Brevet FR2569813A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne une soupape et plus précisément une soupape du type qui comporte un organe destiné à coopérer avec une ou plusieurs buses et que vient frapper le fluide provenant de la buse ou de chaque buse, sous pression. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une telle soupape. Jusqu'à présent, certaines soupapes ont comporté un organe destiné à réduire ou empêcher la circulation, par exemple un clapet ou un autre élément en forme de lame qui, par exemple sous la commande d'un moteur électrique, fléchit par rapport à une buse ou à deux buses opposées et augmenteou réduit ainsi l'obstacle opposé à la circula- tion afin que l'organe possède l'effet voulu de commande de dispositif commandé par un fluide sous pression, associé à de telles soupapes. Lorsque ces soupapes ont été perfec- tionnées, leurs applications ont beaucoup augmenté et cer- taines de celles-ci sont telles que des versions miniatures de ces soupapes sont maintenant nécessaires. Cependant, les réalisations actuelles de ces soupapes sont telles qu'il est très difficile d'en réaliser à très petite échelle, sans que de sérieux problèmes de fabrication ne se posent. L'invention concerne la résolution de ce problème et plus précisément la réalisation d'une soupape comprenant un organe destiné à s'opposer à la circulation et à coopérer avec au moins une buse, la soupape ayant une construction si peu encombrante qu'elle peut être réalisée avec de très petites dimensions, sans problème important de fabrication. Plus précisément, l'invention concerne une soupape qui comporte un bottier de construction feuilletée compre- nant plusieurs éléments analogues à des feuilles, fixés les uns aux autres face à face, l'un des éléments ayant au moins une buse, le boîtier ayant une chambre délimitée par des ouvertures formées dans certains des éléments et dans laquelle débouche la buse ou chaque buse, la soupape comportant en outre un organe destiné à s'opposer à la circulation, de forme plate, et un dispositif de manoeuvre de cet organe, ce dernier étant logé dans la chambre et étant destiné à coopérer avec la buse tout en étant supporté par le dispositif de montage autour de l'axe duquel il peut être déplacé par le dispositif de manoeuvre par pivote- ment si bien qu'il fait varier le débit de fluide circulant de la buse dans la chambre et règle ainsi la pression dans un canal de service au moins de la soupape. Le dispositif de montage est de préférence lui aussi de forme plate, ayant la même épaisseur que l'organe destiné à empêcher la circulation, ou pratiquement. De préférence, l'un des éléments a deux buses et l'axe du dispositif de montage est placé transversale- ment à la longueur de l'organe destiné à s'opposer à la circu- lation, dans un plan qui se trouve à mi-distance entre les deux buses, si bien qu'une première partie de l'organe des- tiné à s'opposer à la circulation coopère avec une première buse et une autre partie de surface de cet organe coopère avec l'autre buse. Le dispositif de montage peut être formé en une seule pièce avec l'organe destiné à empêcher la circulation et il dépasse transversalement afin qu'il puisse être dis- posé entre deux éléments adjacents en forme de feuille. Dans ce cas, le dispositif de montage est de préférence formé d'un matériau ayant des caractéristiques telles qu'il peut former un ressort de torsion pour le montage de l'organe destiné à s'opposer à la circulation. Le dispositif de manoeuvre peut comporter un moteur électrique destiné à appliquer une force et dans ce cas l'organe de sortie ou induit de ce moteur peut être convena- blement fixé à l'organe destiné à s'opposer à la circulation. La buse ou chaque buse peut de préférence communiquer, en amont, avec une source de fluide sous pression, par un passage et des orifices formés dans certains des éléments analogues à des feuilles, et elle peut aussi communiquer avec un dispositif qui peut être commandé par un fluide sous pression et qui est commandé par la soupape, la buse ou chaque buse étant reliée, en aval, à une évacuation. Les éléments en forme de feuille peuvent être maintenus en position en contact face à face par un matériau adhésif convenable ou par tout procédé de raccordement métallique convenable, par exemple par soudage ou brasage, ou à l'aide d'organes mécaniques de fixation. En outre, l'étanchéité entre les éléments en forme de feuille peut être assurée par des joints élastomères occupant des cavités convenablement disposées et formées par attaque chimique. L'invention