qu’un jeu est prévu entre une partie du joint et la surface latérale du noyau, de sorte que le liquide sous pression exerce un effort de poussée sur le joint et confirme le contact entre le joint et la paroi de la chambre.

Ainsi la contrainte est relâchée sur les états de surface de la paroi de la chambre et de la surface extérieure du noyau, et sur l’ajustement de montage requis entre le noyau et le boîtier. Le fait que le joint soit plaqué sur la paroi de la chambre par le fluide permet d’obtenir un très bon niveau d’étanchéité tout en simplifiant le montage. Dans un exemple de réalisation particulièrement avantageux, la surface intérieure du boîtier est telle que le ou les joints entre en contact avec ladite surface intérieure uniquement au niveau du ou des orifices de sortie.

Avantageusement, le boîtier et/ou le noyau est ou sont réalisés en plastique moulé, ce qui permet de réduire la masse du distributeur et le temps de fabrication.

Dans un exemple avantageux, le distributeur comporte un orifice d’alimentation et deux orifices de sortie, le noyau comporte alors deux joints, chacun associé à un orifice de sortie.

Dans un exemple de réalisation, les joints sont montés dans des logements formés dans la surface extérieure du noyau et glissent sur la paroi de la chambre.

De manière avantageuse, les joints comportent des picots s’étendant vers la paroi du boîtier et en contact avec celle-ci. Les joints assurent le maintien des joints dans leur logement et participent au guidage en rotation du rotor dans le boîtier.

La présente demande a alors pour objet un distributeur rotatif hydraulique comportant un boîtier et un noyau, ledit boîtier comprenant une paroi latérale, deux parois d’extrémité délimitant une chambre hydraulique, dans laquelle est logé le noyau apte à tourner dans ladite chambre, la paroi latérale comportant n orifices d’alimentation, n étant un entier au moins égal à 1, et p orifices de sortie, p étant un entier au moins égal à 1, qui débouchent dans la chambre hydraulique, le noyau comportant une surface latérale en regard de la paroi du boîtier, et au moins un évidement, orienté de sorte qu’il soit toujours en regard d’au moins un orifice d’alimentation, dans lequel un jeu radial est ménagé entre la surface latérale du noyau et la surface intérieure de la paroi latérale du boîtier, dans lequel le distributeur comporte p joints portés par le noyau, chaque joint étant associé à un orifice de sortie, dans lequel un jeu est ménagé entre une partie de chaque joint et la surface latérale du noyau, de sorte que le liquide applique un effort sur le joint en direction de la surface intérieure du boîtier.

Dans un exemple préféré, la surface latérale du noyau comporte p logements en creux recevant chacun un joint, chaque logement comportant une première partie centrale présentant une profondeur supérieure à une deuxième partie extérieure, et chaque joint comportant sur une première face une zone centrale en saillie bordée d’une zone extérieure, dont la hauteur est telle que la zone extérieure du joint soit séparée de la deuxième partie extérieure par le jeu, le joint comportant une deuxième face en regard de la surface intérieure de la paroi latérale du boîtier.

Par exemple, la deuxième face de chaque joint est de forme incurvée.

Avantageusement, la deuxième face du joint comporte une lèvre formant un contour fermé de diamètre intérieur supérieur à celui de son orifice de sortie associé.

De préférence, la projection de la lèvre sur la première face de chaque joint est contenue entièrement dans la zone extérieure.

Selon une caractéristique additionnelle, la forme de la surface intérieure de la paroi latérale du boîtier est telle que la deuxième face du joint est en contact étanche avec ladite surface intérieure, uniquement lorsque le joint est en regard de son orifice de sortie associé.

Avantageusement, chaque joint comporte sur sa deuxième face au moins un picot en saillie en contact permanent avec la surface intérieure de la paroi latérale du boîtier.

Selon une autre caractéristique additionnelle, chaque joint est de forme polygonale, avantageusement de forme rectangulaire ou carrée, un picot étant situé au niveau de chaque sommet.

