Brevet FR2728045A1 — publié le 19960614

DISPOSITIF DE SUPPORT ET DE GUIDAGE POUR OBTURATEUR D'UNE SOUPAPE ASOLENOIDE, ET PROCEDE DE FABRICATION DUDIT DISPOSITIF DESCRIPTION La présente invention se rapporte à un dispositif de support et de guidage d'un obturateur à diaphragme d'une soupa- pe à solénoïde présentant une soupape pilote actionnée électri- quement. Plus particulièrement, l'invention a pour objet un dis- positif de support et de guidage comprenant un premier élément en matière plastique, configure en cuvette, dont la base com- porte un fût axial extérieur dans lequel un conduit longitudi- nal s'étend entre un siège d'obturation affecté à la soupape pi- lote et façonné sur la paroi de base du premier élément, et un orifice d'évent situé à l'extrémité distale du fût; et un se- cond élément annulaire, également constitué d'une matière plastique, assujetti autour du fût et définissant, avec la base du premier élément, un siège annulaire pour retenir l'obtura- teur à diaphragme. Le dispositif de support et de guidage conforme à l'in- vention est caractérisé par le fait que le second élément est assujetti au fût du premier élément par accouplement à concor- dance de formes, avec soudage aux ultrasons. Un autre objet de la présente invention est un pro- cédé de fabrication d'un dispositif de support et de guidage d'un obturateur à diaphragme d'une soupape à solénoïde présen- tant une soupape pilote actionnée électriquement, procédé com- prenant les étapes consistant à prévoir un premier élément en matière plastique, configuré en cuvette, dont la base comporte un fût axial extérieur dans lequel un conduit longitudinal s'étend entre un siège d'obturation affecté à la soupape pilo- te, et un orifice d'évent situé à l'extrémité distale du fût; à SR 11533 IT/JB prévoir un second élément annulaire, également constitué d'une matière plastique; et à assujettir le second élément autour du fût du premier élément de telle sorte qu'un siege annulaire, destiné à retenir l'obturateur, soit défini entre le second élément et la paroi de base du premier élément. Ledit procédé est caractérisé par le fait que le second élément est assujetti au fût du premier élément par accouplement à concordance de for- mes, et par soudage aux ultrasons. De préférence, la surface latérale extérieure du fût du premier élément, et la surface intérieure du second élément, peuvent être avantageusement pourvues de profils étages res- pectifs qui peuvent coopérer mutuellement par concordance de formes, lors de l'accouplement, et peuvent faire l'objet d'une fusion conjointe résultant du soudage aux ultrasons. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins an- nexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'une soupape à solénoïde, munie d'une soupape pilote actionnée électriquement et présen- tant un dispositif, conforme à l'invention, de support et de guidage d'un obturateur à diaphragme; la figure 2 est une coupe, à échelle agrandie, du dispo- sitif de support et de guidage intégré dans la soupape à solé- noïde illustrée sur la figure 1; la figure 3 représente, à échelle agrandie, le détail repéré par III sur la figure 2; et la figure 4 est une illustration analogue à la figure 3 et montrant, avant leur accouplement mutuel, deux éléments du dispositif de support et de guidage conforme à l'invention. Sur la figure 1, la référence numérique 1 désigne, dans son ensemble, une soupape à solénoïde du type couramment utili- sé, par exemple, pour commander l'admission d'eau dans une ma- chine à laver (lave-linge ou lave-vaisselle), à partir du ré- seau d'alimentation en eau. La soupape 1 à solénoïde comprend un corps 2 dans lequel SR 11533 IT/JB sont façonnés un raccord d'admission 3 et un raccord de sortie 4. Un filtre 5 et un régulateur 6 de débit, tous deux d'un type connu, sont loges dans le raccord d'admission 3. Une chambre d'admission 7 pour l'essentiel annulaire est ménagée dans le corps 2, entre le raccord d'admission 3 et le raccord de sortie 4, autour d'une protubérance tubulaire 8 du- dit corps qui forme un siège d'obturation 9. Un canal de sortie , pratiqué dans la protubérance tubulaire 8, communique avec le raccord de sortie 4. Un obturateur annulaire, globalement désigné par 11, est associé au siège d'obturation 9. L'obturateur comprend un élément annulaire 12 remplissant la fonction de l'élément obtu- rateur proprement dit, en coopérant avec le siège 9. L'élément annulaire 12 est relié à un autre élément annulaire 13, par l'intermédiaire d'un diaphragme 14. L'élément annulaire 13 est coincé entre le corps 2 et une collerette extrême 15 d'un carter tubulaire 16, à l'extérieur duquel est placé un enroulement ex- citateur 17. L'obturateur 12 proprement dit est encastré dans un siège correspondant, ménagé dans un dispositif de support et de guidage portant globalement la référence 18. Dans la forme de réalisation selon les figures 2 à 4, le dispositif 18 de support et de guidage comprend un premier élé- ment 19 venu de moulage en matière plastique, muni d'une partie supérieure 20 