concerne aussi un procédé de fabrica- tion d'une soupape du type indiqué précédemment, le procédé comprenant (a) la formation de plusieurs éléments en forme de feuille ayant chacun un profil voulu, (b) la formation d'un organe destiné à s'opposer à la circulation d'un fluide, ayant la forme nécessaire et comportant un dispositif pivo- tant de montage, (c) la réalisation de cavités de forme et de dimension voulues dans certains des éléments, (d) la formation, dans certains des éléments, d'ouvertures de forme et de configuration convenables, (e) la formation d'au moins une buse dans l'un des éléments, (f) l'empilement des éléments face à face, sur une base, avec l'organe destiné à s'opposer à la circulation et son dispositif de montage, placés à l'intérieur, (g) le serrage des éléments contre la base, (h) l'application aux éléments serrés d'un traite- ment qui assure leur association et la formation d'un boîtier feuilleté, et (i) l'enlèvement des éléments associés, avec l'organe destiné à s'opposer à la circulation et son dispo- sitif de montage, par rapport à la base. Le procédé d'association des différents éléments peut comporter l'injection d'un matériau adhésif à l'état non durci dans certaines au moins des ouvertures et en conséquence dans certaines au moins des cavités, et le chauf- fage de l'ensemble à une température prédéterminée puis le maintien à cette température pendant un temps prédéterminé afin que le matériau adhésif durcisse. Des avantages obtenus selon l'invention sont la réalisation d'une soupape très peu encombrante, convenant bien à une miniaturisation, pouvant être commandée par des signaux de faible puissance, par exemple appliqués à un moteur électrique, et qui peuvent ôtre utilisés direc- tement pour la commande d'un appareil commandé par un fluide sous pression, ou comme première étage dans un arrangement de commutation de fluide à plusieurs étages. D'autres caractéristiques et avantages de deux modes de réalisation de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui suit de deux modesde réalisation de l'invention et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective éclatée d'une soupape selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une perspective éclatée différente de la soupape de la figure 1; la figure 3 est une vue de la face inférieure de la soupape des figures 1 et 2; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 3; et la figure 6 est une perspective d'une partie d'une soupape selon un second mode de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 à 5 des dessins; une soupape 1 à un seul étage comporte un boîtier 2 de construction feuilletée dans lequel un certain nombre d'élé- ments métalliques 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 en forme de feuille (par exemple d'acier) de forme convenable sont fixés les uns aux autres, face à face, par un matériau adhésif conve- nable comme décrit dans la suite, et par des boulons (non représentés) qui passent dans des trous tels que 10, 11, 12, 13 formés dans chacun des éléments. L'élément 3 forme une plaque de base ayant un canal 14 d'entrée de liquide sous pression provenant d'une réserve non représentée, un canal 15 de retour destiné à être raccordée à un réservoir (non représenté) et deux canaux de service ou d'utilisation 16, 17 destinés à être reliés à un appareil commandé par un liquide sous pression (non représenté) dont le fonctionnement est commandé par la soupape. L'élément 3 a une cavité 18 dans laquelle dé- bouche le canal 14. L'élément 4 forme une plaque à orifices ayant des cavités 19, 20, communiquant avec la cavité 18 par des orifices 21, 22. L'élément 4 a aussi un canal 23 qui comprend un rétrécissement 24 de purge et qui est aligné sur le canal 15 de retour et sur un canal 25 formé dans l'élément 5. L'élément 5 forme une plaque à buses. Un canal 25 débouche dans la cavité 26 de l'élément 5 et deux buses distantes 27, 28 dépassent au-dessus de la partie inférieure de cette cavité. L'élément 6 constitue une plaque d'entretoise et il a avantageusement une ouverture 29. L'élément 7 fait partie d'un induit de la soupape et comporte un organe 30 destiné à s'opposer à la circula- tion, de profil rectangulaire, dont les parties superficiel- les 31, 32 sont destinées à coopérer avec les buses adja- centes 27, 28. L'organe rectangulaire 30 est solidaire de l'élément 7 car il est formé par découpe de l'élément par un procédé d'usinage chimique, un procédé d'usinage électrochimique ou par usinage par électroérosion. L'usi- nage de certains ou de la totalité des autres