Brevet FR2574893A1 — publié le 19860620

La présente invention concerne une nouvelle vanne à huite du type dit "pilotee", ne présentant qu'un tries faible encombrement, et permettant cependant un fonctionnement sous haute pression. Une telle vanne trouve son application notamment dans les boîtes de vitesses automatiques pour véhicules. On sait que pour la commande hydraulique des boîtes de vitesse automatiques, la commande des distributeurs de pression est asservie par une électrovanne. A cet effet, différents types d'electrovannes sont utilisés, selon la conception du schéma hydraulique - normalement ouverte - normalement fermée - 2 voies + purge. La présente invention se classe dans la catégorie des dispositifs à vanne normalement fermée. Dans cette catégorie de dispositifs, les systèmes actuellement connus sont du type à action directe, car ce mode d'action est le seul que permet l'encombrement imposé, ce qui a pour conséquence que leur usage est interdit dès que les pressions à commander dépassent 10 Bars. Pour des pressions plus élevées, de l'ordre de 15 à 30 bars, il faudrait néeessairement utiliser une vanne pilotée. Par contre la technologie actuellement existante pour ces dispositifs conduit à un encombrement qui en exclut leur emploi pour cette fonction. L'invention permet d'éliminer cette difficulté grâce à une électrovanne hydraulique pilotée pouvant être montée dans un alésage d'environ 20 mm de diamètre seulement. A cet effet, la vanne selon l'invention se compose d'un corps cylindrique dans lequel sont pratiquées une chambre de pilotage axiale dans laquelle est logé le noyau d'un électroaimant, obturant normalement l'orifice de sortie de cette chambre, et une chambre principale transversale à la précédente, et dans laquelle est logé le noyau principal, normalement repoussé sur son siège par un ressort en obturant ainsi l'orifice de sortie de cette chambre, et présentant par rapport à l'arrière de ladite chambre, un jeu annulaire autorisant le passage, vers sa face arrière, du fluide hydraulique, lesdites chambres étant en permanence en communication, par un orifice de passage de section supérieure à celle dudit jeu annulaire, de manière telle que, par excitation de l'électroaimant, le noyau de pilotage découvre l'orifice de sortie de la chambre de pilotage, provoquant l'écoulement du fluide suivant un trajet passant par l'arrière du noyau principal et créant donc dans la chambre principale une dépression determinant le recul du noyau principal et l'ouverture de l'orifice de sortie de la chambre principale et par suite l'alimentation en fluide du système de commande de la boite de vitesse. On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante correspondant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une coupe verticale passant par le plan commun aux deux chambres, et - les figures 2 à 4 sont des coupes horizontales par les plans II-II, III-III et IV-IV de la figure 1. Sur ce dessin on a représenté le dispositif selon l'invention, qui se compose- d'un corps cylindrique 1, dans lequel sont pratiquées deux chambres, une chambre dite de pilotage 2, coaxiale au corps, et une chambre principale 3 transversale par rapport à la chambre 1 et communiquant avec elle par un orifice 4. Dans la chambre 1 sont logées une carcasse 5 contenant un bobinage 6 susceptible d'être alimenté en courant électrique par des moyens de commande (non représentés). Dans l'entrefer subsistant au centre de la carcasse 5, est logé un plongeur 7 constituant le noyau mobile de pilotage. Une pièce polaire 8 est disposée dans une rainure à la base de la carcasse 5, laquelle présente dans sa partie centrale une sortie 9, normalement obturée par la base 10 du noyau 7, c'est-à-dire que dans le courant électrique n'est pas envoyé dans le bobinage 6, l'orifice 9 est obturé. La chambre principale 3 se termine à sa partie antérieure par un rétrécissement 11 dont la section serait désignée par Cette chambre 3 stouvre dans le couvercle du corps 1 par un orifice d'admission de fluide 12. Dans la chambre 3 se déplace un noyau principal 13 dont la partie antérieure est formée d'un joint cônique 14 venant s'appli- quer contre le rétrécissement 11 de sortie de la chambre 3. A l'arrière la chambre 3 est fermée par un bouchon 15 prenant appui sur des épaulements 16 de la chambre. Le noyau principal 13 est repoussé normalement contre la sortie définie par le rétrécissement -11 au moyen d'un ressort 17. Il est important de noter que le noyau mobile principal 13 présenl un jeu dans la chambre 3,sa