Brevet FR2042678A1 — publié le 19710212

La présente invéntion concerne généralement et a essentiellement pour objet un dispositif déplaceur ou positionneur formant valve de transfert hydraulique ou analogue comportant un servomécanisme pour changer les positions relatives d'un élément de 5 commande, une application principale de la valve de transfert étant un système de transmission formant boîte de vitesses d'un véhicule motorisé ou •automobile, ainsi que les diverses autres applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les ensembles, appareils, machines, engins, équipements et 10 installations pourvus de tels dispositifs. L'invention se rapporte plus particulièrement.à une valve de transfert hydraulique, dont le mouvement réalise l'enclenchement ou le déclenchement du servo-mécanisme pour provoquer un changement du rapport des éléments d'engrenages du système de transmission 15 formant par exemple boîte de vitesses. Parmi les valves de transfert hydrauliques de la technique antérieurer utilisées dans un système de transmission formant boîte de vitesse-s pour véhicules automobiles, se trouve une valve du type pilote à pointeau ou analogue "utilisant une valve 20 pilote pour convertir des signaux électriques en des signaux mécaniques de façon à déplacer une valve principale, la valve pilote est actionnée par un moteur générateur de couple de rotation qui est de construction compliquéer ce qui augmente le coût de fabrication de la valve en tant'qu'ensemble, l'emploi de la 25 valve pilote et du moteur générateur de couple se traduit en outre par une réponse retardée ou réaction différée de la valve principale aux signaux de commande. Un autre exemple typique de la pratique courante consiste à utiliser une valve à buse simple ou à.tuyère pu à ajutage unique 30 du type à clapet, dans laquelle une quantité supplémentaire de fluide de travail est nécessaire en raison de la perte résultant de la diminution par échappement ou évacuation d'une pression formant signal quand la buse est ouverte et il en résulte que la pompe hydraulique tend à être surchargée. On peut ajouter que 35 l'emploi d'une bobine mobile immergée dans l'huile, comme cela est usuel dans la valve de transfert ou de changement de vitesses du type à clapet, se traduit par une construction compliquée de 70 17471 2 2042678 la valve assemblée. C'est par conséquent un but de l'invention, de créer une valve hydraulique perfectionnée de transfert ou de changement de vitesses qui soit de construction simple et de fabrication 5 économique. Un autre but est de créer une valve hydraulique de changement de vitesses ou de transfert- dans laquelle une perte de fluide de travail, telle qu'elle se produit en diminuant la pression formant signal par évacuation ou échappement dans-les valves connues de 10 transfert ou de changement de vitesses, soit réduite à une valeur minimale, de"façon que l'application d'une surcharge soit épargnée à la pompe hydraulique. Encore un autre but est de créer une valve hydraulique de transfert ou de changement de vitesses présentant une réponse 15 rapide aux signaux de commande. Afin de réalise!*, ces objectifs, l'invention propose de construire une valve hydraulique de transfert ou de changement de vitesses par la combinaison d'un dispositif classique de commande électromagnétique à soléno'ide et d'un circuit de fluide 20 hydraulique comportant une buse ou tuyère et un orifice, lequel ■orifice est fermé par-une valve de commande principale quand la buse est ouverte, de: .façon à empêcher le fluide de travail d'être • évacué ou de s'échapper. l'invention sera mieux comprise et d'autres-buts, caracté-25 ristiques, détails et avantages de celler-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative, qui va suivre, en se reportant au dessin schématique annexé, donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation préféré de cette invention: et dans lequel.la figure unique représente un 30 exemple d'application de l'invention.. Dans le dessin, la valve hydraulique de transfert ou de changement de vitesses, mettant 1 'invention en oeuvre,, se compose de trois unités coopérantes, à savoir. : une unité 10 .formant valve- à tiroir coulissant qui. est intercalée dans.