Brevet FR2421418A1 — publié le 19791026

La présente invention concerne un régulateur électromagnétique de pression, comprenant un électroaimant proportionnel, un distributeur pilote actionné par ce dernieret un distributeur principal correspondant, dont le tiroir pilote commande les liaisons entre un orifice d'utilisation à pression réglée d'une part et un orifice d'alimentation et un orifice de décharge d'autre part' et qui est chargé par les pressions régnant dans l'orifice d'utilisation et dans une chambre de pilotage, ainsi que par la force d'un ressort, afin de commander la pression dans l'orifice d'utilisation proportionnellement à l'intensité et du signal électrique d'entrée de l'électroaimant proportionnel. On connaît un régulateur électromagnétique de pression de ce type, dans lequel un distributeur pilote et l'électroaimant proportionnel forment une unité constructive1 vissable dans un boitier supplémentaire qui contient le distributeur principal. Ce dernier comporte un tiroir, qui commande trois orifices et qu'un ressort charge vers une position, dans laquelle l'orifice d'utilisation à pression commandée est relié à l'orifice d'alimentation. Les forces exercées par le ressort et la pression commandée s'opposent sur le tiroir, de sorte qu'il n'est pratiquement pas possible de commander une plage de pression au voisinage du zéro. Le régulateur de pression est en outre coûteux en matériaux et encombrant. C'est ainsi que la chambre pilote doit présenter un volume important pour le logement du ressort, de même que l'orifice d'utilisation, disposé rapidalement par rapport au tiroir. Des canaux de décharge séparés sont également prévus pour les distributeurs principal et pilote. La position de l'etrangleur du'tiroir, reliant la chambre pilote à l'orifice d'utilisation, influence en outre défavorablement le fonctionnement du regu- lateur de pression sur une plage influencée par l'écoulement dans des conditions de service données. Dans un tel régulateur de pression, il est en outre connu de réaliser l'électroaimant proportionnel, le distributeur pilote et le distributeur principal sous forme de trois éléments distincts. Outre une construction coûteuse, cette solution présente l'inconvénient que le distributeur principal ne commande que deux orifices. Mais surtout, le régulateur de pression fonctionne en soupape à commande directe, car un piston du distributeur pilote, chargé par la pression réglée, est actionné directement par l'électroaimant proportionnel. Il en résulte également un fonctionnement imprécis, et notamment la proportionnalité entre le signal de consigne électrique et la valeur de pression n'est pas satisfaisante. Le mode de construction du-distributeur principal ne permet en outre qu'une régulation médiocre de la plage de pression au voisinage du zéro. L'invention a pour objet un régulateur électromagnétique de pression7 permettant une régulation de pression particulièrement précise, et notamment aussi sur la plage de pression au voisinage du zéro. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le tiroir pilote et le distributeur pilote sont logés dans un boitier commun, qui présente à partir d'une face frontale un trou borgne contenant le tiroir pilote, le tiroir pilote est un tiroir cylindrique creux, dont l'extrémité fermée limite la chambre de pilotage dans le trou borgne et dont 1 'extré- mité ouverte est en regard de l'orifice d'utilisation situé sur la face frontale, et le ressort est disposé du côte de l'orifice d'utilisation. Le régulateur de pression selon l'invention est en outre extrêmement compact et convient aussi pour des débits relativement élevés du fluide sous pression. I1 permet de plus une-construction et un montage faciles. La partie électromagnétique est séparée par construction de la partie hydraulique, permettant ainsi une interchangeabilité facile. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice d'alimentation et l'orifice de décharge sont disposés radialement par rapport à l'axe longitudinal du boîtier et débouchent côte ê côte dans le trou borgne. Selon une autre caractéristique de l'invention, le distributeur pilote et le tiroir creux sont coaxiaux. Il est ainsi possible de réaliser un régulateur de pression alliant simplicité, compacité et préci- sion de fonctionnement d'une façon particulièrement avantageuse. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et de la figure unique, qui est la coupe longitudinale d'un régulateur de pression. Le régulateur électromagnétique de pression 10 comprend un électroaimant proportionnel 11, monté par bride sur un boitier 14 contenant un distributeur pilote 12 et un distributeur principal 13. Le boitier 14 est du type cartouche a symétrie de rotation. I1 présente une première face frontale 15, d'ou part un premier trou borgne 16, axial et concentrique. Ce trou contient une gorge annulaire extérieure 17, reliée à un orifice d'alimentation 19, et une gorge annulaire 18, reliée à un orifice de décharge 21. Le trou borgne 16 contient un tiroir pilote 22, faisant partie du distributeur principal 13 et réalisé sous forme de cylindre creux.Son extrémité fermée 23 limite une chambre pilote 24 dans le trou borgne 16; son extrémité ouverte 25 se trouve en regard d'un orifice d'utilisation 26, usiné sur la première face frontale 15 et dans lequel la pression doit être réglée. Un ressort 27, chargeant le tiroir pilote 22, se trouve en outre sur cette face de pression réglée; il prend appui sur l'élément de machine 28 contenant le boîtier 14 et pénètre partiellement dans le tiroir pilote 22. Sensiblement au milieu de ce dernier, il présente des orifices pilotes 29 radiaux, formant des arêtes d'étranglement 31, 32 affectées à la périphérie des gorges annulaires 17, 18. Du côté opposé à la première face frontale 15, le boîtier 14 présente une seconde face frontale 33, en regard de l'électroaimant proportionnel 11 et d'où part un second trou borgne 34. Ce dernier est coaxial avec le premier trou borgne 16, dont il est séparé par un ligament 35. Dans le ligament 35 sont usinés un siège 36 de soupape et un étranglement 37, reliant le second trou borgne 34 à la chambre pilote 24. Cette dernière est en outre reliée à l'orifice d'alimentation 19 par un étranglement 38 disposé dans le boîtier 14 et des alésages transversaux 39. Sur le siège 36 repose un clapet 41, faisant partie du distri biteur pilote 12 et auquel correspondent un ressort 42 et une butée 43 de ressort, guidée en glissement dans le second trou borgne 34. La butez 43 de ressort prend appui sur un coulisseau 44 de l'éiectroaimant proportionnel 10. Le second trou borgne 34 est en outre relié à l'orifice de décharge 21 par des alésages transversaux 45 dans le boitier 14. Le tiroir pilote 22 comporte, au voisinage des orifices pilotes 29, un epaulement 46 sur lequel le ressort 27 prend appui. Le fonctionnement du régulateur de pression 10 est le suivant. L'électroaimant proportionnel 11 à course réglée bande le ressort 42 à une force déterminée, par l'intermédiaire de la butée 43 mobile. Cette force et la section effective du clapet 41 dans le siège 36 produisent une pression, qui s'exerce sur le tiroir pilote 22 dans la chambre pilote 24. L'étrangleur 38 limite le débit d'huile s'écoulant de l'orifice d'alimentation 19 dans la chambre pilote 24 par les alésages transversaux 39. A cette pression dans la chambre pilote 24 s'opposent sur le tiroir pilote 22 la pression à regler dans l'orifice d'utilisation 26 et la force exercée par le ressort 27. Lorsque la pression dans la chambre pilote 24 est prépondérante, le tiroir pilote 22 est refoulé vers le bas, contre la force exercée par le ressort 27, et relie ainsi l'orifice d'alimentation 19 à l'orifice d'utilisation 26, par la gorge annulaire 17 et les orifices pilotes 29. La pression d'alimentation dans l'orifice 19 étant toujours supérieure à la pression à régler dans l'orifice d'utilisation 26, du fluide sous pression s'écoule vers cet orifice 26, jusqu'a ce qu'un équilibre de forces se rétablisse sur le tiroir pilote 22 et que l'arête d'étranglement 32 ferme cette liaison. Lorsque par contre la pression dans l'orifice d'utilisation 26 est trop élevée, le tiroir pilote 22 pénètre dans le premier trou borgne 16, avec l'aide de la force exercée par le ressort 27. Son arête d'étranglement 31 ouvre alors la liaison entre l'orifice d'utilisation 26 et l'orifice de décharge 21, tandis que la liaison avec l'orifice d'alimentation 19 est fermée. La pression dans l'orifice d'utilisation 26 peut ainsi diminuer jusqu'à ce qu'un équilibre de forces se rétablisse sur le tiroir pilote 