Selon une autre caractéristique additionnelle, le noyau comporte des éléments, dits éléments de maintien, s’étendant chacun radialement du fond des logements des joints et les joints comportent un trou traversant permettant le passage d’un élément de maintien.

Avantageusement, le trou et les éléments de maintien sont de forme oblongue orientant chaque joint par rapport à son logement .de manière également avantageuse, le trou de chaque joint comporte un relief coopérant avec l’élément de maintien.

De préférence, au moins l’une des parois d’extrémité du boîtier comporte sur sa face intérieure des patins réduisant le frottement entre ladite face intérieure et le noyau. Le noyau peut comporter une piste sur laquelle glissent lesdits patins. Avantageusement, les patins et la piste sont polis glace.

Dans un exemple de réalisation, n =1 et p = 2 et les deux joints sont disposés sur le noyau de sorte que les deux joints ne puissent pas interrompre l’écoulement entre l’orifice d’alimentation et leur orifice de sortie associé simultanément.

Pa exemple, le boîtier et/ou le noyau sont réalisés en matière plastique.

La présente demande a également pour objet un électrodistributeur rotatif hydraulique comportant un distributeur et un motoréducteur entraînant le noyau en rotation.

La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels:

est une vue en éclaté d’un exemple de distributeur rotatif hydraulique selon l’invention comportant une entrée et deux sorties.

est une vue en perspective de la partie centrale rotative du distributeur de la , les joints étant représentés dans une position écartée par rapport à la partie centrale.

est une autre vue en perspective de la partie centrale rotative du distributeur de la , sans les joints.

est une vue en perspective de la partie centrale dans une représentation proche de la .

est une vue en perspective d’un joint mis en œuvre dans le distributeur de la , montrant une première face de celui-ci.

est une vue d’une deuxième face du joint de la .

est une vue de dessus de joint des figures 3A et 3B en considérant la représentation sur les figures 3A et 3B.

est une vue en perspective d’un autre exemple de couvercle du boîtier du distributeur offrant un niveau de frottement réduit avec le noyau.

est une vue en perspective d’un autre exemple d’un noyau de distributeur comportant une face d’extrémité adaptée à coopérer avec le couvercle de la et permettant de réduire le niveau de frottement.

est une représentation schématique du comportement du joint de la lors du fonctionnement du distributeur.

est une vue en perspective d’un distributeur selon la et d’un motoréducteur.

sont des vues en coupe transversale du distributeur de la dans deux états de commutation.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Sur les figures 1, 8A et 8B, on peut voir un exemple de distributeur hydraulique rotatif comportant une entrée et deux sorties. Il sera compris que le distributeur peut comporter une ou plusieurs entrées et une ou plusieurs sorties.

Le distributeur D comporte un boîtier 2 ou corps de vanne, de forme essentiellement cylindrique de révolution autour de l’axe X, et une partie centrale 4, désignée noyau, montée dans le boîtier 2 et apte à tourner dans le boîtier 2.

Dans l’exemple représenté, le boîtier 2 comporte un fond 6 et une paroi latérale 8 sensiblement cylindrique d’un seul tenant, et un couvercle 10 pour fermer le boîtier. Le couvercle 10 est par exemple solidarisé au boîtier 2 par soudage, par exemple par soudage à ultrason.

Le boitier 2 comporte un orifice 18, dit orifice d’alimentation, formé dans la paroi latérale 8 et un conduit d’alimentation 22, par exemple soudé sur la base de l’orifice 18 et destiné à une connexion à une source de liquide. De part et d’autre de cet orifice d’entrée 18, le boîtier 2 comporte également un premier orifice de sortie 20 formé dans la paroi latérale 8, se prolongeant par un conduit 24 destiné à amener le liquide vers une zone donnée, par exemple une zone à refroidir, et un deuxième 12 orifice de sortie prolongé par un conduit 14. Les conduits 14 et 24 sont par exemple soudés sur la base des orifices 12 et 20 respectivement. Le boîtier 2 définit une chambre hydraulique 26. Les orifices de sortie 12 et 20 sont répartis angulairement sur la paroi latérale autour de l’axe X de part et d’autre de l’orifice d’alimentation 18.

