Brevet FR2509829A1 — publié le 19830121

Régulateur de pression à commande par solénoïde. La présente invention concerne un régulateur de pression, qui peut être monté dans un circuit hydraulique entre une source de fluide sous pression, un organe utilisateur et un réservoir de décharge En particulier, mais de façon non exclusive, la présente invention concerne un régulateur de pression qui peut être monté dans le circuit hydraulique d'un dispositif pour commander une boîte de vitesses automatique continue, telle que celle décrite dans la Demande de Brevet en Italie NO 67992-A/81 du 17 Juillet 1981. Dans cette Demande de Brevet, l'embrayage et le débrayage des embrayages de la boite automatique sont commandés par la fourniture d'huile sous pression aux embrayages ou par l'évacuation de cette huile des embrayages Pour permettre un embrayage et/ou un débrayage sans à-coups, la pression et le débit du fluide amené doivent être réglés par des régula- teurs appropriés. Le but de la présente invention est de fournir un régula- teur de pression qui peut être monté dans un circuit hydrau- lique entre une source de fluide sous pression et un organe utilisateur pour régler le courant du fluide sous pression en direction de l'utilisateur en fonction d'un signal élec- trique extérieur, par exemple un signal envoyé d'un système de commande central Un autre but de la présente invention est de fournir un régulateur à retardement-d'alimentation qui puisse sélectivement mettre en communication l'utili- sateur et le réservoir de décharge. En conséquence, la présente invention fournit un régulateur de pression qui peut être monté dans un circuit hydraulique entre une source de fluide sous pression et un organe utili- sateur pour mettre sélectivement en communication cet utili- sateur avec la source de fluide sous pression ou avec un réservoir pour décharger ledit fluide,comportant une chambre de commande ayant une entrée et une sortie pour un fluide de commande, la sortie étant équipée d'un élément de cla- pet à commande électrique,et un tiroir présentant une pre- mière surface active sensible à la pression dans la chambre de commande, ce tiroir pouvant se déplacer contre l'action de moyens élastiques entre une première position dans la- quelle le tiroir peut mettre en communication un premier con- duit raccordé à l'utilisateur avec un deuxième conduit raccor- dé au réservoir, et une multiplicité de positions dans les- quelles le tiroir met en communication le premier conduit avec un troisième conduit raccordé à la source, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de réaction raccordée par un passage de communication au premier conduit et présentant une deuxième surface active en vis-à-vis de la première sur- face active et se déplaçant en étant solidarisée du tiroir, la deuxième surface active étant sensible à la pression du fluide dans la chambre de réaction, le volume de cette der- nière variant avec le déplacement du tiroir. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de deux réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 montre schématiquement un circuit hydraulique simplifié dans lequel est monté un régulateur selon les principes de la présente invention; les figures 2 et 3 montrent une section longitudinale du régulateur de la figure 1 dans deux positions de fonction- nement différentes; et la figure 4 montre une variante du régulateur des figures 1 à 3. En se reportant à la figure 1, un circuit hydraulique, repéré dans son ensemble en 1, comporte une source 2 de fluide sous- pression, un utilisateur fermé 3, par exemple un embrayage à disque, un régulateur de pression monté entre la source 2 et l'utilisateur 3, et un réservoir de décharge 5 en commu- nication avec la pression atmosphérique Un tuyau 6 raccorde la source 2 au régulateur 4, tandis que ce dernier est raccor- dé à l'utilisateur 3 et au réservoir 5 respectivement par des tuyaux 7 et 8. En se reportant aux figures 2 et 3, le régulateur 4 comporte un corps 9 dans lequel est formée une cavité 10 à l'intérieur de laquelle peut coulisser un tiroir sensiblement cylindrique 11 A ses extrémités opposées, la cavité 10 est fermée par des bouchons respectifs 12 et 13 équipés d'anneaux d'étan- chéité 14 et fixés dans des sièges respectifs 15 et 16 du corps 9, de