Brevet FR2253961A1 — publié le 19750704

la présente invention concerne une soupape à tiroir pour la commande de la pression de travail d'un fluide hydraulique, avec un aimant de positionnement, par l'intermédiaire de l'armature duquel, un coulisseau de commande est déplaçable au moyen d'un poussoir. Des soupapes à tiroir sont utilisables de diverses manières dans le domaine hydraulique, Clest ainsi, par exem- ple que dans le cas d'entratnement de véhicules automobiles à transmission automatique, l'adaptation de la pression de travail, et dans certain cas d'autres pressions, au moment du couple de rotation du moteur d'entranement, est nécessaire.Mais ici la transmission des forces d'influence, par exemple de la tige de réglage d'une pompe d'injection, doit s'effectuer autant que possible sans force, car sans cela la régulation elle-mme pourrait entre influencée Dans ce but, on connatt des soupapes à tiroir qui-contrennent une soupape magnétique et dans lesquelles les grandeurs d'influence peuvent être traitées comme signal électrique de régulation. Les grandeurs d'influences peuvent, par exemple, être captées par induction et transmises, sans mise en oeuvre de force, ctest-å-dire électriquement, sur la soupape magnétique.Habituellement, l'aimant de réglage est réalisé avec deux emplacements de paliers, auquel cas le poussoir d'actionnement pour éviter une super position9 agit librement sur la face frontale plane du tiroir de commande. Dans une autre disposition connue, qui cependant ntest pas constituée comme soupape à tiroir, l'armature mobile est supportée dans deux ressorts à disques et porte, à une de ses extrémités, l'organe obturateur de la soupape. Les dispositions connues sont de construction conteuse, notamment en raison du support nécessaire de l'armature et d'un montage compliqué. L'invention a pour but de créer une soupape à tiroir simple et peu coûteuse, qui n'exige, en particulier, qu'une faible dépense, aussi bien pour son assemblage que pour l'insertion, par exemple dans un carter de coulisseau. Dans ce but, la soupape de l'invention est caractérisée en ce que le poussoir est supporté d'un côté dans une suspension à membrane, le coulisseau de commande mobile dans un guidage étant prévu comme second palier. Suivant une autre réalisation de l'invention, on obtient une possibilité particulièrement simple d'introduction de sections de commande optimales, du fait qu'une douille intermédiaire est prévue entre le coulisseau de commande et un carter de commande , auquel cas les sections de commande sont montées dans la douille intermédiaire. Les avantages obtenus grave à l'invention résident en ce que la soupape à tiroir se compose d'éléments de construction simples et de fabrication peu coûteuse, et que l'ajustage dans le carter de commande peut être effectué facilement. La soupape à tiroir conforme à l'invention est, par conséquent, appropriée à une production de masse. En outre, elle est robuste et présente un frottement très réduit entre les pièces mobiles. La description ci-après se rapporte à quatre exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre un premier exemple d'une soupape à tiroir, - la figure 2 montre un second exemple, - la figure 3 est une section de commande possible pour l'un des exemples de réalisation, - la figure 4 montre un troisième exemple d'une soupape à tiroir, - la figure 5 montre un quatrième exemple avec un circuit de régulation. Dans l'exemple représenté dans la figure 1, le carter 10 de la soupape à tiroir est monté dans un carter de commande 12, avec une douille intermédiaire 11 qui lui est reliée rigi devent. Le carter de soupape-à tiroir 10 contient un enroulement magnétique 13 et une chape magnétique qui se compose d'une partie frontale 14 et d'une partie de maintien 15. Un ressort à disque 17 est relié rigidement à la partie de maintien 15 au moyen de deux rivets 16.Le ressort à disque 17 présente un perçage central 18 dans lequel est enfiché un poussoir 19 immobilisé, de préférénce, au moyen d'un adhés Le carter de soupape à tiroir 10 est fermé par un couvercle 20, en matière élastique, de préférence polyamide armé de fibres c.verre, qui est engagé avec des rainures 21 de manière étanche dans le carter 10.Ce couvercle contribue au montage rapide et économique de la soupape à tiroir. À travers deux ouvertures 22 du couvercle 20, sortent les deux raccords de branchemext23 de l'enroulement magnëtique 13. Pour plus de clarté du dessin, il est représenté, dans la partie supérieure, un rivet 16 et,. dans la noDy partie inférieure, une borne de branchement 23. En réalisé, les ri vets 16 et les bornes 23 sont décalés chaque fois de 900. Le poussoir 19, qui est supporté d'un côté par le ressort à disque 17,' porte une armature d'aimant 24 et un sup port de