Sur les figures 2A et 2B, on peut voir le noyau 4 de forme également cylindrique de révolution d’axe X. Le noyau 4 est monté dans la chambre hydraulique apte à tourner autour de l’axe X.

Le noyau 4 comporte deux faces d’extrémité 28, 30 et une surface latérale 32.

La face d’extrémité 28 est en regard du fond du boîtier et la face d’extrémité 30 est en regard du couvercle. La face d’extrémité 30 comporte une empreinte en creux 31 destinée à recevoir l’extrémité d’un arbre d’un actionneur, par exemple d’un motoréducteur. Le couvercle 10 comporte une ouverture 33 en regard de l’empreinte 31 pour permettre l’accouplement avec l’arbre du motoréducteur. En variante, la face d’extrémité 30 comporte un organe d’accouplement en saillie destiné à pénétrer dans une empreinte en creux formée dans l’arbre de l’actionneur. Un joint 34 est avantageusement prévu entre la face d’extrémité 30 et le couvercle bordant l’empreinte 31 et pour éviter les fuites de liquide.

Le noyau 4 comporte également un premier joint 44 destiné à obturer l’orifice de sortie 12, lorsqu’ils sont en regard, et un deuxième joint 46 et destinés à obturer l’orifice de sortie 20, lorsqu’ils sont en regard. Le premier joint 44 et le deuxième joint 46 sont de forme identique ou similaire, ainsi que leur montage sur le noyau. Seul le premier joint 44 sera décrit en détail.

Les figures 3A à 3C montrent différentes vues du joint 44.

Le premier joint 44 est monté dans un logement 48 en creux formé dans la surface latérale du noyau 4. La forme du logement 48 correspond à la forme extérieure du premier joint 44.

Le logement 48 comporte en son centre un élément 38 s’étendant radialement à partir du fond du logement et assurant le maintien du joint 44 dans le logement. L’élément 38 sera désigné « élément de maintien ».

Le deuxième joint 46 est monté dans un logement 49 en creux formé dans la surface latérale du noyau 4. La forme du logement correspond à la forme extérieure du deuxième joint 46. Le logement comporte, en son centre, un élément 40 s’étendant radialement à partir du fond du logement et formant un élément de maintien pour le joint 46.

Le noyau comporte également dans sa paroi latérale un évidement ou cavité 43 (figures 2C, 8A, 8B) s’étendant angulairement de sorte que l’évidement soit, quelle que soit la position angulaire du noyau en regard de l’orifice d’alimentation 18 et d’une partie au moins de l’un et/ou l’autre des orifices de sortie.

Les premier et deuxième logements recevant les joints et l’évidement 43 sont conjugués aux orifices d’entrée 18 et de sortie 12, 20 de sorte à permettre un écoulement sélectif entre l’orifice d’alimentation 18 et l’un et/ou l’autre des orifices de sortie 12, 20 en modifiant la position angulaire du noyau 4 autour de l’axe X.

Le premier joint 44 et le deuxième joint 46 sont montés dans le noyau l’un par rapport à l’autre de sorte que, dans une position extrême, le premier joint 44 est en regard de l’orifice de sortie 12 et interrompt complétement le passage du liquide de l’orifice d’alimentation vers l’orifice de sortie associé et, dans l’autre position extrême, le deuxième joint est en regard de l’orifice de sortie 20 et interrompt complétement le passage du liquide de l’orifice d’alimentation vers l’orifice de sortie associé.