configurée en cuvette, et d'un fût tubulaire in- férieur 21 d'un seul tenant avec cette dernière. Le fût 21 part de la paroi inférieure de la partie 20 configurée en cuvette, et une région axialement médiane dudit fût forme un épaulement ra- dial 22. Le fût 21 définit un conduit axial 21a qui débouche, en partie haute, dans un siège d'obturation 23 façonné dans la base de la partie 20 configurée en cuvette. Dans la zone inférieure, le conduit 21a s'achève par un orifice d'évent 24 communiquant avec le canal de sortie 10 de la soupape à solénoïde (figure 1). SR 11533 IT/JB Comme le révèle la figure 1, à laquelle il convient de se référer, une pièce centrale 25, logée à mouvement axial dans le carter tubulaire 16, porte un obturateur 26 à son extrémité in- férieure. Un ressort hélicoïdal 27 est interposé entre l'autre extrémité de la pièce centrale 25 et la paroi extrême du carter 16. Lorsque l'enroulement 17 est à l'état désexcité, le ressort 27 applique une poussée à la pièce 25, de telle sorte que l'obtu- rateur 26 soit pressé contre le siege d'obturation 23 (figure 1). La figure 1 permet de constater que le diaphragme 14 sépare la chambre 7 d'avec une chambre de commande 28 sus- jacente qui est définie entre la collerette 15 du carter 16, ledit diaphragme 14 et le dispositif 18 de support et de gui- dage. Comme le met optimalement en lumière la figure 2, le dia- phragme 14 est partiellement appliqué contre la face latérale de la partie 20, configurée en cuvette, de l'élément 19 du dis- positif de support et de guidage. Au moins une saignée, désignée par 29 sur la figure 2, est pratiquée dans le côte de ladite partie 20 et est reliée, par son extrémité inférieure, à un évi- dement annulaire 30 façonné dans la face inférieure de la base de cette partie 20. L'évidement 30 se trouve en vis-à-vis d'un conduit 31 ménagé dans l'obturateur 12 (figure 2). La chambre 7 de la soupape à solénoïde est en communica- tion permanente, par l'intermédiaire du conduit 31, de la sai- gnée 29 et de l'évidement 30, avec la chambre de commande 28 sus- jacente dans laquelle se trouve la soupape formée par l'obtura- teur 26 et par le siège 23. Cette soupape (la soupape pilote) peut être commandée par l'excitation du solénoïde 17, et est normalement fermée. En service, le fluide hydraulique délivré au raccord d'admission 3 de la soupape à solénoïde atteint la chambre de commande 28, de manière connue, en empruntant le conduit 31, l'évidement 30 et la saignée 29 décrits ci-dessus. La pres- sion hydraulique régnant dans la chambre 28 applique, au dispo- SR 11533 IT/JE sitif 18 de support et de guidage et au diaphragme 14, une force plus grande que celle qui leur est appliquée par la pression hy- draulique régnant dans la chambre 7. La soupape principale, formée par l'obturateur 12 et par le siege d'obturation 9, de- meure par conséquent fermée à l'état désexcité du solénoïde 17. Dès que ce solénoïde 17 est excité, la pièce centrale 25 est at- tirée vers le haut en s'opposant à l'action du ressort 27; l'ob- turateur 26 dégage le siège d'obturation 23 et la pression hy- draulique, régnant dans la chambre de commande 28, est presque instantanément déchargée dans le fût 21 et dans le canal de sor- tie 10, en empruntant le conduit 21a. Il en résulte que la force appliquée à l'obturateur 12, au diaphragme 14 et au dispositif 18 de support et de guidage, par la pression régnant dans la chambre 7, soulève cet ensemble structurel et décolle l'obtura- teur 12 à l'écart du siege 9. La soupape principale est ainsi ouverte, et le fluide hydraulique peut s'écouler du raccord d'admission 3 vers le raccord de sortie 4. Comme le mettent optimalement en évidence les figures 2 à 4, le dispositif 18 de support et de guidage comprend égale- ment un élément annulaire 40, accouplé au fût 21 de la partie 20 configurée en cuvette. Cet élément annulaire fait saillie ra- dialement par rapport à la région de la partie 20 qui forme l'épaulement radial 22. L'élément annulaire (bague) 40 défi- nit, conjointement à la base de ladite partie 20, un siège annu- laire 41 dans lequel l'obturateur 12 est coincé (figure 3). La figure 4 montre la forme de la bague 40 et du fût 21 de la partie 20 configurée en cuvette, préalablement à leur accou- plement. Comme l'atteste une observation de cette figure, la bague 40 présente une surface intérieure dotée d'un profil éta- gé, comprenant une succession de surfaces annulaires cylindri- ques 51, 52, 53 reliées par des épaulements radiaux 54 et 55. Les surfaces cylindriques 51, 52 et 53 possèdent des diamètres croissant progressivement. La surface latérale extérieure du fût tubulaire 21 pré- sente, de façon correspondante, un profil étagé similaire com- SR 11533 IT/JB prenant des surfaces cylindriques 61, 62 et 63 reliées par des épaulements radiaux 64 et 65. Les diamètres des surfaces cylin- driques 61 à 63 augmentent progressivement. Les diamètres des surfaces annulaires intérieures suc- cessives 51, 52 et 53 de la bague 40 sont légèrement plus petits que les diamètres des surfaces cylindriques 