ressort 25, et, par son autre côté, il est vissé dans un coulisseau de commande 26. Le poussoir 19 traverse les perçages de la partie frontale 14 et la pièce de maintien 15. Entre l'armature 24 et la-pièce frontale 14, est formée une fente magnétique. L' armature 24 agit alors comme une armature plane. Cependant, en même temps, elle pénètre en partie dans les enroulements magnétiques 13 et, également, dans une cavité 27, prévue dans la pièce frontale, de sorte que se produit, en même temps, un effet d'armature plongeante. Par un dimensionnement convenable de la pièce frontale 14,- de l'armature 24 et de sa longueur, par rapport à l'en roulement magnétique 13, l'effet d'armature plongeante 9 armature plane, peut être rendu optimal. Un ressort de compression 28, qui est monté entre le support de ressort 25 et une butée d'armature 7reliée au carter 10, maintient 1' armature 24 et ainsi le coulis seau de commande dans leur position de repos. La.force de ressort agit contre la force magnétique de commande. La douille intermédiaire li, qui est solidaL- re du carter 10, présente six perçages, à savoir deux perçages d' entrée 30, deux perçages de retour 31 et deux perçages de fluide de press e-- 4 travail 32. Deux perçages affectés à la même fonction de chaque couple , sont reliés entre eux dans le carter de de commande 12 @@@@@@ canaux. La douille intermédiaire 11 est obturée sur sa face avantage par une pièce de fermeture 33.Cette pièce 33 porte, en position asymétrique, une broche d'arrêt 34, qui est engagée dans un perçage correspondant du coulisseau de commande '26, pour sfoppo ser à une rotation de ce dernier0 Sur le coulisseau de commande lui-mme est prévue une rainure annulaire 35, par laquelle sont reliés - entre eux les div-ers perçages, après l'état de connexion de la soupape à ti roir. Dans l'état de repos représenté de la soupape à tiroir, le fluide de travail à commander parvint, à partir du perçage d'amenée 30, dans le perçage 8 fluide 32 et établit une pression de travail. et le courant électrique croît dans l'enroulement magnétique, l'ar- mais déplace, ainsi que le coulisseau de commande contre la force du ressort 28. La section transversale du perçage 'ar-' vée se réduit et la pression de travail au perçage de perçage de travail 32 diminue. Lors d'un accroissement du courant electrique, le perçage d'arrivée 30 est totalement fermé. La pression de travail ne se modifie plus. Si le courant électrique croit encore, le perçage d'arrivée 30 étant fermé, le perçage de retour 31 s'ouvre et le fluide de travail peut, à partir du perçage de pression de travail 32, s'couler en retour à travers le perçage de retour 31. La pression de travail décrott alors davantage. L'ajustement du tiroir de commande 26 a lieu par une rotation du tiroir sur le filetage du poussoir 19. La soupape à tiroir peut ainsi être mise en place à l'état assemblé et être introduite dans le carter déjà ajustée. Le système coulisseau poussoir-armature est supporté doublements d'une part par le ressort à disque 17, et d'autre part par le guidage du coulisseau de commande 26 dans la douille intermédiaire 11. il est avantageux de disposer le palier deressort proche de l'armatures et letpalier lisse plus éloigné de l'armature. De cette manière, les forces radiales sont absorbées en majorité par le palier de ressort sans frottement et c'est seulement une faible partie qui est absorbée par le palier lisse. Le coulisseau de commande 26 doit alors être usiné avec grande précision et sans frottement possible. Un autre avantage du palier de support dans le ressort à disque réside dans la suspension'de type cardan ainsi obtenue pour le poussoir 19. Un décalage d'axes entre l'aimant et le coulisseau de commande peut être admis dans une certaine mesure sans qu'il en résulte un coincement0 Une production rapide et moins cossteuse est favorisée également par les liaisons par adhésif. C'est ainsi, qu' avantageusement, le poussoir 19 peut être lié par collage avecle ressort à disque 17, le poussoir 19 avec l'armature 24, et les bornes de branchement 23 dans leur passage à travers le couvercle 20. Une autre variante dans la commande de la soupape à tiroir peut être obtenue en prévoyant que les sections transversales du coulisseau 26 sont différentes des deux cotés de la rainure annulaire 35. le perçcage pour le coulisseau, dans la douille intermédiaire 11, doit présenter bb correspondance deux sections différentes. GrEce d cette mesurep la mesure, la force magnétique est opposée, en plus de la force du ressort, à une force hydraulique supplémentaire du fluide de travail. Le second exemple de réalisation représenté dans la figure 2, correspond largement au premier exemple. Plus par ticulièrementg le carter de soupape 10 et le carter de commande 12 ne