La structure du distributeur est telle que les joints 44 ou 46 ne peuvent jamais se trouver devant l’orifice d’entrée 18. Le noyau dirige le fluide de l’orifice d’alimentation 18 vers l’orifice de sortie 20 ou de l’orifice d’alimentation 18 vers l’orifice de sortie 12, entièrement ou proportionnellement. Le distributeur est conçu pour alimenter à plein débit l’un ou l’autre des orifices de sortie, et de façon transitoire et à plus faible débit les 2 orifices de sortie simultanément.

Le diamètre extérieur du noyau 4 est inférieur aux dimensions intérieures du boîtier 2, par exemple la différence entre le diamètre extérieur du noyau 4 et les dimensions intérieures du boîtier 2 est comprise entre 1 mm à quelques mm.

Dans un exemple de réalisation, la chambre 26 a une section transversale intérieure circulaire et les joints 44, 46 comblent la distance entre la paroi latérale extérieure du noyau et la face intérieure de la chambre, les joints frottent alors en permanence contre la surface intérieure de la chambre.

Dans l’exemple représenté et de manière très avantageuse, la section transversale intérieure de la chambre 26 n’est pas entièrement circulaire. Elle est circulaire sauf autour des orifices de sortie, dans les zones Z1, Z2 où une étanchéité est à réaliser. Comme on peut le voir sur les figures 8A et 8B, les joints entrent en contact avec la face intérieure de la chambre uniquement autour des orifices de sortie. En dehors de ces zones, au moins la majeure partie de la surface des joints n’est pas en contact avec la surface latérale intérieur du boîtier. Comme cela sera décrit ci-dessous, les joints sont en contact avec la face intérieure de la chambre par des picots d’appui.

Dans cet exemple, le joint 44 est de forme extérieure sensiblement carrée. Il comporte un trou traversant 50 destiné à être traversé par l’élément de maintien 38. La forme de section transversale du trou 50 correspond à la forme extérieure de la section transversale de l’élément de maintien 38, et leurs dimensions sont telles que la surface extérieure de l’élément de maintien 38 vient en contact avec la surface intérieure du trou 50 de sorte à assurer un contact étanche.

De préférence, le trou 50 et de l’élément de maintien 38 ont des formes assurant un détrompage lors du montage du joint sur le noyau.

De manière très avantageuse, la surface intérieure du trou 50 comporte un relief, par exemple des stries 52 facilitant l’insertion de l’élément de maintien 38 dans le trou 50 et limitant son retrait. En outre les stries améliorent l’étanchéité entre la surface latérale du trou et de l’élément de maintien. En variante, le relief est formé sur de l’élément de maintien 38 et/ou à la fois sur la surface intérieure du trou 50 et sur l’élément de maintien 38.

Le joint 44 comporte deux faces de plus grande surface, une première face 54 en regard du noyau 4 et une deuxième face 56 en regard de la paroi du boîtier 2.

Le logement 48 en creux comporte une première partie centrale 58 ayant une première profondeur et une deuxième partie extérieure 60 ayant une deuxième profondeur. La première partie centrale 58 est de préférence de forme circulaire.

La première profondeur de la première partie centrale 58 est supérieure à la deuxième profondeur de la deuxième partie extérieure 60.

La première partie 58 entoure l’élément de maintien et la deuxième partie extérieure 60 entoure la première partie centrale 58 et est délimitée extérieurement par les bords extérieurs du logement 48.

Dans l’exemple représenté, la première partie centrale 58 a une forme avantageusement circulaire, ce qui permet d’avoir une grande surface sur laquelle le fluide sous pression s’applique comme cela sera expliqué ci-dessous.

La première face 54 du joint 44 comporte une zone centrale 62 en saillie d’une zone extérieure 64. La zone centrale 62 entourant le trou 50 est de forme et de dimensions correspondantes à celles de la première partie 58. La zone centrale 62 a une hauteur h de préférence supérieure à la différence entre la première profondeur et la deuxième profondeur, de sorte qu’une fois la zone centrale 62 du joint 44 montée dans la première partie centrale du logement 48, un jeu subsiste entre la zone extérieure 64 de la première face 54 du joint 44 et la deuxième partie extérieure 60 du logement 48. Par exemple le jeu est de l’ordre de quelques dixièmes de mm.

