Brevet FR2654059A1 — publié le 19910510

i La présente invention concerne une soupape de commande de pression utilisable notamment pour Les systèmes de direction assistée des véhicules automobiles et pour d'autres dispositifs industriels. Une soupape de commande de pression de ce type est décrite dans la publication préliminaire (non examinée) de brevet japonais (Tokkai) Showa 63-231003, par exemple Une soupape de com- mande de pression conventionnelle de ce type comporte un alésage pratiqué dans un corps de soupape Une pièce d'espacement est dis- posée dans l'alésage pour régler le débit de fluide dans une con- duite d'alimentation, une conduite de sortie et une conduite de vidange La pièce d'espacement est associée à un solénoîde électro- magnétique destiné à l'entraîner dans un sens pour augmenter la pression de sortie dans la conduite de sortie La pièce d'espace- ment est également associée à un moyen d'asservissement destiné à fournir une pression d'asservissement pour revenir à la position initiale De plus, la pièce d'espacement est normalement poussée dans une position initiale par un ressort d'appui. Dans une soupape de commande de pression conventionnelle de ce type, la force destinée à entraîner la pièce d'espacement est produite dans le solénoîde et transmise à la pièce d'espacement par l'intermédiaire d'une tige d'actionnement Il est évident qu'une telle construction limite la possibilité de réduire la longueur axiale de la soupape De plus, dans la construction proposée anté- rieurement, le ressort d'appui est disposé entre la pièce d'espace- ment et le boîtier du soléno de De ce fait, pour régler la pres- sion d'appui, il est nécessaire de régler la position axiale du boîtier du solénoide ce qui rend difficile et compliqué le réglage de la charge d'appui. Aussi, afin de remédier aux inconvénients de l'art anté- rieur cité ci-dessus, la présente invention a pour objet de pro- poser une soupape de commande de pression qui permette de résoudre les problèmes de l'art antérieur tels qu'ils sont exposés ci- dessus. La présente invention a également pour objet de proposer une soupape de commande de pression de taille axiale réduite. La présente invention a encore pour objet de proposer une soupape de commande de pression grâce à laquelle i L soit facile de régler La charge d'appui. Afin d'atteindre les objets qui viennent d'être cités, La soupape de commande de pression se Lon La présente invention est munie d'une pièce d'espacement qui est solidaire des plongeurs de solénoides électromagnétiques de sorte que la force électromagné- tique développée par les solénoîdes agit directement sur La pièce d'espacement de La soupape Grâce au fait que la pièce d'espacement et Les plongeurs des solénoîdes constituent une même pièce, il est possible de réduire La taille axiale de la soupape De plus, grâce à cette construction, Les ressorts d'appui peuvent être disposés en direction axiale à l'extérieur des solénoides pour faciliter Le réglage de la charge d'appui qui doit être exercée sur la pièce d'espacement de la soupape. Ainsi, la soupape de commande de pression selon La pré- sente invention comprend un corps de soupape définissant un alésage de soupape qui s'étend axialement à l'intérieur du corps de sou- pape, une pièce d'espacement disposée dans l'alésage de soupape et destinée à s'y déplacer par suite d'une poussée pour régler la pression de sortie selon sa position axiale, des dispositifs d'actionnement électromagnétiques pour entraîner la pièce d'espace- ment dans un mouvement axial pour augmenter la pression de sortie à L'état actif, des ressorts mécaniques d'appui exerçant constamment une force poussant la pièce d'espacement dans un sens tel qu'il en résulte un mouvement axialde la pièce d'espacement pour abaisser La pression de sortie, des plongeurs associés aux dispositifs d'actionnement électromagnétiques pour provoquer le déplacement axial de la pièce d'espacement, ces plongeurs étant d'une pièce avec La pièce d'espacement. Les ressorts d'appui peuvent être disposés axialement à l'extérieur des dispositifs d'actionnement électromagnétiques pour permettre un réglage externe de la force d'appui Les ressorts d'appui peuvent être associés à des bouchons d'extrémité vissés sur Le boîtier de la soupape pour régler La force d'appui des ressorts d'appui. Mais d'autres avantages et caractéristiques de L'inven- tion apparaîtront mieux dans La description détai