Brevet FR2502733A1 — publié le 19821001

La présente invention concerne une valve à commande électromagnétique, dans laquelle l'armature de l'électroaimant, en forme de rouleau, qui est balayée par du liquide hydraulique, et qui porte un organe d'actionnement de l'organe de fermeture de la valve, est montée de façon à être mobile longitudinalement, dans un tube de guidage, servant en même temps de support pour l'enroulement de l'électroaimant, ladite armature coopérant dans le tube de guidage avec une culasse en forme de bouchon. La présente invention a pour but essentiel de réaliser l'ensemble électromagnétique d'une valve de ce type de manière qu'elle soit utilisable pour des pressions hydrauliques élevées, par exemple de 630 bars, l'électroaimant présentant un rapport de la force produite à l'encombrement, de valeur particulière- ment élevée, ce qui permet de réaliser une valve hydraulique à haute pression de ce genreayant un faible encombrement. La valve à commande électromagnétique selon la présente invention est du type indiqué initialement, et elle est caractérisée par le fait que sont aménagées, dans la surface de l'armature de l'électroaimant, des poches, dans lesquelles sont logées des billes séparées, aimantables ou non aimantables, qui glissent sur la face interne du tube de guidage, que ce tube de guidage est constitué par une pièce médiane, en acier inoxydable, non aimantable, qui entoure l'entrefer de travail, et par deux pièces terminales, en acier magnétiquement doux, qui sont réunies entre elles par soudageet que des moyens sont prévus, de façon connue en soi, au niveau de la zone de contact de l'armature et de la culasse de l'électroaimant, pour empêcher le collage de ladite armature. Dans une forme de réalisation avantageuse de la valve à commande électromagnétique selon la pré- sente invention, une bague plate, non magnétique, est disposée pour empocher le collage à la culasse de l'élec- troaimant, et --- la face extrême correspondante de l'armature de l'électroaimant est pourvue d'au moins une rainure circulaire et de plusieurs rainures radiales, ces dernières ayant un profil interne dissymétrique. Il est déjà connu, par la demande de brevet allemand publiée sous le NO 2.823.257, de monter par l'intermédiaire de billes l'armature, sensiblement en forme de rouleau, d'une valve à commande électromagnétique. Il s'agit cependantdans ce casde couronnes de roulement à billes,qui sont disposées dans des rainures annulaires de l'armature, les rainures étant sensiblement plus larges que le diamètre des billes du roulement. Ceci afin que les billes puissent effectuer un véritable mouvement de roulement dans la direction longitudinale de l'armature, lors du déplacement de celle-ci. Dans ce cas, cependant, l'armature n'est pas balayée par le liquide hydraulique, et on ne voit non plus aucune possibilité pour rendre cette réalisation utilisable pour des pressions hydrauliques extrêmement élevées. L'emploi de larges rainures annulaires entratne une restriction importante du passage des lignes de champ dans l'armature, qui n'est pas acceptable pour une valve à haute pression du type considéré. D'autre part, cette réalisation est relativement coteuse par suite de l'emploi de cages de roulement à billes et de cloisons de séparation pour les billes. La valve selon la présente invention ne comporte pas,par contre,de roulements à billes au sens propre du terme. La disposition des différentes billes dans des poches individuelles de l'armature s'oppose à la rotation des billes. Comme on pfut le voir facilement l'emploi de billes séparées permet de disposer de la plus grande surface possible de l'arma- ture pour l'entrée des lignes de champ magnétique. La subdivision du tube de guidage en trois éléments de tube, assemblés par soudage, est connue par le brevet allemand 2.628.190. On ne peut cependant pas en déduire que la structure,qui y est juste mentionnée, convient précisément - comme on l'a constaté avec surprise - pour les charges élevées, auxquelles le tube de guidage de l'armature est exposé dans une valve pour haute pression, de par exemple 630 bars. On a en outre constaté que, dans le cas de la forme de réalisation selon la présente invention, l'armature de l'électroaimant exécute également de petits mouvements de rotation au cours de son mouvement longitudinal. Ceci présente l'avantage de réduire les risques de formation, au cours du temps, de dépressions longitudinale dans le tube de guidage. Grâce à la dis- position, sur la face externe de l'armature de l'électro- aimant, d'au moins une rainure circulaire et de plusieurs rainures radiales, ces dernières présentant un profil interne dissymétrique, ladite armature reçoit en outre, au cours de son mouvement longitudinal, un faible couple impulsionnel, ce qui favorise le mouvement de rotation mentionné. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé, une forme de réalisation de la valve à commande électromagnétique selon la présente invention. La figure 1 est une coupe longitudinale d'une valve à commande électromagnétique selon la présente invention. La figure 2 est une vue agrandie de la zone de contact de l'armature de l'électroaimant avec sa culasse. La figure 3 montre la face extrgme de l'armature de l'électroaimant. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne a-b de la figure 3. L'organe de fermeture de la valve est constitué par une bille 1, qui repose dans le siège 2 de la valve, et est soumis à la force d'un ressort 3. L'amenée de liquide hydraulique est désignée par 4, et elle débouche dans un accumulateur de pression 5; en aval est disposé un accumulateur de pression 6, qui débouche dans la sortie de liquide hydraulique 7. La bille 1 de la valve peut être déplacée hors de son siège par la pièce intermédiaire 8, qui est solidaire de la tige de commande 9. Cette dernière est fixée à l'armature 10 de l'électroaimant, en forme de rouleau. Par l'intermédiaire du canal 11, l'espace entourant la tige de commande 9 et l'armature de l'élec- troaimant 10 se trouve sous la pression du liquide hydraulique amené par l'orifice 4. Le tube de guidage de l'armature 10 de l'électroaimant est constitué par une pièce magnétique- ment perméable 12, une pièce médiane 13, non aimantable, et constituée en acier inoxydable, ainsi qu'une autre pièce magnétiquement perméable, 14. Les pièces menticn- nées sont entourées par l'enroulement d'excitation 15. Dans la pièce 14 se trouve une culasse 16, en forme de bouchon. La fermeture du flux magnétique est assurée par un tube perméable magnétiquement,l7, qui entoure l'enroulement 15. 18 désigne un organe d'étanchéité, qui est immobilisé par une vis 1q. Des billes 20 et 21, en matériau non magnétique, sont disposées dans la surface de l'armature 10. Ces billes sont engagées dans des poches individuelles. L'une de ces poches a été désignée par 22 sur la figure 2. Les pièces 12, 13 et 14 sont réunies entre elles par soudage au faisceau électronique, comme indiqué en 23 et 24. Comme on peut le voir en outre sur la figure 2, des rainures radiales 25 et au moins une rainure annulaire 26 sont aménagées sur la face extrême de l'armature 10 de l'électroaimant. Une bague plate 27, en un matériau non magnétique, est fixée à lA culasse 16, et elle sertavec les rainures 25 et 26, à empocher le collage de l'armature 10 à la culasse 16. Comme on peut le voir sur la figure 4, qui est une coupe de la figure 3 suivant la ligne a-b, les rainures 25 ont un profil interne dissymétrique, notamment, dans le cas illustré, un profil en forme de triangle rectan- gle. Le mode de fonctionnement de la valve est le suivant: lorsque l'enroulement 15 est mis sous tension, il apparatt un champ magnétique, qui, en partant de la pièce 12, pénètre dans l'armature 10, et, par l'intermédiaire de la culasse 16, de la pièce 14 et du tube de fermeture du flux 17, retourne dans la pièce 12. Il en résulte une force d'attraction intense entre l'armature 10 et la culasse 16. Cette force provoque le déplacement de l'armature 10 en direction de l'armature 16 et la soupape 1 de la valve est écartée de son siège 2 par les organes de commande 8 et 9. Comme on peut le voir, les billes logées dans la surface de l'armature 10 ne nécessitent qu'une surface extrêmement petite. Par suite, on obtient une surface de passage maximale pour les lignes de champ allant de la pièce 12 dans l'armature 10. Ceci autorise une force de commande maximale relativement aux dimen- sions de l'ensemble de l'électroaimant. Il n'est pas absolument nécessaire que les billes soient disposées dans des plans transversaux de l'armature 10; comme indiqué sur la figure 1, elles peuvent être aussi disposées en rangées axiales. Le nombre des billes n'est déterminé que par les nécessités pratiques du guidage de l'armature. Les billes ont pour seul but de former une fente toujours bien définie pour l'écoulement du liquide hydraulique entre les pièces 12 et 13 et l'armature 10. Une telle fente d'écoule- ment, définie avec précision, est particulièrement importante pour les pressions élevées qui interviennent dans le cas présent, et qui atteignent par exemple 630 bars. Les billes 20 et 21 peuvent 9tre constituées en un matériau aimantable ou non-aimantable. Des billes en matériau aimantable ont l'inconvénient d'gtre traversées par le flux magnétique. Il en résulte que les billes situées d'un même côté de l'armature 10 adhèrent au tube de guidage, ce qui perturbe le bon fonctionnement de l'armature. Cet inconvénient n'existe pas avec des billes non-aimantables. Lors du mouvement de l'armature 10 en direction de la culasse 16 de l'électroaimant, du liquide hydraulique est refoulé hors de la fente comprise entre les pièces 10 et 16* en direction de la pièce 12. Par suite, un faible couple impulsionnel est exercé sur l'armature 10 par l'intermédiaire des rainures radiales 25. Ceci est encore favorisé par le fait que les rainures 25 ne s'étendent pas exacte- ment en direction de l'axe de rotation de l'armature 10. Comme le montre l'expérience, il y a cependant déjà production d'un couple impulsionnel lorsque les rainures 25 ont un tracé rigoureusement radial. REVENDICATIONS 1. Valve à commande électromagnétique, dans laquelle l'armature de l'électroaimant, en forme de rouleau, qui est balayée par du liquide hydraulique, et qui porte un organe d'actionnement de l'organe de fermeture de la valve, est montée de façon à 9tre mobile longitudi- nalement, dans un tube de guidage, servant en même temps de support pour l'enroulement de l'électroaimant, ladite armature coopérant,dans le tube de guidage,avec une culasse en forme de bouchon, valve caractérisée par le fait que sont aménagées,dans la surface de l'armature de l'électroaimant 10), des poches (22), dans lesquelles sont logées des billes séparées (20, 21), aimantables ou non aimantables, qui glissent sur la face interne du tube de guidage (12, 13, 14), que ae tube de guidage est constitué par une pièce médiane (13),en acier inoxydable, non aimantable, qui entoure l'entrefer de travail, et par deux pièces terminales (12, 14), en acier magnétiquement doux, qui sont réunies entre elles par soudage,et que des moyens sont prévus, de façon connue en soi, au niveau de la zone de contact de l'armature et de la culasse (16) de l'électroaimant, pour empocher le collage de ladite armature. 2. Valve selon la revendication 1, caractéri- sée par le fait qu'une bague plate (27), non magnétique, est disposée pour empocher le collage à la culasse (16) de l'électroaimant, et que la face extreme correspondante de l'armature de l'électroaimant est pourvue d'au moins une rainure circulaire (26) et de plusieurs rainures radiales (25), ces dernières ayant un profil interne dissymétrique.