La fonction du jeu sera décrite ci-dessous.

La deuxième face 56 du joint 44 comporte un élément en saillie 66 entourant le trou 50 de sorte à former une lèvre continue autour du trou 50. Dans l’exemple représenté la lèvre 66 est annulaire. De préférence, la zone centrale 62 est en forme de disque et la lèvre 66 est de forme annulaire.

Dans l’exemple représenté, la lèvre 66 est destinée à être en contact avec la paroi du boîtier 2 au niveau de l’orifice de sortie, et à entourer un des deux orifices de sortie de sorte à assurer l’étanchéité entre le noyau 4 et le boîtier 2. Sur la , on peut voir la deuxième face 56 du joint présentant une courbure de rayon inférieure au rayon de la surface intérieure de la paroi du boîtier 2 autour de l’orifice de sortie, de sorte que la lèvre 66 soit comprimée contre la surface intérieure de la paroi du boîtier 2 uniquement autour de l’orifice de sortie.

La forme oblongue de l’élément de maintien 38 coopérant avec la forme du trou 50 du joint 44 permet d’indexer le montage du joint 44 dans seulement deux positions fonctionnelles possibles, dans lesquelles la courbure du joint 44 a la même orientation que la courbure de la face intérieure de la chambre.

Le diamètre intérieur de la lèvre 66 est supérieur au diamètre de l’orifice de sortie 20. De préférence, la lèvre 66 présente une forme correspondant au contour extérieur des orifices de sortie 20 et 12. Si les orifices de sortie étaient en forme d’ellipse, la lèvre 66 aurait de préférence une forme elliptique également.

La projection de la lèvre 66 sur la première face 54 est avantageusement contenue dans la deuxième partie extérieure 60.

De manière très avantageuse, la première face 54 du joint 44 comporte au niveau d’un ou plusieurs de ses sommets des picots 68 destinés à être en contact permanent avec la paroi 8 du boîtier 2. De préférence, les picots 68 sont situés au niveau des quatre sommets. La forme avantageusement carrée ou rectangulaire du joint permet de placer les quatre picots d’appui 68.

Les picots 68 sont en appui permanent sur la face intérieure de la chambre, améliorent le maintien du joint 44 dans son logement 48 pendant la rotation du noyau 4 et améliorent également le guidage du noyau 4 dans le boîtier 2, d’autant plus lorsque les deux joints 44 et 46 comportent de tels picots.

De préférence, les picots 68 s’étendent dans la direction circonférentielle, i.e. la direction de rotation, ce qui améliore encore le guidage du noyau en rotation.

De préférence, les joints sont réalisés dans un matériau comprenant un composé favorisant le glissement, par exemple le polytétrafluoroéthylène ou PTFE.

Dans le cas d’un joint par exemple de forme circulaire, les picots peuvent être situés sur le bord extérieur du joint.

Les joints 44, 46 sont par exemple réalisés en EPDM (éthylène-propylène-diène monomère, avantageusement en EPDM peroxydé lorsque le liquide traversant le distributeur comporte du glycol, en en Caoutchouc Fluorocarbone désigné FKM, ou FKM peroxydé, par exemple chargé PTFE.

De manière avantageuse, la face intérieure du couvercle 10 et/ou la face d’extrémité 30 du noyau 4 en regard du couvercle 10 sont structurées pour réduire les frottements entre le noyau 4 et le couvercle 10 lors de la rotation du noyau 4.

Sur les figures 1 et 2A, la face d’extrémité 30 du noyau 4 comporte des patins 69 destinés à venir en contact avec la face intérieure du couvercle 10. Les patins 69 présentent avantageusement un état de surface poli glace. Dans cet exemple quatre patins présentant une forme sensiblement de haricot sont répartis régulièrement autour de l’axe X. Trois patins pourraient être suffisants.