LLée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemp Le, du mode de réalisation préféré de L'invention, et dans Lesque Ls: La figure 1 est une coupe du mode de réalisation pré- féré de La soupape de commande de pression se Lon La présente invention, et La figure 2 est un graphique qui montre La variation de La pression de sortie en fonction du courant de commande app Liqué à un so Lénoîde. En se référant maintenant aux dessins, et en particulier à La figure 1, on voit que Le mode de réalisation préféré de La soupape de commande de pression se Lon La présente invention est re Lié à une première conduite de sortie Si et à une seconde con- duite de sortie 52 destinées à appliquer des pressions de sortie Pl et P 2 Les pressions de sortie Pl et P 2 produites par La soupape de commande de pression sont utilisées pour commander un système de direction par Les roues arrière, par exemp Le Dans un te L système, Le braquage vers La droite des roues arrière est effectué en aug- mentant La pression de sortie dans La première conduite de sortie SI De même, Le braquage vers La gauche des roues arrière est effectué en augmentant La pression de sortie dans La seconde conduite de sortie 52 Comme on Le sait, La commande de direction par Les roues arrière est effectuée en réponse à une opération de braquage pour Les roues avant L'amp Litude et La direction du bra- quage sont déterminées en tenant compte de différents paramètres de commande Un te L système de commande de direction par Les roues arrière est décrit dans Les brevets US n 4 778 023 déLivré Le 18 octobre 1988, 4 926 954 déLivré Le 22 mai 1990, 4 657 102 déLivré Le 14 avri L 1987 et 4 720 790 déLivré Le 19 janvier 1988, qui décrivent des systèmes de direction à quatre roues comportant une commande de direction par Les roues arrière. Comme Le montre La figure 1, Le mode de réalisation pré- féré de soupape de commande de pression se Lon La présente invention comprend un corps de soupape 1 Le corps de soupape 1 comporte un a Lésage axia L 11 L'a Lésage 11 présente des premier et second ori- fices de sortie 11 a et 11 b Les premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b sont reliés respectivement aux première et seconde conduites de sortie 51 et 52 En position axialement inter- médiaire entre les premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b se trouve une conduite d'alimentation 2 qui communique avec l'alé- sage 11 D'autre part, à l'extérieur, en direction axiale, des premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b est disposée une conduite de vidange 3 qui débouche dans l'alésage La conduite d'alimentation 2 est reliée à une pompe P qui agit comme source de pression de fluide Par ailleurs, la conduite de vidange 3 est reliée à un réservoir T dans lequel elle renvoie le fluide com- primé La pression de fluide dans la conduite de vidange 3 et le réservoir T est égale à la pression atmosphérique. Une pièce d'espacement 4 est disposée dans l'alésage 11 de la soupape en vue d'un déplacement suivant l'axe de l'alésage à la suite d'une poussée La pièce d'espacement 4 comporte des pre- mière et seconde surfaces d'appui 4 a et 4 b La première surface d'appui 4 a définit des orifices variables q et r avec les bords du premier orifice de sortie 11 a De même, la seconde surface d'appui 4 b définit des orifices variables S et t avec les bords du second orifice de sortie 11 b Des surfaces d'appui 4 c et 4 d sont également formées aux deux extrémités axiales de la pièce d'espacement 4. Il est prévu deux dispositifs d'actionnement 5 a et 5 b au niveau des deux extrémités axiales de la pièce d'espacement 4 qui sont destinés à commander la position de la pièce d'espacement dans l'alésage de la soupape Selon la position de la pièce d'espacement 4, la communication par fluide entre la conduite d'alimentation 2 et les orifices de sortie 11 a et 11 b, et entre les orifices de sortie et la conduite de vidange 3 est établie de façon sélective par suite de l'ouverture sélective des orifices variables q, r, s et t Les dispositifs d'actionnement 5 a et 5 b comportent des boîtiers 52 a et 52 b qui s'adaptent sur les extrémités axiales du corps de soupape 1 L'étanchéité aux liquides entre les boîtiers 52 a et 52 b et les extrémités axiales du corps de soupape 1 est assurée par des joints d'étanchéité 81 a et 81 b Les extrémités axiales des boîtiers 52 a et 52 b sont fermées par des corps de solé- noide 51 a et 51 b Des bobines électromagnétiques 