Brevet FR2577701A1 — publié le 19860822

L'invention prend pour base un régulateur de pression comprenant un boîtier et, à l'intérieur de ce bottier, une bobine d'électro-aimant, une armature d'électro-aimant, ainsi qu'un tiroir commandé par l'armature, qui coulisse dans un corps de distributeur, l'arma.- ture étant portée par un arbre qui est disposé coaxialement à la bobine et monté dans des paliers axiaux et radiaux à ses extrémités. I1 est déjà connu d'utiliser pour la régulation des pressions hydrauliques des régulateurs de pression qui travaillent à la façon d'une électrovalve, construction dans laquelle une bobine d'électro-aimant déplace une armature qui, de son côté, attaque un piston de commande ou tiroir qui coulisse dans un corps de distributeur et dégage ou obture l'arrivée et le départ du fluide dans différents canaux. Dans les régulateurs de ce genre la rétroaction de la pression réglée s'effectue par l'intermédiaire d'un canal de liaison extérieur, qui mène au tiroir. Un tel régulateur de pression est connu, par exemple, par la demande de brevet de la R.F.A. publiée sous le n" 22 55 272. Dans les régulateurs de pression déjà connus, l'armature est habituellement manoeuvrée par une tige qui est disposée coaxialement à la bobine de l'électroaimant et qui est montée dans des paliers ou guides à ses extrémités. Dans les régulateurs de pression déjà connus, le montage est constitué par des roulements à billes, ce qui, d'un côté, permet certes d'obtenir une régulation de haute précision mais- exige, d'un autre côté une dépense de fabrication et de montage considérable. En outre, les régulateurs de pression de ce genre, montés sur billes, exigent des dispositifs d'étanchéité particulièrement couteaux parce que les roulements à billes sont particulièrement sensibles à l'encrassement.Finalement, dans les régulateurs de pression montés sur billes, on est exposé au risque, particulier aux butées axiales, de l'entratnement en rotation de la cage à bil les et, par suite, d'un bref frottement de glissement. Le régulateur de pression selon l'invention, caractérisé en ce que l'arbre glisse dans un coussinet de palier lisse à son extrémité la plus éloignée du tiroir et est tenu par un ressort diaphragme à son extrémité la plus proche du tiroir, ce ressort est à son tour tenu par le boîtier au niveau de sa circonférence, l'alésage longitudinal du corps du distributeur est fermé par une plaque, et il est prévu dans le tiroir un canal de liaison qui fait communiquer entre elles la chambre située à l'extrémité frontale libre du tiroir et la chambre formée entre les deux portées du tiroir. Comparativement aux régulateurs connus précités, ce régulateur apporte les avantages d'une plus grande facilité de fabrication et de montage, d'un abaissement du prix de revient et d'une diminution de la sensibilité à l'encrassage.La rétroaction fluidique-dynamique réalisée par le perçage du tiroir permet d'obtenir une stabilité particulièrement avantageuse du dispositif de régulation de la pression, de sorte qu'on évite ainsi les oscillations du tiroir. Le régulateur de pression selon l'invention est par ailleurs particulièrement exempt de frottement puisque le ressort lame utilisé travaille en principe sans frottement. Le ressort lame utilisé est en outre résistant à l'usure, de sorte que la longévité du régulateur de pression selon l'invention est particulièrement élevée. Par ailleurs, le ressort lame utilisé prend moins de place qu'un roulement à billes de sorte que l'on peut donner une plus faible dimension d'encombrement au régulateur de pression selon l'invention. Finalement, il n'est pas nécessaire de prévoir un arbre dur pour porter le ressort lame ou diaphragme tandis que, dans le cas d'un régulateur de pression monté sur billes, il est nécessaire de prévoir une construction coûteuse parce que l'arbre doit être non magnétique et qu'il est par conséquent en métal non trempant. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ressort diaphragme présente sur sa circonférence une partie annulaire d'où partent des bras minces spiraux qui mènent à une partie centrale dans laquelle le ressort diaphragme est fixé à l'arbre, de préférence par refoulement. Grâce à cette configuration particulière du ressort diaphragme, ce ressort peut possèder une caractéristique particulièrement basse, de sorte que ce ressort assure exclusivement le guidage axial et la fixation radiale de l'arbre tandis que le ressort de régulation proprement dit, qui fixe la pression maximum à régler, est formé par un ressort hélicoldal dont la caractéristique est beaucoup plus forte que celle du ressort diaphragme. Grâce à la construction utilisée, on peut utiliser pour le montage de l'extrémité de l'arbre qui est la plus éloignée du tiroir, un coussinet de palier lisse qui assure une nouvelle simplification de la fabrication, ainsi qu'une réduction des vibrations du régulateur. Etant donné qusil ne s'exerce des efforts transversaux que sur le côté armature au niveau de l'entrefer radial et de l'entrefer de travail, ces efforts sont essentiellement absorbés par le ressort diaphragme et ils n'agissent pas sur le palier lisse. De cette façon, les forces de frottement et l'usure qui se manifestent sur le palier lisse sont très faibles puisqu'il ne s'exerce qu'une pression spécifique négligeable. Dans le- tiroir, est formé un canal de liaison d'une configuration particulière, qui assure deux fonctions : 1) la rétroaction interne de la pression réglée, 2) l'amortissement dynamique du régulateur. Ce canal de liaison interne permet d'économiser le canal de rétroaction extérieur. L'amortissement dynamique dépend du dia- mètre et de la longueur du canal de liaison. L'effet d'amortissement est obtenu par le fait que le sens du mouvement du tiroir et le sens de l'écoulement du fluide dans le canal de liaison sont toujours inverses l'un de l'autre. De cette façon, la force dynamique qui se manifeste dans le canal de liaison est toujours antagoniste au mouvement du tiroir, c'est-à-dire qu'elle amortit le tiroir. La stabilité du régulateur de pression est assurée par le choix particulier du diamètre et de la longueur du canal de liaison, qui sont spécialement adaptés au régulateur et au circuit considérés. Selon une forme particulièrement avantageuse de réalisation de l'invention, le canal de liaison du tiroir possède un diamètre relativement petit et le rapport liant le diamètre du tiroir à celui du canal est de et, en outre, le canal de liaison est relativement long et le rapport liant la longueur du canal au diamètre de ce canal est D'autres caractéristiques et avantages de l1in- vent ion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels. Sur ces dessins, la figure 1 est une coupe d'une forme de réalisation du régulateur de pression selon l'invention ; la figure 2 est une vue d'un ressort diaphragme utilisé dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, la figure 3 reorésente une coupe d'un tiroir selon l'invention. Sur la figure 1, la référence 10 désigne le bot- tier d'un régulateur de pression qui renferme un corps de bobine 11 portant une bobine 12 munie de ses con nexions électriques 13. Sur le bottier 10, est fixé un corps de distributeur 14 qui comprend des canaux 15, 16, 17, 18, 19, 20. Les canaux 15 à 20 font partie d'une ins tallation hydraulique non représentée sur la figure 1 et commandent l'arrivée et le départ d'un fluide hydrauli que sous pression. Pour régler la pression au moyen des canaux 15 à 20, il est prévu un tiroir 21 qui coulisse dans le corps 14 du distributeur. Le corps du distribu teur est fermé par une plaque 30. Dans le tiroir 21, est prévu un canal de liaison 31 - figure 3 - qui relie l'une à l'autre les chambres 32 et 33. Coaxialement au tiroir 21 et à la bobine 12, s'étend un arbre 22 qui porte une armature 23. Au point de liaison entre l'arbre 22 et l'armature 23, l'arbre 22 est tenu, à l'extrémité dirigée vers le tiroir 21, par un ressort diaphragme 24 qui est encastré dans le boî- tier 10 au niveau de sa circonférence. Dans la zone de jonction entre l'arbre 22, l'armature 23 et le ressort diaphragme 24, zone qui est désignée par 25 sur la figu re 1, l'assemblage mécanique est réalisé de préférence par refoulement triple. A son extrémité la plus éloignée du tiroir 21, l'arbre 22 se termine par un tourillon 26 qui coulisse dans un coussinet de palier lisse 27, lequel est de son côté maintenu coaxialement par le corps 10 du bottier. L'armature 23 prend appui sur le coussinet de palier lis se 27 par l'intermédiaire d'un ressort 28. Le tourillon 26 est muni d'une rainure ou d'un canal d'équilibrage 29 au moyen duquel le volume situé au fond du trou borgne du coussinet de palier lisse 27 peut être déchargé de la pression. Selon une forme préférée de réalisation de l'in vention, le ressort diaphragme 24 est constitué de la fa çon représentée en détail sur la figure 