éléments du boîtier peut être réalisé au moins en partie par l'un quelconque de ces procédés. La découpe de l'élément 7, lors de la formation de l'organe 30 dans ce mode de réalisation, est telle que, comme indiqué par les références 33 et 34, l'organe comprend un dispositif de montage 35, 36 par pivotement en direction transversale à la longueur de l'organe 30 et à l'extérieur de celui-ci, le dispositif de montage ayant ainsi une sec- tion rectangulaire et la même épaisseur que l'élément 7. Le matériau de l'élément 7 et ainsi du dispositif de montage, est tel que l'organe 30 peut pivoter autour de l'axe 37 de pivotement du dispositif de montage, malgré les forces de résistance à la torsion exercées par le dispositif de montage, ces forces étant déterminées par les caractéris- tiques du matériau choisi pour l'élément 7 et ainsi pour le dispositif de montage. Un induit 38 qui complète l'ensemble formant induit et qui a le même profil rectangulaire que l'organe 30 et pratiquement la même épaisseur, est fixé à cet organe par un adhésif convenable, par exemple une résine époxyde. L'élément 8 forme une plaque d'entretoise et a une ouverture convenable 39. L'élément 9 forme la plaque de montage d'un moteur électrique 40 d'application de force dont l'induit 38 fait partie. Ce moteur comprend un aimant permanent 41 et un stator 42 auxquels sont associés des enroulements 43. Lors- que ces derniers sont convenablement excités par un courant électrique, un champ magnétique variable se superpose au champ magnétique permanent de l'aimant 41 et provoque ainsi un pivotement de l'induit 38 et ainsi de l'organe 30 dans un sens ou dans l'autre autour de l'axe 37 du dispositif , 36 de montage. En conséquence, l'organe 30 bascule par rapport à sa position neutre d'une manière telle que sa partie 37 de surface se rapproche de la buse 27 et sa partie 32 de surface s'éloigne de la buse 28, ou inversement. Lors de la réalisation de certains des éléments de la soupape, les orifices et les buses sont de préférence formés par usinage par étincelage ou ils peuvent être percés, et les pointes des buses 27, 28 sont mises en forme par usinage par étincelage ou par toute autre technique conve- nable d'usinage. Lors du montage des éléments, ils sont d'abord soumis à un nettoyage puis empilés à sec sur une base formant un outil comportant des goujons (non représentés), les goujons passant dans les trous alignés 10, 11, 12 et 13 de tous les éléments. Dans ces conditions, les éléments sont en contact métal-sur-métal. Un arrangement de serrage (non représenté non plus) est alors appliqué afin qu'il maintienne fermement les éléments les uns sur les autres et un matériau adhésif convenable, par exemple sous forme d'une résine époxyde, est injecté dans les cavités ou zones évidées convenablement formées aux interfaces des éléments, par des trous convenables de raccordement formés dans les éléments. L'ensemble de l'outil et de la soupape est ensuite chauffé à une température prédéterminée et est maintenu à cette température pendant un temps prédéterminé afin que le matériau adhésif durcisse et que les éléments feuil- letés du bottier de la soupape soient fermement maintenus les uns sur les autres. Le matériau adhésif assure aussi l'étanchéité nécessaire du bottier. Lors du fonctionnement de la soupape 1 décrite précédemment, l'organe 30 et l'induit 38 étant en position neutre, du liquide transmis sous pression au canal 14 s'écoule par les orifices 21, 22 et les cavités 19, 20 et sort par les buses 27, 28 dans la chambre 44 délimitée par les élé- ments 5, 6, 7, 8 et 9. Le liquide de la chambre 44 est évacué vers le réservoir par le canal 23 et le rétrécisse- ment 24. Comme l'organe 30 est dans sa position neutre, des courants égaux s'écoulent par les buses 27, 28 si bien que des pressions égales règnent en amont des buses, dans les canaux 16, 17 d'utilisation. En conséquence, l'appareil commandé par la soupape reste en position d'équilibre. Lorsque le moteur 40 reçoit alors des signaux électriques qui provoquent un écartement de l'organe 30 par rapport à sa position neutre autour de l'axe 37, malgré les forces antagonistes de torsion du dispositif de montage , 36 dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 4, l'obstacle présenté à la circulation dans la buse 28 est accru alors que celui présenté à la circulation dans la base 27 est réduit, et la pression augmente dans le canal 17 alors qu'elle diminue dans le canal 16. L'appareil associé est donc commandé en fonction de ces pressions régnant dans les canaux 16 et 17. Inversement, lorsque