-un circuit de 35 fluide hydraulique, un dispositif à commande électromagnétique par soléno'ide 11 servant de valve de Commande principale pour contrôler le fonctionnement de l'unité 10 formant valve à tiroir 17471 3 2042678 et une unité de servo-commande 12, formant servo-moteur ou analogue, fonetionnellement reliée à l'unité 10 formant valve à tiroir coulissant et commandée par cette dernière pour actionner un élément d'engrenage associé (non représenté) du système de transmission formant boîte de vitesses, l'unité 10 formant valve à tiroir coulissant est représentée ici comme étant maintenue dans sa position neutre ou de point mort. L'unité 10 formant valve à tiroir coulissant comprend un élément 13 formant tiroir de valve qui est logé dans une portion 14 formant boîtier ou corps. La portion 14 formant corps ou boîtier est pourvue d'une cavité cylindrique 15 dans laquelle lfélément 13 formant tiroir de valve peut coulisser, la cavité ' 15 cçmprend une multiplicité d'orifices 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 et 23 communiquant avec celle-ci» L'élément 13 formant tiroir de valve comporte des portées de guidage obturatrices 24, 25 et 26 en forme de collets ou de barillets et des rainures ou gorges 27 et 28 séparant les collets ainsi qu'une extrémité réduite ou rétrécie 29. Un ressort de compression 30 est prévu eirfcre le copl-let 24 et la paroi extrême opposée 15a de la cavité 15, de sorte que l'élément 13 formant tiroir de valve, est à tout moment repoussé ou sollicité de façon à s'écarter de l'extrémité 15a de la cavité. La compression du ressort 30 est déterminée de façon à surmonter une pression de fluide prédéterminée agissant sur la face terminale ou extrême du collet 26. Les orifices 17 et 19 communiquent avec un conduit d'entrée de fluide 31 respectivement par des conduits d'embranchement J1a et 31b tandis que les orifices 16 et 18 communiquent avec un conduit de sortie ou d'évacuation de fluide 32 respectivement par des conduits d*embranchement 32a-et 32b. L'orifice 23 communique avec une cuvette ou un bac à huile (non représenté) pour évacuer le fluide:. Si on le désire, un filtre à huile 33 peut être prévu n'importe où dans le conduit d1embranchement 31b, comme cela est représenté. Entre l'orifice 19 et la face extrême du collet 26 est constituée une chambre à fluide 34 qui communique avec l'orifice 20. L'orifice "20 communique à son tour avec un conduit 35 qui débouche à l'extérieur à travers un orifice étranglé ou une buse 36. U471 4 2Q42678 Entre l'orifice 19 et la chambre à fluide 34 est prévu un orifice principal 37. La chambre à fluide 34 communique également avec le conduit d'embranchement 31b. à travers un trou réduit 38 qui sert d'orifice auxiliaire. 5 La buse ou tuyère 36 est dimensionnée de façon à avoir une aire effective de section transversale supérieure à celle de l'orifice 37 pour la raison indiquée ci-après. Les collets et rainures de l'élément 13 formant tiroir de valve sont placés dans des positions relatives telles que, quand "10 l'élément de valve 13 est maintenu dans la position la plus proche de la paroi extrême 15a» l'orifice 16 communique alors avec l'orifice 22 par la rainure ou gorge 27, l'orifice 17 communique avec l'orifice 21 par la rainure ou gorge 28 et l'orifice 18 est fermé; et quand l'élément de valve 13 est déplacé vers la position 15 la plus éloignée de la paroi extrême 15a, les communications de fluide entre les orifices 16 et 21 et entre les orifices 17 et 21 sont alors toutes interrompues et, à la place, les orifices 17 et 18 peuvent communiquer avec les orifices 22 et 21 respectivement par les rainures ou gorges 27 et 28. 