53 a et 53 b sont disposées dans les chambres annulaires définies à l'intérieur des boîtiers 52 a et 52 b des dispositifs d'actionnement Des gaines magnétiquement non conductrices ou isolantes 55 a et 55 b sont dis- posées entre la périphérie interne des bobines électromagnétiques 53 a et 53 b et les surfaces périphériques associées des boîtiers 52 a et 52 b des dispositifs d'actionnement et des corps de solénoide 51 a et 51 b. Les boîtiers 52 a et 52 b des dispositifs d'actionnement définissent des alésages axiaux 57 a et 57 b de diamètre légèrement supérieur à celui de l'alésage de soupape 11 Les extrémités axiales 54 a et 54 b de la pièce d'espacement 4 s'étendent dans les alésages axiaux 57 a et 57 b Les extrémités axiales 54 a et 54 b de la pièce d'espacement 4 servent de plongeurs pour les dispositifs d'actionnement électromagnétiques Des éléments d'arrêt 7 a et 7 b sensiblement cylindriques, qui sont en matériau magnétiquement non conducteur ou isolant, sont fixés de façon rigide aux extrémités axiales respectives 54 a et 54 b Les éléments d'arrêts 7 a et 7 b s'étendent dans des ouvertures traversantes 71 a et 71 b pratiquées dans les corps de solénoîde 51 a et 51 b Pour permettre un mouvement axial des éléments d'arrêt 7 a et 7 b par rapport aux ouvertures tra- versantes 71 a et 71 b, des bagues 72 a et 72 b sont disposées entre la périphérie externe des éléments d'arrêt et la périphérie interne des ouvertures traversantes Les extrémités axialement externes des ouvertures traversantes 71 a et 71 b débouchent dans des alésages 73 a et 73 b de plus grand diamètre Les extrémités externes des alésages 73 a et 73 b de plus grande diamètre sont fermées par des bouchons réglables 8 a et 8 b qui coopèrent par vissage avec les corps de solénoîde 51 a et 51 b Il se forme ainsi des chambres 73 a et 73 b qui sont destinées à recevoir des ressorts d'appui 4 e et 4 f Les extré- mités axialement internes des ressorts d'appui 4 e et 4 f reposent sur des dispositifs d'arrêt 41 a et 41 b munis de rebords d'appui 42 a et 42 b Des contre-écrous 74 a et 74 b sont disposés sur les bouchons 8 a et 8 b. Les éléments d'arrêt 7 a et 7 b présentent des premier et second alésages de piston 63 a et 63 b Des premier et second pistons pilotes 64 a et 64 b aux extrémités arrondies sont disposés à l'inté- rieur des premier et second a Lésages de piston 63 a et 63 b de façon à s'y déplacer par poussée Les premier et second a Lésages de piston 63 a et 63 b sont en alignement avec des premier et second a Lésages d'asservissement 61 a et 61 b qui communiquent avec les premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b De ce fait, les pressions de fluide au niveau de L'un ou l'autre des premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b s'exercent sur les extrémités internes 65 a et 65 b respectives des premier et second pistons pilotes 64 a et 64 b. Les bobines 53 a et 53 b des so Lénoides sont excitées par un courant de commande provenant d'une unité qui commande l'ampli- tude et le sens de la différence de pression au niveau des première et seconde conduites de sortie 51 et 52 Cette différence de pres- sion peut effectuer par exemple une commande de direction des roues arrière. On va maintenant décrire le fonctionnement du mode de réalisation préféré de soupape de commande de pression selon la présente invention. En l'absence de courant de commande dans les bobines 53 a et 53 b des soléndïdes, celles-ci sont l'une et l'autre maintenues au repos Il en résulte que les deux extrémités 54 a et 54 b de la pièce d'espacement 4, qui servent de plongeurs, ne sont pas sou- mises à des forces électromagnétiques provenant des bobines 53 a et 53 b Dans cet état, il existe un équilibre entre les forces exercées par les ressorts d'appui 4 e et 4 f en position neutre de la pièce d'espacement 4 Dans cette position, une communication par fluide entre la conduite d'alimentation 2 et les premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b est maintenue par l'intermédiaire des orifices variables r et t En outre, il s'établit une communication par fluide entre les premier et second orifices de sortie 11 a et 11 b et la conduite de vidange 3 par l'intermédiaire des orifices variables q et s. De ce fait, les pressions de fluide dans les première et seconde conduites de sortie 51 et 52 sont égales entre elles. Ainsi, lorsque les première et seconde conduites de sortie sont reliées au système de direction