toute manière appropriée Dans la réalisation représentée, le bouchon 12 est fixé en position au moyen d'un jonc d'arrêt (circlip) 17 i Le bouchon 13 est creux et un électro-aimant 18, de type connu, est vissé dans le bouchon, lequel électro-aimant reçoit des signaux de commande d'un système de commande électronique non représenté et, en fonction de ces signaux, provoque le déplacement axial d'une tige 19 d'une manière proportionnelle La tige 19 agit sur un élément de clapet logé dans le corps 9 et comportant un manchon 21 logé dans un siège approprié 22 formé dans la cavité 10 et équipé d'un joint 23 et d'un trou calibré 24 Le trou 24 peut être progressivement obturé par une bille flottante 25 logée dans un siège 26 du manchon 21 et poussée vers le trou 24 par la tige 19. La cavité 10 est subdivisée en plusieurs chambres adjacentes dans lesquelles peut se déplacer le tiroir 11 En particulier, la cavité 10 comporte une chambre de commande 27 adjacente au manchon 21, une chambre de réaction 28 adjacente au bou- chon 12 et trois chambres terminales, respectivement 29, 30 et 31 dans lesquelles s'ouvrent les conduits respectifs 6, 7 et 8, ces repères correspondant aux repères des tuyaux de la figure 1 Les chambres 29, 30 et 31 sont disposées en série et communiquent l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'ori- fices respectifs 32 et 33- Le tiroir 11 coopère par coulisse- ment avec les orifices 32 et 33 et présente des surfaces laté- rales cylindriques respectives 34 et 35 formées sur des plages 36 et 37 du tiroir 11, lesquelles peuvent fermer les orifices respectifs 32 et 33 de façon étanche au fluide lorsque ces orifices coopèrent avec les plages 36 et 37. Le tiroir 11 a deux extrémités terminales 38 et 39, respecti- vement en vis-à-vis des chambres 27 et 28 dont elles consti- tuent des élargissements La cavité 38 a une surface active 40 sensible à la pression régnant à l'intérieur de la chambre 27 Cette chambre 27 est en fait constamment maintenue rem- plie de fluide de commande, qui y pénètre par une arrivée constituée par un trou calibré 41 formé dans le tiroir 11 et communiquant avec le conduit 6 En outre, la chambre 27 comporte une évacuation du fluide de commande, constituée par le trou 24 dont la section de passage est déterminée par la position de la bille flottante 25 positionnée par l'aimant 18 par l'intermédiaire de la tige 19 Le liquide de commande qui passe à travers le trou 24 se rassemble dans une chambre située entre le manchon 21 et le bouchon 13, d'o il sort dans le conduit 8 par un passage de sortie 42. La cavité 39 contient un ressort hélicoïdal 43 positionné entre le tiroir 11 et le bouchon 12 et contre l'action du- quel peut se déplacer le tiroir 11 En outre, la cavité 39 présente une surface active 44, en vis-à-vis de la surface 40, et sensible à la pression régnant dans la chambre de réaction 28. Dans chaque position du tiroir 11, la chambre de réaction 28 est raccordée à la cavité 30 et au conduit associé 7 par un passage de communication 45 formé à l'intérieur du tiroir 11 Elle est en conséquence remplie du fluide sous pression amené à l'utilisateur 3 Les chambres 27 et 28 comportent enfin des butées fin de course respectives 46 et 47 pour le tiroir 11, butées formées sur le bouchon 12 et le manchon 21 respectivement. La figure 4 montre une variante du régulateur des figures 2 et 3, et sur cette figure les mêmes parties ou des parties similaires sont repérées par les mêmes repères Le régula- teur 4 de la figure 4 est très similaire à celui des figures 2 et 3 et en diffère par la forme différente du tiroir 11. En particulier, le tiroir 11 comporte des cavités pratique- ment cylindriques 38 et 39, dont les dimensions sont supérieu- res à celles des cavités correspondantes du régulateur 4 des figures 2 et 3 La cavité 39 a une butée 49 pour le ressort 43 et communique avec le conduit 7 par un passage de raccor- dement constitué par un trou radial 50 formé dans le tiroir 11 Ce dernier a une extrémité 51 faisant face à un épaulement 47 pourvu d'encoches 52 à travers lesquelles le fluide de commande peut passer de la chambre 27 à la chambre 38 et exercer ainsi une pression sur la surface active 40 Le fluide de commande pénètre dans la chambre 27 par un passage d'arri- vée 53 équipé d'un manchon 54 ayant