20 L'unité de servo-commande 12 formant servo-moteur ou analogue, qui est commandée par l'unité 10 formant valve à tiroir coulissant, comporte un alésage 39 réalisé dans une portion 40 formant corps ou boîtier. L'alésage 39 est séparé ou partagé par un piston 41 en deux chambres à fluide 42 et 43 comportant des orifices 42a 25 et 43a qui communiquent respectivement avec les orifices 21 et 22 de l'unité 10 formant valve à tiroir coulissant. Le piston 41 est relié à un élément de commande (non représenté) d'un élément d'engrenage (non représenté) par une tige de piston 41a. Le dispositif 11 à commande électromagnétique par solénoïde, 30 destiné à commander l'unité 10 formant valve à tiroir coulissant, comporte, de la façon habituelle, une bobine de solénoïde 44 logée dans un boîtier 45 et connectée à une source appropriée (non représentée) d'énergie électrique et une armature ou un noyau plongeur mobile 46 entouré par la bobine de solénoïde 44. 35 Le noyau plongeur mobile 46 comporte, d'un côté de celui-ci, une tête de valve 46a qui est orientée en direction de la buse 36 du conduit 35 de l'unité 10 formant valve à tiroir coulissant»de 70 17471 5 2042678 façon à être en face ou en regard de cette buse. Un ressort de compression 47 est prévu entre le noyau plongeur mobile 46 et un siège de ressort 48 prévu dans le boîtier-45» de sorte que le noyau plongeur mobile 46 et par suite la tête de valve 46a sont 5 normalement maintenus dans leurspositiongfcétractées, c'est-à-dire dans des positions en retrait par rapport à la buse 36, en maintenant ainsi la buse 36 ouverte à l'air libre. Quand, en cours de fonctionnement, le dispositif à commande électromagnétique par solénoïde 11" est actionné en ayant la bobine 10 de solénoïde 44 excitée, le noyau plongeur mobile 46 sort alors en saillie en surmontant l'action du ressort de compression 47, de sorte que la tête de valve 46 est amenée en contact de fermeture avec la buse 36 du conduit 35. la buse 36 étant fermée, la pression de fluide, dans la chambre de fluide 34 communiquant avec le 15 conduit 35>diminue, l'élément 13 formant tiroir de valve est déplacé vers l'une de ses positions extrêmes, à savoir en direction de la paroi extrême 15a en surmontant l'action du ressort 30 jusqu'à ce que l'extrémité réduite 29 dudit élément entre en contact avec la paroi extrême 15a. l'élément 13 formant tiroir de valve 20 étant dans cette position, l'orifice 17 communique avec l'orifice 21 par la gorge 28 délimitée par les épaulements ou collets 25 et 26, de sorte que la pression de fluide dans le conduit d'entrée 31 est transférée dans la chambre 42 à travers l'orifice 42a, comme cela est indiqué par une flèche en traits pleins,en forçant 25 le piston 41 à se mouvoir dans le sens de la flèche tracée en traits pleins, le fluide dans la chambre 43 s'écoule alors dans la gorge 27 par les orifices 43a et 22 comme cela est indiqué par une flèche en trait plein et est évacué par l'orifice 16 et par le conduit d'embranchement de sortie 32a. 30 Quand alors la bobine de solénoïde 44 est désexcitée, le noyau plongeur mobile 46 rentre ou est rétracté, de sorte que la tête de valve 46a quitte la buse 36 qui s'ouvre par conséquent, le fluide, se trouvant dans le conduit 35, est alors évacué par la buse 36- pour être récupéré ou receuilli. le fluide dans le 35 conduit d'embranchement 31a, provenant du conduit d'entrée 31, peut ainsi s'écouler dans la chambre à fluide 34 à travers l'orifice 37. l'orifice 37 étant dimensionné de façon à être plus 70 17471 6 2042678 petit en surface de section transversale effective que la buse 36, le niveau de la pression de fluide dans la chambre à fluide 34 diminue au fur et à mesure que le fluide dans le conduit 35 est évacué. Dans ces conditions, la compression du rçssort 31 surmonte 5 la pression de fluide dans la chambre à fluide 34, de sorte que l'élément 13. formant tiroir de valve est forcé de s'éloigner de la paroi extrême 15a jusqu'à l'autre position extrême en passant par sa position neutre ou de point mort qui est représentée.