Brevet FR2509830A1 — publié le 19830121

Régulateur de débit pour des circuits hydrauliques. La présente invention concerne un régulateur à commande électromagnétique pour des circuits hydrauliques, capable de régler à la fois le débit d'arrivée à un dispositif uti- lisateur d'un fluide en provenance d'une source de fluide sous pression, et le débit de décharge de ce fluide à l'éva- cuation. Le régulateur de l'invention se caractérise en ce qu'il com- porte une chambre d'alimentation communiquant, par un con- duit d'alimentation, avec ladite source, une chambre d'uti- lisation communiquant, par un conduit d'utilisation, avec l'utilisateur, une chambre de décharge communiquant, par un premier conduit de décharge, avec l'évacuation, ces chambres étant disposées l'une après l'autre dans le corps du régula- teur, une soupape à tiroir pouvant se déplacer axialement à l'intérieur de ces chambres et comportant pratiquement une première et une deuxième section terminale cylindrique de même diamètre et une section centrale cylindrique de plus petit diamètre que les sections terminales, un premier et un deuxième élément de soupape étant formés entre chacune des sections terminales et la section centrale et pouvant régler l'ouverture d'un premier passage de courant entre la chambre d'alimentation et la chambre d'utilisation et un deuxième passage de courant entre la chambre d'utilisation et la chambre de décharge respectivement, la première section terminale de la soupape à tiroir étant assujettie à la force d'un ressort agissant normalement pour maintenir la soupape à tiroir déplacée dans sa position fin de course en direction de l'autre extrémité, une chambre de commande formée dans le corps, chambre dans laquelle l'extrémité de la deuxième section terminale de la soupape à tiroir se projette, cette chambre communiquant, par l'intermédiaire d'un conduit de commande comportant un trou de dimensions prédéterminées, à la fois avec la source et, par l'intermé- diaire d'un deuxième conduit de décharge, avec l'évacuation, un élément interrupteur étant disposé dans le deuxième con- duit de décharge et étant actionné par des moyens électroma- gnétiques pour faire varier la dimension de la section trans- versale de passage le long du deuxième conduit de décharge dans le but de faire varier, d'une manière réglable, la pres- sion de fluide dans la chambre de commande pour commander le déplacement de la soupape à tiroir en surmontant la force exercée par le ressort. L'inventionsera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de deux réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 est un schéma de circuit hydraulique dans lequel est monté le régulateur de l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues schématiques du régulateur dans deux positions de fonctionnement différentes; et la figure 4 est une variante de l'élément de soupape. Le régulateur de l'invention, repéré en 1 sur la figure 1, est adapté pour être monté dans un circuit hydraulique du type représenté sur la figure 1 afin de régler le débit d'arrivée à un dispositif utilisateur 3 d'un fluide en pro- venance d'une source de fluide sous pression, par exemple un accumulateur hydraulique 2; le régulateur peut également régler le débit du fluide s'évacuant de ce dispositif uti- lisateur en direction d'un réservoir de décharge 4. Ce régulateur est particulièrement approprié pour un dispo- sitif de commande d'une boîte de vitesses automatique du type décrit dans la Demande de Brevet en Italie NI 67922-A/8 l du 17 Juillet 198 Le régulateur représenté schématiquement sur les figures 2 et 3 comporte un corps 7 dans une cavité duquel peut se dé- placer une soupape à tiroir 8 comportant deux sections ter- minales cylindriques 8 a, 8 b ayant le même diamètre, et une section centrale cylindrique 8 c de plus petit diamètre que les sections terminales; un trou borgne 9 est formé dans cha- cune des sections terminales La surface latérale de la sou- pape f à tiroir définit, avec la surface de la cavité, pra- tiquement trois chambres définissant une chambre d'alimenta- tion 10, une chambre d'utilisation ll et une chambre de décharge 12, chacune de ces chambres communiquant avec des conduits respectifs, à savoir un conduit d'alimentation 13-, un conduit d'utilisation 14 et un conduit de décharge 15 Le premier de ces conduits peut être raccordé à l'accumulateur hydraulique 2 au moyen d'une section de tube 16 (figure 1), le deuxième conduit peut être raccordé au dispositif utilisa- teur 3 au moyen d'une section de tube 17, et le troisième peut être raccordé au réservoir 4 au moyen d'une section de tube 18. La chambre d'alimentation 10 et la chambre d'utilisation ll peuvent être mises en communication l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un orifice 21 dont l'ouverture est réglée par un élément de soupape 22 formé sur la soupape à tiroir 8 entre la section terminale 8 b et la section centrale 8 c (dans le cas de la réalisation des