2. Le ressort diaphragme 24 présente ici une configuration circulaire mais il n'est que partiellement plein. En effet, il comprend, le long de sa circonférence, une partie annulaire 30 qui se termine par plusieurs bras spiraux 31 qui mènent à une partie centrale commune 32 disposée dans la zone de jonction désignée par 25 sur la figure 1. Lorsque la bobine 12 du régulateur de pression est excitée par un courant électrique, l'armature 23 est attirée vers la bobine et, en même temps, el-le entraîne le piston 21 avec elle. Les forces transversales qui se manifestent dans l'entrefer entre l'armature 23 de la bobine 12 sont absorbées par le ressort diaphragme 24 ; le palier lisse formé par le coussinet 27 et le tourillon 26 n'absorbe alors pratiquement aucun effort transversal. La configuration du ressort diaphragme 24 qui est représentée sur la figure 2 confère à ce ressort une caractéristique particulièrement basse, de sorte que le ressort diaphragme 24 n'exerce pratiquement aucune force élastique lors de l'excursion de l'armature 24. Au contraire, la force élastique est pratiquement exclusivement développée par le ressort 28 qui, de cette façon, fixe la pression maximum à régler. Le dimensionnement de la rainure d'équilibrage 29 ménagée dans le tourillon 26 permet d'établir un comportement d'amortissement défini pour le régulateur de pression selon l'invention. Le déplacement du tiroir 21 est lié à un écoulement de l'huile dans le canal de liaison 31, le sens de l'écoulement étant toujours opposé au sens du mouvement du piston. Le diamètre dk du canal et la longueur lk du canal déterminent ainsi les propriétés de stabilité du régulateur. Le régulateur de pression selon l'invention est particulièrement bier approprié pour le réglage de la pression dans une botte de vitesses automatique de véhicule automobile ; il va de soi qu'il n'est aucunement li mito à cette application mais qu'il peut au contraire être mis en oeuvre partout où l'on a à régler une pression hydraulique ou une pression pneumatique. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. R E xJ E N D I C A T I O N S 1 - Régulateur de pression comprenant un bot- tier (10) et, à l'intérieur de ce bottier, une bobine d'électro-aimant (12), une armature d'électro-aimant (23), ainsi qu'un tiroir (21) commandé par l'armature (23), qui coulisse dans un corps de distributeur (14), l'armature (23) étant portée par un arbre (22) qui est disposé coaxialement à la bobine (12) et monté dans des paliers axiaux et radiaux à ses extrémités, caractérisé en ce que l'arbre (22) glisse dans un coussinet de palier lisse (27) à son extrémité la plus éloignée du tiroir (21) et est tenu par un ressort diaphragme (24) à son extrémité la plus proche du tiroir (21), ce ressort est à son tour tenu par le boîtier (10) au niveau de sa circonférence, l'alésage longitudinal du corps du distributeur est fermé par une plaque (30), et il est prévu dans le tiroir (21) un canal de liaison (31) qui fait communiquer entre elles la chambre (32) située à l'extrémité frontale libre du tiroir et la chambre (33) formée entre les deux portées du tiroir. 2 - Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort diaphragme (24) présente le long de sa circonférence une partie annulaire (30) d'où partent des bras minces spiraux (31) qui mènent à une partie centrale (32)- dans laquelle le ressort diaphragme est fixé à l'arbre (22), de préférence par refoulement. 3 - Régulateur de pression selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'armature (23) prend appui sur le bottier (10) au moyen d'un ressort (28) dont la caractéristique est plus dure que celle du ressort diaphragme (24). 4 - Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ressort diaphragme (24) tient l'arbre (22) au point d'as semblage entre l'arbre (22) et l'armature (23). 5 - Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans la région du coussinet de palier lisse (27), qui présente la forme d'un trou borgne, l'arbre (22) se termine par un tourillon (26) qui est muni d'une rainure d'équilibrage (29). 6 - Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le canal de liaison (31) du tiroir possède un diamètre relativement petit et en ce que le rapport liant le diamètre du tiroir à celui du canal est de 7 - Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le canal de liaison (31) est relativement long et en ce que le rapport liant la longueur du canal au diamètre de ce canal est