un trou calibré 41 Le fluide de commande peut sortir de la chambre 27 par le trou 24 dont la section de passage est déterminée par la position de la bille 25 et s'évacue ainsi à travers le passage de sor- tie 42 formé en partie dans le corps 9 et en partie dans le bouchon 13. En se reportant aux figures 1, 2 et 3, le fonctionnement du régulateur 4 est le suivant Lorsqu'on ne désire pas amener du fluide sous pression à l'utilisateur 3, l'électro-aimant 18 ne reçoit aucun signal. De cette manière, la tige 19 n'est pas poussée contre la bille 25 et, en conséquence,cette dernière peut se déplacer librement dans le siège 26 sans étrangler le trou 24 En conséquence, le fluide de commande qui pénètre dans la cham- bre 27 peut en sortir sans difficulté. Dans ces conditions, le tiroir 11 est disposé dans la posi- tion de la figure 2, dans laquelle la surface 34 ferme l'ori- fice 32, tandis que l'orifice 33 est ouvert du fait qu'il ne coopère pas avec la plage 37 En fait, il règne dans la cham- bre 27 une très faible pression du fait que le fluide de commande sous pression s'échappe à travers le trou calibré 41 en subissant une forte perte de charge Pour cette raison, la poussée exercée sur le tiroir Il par le ressort 43 est supérieure à celle exercée par le fluide de commande sur la surface active 40 et, en conséquence, le tiroir 11 est poussé contre l'épaulement 47 Dans la position de la figure 2, le tiroir ll permet en conséquence au conduit 7 de communiquer avec le conduit 8 par l'orifice 33, et le régulateur 4 rac- corde ainsi l'utilisateur 3 au réservoir de décharge 5. Lorsque d'autre part on désire amener du fluide sous pression à l'utilisateur 3,un signal électrique prédéterminé est en- voyé à l'électro-aimant 18, lequel déplace la tige 19 à une position prédéterminée, étranglant le trou 24 par la bille Du fait de la réduction de la section de passage du trou 24, la pression du fluide de commande dans la chambre 27 s'élève étant donné que le fluide de commande s'accumule partiellement dans cette chambre Du fait de cette augmen- tation de pression, la poussée exercée par le fluide de commande sur le tiroir 11 commence par égaler, puis par dépasser la poussée du ressort 43 et, en conséquence, le tiroirîl commence à se déplacer vers le bouchon 12, com- primant le ressort 43 pour atteindre une nouvelle position d'équilibre En fonction de la pression du fluide dans la chambre 27, le tiroir 11 peut se déplacer à une multiplicité de positions dont l'une est représentée sur la figure 3. Dans cette position, l'orifice 33 est fermé par la surface , tandis que l'orifice 32 est ouvert et met en communica- tion les conduits 6 et 7 l'un avec l'autre L'utilisateur 3 communique donc avec la source 2 et est isolé de l'évacuation Entre l'ouverture de l'orifice 32 et l'arrêt du tiroir 11 dans la nouvelle position d'équilibre, la pression dans le conduit 7 augmente progressivement jusqu'à ce qu'elle devienne égale à la pression dans le conduit 6 du fait que le fluide, s'échappe à travers l'orifice 32 et, en conséquence, s'accu- mule dans l'utilisateur 3 La pression dans le conduit 7 augmenté très lentement, car, au mouvement du tiroir 11, s'opposent non seulement le ressort 43, mais aussi la pous- sée exercée par le fluide dans le conduit 7 sur la surface active 44 En fait, le fluide sous pression, à travers le conduit 45, remplit la chambre de réaction 28, et exerce sur le tiroir 11 une poussée en sens opposé, qui retarde le mou- vement L'équation d'équilibre du tiroir 11 est P.A = Pl Al + K X ( 1) dans laquelle P et Pl sont respectivement la pression du fluide dans la chambre 27 et la pression du fluide dans la chambre 28, A et Ah sont les valeurs des surfaces 40 et 44 respectivement (de préférence A = Al), K est la constante élastique du ressort 43 et X est le déplacement du tiroir 11 contre le ressort 43. En conséquence, le terme "Pl Al" s'oppose au mouvement du tiroir 1 et le ralentit progressivement. A la fin du mouvement, la poussée contraire exercée par le fluide dans la chambre 28 et le ressort 43 excède la poussée du fluide de commande et, en conséquence, le tiroir 11 se déplace en sens inverse L'augmentation du volume de la chambre 28, consécutive au déplacement du tiroir 11 en direction du bouchon 13, fait tomber la pression du fluide