section S2 étant légèrement inférieurs à la section de la chambre 3,de sorte que le fluide pénétrant par l'orifice d'admission 12 peut stécouler normalement par derrière le noyau 13 de manière à pénétrer dans la chambre de pilotage 2. Le fonctionnement du système est alors le suivant Le fluide arrivant dans l'orifice d'admission 12 sous une pression P0 ne peut passer par l'orifice de sortie défini par le rétrécissement 11 de la chambre 3 et passe derrière le noyau 13 en le plaquant contre son siège 11, et en même temps traverse l'orifice 4 pour aller à la chambre 2, qui est obturée par le noyau reposant par son embout 10 sur l'orifice 9. Il n'y a donc pas de circulation du fluide arrivant par 12. Quand l'électroaimant est excité par une impulsion électrique, résultant de la commande de la boîte devitesse, le noyau 7 est soulevé, en débouchant ainsi l'orifice 9 par lequel peut s'écouler le fluide. Il se crée alors une dépression entre la face postérieure du noyau principal 13 qui vient donc se plaquer contre le bouchon 15, en opposition au ressort 17, de sorte que l'huile peut passer par l'espace dégage entre le joint 13 et le rétrécissement 11 et aller ensuite par des cannelures verticales 18, réparties sur le pourtour de la face externe du corps 1, pour aller dans le fond de la boîte de vitesse. Des que l'électroaimant n'est plus alimenté, le noyau de pilotage 7 est de nouveau repoussé par l'huile sous pression contre son siège 9, en bloquant ainsi le débit de pilotage. La pression se rééquilibre à l'arrière du noyau principal 13 et celui-ci est donc repoussé contre son siège 11 en arrêtant également le débit principal. Les déplacements d'avant en arrière et inversement, du noyau principal 13, sont donc assurés par le déséquilibre de pression provoque par l'ouverture de l'orifice de pilotage et les différentes sections de passage du fluide. En d'autre termes, des lors que la section du trou pilotage 4 est supérieure à la section annulaire du passage entre le noyau principal et le corps, le fonctionnement est assuré.Si l'on appelle P1 la pression règnant entre le bouchon 15 et le noyau principal 13, on peut analyser de la manière suivante les différentes phases du fonctionnement qui viennent d'être exposées, en désignant par F la force avec laquelle le noyau principal est sollicité d'un côté ou de l'autre de la chambre 3 Repos : électrovanne fermée PO = P1 F = P1 S2 - Po(S2 - S1) = P1 S1 qui est la force résultante qui plaque le noyau principal sur son siège. Pilotage ouvert PO > P1 F = PO (S2 - S1) -P1 S2 P1 devenant très faible PO (S2 - S1) devient plus important que P1 S2. 2 La force F change donc de sens et le noyau principal s'ouvre. PO baisse, P1 également. PO (S2 - S1) reste superieur à P1S2. Le noyau principal vient en butée sur le bouchon. Pilotage se referme. P1 remonte à la valeur PO. P1S2 devient supérieur à Po(S2 - S1). La force F s'inverse, le noyau principal se referme. PO et P1 s'équilibrent. On retrouve F=P1S2 - P(S2 S S1) = P1S1. REVENDICATION Electrovanne hydraulique pilotée, destinée notamment à la commande des boîtes de vitesse de véhicules, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un corps cylindrique dans lequel sont pratiqués d'une part une chambre de pilotage axiale dans laquelle est logé le noyau d'un électroaimant entouré de sa carcasse et de son bobinage, obturant normalement l'orifice de sortie inférieur de cette chambre, et une chambre principale transversale à la précédente, dans laquelle est logé le noyau principal, normalement repoussé sous son siège par un ressort en obturant ainsi l'orifice de sortie de cette chambre, et présentant, par rapport à l'arrière de ladite chambre, un jeu annulaire autorisant le passage, vers sa face arrière, du fluide hydraulique, lesdites chambres étant en permanence en communication par un orifice de passage de section supérieure au jeu annulaire précité, de manière telle que, par excitation de l'électroaimant, le noyau de pilotage découvre l'orifice de sortie de la chambre de pilotage, provoquant l'écoulement du fluide suivant un trajet passant par l'arrière du noyau principal,et créant donc dans la chambre principale une dépression déterminant le recul du noyau principal,l'ouverture de l'orifice de sortie de la chambre principale, et par suite, l'alimentation en fluide du systeme de commande de la boîte de vitesse, l'arrêt de l'excitation de l'électroaimant ramenant les éléments dans leur position normale dans lesquelles les orifices de sortie principale et de pilotate sont tous les deux fermés.