figures 1 et 2, cet élément est constitué par une surface conique); la chambre d'utilisation ll et la chambre de décharge,12 peuvent être mises en communication l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un orifice 23 (figure 3) dont l'ouverture est réglée par un élément de soupape 24 également formé sur la sou- pape à tiroir 8 entre la section terminale 8 a et la sec- tion centrale 8 c Sur l'extrémité gauche de la soupape à tiroir 8, vue sur les figures 2 et 3, agit la force exercée par un ressort hélicoidal 25 disposé dans une cavité 26 formée à une extrémité du corps 7, lequel ressort est compri- mé entre une rondelle coopérant avec un épaulement de la soupape à tiroir elle-même et un bouchon ou couvercle terminal 27. La section terminale de la soupape à tiroir 8 qui se trouve sur la droite des figures 2 et 3, fait saillie dans une cavité 28 fermée par un manchon 29 et communiquant, par un conduit 30, avec le fluide d'alimentation A l'intérieur du conduit 30 est situé un manchon 31 ayant un trou de dia- mètre prédéterminé, petit par rapport à celui du conduit En outre, la cavité 28 communique avec l'évacuation par l'in- termédiaire d'un passage 32 à l'extrémité duquel est disposée une bille 33 ou un élément similaire qui coopère avec un siège correspondant pour régler la section de passage dans ce passage 32 Cette bille peut être poussée contre le siège par une tige 34 solidarisée de l'armature mobile 35 d'un électro-aimant 36. Le passage 32 est constitué par un trou axial dans le man- chon 29, une cavité 37 formée entre le manchon 29 et l'arma- ture 35 de l'électro-aimant 36, des trous parallèles au trou axial dans le manchon, et une gorge annulaire 38 également forméedans le manchon 29. Lorsque la soupape à tiroir 8 se trouve dans la position représentée sur la figure 2, le fluide peut passer entre la cavité 28 et le conduit 32 par des encoches 39 formées sur la partie annulaire de la section terminale 8 b de la soupape à tiroir,elle-même. Le fonctionnement du régulateur décrit ci-dessus est le suivant: Supposons que l'on ait à régler le débit de passage entre l'accumulateur 2 et le dispositif utilisateur 3; lorsque ce débit doit être égal au maximum permis par le régulateur, l'électro-aimant 36 est maintenu dans une configuration dans laquelle sa tige 34 est déplacée à sa position de fin de course à droite et, en conséquence, le passage à travers le passage 32, réglé par la bille 33, reste complètement ouvert. Dans ces conditions,le fluide d'alimentation qui arrive à la soupape également à travers le conduit 30 (figure 2) pénè- tre en passant à travers le trou d u manchon 31 dans la cavité 28 et de là peut s'écouler librement en direction du conduit de décharge 32 La pression qui s'établit dans la cavité est presque nulle, à la fois du fait de l'étranglement du fluide qui s'effectue en traversant le trou dans le man- chon 31 et de la libre décharge le long du conduit 32 En conséquence, étant donné que la pression résultante appliquée par le fluide sur la soupape à tiroir 8 est pratiquement nulle (du fait de l'égalité des diamètres des sections termi- nales 8 a et 8 b de la soupape à tiroir), celle-ci est dé- placée à sa position de la figure 2 sous l'action du ressort hélicoïdal 25; l'orifice 21 entre la chambre d'alimentation 10 et la chambre d'utilisation 11 est complètement ouvert pour permettre le libre passage du fluide de la première à la deuxième chambre, et de celle-ci en direction de l'uti- lisateur à travers le conduit 14 du régulateur. Lorsqu'on doit réduire le débit d'arrivée du fluide d'ali- mentation, ceci est obtenu en agissant sur l'électro-aimant 36 pour déplacer la tige associée 34 vers la gauche de la figure 2, et en conséquence fermer le conduit 32 par la bille 33 d'une quantité désirée Il apparait que, en rédui- sant la dimension du passage à travers le conduit 32, la pression dans la cavité 28 augmente, et la pression résultante sur la soupape à tiroir 8 commande le déplacement vers la gauche de la figure 2 de la soupape à tiroir elle-même en surmontant la réaction élastique du ressort hélicoïdal 25. A chaque degré d'étranglement de l'ouverture du passage dans le conduit 32 correspond en conséquence une ouverture bien définie de 1 ' orifice 21 et, en conséquence, un débit bien défini à travers le régulateur. Lorsque le régulateur doit régler le débit de décharge, alors, en agissant sur l'électro-aimant 36, le passage à travers le conduit de décharge 32 est suffisamment fermé pour augmenter la pression dans la chambre 28 et amener la soupape à ti- roir 8 à une configuration telle que celle de la figure 3, dans laquelle l'élément de soupape 24 ouvre le passage 23 entre la chambre d'utilisation 1 l et la chambre de décharge 12 Sur la figure 3, on voit la soupape à tiroir à l'ex- trémité de sa course de telle sorte que le passage de déchar- ge est complètement ouvert; dans cette configuration, comme on le voit clairement sur la figure 3, la soupape à tiroir