sont donc pas représentés en détails. Les perçages d'amenée 30, ainsi que le ressort de compression 28, sont supprimés. La force hydraulique du fluide de travail agit contre la force magnétique de l'aimant.A travers une seconde rainure annulaire 40, ainsi qu'un canal 41 dans le coulisseau de commande 26 et une fente 42 dans le poussoir 19, le fluide de travail peut parvenir dans la totalité de il espace intérieur de la soupape jusque au couvercle de carter 20, pour exercer une force hydraulique opposée à la force de l'aimante La pression du fluide de travail existe aux perçages 32, et dans toute sa grandeur, lorsque les perçages sont fermés, c'est-à-dire que l'aimant est actionné complètement. Si le courant électrique décroqt dans l'aimant, les perçages 32 s'ouvrent progressivement et le fluide de travail se détend à travers les per çages de retour 31.La pression de travail deeroft. Cette décroissance peut être influencée, en plus du courant électrique dans l'aimant, également par la forme des perçages de commande, dans ce cas, les perçages 32. Une forme de réslisation possible d'un tel perçage de commande est représentée dans la figure 3. La partie efficace du perçage de commande présente une section transversale de préférence triangulaire. Cependant d'autres sections sont envisageables. Le choix de la section n'est pas essentiel, car dans la douille intermédiaire, à parois relativement mines par rapport à un carter de commande, on peut réaliser, par estampage, n'importe quelle section de commande. L'estampage permet une grande variété de formes des arêtes de commande et ainsi une caractéristique de régulation adaptée à chaque cas d'emploi. L'hystérésis du régulateur peut également être maintenue à une faible valeur sur toute la marge du domaine de pression, par exemple par un évidement triangulaire. Le troisième exemple de réalisation, représenté à la figure 4, correspond également, dans l'essentiel, au premier exemple. Cependant dans cet exemples la douille intermédiaire Il et le carter de soupape 10 ne sont pas reliéR rigidement l'un à l'autre. Cela présente un avantage pour le cas où la soupape à cou listeau fait saillies à travers un carter de mécanisme 50, dans le carter de commande 12. On peut alors admettre des tolérances entre le carter de commande 12 et le carter de mécanisme 50. La douille intermédiaire dl est d'abord introduite dans le carter de commande 12. Ensuite9 la partie restante de la soupape est vissée dans un filetage 51 du carter de mécanisme 50 jusqu'a une butée.Lorsque la pression de travail crcttS la douille intermédiaire 11 est comprd- mée, par la pression, sur la face frontale 53 sur la surface 52. Le fluide de travail parvient, i partir de la rainure annulaire 35, à travers le canal 549 à la face frontale 53. La soupape n'a plus besoin d'un ajustement ultérieur. Le quatrième exemple, représenté dans la figu- re 5, montre l'emploi comme soupape de régulation, de préférence pour le réglage de position d'aubes directrices de turbines à gaz. Dans ce cas, un cylindre de réglage 60 est chargé de chaque c8té par le fluide de travail et, en conséquence, est déplacé en va et vient d'un cEté et de l'autres en dépendance de la pression du fluide. Ce déplacement est transmis mécaniquement, par le dispositif de réglage d'aubes directrices 61, sur les aubes.Un indicateur de course 62 capte la position des aubes et délite un signal de valeur réelle à un appareil de commande électronique- 53. Ce dernier délivre, en fonction du réglage préalable d'un signal de valeur de consigne, un 8i- gnal de commande à l'aimant de positionnement 10, par lequel les au- bes directrices sont positionnées0 Le fluide de travail parvient, à travers des perçages d' amenée 30S dans la rainure annulaire 35. Chacune des moitiés des perçages de travail 32 sont reliées entre elles, dans le coulisseau de commande, par des rainures annulaires 64.Une telle moitié peut consistera par exemple, en un nombre de perçages 32 par exemple six, répartis sur le pourtour de la douille intermédiaire 11. Pour simplification, une telle moitié est représentée dans la figure par seulement deux perçages. En correspondance avec la position du coulisseau de commande 26, le fluide de travail parvient, i partir de la rainure annulaire 35, soit dans l'une des moitiés des perçages de pression de travail 32 réunis entre eux, soit dans l'autre moitié. Une charge simultanée de tous les perçages 32 avec le fluide n'est pas possible. Le coulisseau de commande 26 présente, sur chaque c8té, des fentes 659 à travers lesquelles le fluide de travail, dans son écoulement de retour, peut s'écouler, à partir de l'un des perçages de retour de la série de perçages de retour 32, vers le perçage de retour 31. Les fentes 65 sont reliées entre elles par un