* l'orifice 17 peut communiquer avec l'orifice 22 et le fluide dans 10 le conduit d'embranchement 31a est transféré à la chambre 43 de l'unité de servo-commande 12 par la gorge 27 comme cela est indiqué par une flèche en traits interrompus. La pression de fluide, existant dans le conduit d'entrée 31, est de cette manière conduite dans la chambre 43, de sorte que le piston 41 est déplacé 15 dans le sens de la flèche en traits interrompus. Le fluide dans la chambre 42 est aspiré vers la gorge 28 à travers les orifices 42a et 21 comme cela est indiqué par une flèche en traits interrompus et est évacué à travers l'orifice 18 et le conduit 32b. Ainsi l'élément 13 formant tiroir de valve est amené dans la 20 position la plus éloignée de la paroi extrême 15a et il en résulte que le collet 26 de celui-ci ferme l'orifice 37. Le fluide dans le conduit d'embranchement 31b. est maintenant empêché de passer dans la chambre à fluide 34 à travers l'orifice 19 en empêchant le gaspillage ou la perte de fluide hydraulique. Si dans ce cas 25 la communication de fluide entre le conduit 31b et la chambre à fluide 34 est complètement interrompue, le fluide dans le conduit 31b est empêché de pénétrer dans la chambre 34 même si la buse 36 est fermée une seconde fois par la tête de valve 46a. Pour éviter un tel inconvénient, il est prévu, entre le conduit 31b 30 et la chambre 34, un trou réduit 38 servant d'orifice auxiliaire. En raison de la présence du trou réduit ou de l'orifice auxiliaire 38, une quantité limitée de pression de fluide est transférée à tout moment du conduit 31b à la chambre à fluide 34. Quand par conséquent la buse 36 est fermée par la tête de valve 46a, l'ori-35 fice 37 étant fermé concurremment par le collet 26 de l'élément 13 formant tiroir de valve, la pression de fluide dans la chambre 34 s'élève alors de façon appréciable, le fluide traversant 7 2042678 l'orifice auxiliaire 38. L'élément 13 formant tiroir de valve est par conséquent déplacé légèrement à partir de l'orifice 37 en permettant au fluide dans le conduit 31b de s'écouler pour pénétrer dans la chambre à fluide 34 à travers l'Orifice 19. L'élément 13 5 formant tiroir de valve réagit ainsi immédiatement à la commande du dispositif 11 à commande électromagnétique par solénoïde. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné"qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens consti-10 tuant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 70 17471 REVENDICATION Dispositif formant valve hydraulique de transfert ou de déplacement pour changer les positions relatives d'un organe de commande, caractérisé en ce qu'il comprend une unité formant valve intercalée dans un circuit de fluide hydraulique, un dispositif 5 à commande électromagnétique par solénoïde connecté à une source d'énergie pour contrôler le fonctionnement de l'unité formant valve et une unité de servo-commande fonctionnellement reliée à ladite unité formant valve et commandée par celle-ci pour changer les positions relatives dudit organe de commande, ladite 10 unité formant valve comportant un élément formant tiroir coulissant de valve qui est déplacé en réponse à une pression de fluide appliquée à celui-ci par ledit circuit de fluide, une buse ou tuyère prévue dans ledit circuit de fluide et débouchant à l'extérieur de ladite unité formant valve pour évacuer un excès de 15 fluide du circuit de fluide,ladite buse étant fermée par la commande dudit dispositif à solénoïde, un orifice principal qui est prévu dans ledit circuit de fluide pour appliquer, quand il est maintenu ouvert, une pression de fluide audit élément formant tiroir de valve pour forcer ledit élément de valve à se déplacer 20 en surmontant une action de ressort jusqu'à une position extrême pour permettre au fluide d'être sélectivement transféré à ladite unité de servo-commande afin d'établir une position relative dudit organe de commande et qui est fermé par ledit élément formant tiroir de valve quand ledit élément formant tiroir de 25 valve est maintenu par ladite action de ressort dans l'autre position extrême, ledit dispositif à solénoïde étant désexcité pour maintenir ladite buse ouverte, de sorte que le fluide est transféré sélectivement à ladite unité de servo-commande pour établir l'autre position relative dudit organe de commande, ledit 30 orifice principal étant plus petit en aire de section transversale effective que ladite buse, et un orifice auxiliaire prévu dans ledit circuit de fluide pour appliquer une pression de fluide limitée audit élément formant tiroir de valve quand ledit orifice 70 17471 9 2042678 principal est maintenu fermé par ledit élément formant tiroir de valve.