ferme l'orifice 21 (figure 2) entre la chambre d'alimentation 10 et la chambre d'utilisation 11. Le réglage de l'orifice de décharge 23 peut être obtenu en agissant sur l'électro-aimant 36 d'une manière similaire à celle décrite dans le cas de l'ouverture de l'orifice d'ali- mentation 21 Le fluide en provenance dé l'utilisateur 3 (figure 1) arrive au conduit 14 (figure 3) du régulateur, pénètre dans la chambre d'utilisation 11 et circule alors jusqu'à la chambre de décharge 12 à travers l'orifice 23 pour passer à l'évacuation par l'intermédiaire du conduit de décharge 15. Il apparaît que la description décrite de la présente in- vention peut être modifiée à la fois en ce qui concerne la forme et la disposition des diverses parties sans s'écarter du domaine de l'invention elle-même En particulier, les éléments de soupape 22, 23, 24 peuvent avoir une forme différente et être constitués par des surfaces cylindriques au lieu de l'être par des surfaces coniques, conmme il a été représenté sur la figure 4, sur laquelle on a représenté des encoches axiales 40 dont chacune a une hauteur radiale- ment décroissante depuis le pied jusqu'à l'extrémité libre. Revendications. 1 Régulateur de débit pouvant être monté entre une source ( 2) de fluide sous pression et un dispositif utili- sateur ( 3) de fluide, et entre l'utilisateur et l'évacua- tion ( 4), pour régler le débit du fluide allant de la source à l'utilisateur et de l'utilisateur à l'évacuation, caracté- risé en ce qu'il comporte une chambre d'alimentation ( 10) communiquant, par un conduit d'alimentation ( 13), avec la source ( 2), une chambre d'utilisation ( 11) communiquant, par un conduit d'utilisation ( 14), avec le dispositif utilisa- teur ( 3), une chambre de décharge ( 12) communiquant, par un premier conduit de décharge ( 15) avec l'évacuation ( 4), les chambres étant disposées l'une après l'autre et étant formées dans un corps de régulateur ( 7), une soupape à tiroir ( 8) pouvant se déplacer axialement à l'intérieur des chambres et comportant essentiellenentune première et une deuxième section terminale cylindrique ( 8 a,-8 b) ayant le même diamètre et une section cylindrique centrale ( 8 c) de plus petit diamètre, un premier et un deuxième élément de soupape ( 22, 24) étant formés entre chacune des sections termi- nales et la section centrale et agissant respectivement pour régler l'ouverture d'un premier orifice ( 21) entre les cham- bres d'alimentation et d'utilisation et d'un deuxième orifice ( 23) entre les chambres d'utilisation et de décharge, la force d'un ressort 5) agissant sur la première extrémité terminale ( 8 a) de la soupape à tiroir ( 8) et agissant normalement pour maintenir cette soupape 'à tiroir déplacée dans sa position fin de course en direction de l'autre extrémité; une chambre de commande ( 28) formée dans le corps et dans laquelle fait saillie l'extrémité de la deuxième section ter- minale Q Bb) de la soupape à tiroir, cette chambre de commande communiquant avec la source d'alimentation ( 2) par un conduit de commande ( 30) comportant un orifice de dimen- sions prédéterminées et avec l'évacuation par un deuxième conduit-de décharge ( 32), un élément de soupape ( 33, 34) étant disposé dans le deuxième conduit de décharge et ac- tionné par des moyens électromagnétiques ( 35, 36) pour faire varier la dimension de l'ouverture dans le deuxième conduit de décharge afin de faire varier la pression du fluide dans la cavité de commande ( 28) de manière réglée pour régler le déplacement de la soupape à tiroir, surmontant la force exercée par le ressort. 2 Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de soupape ( 22, 24) comporte une surface coni- que pouvant coopérer avec la surface du premier et du deuxiè- me orifice ( 21, 23) 3 Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de soupape comporte une surface cylindrique sur laquelle sont formées des encoches axiales ( 40) et pouvant coopérer avec le premier et le deuxième orifice. 4 Régulateur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce qu'il est formé un trou borgne ( 9) dans chaque section terminale de la soupape à tiroir. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps comporte une première cavité ( 26) dans laquelle fait saillie la première section terminale de la soupape à tiroir et dans la- quelle est logé le ressort, cette première cavité étant fex- mée par un bouchon ( 27) constituant la butée du ressort. 6 Régulateur selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le corps comporte une deuxiè- me cavité ( 28) définissant, avec un manchon ( 29) dont une extrémité délimite une partie de la cavité elle-même, la chambre de commande, le manchon ayant un passage central, a u moins un passage parallèle au passage central et une gorge annulaire ( 38) communiquant avec ce dernier passage, lesdits passages et la gorge constituant le deuxième conduit de décharge ( 32), l'électro-aimant ( 36) étant situé sur l'autre extré- mité du manchon.