22 et ferme la liaison avec l'orifice de décharge 21. Une régulation directe de la pression dans l'orifice d'utilisation 26 est ainsi possible proportionnellement à l'intensité du signal électrique d'entrée de l'électroaimant 11. Une régulation de pression precise est également possible au voisinage du zéro, car le ressort 27 est disposé du cét de la pression réglée. En outre, la construction décrite non seulement permet une construction extrêmement simple et compacte du régulateur de pression, mais favorise aussi un fonctionnement précis et à très faibles vibrations sur toute la plage de pilotage dé pression. En particulier, la réalisation du tiroir pilote 22 sous forme de cylindre creux, avec sa fonction de détendeur à 3 voies, en combinaison avec sa disposition dans le trou borgne favorise la réunion de ces avantages dans un appareil, qui permet en outre des débits hydrauliques relativement élevés. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Bien qu'un faible recouvrement négatif des aretes d'étranglement 31, 32 soit généralement avantageux, un recouvrement nul ou positif est également réalisable pour des conditions de service particulières. Revendications 1. Régulateur électromagnétique de pression,~eomprenant un électroaimant proportionnel, un distributeur pilote actionné par ce dernier et un distributeur principal correspondant, dont le tiroir pilote commande les liaisons entre un orifice d'utilisation à pression réglée d'une part, un orifice d'alimentation et un orifice de décharge d'autre part, et qui est chargé par les pressions régnant dans l'orifice d'utilisation et dans une chambre de pilotage, ainsi que par la force d'un ressort, afin de commander la pression dans l'orifice d'utilisation proportionnellement à l'intensite du signal électrique d'entrée de l'électroaimant proportionnel, ledit régulateur étant caractérisé en ce que le tiroir pilote et le distributeur pilote sont logés dans un boîtier commun, qui présente à partir d'une face frontale un trou borgne contenant le tiroir pilote; le tiroir pilote est un tiroir cylindrique creux dont l'extrémité fermée limite la chambre de pilotage dans le trou borgne et dont 1 I'extrémité ouverte est en regard de l'orifice d'utilisation situé sur la face frontale; et le ressort est disposé du côté de l'orifice d'utilisation. 2. Régulateur de pression selon revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'alimentation et l'orifice de décharge sont disposés radialement par rapport à l'axe longitudinal du boitier et débouchent côte à côte dans le trou borgne. 3. Régulateur de pression selon une des revendications 1 et 2, carac térisé par la disposition coaxiale du distributeur pilote et du tiroir creux. 4. Régulateur de pression selon revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier comporte, du côté opposé à la' première face frontale, une seconde face frontale d'où part un second trou borgne pour le logement du distributeur pilote. 5. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par une réalisation du boitier à symétrie de rotation. 6. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tiroir creux comporte au moins une ouverture radiale, formant sur la- périphérie extérieure dudit tiroir des arêtes d'étranglement affectées à l'orifice d'alimentation et à l1ori- fice de décharge. 7. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étranglement reliant l'orifice d'alimentation à la chambre de pilotage est disposé dans le boîtier. 8. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les deux trous borgnes sont separés par un ligament, qui porte le siège du distributeur pilote. 9. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'électroaimant proportionnel est monté par bride sur la seconde face frontale et comporte un coulisseau, qui pénètre dans le second trou borgne et y prend appui sur une butée élastique mobile. 10. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par un recouvrement négatif des arêtes d'étranglement. 11. Régulateur de pression selon une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les ouvertures radiales sont disposees sensiblement au milieu du tiroir pilote, suivant son grand axe; et le tiroir pilote comporte, à côté des ouvertures, un épaulement intérieur servant d'appui au ressort du premier trou borgne.