61, 62 et 63 du fût tubulaire 21. Les dimensions axiales des surfaces cylindriques et les dimensions radiales des épaulements de la bague 40 cor- respondent, pour l'essentiel, aux dimensions axiales des sur- faces cylindriques et aux dimensions radiales des épaulements du fût tubulaire 21. Au stade de l'assemblage, la bague 40 et l'extrémité du fût tubulaire 21 sont accouplées avec imbrication concordante, à l'aide d'une sonotrode provoquant leur soudage par ultra- sons. Une gorge annulaire, désignée par 50 sur les figures 3 et 4, est avantageusement pratiquée dans l'épaulement 22 de la partie 20 configurée en cuvette, au voisinage direct de la sur- face cylindrique extérieure 63. Cette gorge est conçue pour re- cueillir la "coulure" résultant de la fusion conjointe des gra- dins de la bague 40 et des gradins correspondants du fût 21, coopérant avec ces derniers lors de l'accouplement par concor- dance de formes, avec soudage aux ultrasons. Une fois l'accouplement achevé, la bague 40 et la partie 20 configurée en cuvette présentent la forme illustrée sur la figure 2, et sur la figure 3 à échelle agrandie. De préférence, mais pas nécessairement, l'élément annu- laire (bague) 40 possède une forme décroissant depuis la partie configurée en cuvette, et présente une surface annulaire ex- térieure tronconique 40a. Lorsque la soupape 1 à solénoïde est en fonction, la ba- gue 40 agit comme un élément de guidage du déplacement de l'ob- turateur 12. En fait, la bague 40 s'engage, avec guidage à cou- lissement axial, dans la protubérance tubulaire 8 du corps 2 de la soupape à solénoïde, dans laquelle le siège d'obturation 9 SR 11533 IT/JB est ménagé. Il va de soi que, les principes de l'invention demeurant par ailleurs inchangés, les caractéristiques de réalisation et les détails structurels peuvent subir d'amples modifications, par rapport à ceux décrits et illustrés uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans s'écarter du cadre de la présente invention. SR 11533 IT/JB -R E V E N D I C A T I ONS- 1. Dispositif de support et de guidage d'un obturateur à diaphragme (12, 14) d'une soupape (1) à solénoïde présentant une soupape pilote (23- 26, 17) actionnée électriquement, com- prenant un premier élément (20) en matière plastique, configuré en cuvette, dont la base comporte un fût axial extérieur (21) dans lequel un conduit longitudinal (21a) s'étend entre un siè- ge d'obturation (23) affecté à la soupape pilote (23-26; 17), et un orifice d'évent (24) situé à l'extrémité distale du fût (21); et un second élément (40) annulaire, également constitué d'une matière plastique, assujetti autour du fût (21) et defi- nissant, avec la base du premier élément (20), un siège annu- laire (41) pour retenir l'obturateur (12, 14), dispositif ca- ractérisé par le fait que le second élément (40) est assujetti au fût (21) du premier élément (20) par accouplement à concor- dance de formes, avec soudage aux ultrasons. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface latérale extérieure du fût (21) du pre- mier élément (20), et la surface intérieure du second élément (40), présentent des profils étagés respectifs (51-55; 61-65) qui peuvent coopérer mutuellement par concordance de formes, lors de l'accouplement, et peuvent faire l'objet d'une fusion conjointe résultant du soudage aux ultrasons. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le second élément (40) présente une surface ex- térieure (40a) de forme décroissante à partir du premier élé- ment (20). 4. Procédé de fabrication d'un dispositif (18) de sup- port et de guidage d'un obturateur à diaphragme (12, 14) d'une soupape (1) à solénoïde présentant une soupape pilote (23-26, 17) actionnée électriquement, procédé comprenant les étapes consistant à prévoir un premier élément (20) en matière plasti- que, configuré en cuvette, dont la base comporte un fût axial extérieur (21) dans lequel un conduit longitudinal (21a) SR 11533 IT/JB s'étend entre un siège d'obturation (23) affecté à la soupape pilote (23-26; 17), et unorifice d'évent (24) situé à l'extré- mité distale du fût (21); à prévoir un second élément (40) annu- laire, également constitué d'une matière plastique; et à assu- jettir le second élément (40) autour du fût (21) du premier élé- ment (20) de telle sorte qu'un siège annulaire (41), destiné à retenir l'obturateur (12, 14), soit défini entre le second élé- ment (40) et la paroi de base du premier élément (20), procédé caractérisé par le fait que le second élément (40) est assujetti au fût (21) du premier élément (20) par accouplement à concor- dance de formes, et par soudage aux ultrasons. 5. Procéde selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la surface latérale extérieure du fût (21) du premier élément (20), et la surface intérieure du second élément (40), présentent des profils étagés respectifs (51-55; 61-65) qui peuvent coopérer mutuellement par concordance de formes, lors de l'accouplement, et peuvent faire l'objet d'une fusion con- jointe résultant du soudage aux ultrasons. SR 11533 IT/JB