contenu dans la chambre 28 et, en conséquence, le tiroir 11 s'arrête dès que les poussées s'exerçant sur lui sont en équilibre On obtient ainsi un effet stabilisant avantageux qui ne permet pas la réouverture de la communication avec le conduit 8, ce qui déclencherait de dangereuses oscilla- tions du tiroir 11. En envoyant un signal différent à l'aimant 18, on obtient une pression différente dans la chambre de commande 27, et il est ainsi possible, par exemple, de réouvrir l'orifice 33 et de régler l'évacuation progressive de l'utilisateur 3. Il est également possible de faire varier la durée de fonc- tionnement du régulateur 4 (durée de déplacement du tiroir). Revendications. 1 Régulateur de p r e S S i o N qui peut être monté dans un circuit hydraulique ( 1) entre une source ( 2) de fluide sous pression et un organe utilisateur ( 3) pour mettre sélective- ment ce dernier en communication avec la source ( 2) de flui- de sous pression ou avec un réservoir de déclarge ( 5) pour ce fluide, comportant une chambre de commande ( 27) ayant une arrivée ( 41, 53) et une sortie ( 24) pour le fluide de com- mande, cette sortie ( 24) étant équipée d'un élément de cla- pet ( 20) à commande électrique, et un tiroir ( 11) présentant une première surface ( 40) sensible à la pression régnant dans la chambre de commande ( 27), ce tiroir ( 11) pouvant se dépla- cer contre l'action de moyens élastiques ( 43) entre une pre- mière position dans laquelle le tiroir ( 11) peut mettre un premier conduit ( 7) raccordé à l'utilisateur ( 3) en communi- cation avec un deuxième conduit ( 8) communiquant lui-même avec le réservoir ( 5) et une multiplicité de positions dans lesquelles le tiroir ( 11) peut mettre en communication le premier conduit ( 7) avec un troisième conduit ( 6) raccordé à la source ( 2), caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de réaction ( 28) raccordée par un passage de communication ( 45, 50) au premier conduit ( 7), présentant une deuxième sur- face active ( 44) opposée à la première surface active ( 40) et se déplaçant avec le tiroir ( 11), la deuxième surface ac- tive ( 44) étant sensible à la pression du fluide darm la chambre de réaction ( 28) dont le volume varie en fonction du déplacement du tiroir ( 11). 2 Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir ( 11) est pratiquement cylindrique et cou- lisse à l'intérieur d'une cavité ( 10) formée dans le corps ( 9), dans laquelle le premier ( 7), le deuxième ( 8) et le troisième ( 6) conduit se terminent et comportant les cham- bres de commande ( 27) et de réaction ( 28). 3 Régulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre de commande ( 27) et la chambre de réaction ( 28) sont disposées aux extrémités opposées de la cavité ( 10), celle-ci comportant en outre trois chambres terminales ( 30, 31, 29) communiquant respectivement avec le premier ( 7), le deuxième ( 8) et le troisième ( 6) conduit et raccordées en série au moyen d'un premier orifice ( 32) et d'un deuxième orifice ( 33) respectivement. 4 Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tiroir ( 11) coopère en-coulissement avec le premier et le deuxième orifice ( 32, 33) et présente des surfaces la- térales respectives ( 34, 35) pouvant, par coopération, fermer le premier et le deuxième orifice ( 32, 33). 5 Régulateur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le passage de communication ( 45, 50) est formé à l'intérieur du tiroir. 6 Régulateur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que l'entrée ( 53) de la chambre de commande ( 27) est équipée d'un manchon ( 54) ayant un ori- fice d'étranglement calibré ( 41). 7 Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'entrée dans la chambre de commande ( 27) est constituée par un trou calibré ( 41) formé dans le tiroir ( 11) et communiquant avec le troisième conduit ( 6). 8 Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième surface ac- tive ( 44) est formée sur le tiroir ( 11) en correspondance avec une cavité ( 39) à l'extrémité de celui-ci, faisant face à la chambre de réaction ( 28) et dans laquelle sont logés les moyens élastiques ( 43). 9 Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de commande il ( 27) et la chambre de réaction ( 28) sont équipées de butées fin de course ( 46, 47) pour le tiroir ( 11).