par les roues arrière, les roues arrière sont maintenues en position neutre. Lorsqu'un courant de commande est appliqué à la bobine 53 a du premier dispositif d'actionnement 5 a, cette bobine est excitée et tire l'extrémité axiale 54 a Tant que la force de trac- tion magnétique de La bobine 54 a est inférieure à la force du ressort d'appui 4 e, la pièce d'espacement 4 reste en position neutre malgré l'application de la force magnétique Lorsque la force magnétique de la bobine 53 a devient supérieure à la force du ressort, c'est-à-dire lorsque le courant de commande dépasse La valeur m (voir figure 2), La pièce d'espacement 4 et l'élément d'arrêt 7 a se déplacent à l'encontre de la force du ressort d'appui 4 e. La surface de passage des orifices variables r et S aug- mente en fonction du déplacement de la pièce d'espacement 4 En même temps, La surface de passage des orifices variables q et t diminue progressivement Il en résulte qu'un débit plus important de fluide comprimé pénètre dans La première conduite de sortie 51. Au contraire, la communication par fluide entre la conduite d'ali- mentation 2 et la seconde conduite de sortie 52 est sensiblement bloquée De ce fait, La pression de fluide qui est fournie à la première conduite de sortie 51 est supérieure à celle qui est founie à la seconde conduite de sortie 52. Cette p Lus grande pression de fluide au niveau du premier orifice de sortie 11 a est renvoyée dans l'a Lésage d'asservissement 61 a Ainsi, cette pression de fluide plus importante s'exerce sur le premier piston pilote 64 a, et par suite sur le bouchon réglable 8 a La force qui correspond à cette pression sert de force de réac- tion pour repousser la pièce d'espacement 4 De ce fait, le mouve- ment axial de La pièce d'espacement 4 est interrompu IL en résulte que l'amplitude du déplacement axial de la pièce d'espacement 4 est proportionnelle à l'intensité du courant de commande (figure 2). Une opération semblable mais opposée a lieu lorsque l'on applique le courant de commande à la bobine 53 b Il en résulte que la pression de fluide dans la seconde conduite de sortie 52 aug- mente de façon proportionnelle à l'intensité du courant de commande appliqué à la bobine 53 b. Pour régler la charge d'appui, on desserre les contre- écrous 74 a et 74 b afin de permettre aux bouchons réglables 8 a et 8 b de tourner Dans cet état, si l'on fait tourner les bouchons réglables 8 a et 8 b dans le sens d'un plus grand serrage, on aug- mente la charge sur les ressorts d'appui Au contraire, si l'on fait tourner les bouchons réglables 8 a et 8 b dans le sens d'un relâchement, on peut réduire la charge d'appui. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation préféré décrit ci-dessus à titre d'illustration et que l'homme de l'art peut y apporter diverses modifications et divers changements sans toutefois s'écarter du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1 Soupape de commande de pression, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps de soupape ( 1) définissant un alésage ( 11) qui s'étend axialement à l'intérieur du corps de soupape, une pièce d'espacement ( 4) disposée dans l'alésage de soupape et des- tinée à s'y déplacer par suite d'une poussée pour régler la pres- sion de sortie (P 1, P 2) selon sa position axiale, des dispositifs d'actionnement électromagnétiques (Sa, 5 b) pour entraîner la pièce d'espacement ( 4) dans un mouvement axial pour augmenter la pression de sortie à l'état actif, des ressorts mécaniques d'appui ( 4 e, 4 f) exerçant constamment une force poussant la pièce d'espacement dans un sens tel qu'il en résulte un mouvement axial de la pièce d'espa- cement pour abaisser la pression de sortie, des plongeurs ( 54 a, 54 b) associés aux dispositifs d'actionnement électromagnétiques pour provoquer un déplacement axial de la pièce d'espacement ( 4), ces plongeurs étant d'une pièce avec la pièce d'espacement. 2 Soupape de commande de pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits ressorts d'appui ( 4 e, 4 f) sont disposés axialement à l'extérieur desdits dispositifs d'actionne- ment électromagnétiques ( 5 a, 5 b) pour permettre un réglage externe de la force d'appui. 3 Soupape de commande de pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits ressorts d'appui ( 4 e, 4 f) sont associés à des bouchons d'extrémité ( 8 a, 8 b) qui sont vissés sur ledit corps de soupape ( 1) pour régler ladite force d'appui desdits ressorts d'appui.