Sur la , le couvercle comporte des patins 70 formés d’une portion de sphère en saillie de la face intérieure du couvercle 10 contre lesquels la face d’extrémité 30 du noyau est destinée à venir glisser. De préférence les patins 70 présentent un très bon état de surface, par exemple un état de surface polie glace. Dans l’exemple représenté quatre patins 70 répartis à 90° les uns des autres sont réalisés.

De manière préférée, la face d’extrémité 30 du noyau comporte une piste 72 avec un très bon état de surface sur laquelle les patins sont destinés à glisser ( ). La piste 72 est annulaire. De préférence la piste a également un état de surface poli glace. Par exemple, la rugosité de la piste est inférieure ou égale à Ra1.

Le noyau 4 et le couvercle 10 sont de préférence réalisés en matière plastique par moulage par injection. Il résulte de ce procédé de fabrication que les pièces présentent des marques d’éjecteurs. Ces marques sont désignées par M sur les figures 4 et 5. La mise en œuvre des patins 70 sur le couvercle 10 crée un jeu entre les marques d’éjecteur et la face d’extrémité 30 du noyau, ce qui réduit les frottements.

De préférence, les éléments de maintien sont creux permettant d’éviter les formes massives entrainant défauts et retassures lors de l’injection de matière plastique.

De préférence, le boîtier 2 et le noyau 4 sont réalisés en matière plastique réduisant la masse du distributeur, ce qui est particulièrement favorable dans le domaine automobile. En outre, la matière plastique est avantageusement chargée en un matériau réduisant les frottements. Par exemple, le boîtier et/ou le noyau sont réalisés en polyphthalamide, par exemple de type PA6T/6I-GF30, très avantageusement chargé en PTFE.

En outre, ils sont de préférence réalisés par moulage ce qui simplifie leur fabrication.

Néanmoins le boîtier et le noyau peuvent être réalisés en matériau métallique, par exemple en acier inox. Les contraintes sur états de surface de la surface intérieure du boîtier et de la surface du noyau sont sensiblement réduites car elles n’assurent pas l’étanchéité.

De préférence, l’actionnement du distributeur D est réalisé électriquement, par exemple au moyen d’un motoréducteur MR dont l’arbre de sortie pénètre dans l’empreinte en creux 31, comme cela est représenté sur la . Le motoréducteur est par exemple celui décrit dans la demande WO2019/129984.

Le fonctionnement du distributeur va maintenant être décrit.

L’entrée d’alimentation 22 est connectée à une source de liquide sous pression, par exemple une pompe reliée à un réservoir de liquide, et les deux orifices de sortie 12, 20 sont connectés par exemple à un moteur thermique ou électrique à refroidir.

Lorsque l’on souhaite alimenter l’orifice de sortie 20 avec un débit maximal, le noyau 4 est tourné autour de l’axe X de sorte à positionner le joint 44 en regard de l’orifice de sortie 12, la lèvre 66 du joint 44 entourant l’orifice de sortie 12. L’évidement 43 relie l’orifice d’alimentation 18 et l’orifice de sortie 20, comme cela est représenté sur la . Le liquide sous pression circule de l’orifice d’alimentation 18 vers l’orifice de sortie 20 à travers l’évidement 43. L’écoulement du fluide est symbolisé par la flèche F. Le distributeur est rempli de liquide sous pression, notamment entre la paroi du boîtier 2 et le noyau 4. Du fait de l’existence du jeu j entre la zone extérieure 64 de la première face 54 du joint 44 et la deuxième partie extérieure 60 du logement 48, du liquide sous pression remplit cet espace entre le joint 44 et le logement 48. La deuxième face du joint 44 est en regard de l’orifice de sortie 12, elle n’est alors pas en contact avec du fluide sous pression. Le fluide sous pression applique alors un effort sur la zone extérieure 64 du joint 44 radialement vers l’extérieur, ce qui plaque la lèvre 66 contre la paroi 8 du boîtier 2 confirmant l’étanchéité, comme cela est schématisé sur la . Le joint 46 n’est, quant à lui, pas fonctionnel, seuls les picots d’appui 68 sont en contact avec la face intérieure de la chambre.