le moteur 40 reçoit des signaux électriques tels que l'or- gane 30 s'écarte de sa position neutre autour de l'axe 37 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, la pression dans le canal 16 augmente et celle du canal 17 diminue si bien que l'appareil associé fonctionne en sens opposé. On se réfère maintenant au second mode de réali- sation de l'invention représenté sur la figure 6; l'élément 50 qui fait partie d'un ensemble formant un induit est analogue à l'élément 7 du premier mode de réalisation car il comporte un organe rectangulaire 51 destiné à s'opposer à la circulation du fluide et solidaire de l'élément 50, formé par découpe convenable de l'élément. La découpe est encore telle que l'organe 51 a deux dispositifs de montage 54, 55 analogues à ceux du premier mode de réalisation, comme l'indiquent les références 52 et 53. La soupape du second mode de réalisation est destinée à former le premier étage d'un distributeur électro-hydrau- lique d'asservissement à deux étages et, dans ce cas, deux canaux d'utilisation (non représentés),analogues aux canaux 16, 17 du premier mode de réalisation, communiquent chacun avec une chambre respective (non représentée), chacun à une extrémité d'un distributeur (non représenté) formant le second étage du distributeur d'asservissement. Un fil 56 de réaction est fixé à la face inférieure de l'organe 51, par l'un quelconque de nombreux procédés convenables tels que le brasage, le soudage ou l'emmanchement à force du fil dans un trou, la position de raccordement à l'organe se trouvant dans le plan de l'axe 57 du dispositif de montage 54, 55. L'extrémité libre 58 du fil 56 de réaction comporte une boule et est destinée à coopérer avec peu de frottement avec un emplacement convenable formé dans le tiroir du distributeur formant le second étage. Le fil 56 de réaction passe par des ouvertures convenables formées dans les élé- ments feuilletés du boîtier de la soupape formant le premier étage et dans le boîtier du distributeur formant le second étage. Ces ouvertures peuvent être réalisées par l'un quel- conque des procédés indiqués précédemment en référence au premier mode de réalisation. Pendant le fonctionnement du distributeur électro- hydraulique d'asservissement du second mode de réalisation, des signaux de réaction proportionnels au déplacement axial du tiroir sont transmis par le fil 56 à l'organe 51. Bien que, dans les modes de réalisation décrits précédemment en référence aux dessins, les organes 30, 51 s'opposant à la circulation du fluide coopèrent chacun avec deux buses, dans d'autres modes de réalisation, l'organe peut aussi coopérer avec une seule buse et, dans ce cas, l'organe de forme convenable est monté afin qu'il puisse pivoter en étant rappelé élastiquement vers la buse. En outre, bien que, dans les modes de réalisation précédents, les éléments feuilletés du bottier de la soupape soient fixés par un matériau adhésif, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, ils peuvent être fixés d'une autre manière, par exemple par brasage, par soudage ou par des organes mécaniques de fixation, l'étanchéité entre les éléments feuilletés pouvant être assurée par des joints élastomeres placés dans des cavités convenablement disposées et formées par exemple par attaque chimique. Enfin, bien que dans les modes de réalisation décrits en référence aux dessins, les signaux de commande de la soupape soient transmis par un moteur électrique, la soupape peut aussi être commandée par d'autres dispositifs, trans- mettant des signaux pneumatiques ou hydrauliques ou même mécaniques. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux soupapes et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Soupape, du type qui comprend un boîtier de construction feuilletée ayant plusieurs éléments en forme de feuille fixés les uns aux autres et face à face, carac- térisée en ce que l'un des éléments (5) a au moins une buse (27, 28), le boîtier (2) ayant une chambre (44) déli- mitée par des ouvertures formées dans certains des éléments (6-8) et dans laquelle débouche chaque buse, la soupape comprenant en outre un organe (30) de forme plate, destiné à s'opposer à la circulation, et un dispositif de manoeuvre (40) de cet organe, cet organe étant placé dans la chambre, étant destiné à coopérer avec la buse et étant supporté par un dispositif de montage (35, 36) autour de l'axe (37) duquel il peut pivoter sous la commande du dispositif de manoeuvre afin que le débit de fluide évacué par la buse dans ladite chambre varie et afin que la pression régnant dans au moins un canal utilisateur (16, 17) de la soupape soit réglée. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de montage (35, 36) a aussi une forme plate, de même épaisseur que celle de l'organe (30) destiné à s'opposer à la circulation, pratiquement. 3. Soupape selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le premier élément (5) a deux buses (27, 28) et l'axe (37) du dispositif de montage (35, 36) est disposé transversalement à la longueur de l'organe (30) s'opposant à la circulation et à midistance entre les deux buses de manière qu'une première partie de surface (31) de cet organe coopère avec une première buse (27) et qu'une autre partie de surface (32) de l'organe coopère avec l'autre buse (28). 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de montage (35, 36) est formé en une seule pièce avec l'organe (30) s'opposant à la circulation et dépasse ainsi transversale- ment à celui-ci, entre deux éléments (6, 8) en forme de feuille. 1 1 5. Soupape selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de montage (35, 36) est formé d'un matériau ayant des caractéristiques telles qu'il forme un ressort de torsion agissant sur l'organe s'opposant à la circulation. 6. Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de manoeuvre est un moteur électrique (40). 7. Soupape selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'induit ou organe de sortie (38) du moteur est fixé convenablement à l'organe (30) s'opposant à la circu- lation. 8. Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la buse ou chaque buse (27, 28) est destinée à communiquer, en amont, avec une réserve de fluide sous pression par un passage (19, ) et des orifices (21, 22) formés dans certains des élé- ments en forme de feuille, et est destinéeaussi à communi- quer avec un dispositif commandé par un fluide sous pression et commandé par la soupape, chaque buse étant reliée, en aval, à une évacuation. 9. Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les éléments en forme de feuille (3-9) sont maintenus en coopération fixe, face à face, par un matériau adhésif. 10. Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisée en ce que les éléments en forme de feuille (3-9) sont maintenus en coopération fixe, face à face, par une jonction métallique convenable. 11. Soupape selon la revendication 10, caractérisée en ce que la jonction métallique est un soudage ou un brasage. 12. Soupape selon la revendication 10, caractérisée en ce que la jonction métallique est assurée par des organes mécaniques de fixation. 13. Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que l'étanchéité entre les éléments en forme de feuille est assurée par des joints élastomères placés dans des cavités convenable- ment disposées et formées par attaque chimique. 14. Procédé de fabrication d'une soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend (a) la formation de plusieurs éléments en forme de feuille (3-9) ayant chacun un profil voulu,(b) la formation d'un organe (30) s'opposant à la circulation d'un fluide, ayant une forme voulue et comportant un dispositif associé de montage pivotant (35, 36), (c) la réalisation, dans certains des éléments, de cavités ayant une dimension et une confi- guration voulues, (d) la formation, dans certains des élé- ments, d'ouvertures de dimension et de forme voulues, (e) la formation dans l'un des éléments d'au moins une buse (27, 28), (f) l'empilement des éléments afin qu'ils soient en contact face à face, sur une base, l'organe s'opposant à la circulation et le dispositif de montage étant enfermés à l'intérieur, (g) le serrage des éléments les uns contre les autres sur la base, (h) l'application aux éléments serrés d'un traitement assurant leur association et la formation d'un boitier'feuilleté, et (i) l'enlèvement des éléments associés, avec l'organe s'opposant à la circulation et son dispositif de montage, de la base. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le traitement d'association des éléments est l'injection d'un matériau adhésif à un état non durci dans certaines au moins des ouvertures et en conséquence dans certaines au moins des cavités, et le chauffage de l'ensemble à une température prédéterminée et pendant un temps prédé- terminé afin que le matériau adhésif durcisse. 16. Soupape selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 13, du type à deux étages, caractérisée en ce qu'un fil de réaction (56) est fixé à l'organe (51) s'oppo- sant à la circulation et est destiné à coopérer avec un faible frottement avec un élément mobile du second étage de la soupape.