perçage central 66 du coulisseau de commande. Le courant de retour du fluide de travail à partir de l'autre série de perçages de pression de travail 32 peut avoir lieu directement vers le perçage de retour 310 Ce dernier ne se trouve cependant pas dans la douille intermédiaire Il, mais dans le carter de commande 12. Le cylindre de réglage 60 est déplacé par le fluide de travail qui sort de lwune des séries de perçages de pression de travail 32 et qui péètre dans l'autre série. Par une variation des arêtes de commande des perçages 32, comme il a été décrit plus haut, on obtient une caractéristique de régulation adaptée à chaque cas d'emploi. La fixation du coulisseau de commande 26 sur le poussoir 19 est assurée par le fait que le coulisseau de commande 26 est coincé entre un écrou fileté 67 vissé sur le poussoir 19 et une rondelle 68, contre laquelle presse le ressort de compres- sion 28. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'inventiona REVEND I C À T IONS lo- Soupape à tiroir, pour la commande de la pression de travail d'un fluide hydrauliques avec un aimant de posi tionnement, par l'intermédiaire de l'armature duquel, un coulisseau de commande est ddplaçable au moyen d'un poussoir, soupape caracté- risée en ce que le poussoir (19) est supporté d'un caté dans une suspension à membrane (17) et en ce que le coulisseau de commande (26), mobile dans un guidage, sert de second palier de supports 2. Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la suspension à membrane (17) sat constituée par un ressort à disque. 3.- Soupape suivant la revendication 1 g caractérisée en ce que le palier lisse du coulisseau de commande est dis- posé en étant plus éloigné de 1' armature (24) que la suspension à membrane (17). 4.- Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'armature (24) est constituée comme une armature combinée plane et plongeante0 5.- Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'aimant de réglage est enfermé dans un carter (10) 6.- Soupape suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le carter (10) est ouvert sur un coté et un couvercle de carter (20) en matière élastique, de préférence en matière synthétique est prévu coulissant par des rainures annulaires (21) dans le carter (10) de manière à assurer un siège de pression étan ehe o 7.- Soupape suivant l'ùne quelconque des revendications 1 à 6, caractérisi par une douille intermédiaire (11) dis- posée entre le coulisseau de commande (26),et un carter de commande (12). 8.- Soupape suivant la revendication 7, caractérisée par des- sections transversales de commande formées dans la douille intermédiaire (11). 9.- Soupape suivant la revendication 8, carac- térisée en ce que le comportement de commande de la soupape peut être déterminé par des variations de forme des sections transversales de commande. 10.- Soupape suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la douille intermédiaire (11) est reliée rigidement au carter d'aimant de réglage (10). 11.- Soupape suivant la revendication 7, carac- térisée en ce que la douille intermédiaire (11) n'est pas reliée rigidement avec le carter d'aimant (10) 12.- Soupape suivant la revendication il, caractérisée en ce que la souille intermédiaire (11) est appliquée par force hydraulique contre le carter d'aimant (10). 13.- Soupape suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce que, pour la commande de la position du coulisseau de commande (26), la force magnétique de I'- aimant agit contre la force élastique d'un ressort (28)o 144 Soupape suivant la revendication 13, caractérisée en ce que le coulisseau de commande (26) présente des sections transversales différentes chargées par la pression de travail, de telle sorte que sa position est influencée, en plus de la force magnétique, et de la force du ressort, par une force hydraulique du fluide de travail. 15.- Soupape suivant la revendication 7, ca- ractériséé en ce que le coulisseau de commande (26) présente un orifice de passage (40, 41) pour le fluide de travail, et que, pour la commande de la position du coulisseau, la force magnétique de l'ai- mant agit contre la force hydraulique du fluide de travail. 16,- Soupape suivant la revendication 139 de préférenee pour le réglage de position des aubes directrices de tur- bines à gaz, caractérisée en ce que sont prévues une ouverture d'amenée (30), une ouverture de retour (31) et au moins deux ouvertures de pression de travail (32), des rainures annulaires (35, 64) ainsi què des canaux (65) étant prévus dans le coulisseau de commande, de telle sorte que, en dépendance de la position du coulisseau (26), du fluide de travail s'écoule d'une ouverture de pression de travail (32) et, simultanément, du fluide de travail pénètre dans 11 autre ouverture de travail (32).