Lorsque l’on souhaite alimenter l’orifice de sortie 12 avec un débit maximal, le noyau 4 est tourné autour de l’axe X dans le sens horaire, de sorte à aligner le joint 46 avec l’orifice de sortie 20, l’évidement 43 connecte alors l’orifice d’alimentation 18 et l’orifice de sortie 12, comme cela est représenté sur la . La lèvre du joint 46 entoure l’orifice de sortie 20. Le liquide sous pression circule alors dans l’orifice d’alimentation 18, rejoint l’évidement 43 et s’écoule par l’orifice de sortie 12. Le distributeur est rempli de liquide sous pression, notamment entre la paroi du boîtier et le noyau. L’écoulement du fluide est symbolisé par la flèche F. Comme pour le joint 44, du fait de l’existence du jeu j entre la zone extérieure de la première face du joint 46 et la deuxième partie extérieure du logement, du liquide sous pression remplit cet espace entre le joint et le logement. La deuxième face du joint 46 est en regard de l’orifice de sortie 20, elle n’est alors pas en contact avec du fluide sous pression. Le fluide sous pression applique un effort sur la zone extérieure du joint 46 radialement vers l’extérieur, ce qui plaque la lèvre contre la paroi 8 du boîtier 2 confirmant l’étanchéité ( ). Le joint 44 n’est pas fonctionnel.

Le noyau peut prendre toute position angulaire intermédiaire pour assurer une alimentation proportionnelle des orifices de sortie 12 et 20.

Dans l’exemple représenté, les axes des orifices de sortie sont coaxiaux et l’axe de l’orifice d’alimentation est orthogonal aux axes des orifices de sortie, mais d’autres orientations angulaires relatives sont envisageables.

L’invention permet d’offrir un distributeur à fonctionnement fiable tout en relâchant sensiblement les contraintes sur les dimensions, les états de surface, les matériaux requis et les procédés de fabrication.

L’exemple décrit comporte un orifice d’alimentation et deux orifices de sortie, mais comme cela a été mentionné ci-dessus la présente invention s’applique également à des distributeurs comportant un orifice d’entrée et un orifice de sortie, ou un orifice d’alimentation et plus de deux orifices de sortie, et à des distributeurs comportant deux orifices d’alimentation ou plus et un ou plusieurs orifices de sortie. Les configurations à plusieurs orifices d’alimentation et plusieurs orifices de sortie peuvent mettre en œuvre des noyaux à plusieurs cavités cavités ou évidements 43 pour permettre plusieurs écoulements simultanément ou non dans le distributeur.

Le distributeur, notamment associé au motoréducteur, est particulièrement adapté à des applications dans le domaine automobile du fait de sa masse réduite.

Le distributeur selon la présente invention est adapté pour équiper tous véhicules à moteur thermique, hybride ou électrique, mettant en œuvre par exemple un(des) système(s) de régulation de température et/ou un(des) système(s) d’orientation de flux d’air.

Claims

Distributeur rotatif hydraulique comportant un boîtier (2) et un noyau (4), ledit boîtier (2) comprenant une paroi latérale (8), deux parois d’extrémité (6, 10) délimitant une chambre hydraulique, dans laquelle est logé le noyau (4) apte à tourner dans ladite chambre, la paroi latérale (8) comportant n orifices d’alimentation (18), n étant un entier au moins égal à 1, et p orifices de sortie (12, 20), p étant un entier au moins égal à 1, qui débouchent dans la chambre hydraulique, le noyau (4) comportant une surface latérale (32) en regard de la paroi (8) du boîtier (2), et au moins un évidement (43), orienté de sorte qu’il soit toujours en regard d’au moins un orifice d’alimentation (18), dans lequel un jeu radial est ménagé entre la surface latérale (32) du noyau (4) et la surface intérieure de la paroi latérale (8) du boîtier (2), dans lequel le distributeur comporte p joints (44, 46) portés par le noyau (4), chaque joint étant associé à un orifice de sortie, dans lequel un jeu est ménagé entre une partie de chaque joint (44, 46) et la surface latérale (32) du noyau (4), de sorte que le liquide applique un effort sur le joint (44, 46) en direction de la surface intérieure du boîtier (2).
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication 1, dans lequel la surface latérale (32) du noyau (4) comporte p logements (48) en creux recevant chacun un joint (44), et dans lequel chaque logement (48) comporte une première partie centrale (58) présentant une profondeur supérieure à une deuxième partie extérieure (60), et chaque joint (44) comporte sur une première face (54) une zone centrale (62) en saillie bordée d’une zone extérieure (64), dont la hauteur est telle que la zone extérieure (64) du joint (44) soit séparée de la deuxième partie extérieure (60) par le jeu, le joint comportant une deuxième face (56) en regard de la surface intérieure de la paroi latérale du boîtier.
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication 2, dans lequel la deuxième face (56) est de forme incurvée.
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication 3, dans lequel la deuxième face (56) du joint comporte une lèvre (66) formant un contour fermé de diamètre intérieur supérieur à celui de son orifice de sortie associé.
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication 4, dans lequel la projection de la lèvre (66) sur la première face (54) de chaque joint (44) est contenue entièrement dans la zone extérieure (64).
Distributeur rotatif hydraulique selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel la forme de la surface intérieure de la paroi latérale (8) du boîtier (2) est telle que la deuxième face du joint est en contact étanche avec ladite surface intérieure, uniquement lorsque le joint est en regard de son orifice de sortie associé.
Distributeur rotatif hydraulique selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel chaque joint (44) comporte sur sa deuxième face (56) au moins un picot (68) en saillie en contact permanent avec la surface intérieure de la paroi latérale (8) du boîtier.
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication 7, dans lequel chaque joint (44) est de forme polygonale, avantageusement de forme rectangulaire ou carrée, un picot (68) étant situé au niveau de chaque sommet.
Distributeur rotatif hydraulique selon l’une des revendications 2 à 8, dans lequel le noyau comporte des éléments (38), dits éléments de maintien, s’étendant chacun radialement du fond des logements des joints (44, 46) et dans lequel les joints comportent un trou (50) traversant permettant le passage d’un élément de maintien (38).
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel le trou (50) et les éléments de maintien (38) sont de forme oblongue orientant chaque joint par rapport à son logement (48, 49).
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel le trou (50) de chaque joint (44) comporte un relief (52) coopérant avec l’élément de maintien (38).
Distributeur rotatif hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins l’une des parois d’extrémité (10) du boîtier comporte sur sa face intérieure des patins (70) réduisant le frottement entre ladite face intérieure et le noyau (4).
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel le noyau (4) comporte une piste (72) sur laquelle glissent lesdits patins (70).
Distributeur rotatif hydraulique selon la revendication précédente, dans lequel les patins (70) et la piste (72) sont polis glace.
Distributeur rotatif hydraulique selon l‘une des revendications 1 à 14, dans lequel n =1 et p = 2 et dans lequel les deux joints sont disposés sur le noyau de sorte que les deux joints ne puissent pas interrompre l’écoulement entre l’orifice d’alimentation (18) et leur orifice de sortie (12, 20) associé simultanément.
Distributeur rotatif hydraulique selon l’une des revendications précédentes, dans le boîtier et/ou le noyau sont réalisés en matière plastique.
Electrodistributeur rotatif hydraulique comportant un distributeur selon l’une des revendications précédentes et un motoréducteur (MR) entraînant le noyau en rotation.